Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik für die Projektionslithographie zur Ausleuchtung eines Objektfeldes, in dem ein abzubildendes Objekt anordenbar ist, mit Beleuchtungslicht. Ferner betrifft die Erfindung ein optisches System sowie ein Beleuchtungssystem mit einer derartigen Beleuchtungsoptik, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen Beleuchtungssystem, ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauelements unter Einsatz einer solchen Projektionsbelichtungsanlage sowie ein hierdurch hergestelltes Bauelement. The invention relates to an illumination optical system for projection lithography for illuminating an object field, in which an object to be imaged can be arranged, with illumination light. Furthermore, the invention relates to an optical system and an illumination system with such illumination optics, a projection exposure apparatus with such an illumination system, a manufacturing method for producing a micro- or nanostructured device using such a projection exposure system and a component produced thereby.
Eine Beleuchtungsoptik der eingangs genannten Art ist bekannt aus der WO 2010/049076 A2 und der WO 2009/095052 A1 . Die US 2011/0 001 947 A1 und die US 6 195 201 B1 beschreiben jeweils Beleuchtungsoptiken für die Projektionslithographie zur Ausleuchtung eines Objektfeldes mit einem Feldfacettenspiegel und einem Pupillenfacettenspiegel. Eine Beleuchtungsoptik mit einem Einzelspiegelarray ist bekannt aus der WO 2009/100 856 A1 .An illumination optics of the type mentioned is known from the WO 2010/049076 A2 and the WO 2009/095052 A1 , The US 2011/0 001 947 A1 and the US Pat. No. 6,195,201 B1 each describe illumination optics for projection lithography for illuminating an object field with a field facet mirror and a pupil facet mirror. An illumination optical system with a single-mirror array is known from US Pat WO 2009/100 856 A1 ,
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Beleuchtung des abzubildenden Objekts flexibel zu gestalten und an Vorgabewerte gut anpassbar zu machen, wobei bei der Beleuchtung des Objektfeldes wenig Beleuchtungslicht verloren gehen soll. It is an object of the present invention to make the illumination of the object to be imaged flexible and to make it well adaptable to standard values, wherein in the illumination of the object field little illumination light is to be lost.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Beleuchtungsoptik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved by an illumination optical system with the features specified in claim 1.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass der in der Regel windschiefe Verlauf der Strahlengänge der Teilbündel des Beleuchtungslichts durch die Beleuchtungsoptik hin zum Objektfeld zwischen einer jeweiligen Feldfacette und dem Objektfeld einen Abbildungs-Verkippungswinkel dieser Feldfacettenabbildung auf das Objektfeld bestimmt. Durch entsprechende Vorgabe der Strahlengänge ist eine Optimierung hin zu einer möglichst geringen Verkippung der Feldfacettenbilder zueinander im Objektfeld möglich, sodass eine entsprechende gute Überlagerung der Feldfacettenbilder im Objektfeld resultiert. Ein vorteilhaft hoher Nutzungsgrad des Beleuchtungslichts, bei dem kaum oder kein Beleuchtungslicht, welches nicht zur Objektfeldbeleuchtung beiträgt, verloren geht, ist möglicht. Es wurde insbesondere erkannt, dass eine Verringerung einer Feldfacettenbildverkippung unterhalb eines vorgegebenen Toleranzwertes von 7° durch eine relativ geringe Verkippungs-Vorkompensation der Feldfacetten selbst erreicht werden kann, wenn gleichzeitig eine Optimierung des in der Regel windschiefen Verlaufs der jeweiligen Strahlengänge erfolgt, die ihrerseits einen erheblichen Einfluss auf die Verkippung der Feldfacettenbilder, also auf die Überlagerungsqualität der Feldfacettenbilder im Objektfeld, hat. Die Randkontur der Feldfacetten ist zur Randkontur des zu beleuchtenden Objektfeldes ähnlich. Das Objektfeld kann eine rechteckige oder bogenförmige Randkontur haben. Eine Verkippungs-Vorkompensation der Feldfacetten zueinander führt regelmäßig dazu, dass der Feldfacettenspiegel mit den Feldfacetten nicht lückenlos belegt werden kann. Bei entsprechender Optimierung des Verlaufs der Strahlengänge der Beleuchtungslicht-Teilbündel kann erreicht werden, dass die Feldfacetten eine Verkippungs-Vorkompensation mit absoluten Kippwinkeln haben, die kleiner sind als 10°, kleiner als 7°, kleiner als 5° und insbesondere höchstens 4° betragen. Entsprechend geht auf den Feldfacettenspiegel wenig Beleuchtungslicht zwischen aneinander angrenzenden Feldfacetten verloren, da die Feldfacetten allenfalls gering verkippt aneinander anschließen. According to the invention, it has been recognized that the generally skewed course of the beam paths of the partial beams of the illumination light through the illumination optics toward the object field between a respective field facet and the object field determines an imaging tilt angle of this field facet map on the object field. By appropriate specification of the beam paths, an optimization is possible towards the smallest possible tilting of the field facet images relative to one another in the object field, so that a corresponding good superimposition of the field facet images in the object field results. An advantageously high degree of utilization of the illumination light, in which little or no illumination light, which does not contribute to object field illumination, is lost, is possible. It has been found in particular that a reduction of a field facet image tilt below a predetermined tolerance value of 7 ° can be achieved by a relatively small tilting precompensation of the field facets themselves, if an optimization of the generally skewed course of the respective beam paths takes place at the same time Influence on the tilting of the field facet images, ie on the overlay quality of the field facet images in the object field. The edge contour of the field facets is similar to the edge contour of the object field to be illuminated. The object field can have a rectangular or arcuate edge contour. A tilting precompensation of the field facets to one another regularly leads to the fact that the field facet mirror with the field facets can not be fully occupied. With a corresponding optimization of the course of the beam paths of the illumination light partial beams, it can be achieved that the field facets have a tilt precompensation with absolute tilt angles which are smaller than 10 °, smaller than 7 °, smaller than 5 ° and in particular no higher than 4 °. Accordingly, little illuminating light between adjacent field facets is lost to the field facet mirror, since the field facets are at most slightly tilted together.
Eine Verkippungs-Toleranzgrenze der Feldfacettenbilder in der Objektebene kann auch kleiner gewählt werden als 6°, beispielsweise kleiner als 5°, kleiner als 4°, kleiner als 3°, kleiner als 2° oder auch kleiner als 1°. Ein entsprechend hoher Beleuchtungs-Durchsatz ist die Folge. A tilt tolerance limit of the field facet images in the object plane can also be selected to be smaller than 6 °, for example less than 5 °, less than 4 °, less than 3 °, less than 2 ° or even less than 1 °. A correspondingly high illumination throughput is the result.
Das zwischen dem Feldfacettenspiegel und dem Pupillenfacettenspiegel angeordneter Umlenk-Einzelspiegelarray liefert weitere Freiheitsgrade bei der Auslegung der Objektfeldbeleuchtung. Beispielsweise können bestimmte Ziel-Reflexionswinkel an den Umlenk-Einzelspiegel bzw. an den Pupillenfacetten erreicht werden. Dies kann zur gezielten Ausnutzung von Polarisationseffekten bei der Reflexion an den Facetten genutzt werden. The deflection individual mirror array arranged between the field facet mirror and the pupil facet mirror provides additional degrees of freedom in the design of the object field illumination. For example, certain target reflection angles can be achieved at the deflection individual mirror or at the pupil facets. This can be used for the targeted exploitation of polarization effects in the reflection on the facets.
Der Feldfacettenspiegel und/oder das Umlenk-Einzelspiegelarray kann als Multi- beziehungsweise Mikrospiegel-Array und kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS) ausgebildet sein. Alternativ können der Feldfacettenspiegel und/oder das Umlenk-Einzelspiegelarray makroskopische Feldfacetten beziehungsweise Umlenk-Einzelspiegel aufweisen. Soweit einer der Facettenspiegel als Mikrospiegel-Array ausgebildet ist, kann jeweils eine der Facetten durch eine Gruppe von Mikro-Einzelspiegeln bzw. Mikrospiegeln gebildet sein. Eine solche Gruppe von Mikrospiegeln wird nachfolgend auch Facetten-Einzelspiegelgruppe genannt. Jeweils ein solcher Feldfacettenbereich aus einer Gruppe der Mikro-Einzelspiegel des Feldfacettenspiegels kann einen der Umlenk-Einzelspiegel und eine der Pupillenfacetten beleuchten. Prinzipiell kann auch jeweils einer der Umlenk-Einzelspiegel durch eine Gruppe von Mikro-Einzelspiegeln gebildet sein. Die Umlenk-Einzelspiegel sind so orientiert, dass sie das Beleuchtungslicht aus Richtung des jeweiligen Feldfacettenbereichs, also aus Richtung einer spezifischen Region des Feldfacettenspiegels, auf genau eine der Pupillenfacetten richten. Der Feldfacettenbereich ist dann eine aus einer Mehrzahl oder aus einer Vielzahl von Mikro-Einzelspiegeln zusammengesetzte Feldfacette. Die Umlenk-Einzelspiegel können als zwischen verschiedenen Kippstellungen, beispielsweise um zwei Freiheitsgrade kippbare, Spiegel ausgebildet sein. Hierdurch können beispielsweise genau einer der Pupillenfacetten mehrere Feldfacetten und insbesondere mehrere Gruppierungen von Mikro-Einzelspiegeln des gegebenenfalls als Mikrospiegel-Array ausgebildeten Feldfacettenspiegels über eine entsprechende Führung des Beleuchtungslichts zugeordnet werden. Die Einzelspiegel des Umlenk-Einzelspiegelarrays und/oder die Facetten des Pupillenfacettenspiegels können auch als starre, also als nicht zwischen verschiedenen Kippstellungen kippbare Facetten ausgebildet sein. Die Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels können in ihrer Gesamtheit so angeordnet sein, dass sie von den Feldfacetten und/oder Umlenk-Einzelspiegel mit geringen absoluten Kippwinkeländerungen erreicht werden. Die Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels können in einer hexagonal dichtesten Packung, können in einer kartesischen Anordnung, also zeilen- und spaltenweise, oder können auch rotationssymmetrisch angeordnet sein. Die Anordnung der Pupillenfacetten kann, beispielsweise zur Korrektur von Verzeichnungseffekten, verzerrt sein. Das Umlenk-Einzelspiegelarray und/oder der Pupillenfacettenspiegel kann ein abbildender Bestandteil der Übertragungsoptik sein und beispielsweise konkave und/oder konvexe Umlenk-Einzelspiegel bzw. Pupillenfacetten aufweisen. Die Umlenk-Einzelspiegel bzw. die Pupillenfacetten können elliptisch oder hyperbolisch geformte Reflexionsflächen ausweisen. Alternativ können die Umlenk-Einzelspiegel bzw. Pupillenfacetten auch als reine Umlenkspiegel ausgestaltet sein. Die Übertragungsoptik kann nach dem Pupillenfacettenspiegel angeordnet sein. Der Feldfacettenspiegel kann einige hundert Feldfacetten aufweisen. Der Pupillenfacettenspiegel kann einige tausend Pupillenfacetten aufweisen. Die Anzahl der Umlenk-Einzelspiegel kann gleich der Anzahl der Pupillenfacetten sein. Die Anzahl der Feldfacetten kann gleich der Anzahl der Pupillenfacetten sein. Die Feldfacetten und diese ggf. aufbauenden Mikro-Einzelspiegel können zur Bündelformung gekrümmte oder alternativ plane Reflexionsflächen haben. Die Umlenk-Einzelspiegel des Umlenk-Einzelspiegelarrays können zur Bündelformung gekrümmte oder alternativ plane Reflexionsflächen haben. Die Anzahl der Umlenk-Einzelspiegel kann mindestens so groß sein wie die Anzahl der Pupillenfacetten. Die Anzahl der Feldfacetten bzw. die Anzahl der die Feldfacetten bildenden Mikro-Einzelspiegel des Feldfacettenspiegels kann viel größer sein als die Anzahl der Umlenk-Einzelspiegel und kann zum Beispiel zehnmal so groß sein oder noch größer. Die Beleuchtungsoptik kann so konfiguriert sein, dass das Umlenk-Einzelspiegelarray nicht auf die Pupillenfacetten abgebildet wird. Die Beleuchtungsoptik kann so konfiguriert sein, dass die Feldfacetten nicht auf Umlenk-Einzelspiegel abgebildet werden. Korrektur-Mikrospiegel des Feldfacettenspiegels und/oder des Umlenk-Einzelspiegelarrays können durch Wegklappen zur Korrektur einer Intensitätsverteilung und/oder zur Korrektur einer Beleuchtungswinkelverteilung über das Objektfeld beziehungsweise über ein Bildfeld, in welches das Objektfeld abgebildet wird, genutzt werden. Reflexionsflächen der Feldfacetten, der Umlenk-Einzelspiegel und/oder der Pupillenfacetten können als asphärische Flächen ausgestaltet sein, um Abbildungsfehler einer Abbildung in das Objektfeld zu korrigieren. Mit der Beleuchtungsoptik kann eine Polarisationskontrolle des Beleuchtungslichts realisiert werden. The field facet mirror and / or the deflecting individual mirror array can be configured as a multi-mirror or micromirror array and, in particular, can be designed as a microelectromechanical system (MEMS). Alternatively, the field facet mirror and / or the deflecting individual mirror array can have macroscopic field facets or deflecting individual mirrors. If one of the faceted mirrors is designed as a micromirror array, one of the facets can be formed by a group of micro-individual mirrors or micromirrors. Such a group of micromirrors is also referred to below as a faceted single-mirror group. In each case such a field facet region from a group of micro-individual mirror of Field facet mirror can illuminate one of the diverting individual mirrors and one of the pupil facets. In principle, one of the deflecting individual mirrors can also be formed by a group of individual micro-mirrors. The deflecting individual mirrors are oriented such that they direct the illumination light from the direction of the respective field facet region, that is to say from the direction of a specific region of the field facet mirror, onto exactly one of the pupil facets. The field facet region is then a field facet composed of a plurality or of a plurality of micro individual mirrors. The deflecting individual mirrors can be embodied as mirrors which can be tilted between different tilt positions, for example by two degrees of freedom. In this way, for example, exactly one of the pupil facets can be assigned a plurality of field facets and, in particular, multiple groupings of micro individual mirrors of the field facet mirror, which may be in the form of a micromirror array, via a corresponding guidance of the illumination light. The individual mirrors of the deflection individual mirror array and / or the facets of the pupil facet mirror can also be embodied as rigid facets, that is to say as facets which can not be tilted between different tilt positions. The pupil facets of the pupil facet mirror may be arranged in their entirety such that they are achieved by the field facets and / or deflecting individual mirrors with small absolute tilt angle changes. The pupil facets of the pupil facet mirror can be arranged in a hexagonal closest packing, can be arranged in a Cartesian arrangement, ie in rows and columns, or can also be rotationally symmetrical. The arrangement of the pupil facets may be distorted, for example, to correct distortion effects. The deflection individual mirror array and / or the pupil facet mirror can be an imaging component of the transmission optics and, for example, have concave and / or convex deflection individual mirrors or pupil facets. The deflecting individual mirrors or the pupil facets may have elliptical or hyperbolically shaped reflecting surfaces. Alternatively, the deflecting individual mirrors or pupil facets can also be designed as pure deflecting mirrors. The transmission optics can be arranged after the pupil facet mirror. The field facet mirror may have several hundred field facets. The pupil facet mirror may have several thousand pupil facets. The number of deflecting individual mirrors can be equal to the number of pupil facets. The number of field facets may be equal to the number of pupil facets. The field facets and these optionally constituting individual micro-mirrors can have curved or alternatively plane reflection surfaces for beam shaping. The deflecting individual mirrors of the deflection individual mirror array can have curved or alternatively plane reflection surfaces for beam shaping. The number of deflecting individual mirrors can be at least as large as the number of pupil facets. The number of field facets or the number of field facetted micro-individual mirrors of the field facet mirror can be much larger than the number of diverting individual mirrors and can be, for example, ten times larger or even larger. The illumination optics can be configured such that the deflecting individual mirror array is not imaged onto the pupil facets. The illumination optics may be configured so that the field facets are not imaged onto deflecting individual mirrors. Correction micromirrors of the field facet mirror and / or of the deflecting individual mirror array can be used by folding away for correcting an intensity distribution and / or for correcting an illumination angle distribution over the object field or via an image field into which the object field is imaged. Reflective surfaces of the field facets, the deflecting individual mirrors and / or the pupil facets can be designed as aspherical surfaces in order to correct aberrations of an image in the object field. With the illumination optics, a polarization control of the illumination light can be realized.
Es kann eine Beleuchtungs- und Abbildungsgeometrie für die Projektionslithographie herbeigeführt werden, bei der Objektstrukturen mit insbesondere linear polarisiertem Beleuchtungslicht so abgebildet werden, dass durch Beugungswinkel des an der Objektstruktur gebeugten Beleuchtungslichts vorgegebene Beugungsebenen mit einer Polarisationsrichtung des Beleuchtungslichts einen Winkel einschließen, der von einer Normalen auf die jeweilige Beugungsebene um nicht mehr als 45°, um nicht mehr als 20°, um nicht mehr als 15°, um nicht mehr als 10° oder sogar um nicht mehr als 5° abweicht. Dies kann zur Optimierung der Abbildung genutzt werden. Die Feldfacetten des Feldfacettenspiegels können von einer Form des Objektfeldes abweichen, um Abbildungseffekte bei der Abbildung der Feldfacetten in das Objektfeld zumindest teilweise zu kompensieren. Der Feldfacettenspiegel kann hierzu mehrere Feldfacetten-Formtypen aufweisen, wobei sich die einzelnen Feldfacetten-Formtypen voneinander unterscheiden. Der Pupillenfacettenspiegel kann im Bereich einer Ebene angeordnet sein, in die eine Lichtquelle des Beleuchtungslichts abgebildet wird. Die Feldfacetten und/oder die Pupillenfacetten können ihrerseits in mehrere Einzelspiegel unterteilt sein. Der Pupillenfacettenspiegel kann eine letzte das Beleuchtungslicht führende Komponente der Beleuchtungsoptik sein.An illumination and imaging geometry for projection lithography can be brought about, in which object structures with, in particular, linearly polarized illumination light are imaged such that given diffraction angles of the illumination light diffracted at the object structure predetermine diffraction planes with a polarization direction of the illumination light at an angle which is from a normal the respective diffraction plane does not deviate more than 45 °, not more than 20 °, not more than 15 °, not more than 10 ° or even not more than 5 °. This can be used to optimize the image. The field facets of the field facet mirror may deviate from a shape of the object field to at least partially compensate for imaging effects in mapping the field facets into the object field. For this purpose, the field facet mirror can have a plurality of field facet shape types, wherein the individual field facet shape types differ from one another. The pupil facet mirror can be arranged in the region of a plane in which a light source of the illumination light is imaged. The field facets and / or the pupil facets may in turn be subdivided into a plurality of individual mirrors. The pupil facet mirror may be a last component of the illumination optics guiding the illumination light.
Eine Zwischenabbildung nach Anspruch 2 vergrößert die Einflussmöglichkeiten, die der jeweilige Verlauf des Strahlengangs des Beleuchtungslicht-Teilbündels zwischen dem Feldfacettenspiegel und dem Objektfeld auf eine Feldfacetten-Abbildungsverkippung hat. An intermediate image according to claim 2 increases the possibilities of influencing the respective course of the beam path of the illumination light partial beam between the field facet mirror and the object field to a field facet image tilting.
Umlenkwinkel nach den Ansprüchen 3 und 4 eignen sich zur Optimierung einer Reflexionseffizienz bei der reflektierenden Führung des Beleuchtungslichts in der Beleuchtungsoptik. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Beleuchtungslicht eine Wellenlänge im EUV-Bereich hat, beispielsweise im Bereich kleiner als 30nm und insbesondere im Bereich zwischen 5nm und 30nm. Deflection angle according to claims 3 and 4 are suitable for optimizing a reflection efficiency in the reflective guidance of the illumination light in the illumination optics. This applies in particular when the illumination light has a wavelength in the EUV range, for example in the range of less than 30 nm and in particular in the range between 5 nm and 30 nm.
Die Vorgabe eines Beleuchtungssettings mit beleuchtungswinkelabhängiger Polarisationsverteilung nach Anspruch 5 führt zu einer Objektbeleuchtung, die hohen Anforderungen an die Strukturauflösung bei der Projektionsbelichtung entspricht. Als Beleuchtungssetting kein ein Setting des Typs „Quasar“, „C-Quad“, ein Beleuchtungssetting mit tangentialer Polarisation, insbesondere ein annualares Beleuchtungssetting oder auch ein anderes Multipol-Setting, aber auch ein konventionelles Beleuchtungssetting zum Einsatz kommen. Beispiele für Beleuchtungssettings sind diskutiert in der US 2011/0019172 A1 . The specification of a lighting setting with illumination angle-dependent polarization distribution according to claim 5 leads to an object illumination, which corresponds to high demands on the structure resolution in the projection exposure. The illumination setting used is not a setting of the "quasar", "C-quad" type, a tangential polarization illumination setting, in particular an annual illumination setting or another multipole setting, but also a conventional illumination setting. Examples of lighting settings are discussed in the US 2011/0019172 A1 ,
Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 6, eines Beleuchtungssystems nach Anspruch 7, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 8, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 9 und eines Bauelements nach Anspruch 10 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Beleuchtungsoptik bereits erläutert wurden.The advantages of an optical system according to claim 6, an illumination system according to claim 7, a projection exposure apparatus according to claim 8, a manufacturing method according to claim 9 and a device according to claim 10 are the same as those already explained above with reference to the illumination optics.
Eine Projektionsoptik des optischen Systems kann insbesondere achtfach verkleinernd ausgeführt sein. Dies begrenzt einen Einfallswinkel des Beleuchtungslichts auf einem insbesondere reflektierend ausgestalteten Objekt. Die Übertragungsoptik des Beleuchtungssystems kann so gestaltet sein, dass eine Austrittspupille der Beleuchtungsoptik im Beleuchtungsstrahlengang mehr als 5 m vor dem Objektfeld liegt. Alternativ kann eine Lage der Austrittspupille der Beleuchtungsoptik im Unendlichen erreicht werden, also eine Telezentrie der Beleuchtungsoptik, oder eine Lage der Austrittspupille im Beleuchtungsstrahlengang hinter dem Objektfeld, also im Abbildungsstrahlengang der nachgeordneten Projektionsoptik.A projection optical system of the optical system can in particular be made eight times smaller. This limits an angle of incidence of the illumination light on a particularly reflective designed object. The transmission optics of the illumination system can be designed so that an exit pupil of the illumination optics in the illumination beam path is more than 5 m in front of the object field. Alternatively, a position of the exit pupil of the illumination optics can be achieved at infinity, ie a telecentricity of the illumination optics, or a position of the exit pupil in the illumination beam path behind the object field, ie in the imaging beam path of the downstream projection optics.
Die Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage kann so auf die Lichtquelle abgestimmt sein, dass ein gegebenenfalls von der Lichtquelle partiell schon vorpolarisiertes Beleuchtungslicht so in der Beleuchtungsoptik geführt ist, dass insbesondere über die Beleuchtungsoptik erzeugte linear polarisierte Beleuchtungsstrahlen möglichst große Anteile dieser Vorpolarisation beinhalten. Dies optimiert eine Nutzlichtausbeute der Projektionsbelichtungsanlage. The illumination optics of the projection exposure apparatus can be matched to the light source in such a way that an illumination light which is partially pre-polarized by the light source is guided in the illumination optics such that linearly polarized illumination beams generated in particular via the illumination optics include the greatest possible portions of this prepolarization. This optimizes a Nutzlichtausbeute the projection exposure system.
Die Projektionsbelichtungsanlage kann einen Objekthalter zur Haltung des abzubildenden Objekts im Objektfeld aufweisen. Der Objekthalter kann einen Objektverlagerungsantrieb zur gesteuerten Verlagerung des Objekthalters längs einer Objektverlagerungsrichtung aufweisen. Die Projektionsbelichtungsanlage kann einen Waferhalter zur Halterung des Wafers im Bildfeld aufweisen. Der Waferhalter kann einen Verlagerungsantrieb zu gesteuerten Verlagerung des Waferhalters längs der Objektverlagerungsrichtung aufweisen.The projection exposure apparatus can have an object holder for holding the object to be imaged in the object field. The object holder may have an object displacement drive for controlled displacement of the object holder along an object displacement direction. The projection exposure apparatus can have a wafer holder for holding the wafer in the image field. The wafer holder may have a displacement drive for controlled displacement of the wafer holder along the direction of object displacement.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen: Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In this show:
1 stark schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage für die Projektionslithographie mit einer Beleuchtungsoptik und mit einer Projektionsoptik, wobei ein Beleuchtungs- und Abbildungsstrahlengang in einem Meridionalschnitt wiedergegeben ist, mit einer U-förmigen Faltung des Beleuchtungslichtstrahlengangs im Bereich eines Umlenk-Einzelspiegelarrays der Beleuchtungsoptik; 1 strongly schematically a projection exposure apparatus for projection lithography with an illumination optical system and with a projection optics, wherein an illumination and imaging beam path is reproduced in a meridional section, with a U-shaped convolution of the illumination light beam path in the region of a deflection individual mirror array of the illumination optical system;
2 eine Aufsicht auf einen Feldfacettenspiegel der Beleuchtungsoptik nach 1 aus Blickrichtung II in 1, dargestellt mit in Bezug auf eine Kippachse senkrecht zu einer Objektebene unverkippten, also nicht vorkompensierten Feldfacetten; 2 a plan view of a field facet mirror of the illumination optical system 1 from viewing direction II in 1 represented with with respect to a tilt axis perpendicular to an object plane untilted, so not precompensated field facets;
3 in einer 2 entsprechenden Ansicht zwei benachbarte Feldfacetten mit übertrieben dargestellter Vorkompensations-Verkippung zueinander; 3 in a 2 corresponding view two adjacent field facets with exaggerated illustrated Vorkompensations tilting each other;
4 in einer Aufsicht eine Pupille der Beleuchtungsoptik nach 1, wobei schematisch ein Quasar-Beleuchtungssetting dargestellt ist; 4 in a plan a pupil of the illumination optics 1 schematically showing a quasi-illumination setting;
5 in einer 2 entsprechenden Ansicht eine Ausführung des Feldfacettenspiegels mit beispielhaft dargestellten Orientierungs-Vektoren zur Verdeutlichung jeweils der Vorkompensations-Verkippung einer Feldfacette, deren Schwerpunkt jeweils am Ursprung des Orientierungs-Vektors angeordnet ist, wobei die Feldfacetten im Zusammenspiel mit dem Umlenk-Einzelspiegelarray und einem Pupillenfacettenspiegel der Beleuchtungsoptik zur Vorgabe eines Quasar-Beleuchtungssettings nach 4 orientiert sind; 5 in a 2 corresponding view, an embodiment of the field facet mirror with illustrative orientation vectors to illustrate each of the Vorkompensations tilting a Feldfacette whose center of gravity is located respectively at the origin of the orientation vector, wherein the field facets in conjunction with the deflection individual mirror array and a pupil facet mirror of the illumination optics Specification of a quasar illumination setting after 4 are oriented;
6 in einem Histogramm eine Häufigkeitsverteilung des Auftretens von absoluten Vorkompensations-Kippwinkeln nach 3; 6 in a histogram a frequency distribution of the occurrence of absolute precompensation tipping angles after 3 ;
7 in einer zu 1 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung der Beleuchtungsoptik zum Einsatz in einer Projektionsbelichtungsanlage nach 1, mit einer Z-förmigen Faltung des Beleuchtungslichtstrahlengangs im Bereich eines Umlenk-Einzelspiegelarrays der Beleuchtungsoptik; 7 in one too 1 a similar embodiment, a further embodiment of the illumination optics for use in a projection exposure system according to 1 with a Z-shaped convolution of the illumination light beam path in the region of a deflecting individual mirror array of the illumination optics;
8 in einer zu 2 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung eines Feldfacettenspiegels zum Einsatz in einer Beleuchtungsoptik nach 1 oder 7; 8th in one too 2 Similarly, a further embodiment of a field facet mirror for use in an illumination optical system according to 1 or 7 ;
9 in einer zu 3 ähnlichen Darstellung zwei benachbarte Feldfacetten des Feldfacettenspiegels nach 8 mit übertrieben dargestelltem Vorkompensations-Kippwinkel; und 9 in one too 3 similar representation two adjacent field facets of the field facet mirror after 8th with exaggerated pre-compensation tilt angle; and
10 in einer zu den 2 und 8 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung eines Feldfacettenspiegels zum Einsatz in einer Beleuchtungsoptik nach den 1 oder 7. 10 in one of the 2 and 8th Similarly, another embodiment of a field facet mirror for use in a lighting optical system according to the 1 or 7 ,
1 zeigt stark schematisch in einem Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie. 1 shows very schematically in a meridional section a projection exposure system 1 for microlithography.
Ein Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Strahlungs- beziehungsweise Lichtquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. A lighting system 2 the projection exposure system 1 has next to a radiation or light source 3 an illumination optics 4 for the exposure of an object field 5 in an object plane 6 ,
Zur Vereinfachung einer Erläuterung von Lagebeziehungen wird nachfolgend in der Zeichnung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem verwendet. Eine x-Achse verläuft in der 1 senkrecht in diese hinein. Eine y-Achse verläuft in der 1 nach rechts. Eine z-Achse verläuft senkrecht zur xy-Ebene und in der 1 nach unten. Die z-Achse verläuft senkrecht zur Objektebene 6.To simplify an explanation of positional relationships, a Cartesian xyz coordinate system is used below in the drawing. An x-axis runs in the 1 perpendicular to it. A y-axis runs in the 1 to the right. A z-axis is perpendicular to the xy plane and in the 1 downward. The z-axis is perpendicular to the object plane 6 ,
In ausgewählten der nachfolgenden Figuren ist ein lokales kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet, wobei die x-Achse parallel zur x-Achse nach der 1 verläuft und die y-Achse mit dieser x-Achse die optische Fläche bzw. die Reflexionsfläche des jeweiligen optischen Elements aufspannt. Die y-Achse des lokalen xyz-Koordinatensystems kann zur y-Achse des globalen kartesischen xyz-Koordinatensystems nach 1 verkippt sein. In selected of the following figures, a local Cartesian xyz coordinate system is shown, wherein the x-axis parallel to the x-axis after the 1 runs and the y-axis spans the optical surface or the reflection surface of the respective optical element with this x-axis. The y-axis of the local xyz coordinate system can move to the y-axis of the global Cartesian xyz coordinate system 1 be tilted.
Das Objektfeld 5 kann rechteckig oder bogenförmig mit einem x/y-Aspektverhältnis gestaltet sein, das größer ist als 1 und beispielsweise 13/1, 10/1 oder 3/1 beträgt. Belichtet wird mit der Beleuchtungsoptik 4 ein im Objektfeld 5 angeordnetes reflektierendes Retikel 7, das eine mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 zur Herstellung mikro- beziehungsweise nanostrukturierter Halbleiter-Bauelemente zu projizierende Struktur trägt. Das Retikel 7 wird von einem Objekt- beziehungsweise Retikelhalter 8 getragen, der über einen Objektverlagerungsantrieb 9 angetrieben in der y-Richtung verlagerbar ist. Eine in der 1 äußerst schematisch und nicht maßstabsgerecht dargestellte Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Die Beleuchtungsoptik 4 und die Projektionsoptik 10 bilden als Gesamtheit der optischen Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage 1 ein optisches System. Abgebildet wird die Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 getragen, der bei der Projektionsbelichtung synchron zum Retikelhalter 8 in der y-Richtung mit Hilfe eines Waferverlagerungsantriebs 15 angetrieben verlagert wird. Tatsächlich sind das Retikel 7 und der Wafer 13 in der Praxis deutlich größer als das Objektfeld 5 und das Bildfeld 11. The object field 5 may be rectangular or arcuate with an x / y aspect ratio greater than 1 and, for example, 13/1, 10/1, or 3/1. Illuminated with the illumination optics 4 one in the object field 5 arranged reflective reticle 7 One with the projection exposure machine 1 contributes to the production of microstructured or nanostructured semiconductor devices to be projected structure. The reticle 7 is from an object or reticle holder 8th worn, which via a object displacement drive 9 driven in the y-direction is displaceable. One in the 1 extremely schematic and not to scale shown projection optics 10 serves to represent the object field 5 in a picture field 11 in an image plane 12 , The illumination optics 4 and the projection optics 10 form as a whole of the optical components of the projection exposure system 1 an optical system. The structure is shown on the reticle 7 on a photosensitive layer in the area of the image field 11 in the picture plane 12 arranged wafers 13 , The wafer 13 is from a wafer holder 14 worn in the projection exposure synchronous to the reticle holder 8th in the y-direction by means of a wafer displacement drive 15 driven shifted. In fact, the reticle 7 and the wafer 13 significantly larger in practice than the object field 5 and the picture box 11 ,
Das Retikel 7 und der Wafer 13 werden beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 synchron in der y-Richtung gescannt. Abhängig vom Abbildungsmaßstab der Projektionsoptik 10 kann auch ein gegenläufiges Scannen des Retikels 7 relativ zum Wafer 13 stattfinden. The reticle 7 and the wafer 13 be during operation of the projection exposure system 1 scanned synchronously in the y-direction. Depending on the imaging scale of the projection optics 10 can also do a reverse scanning of the reticle 7 relative to the wafer 13 occur.
Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle mit einer emittierten Nutzstrahlung im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Es kann sich dabei 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. Auch andere EUV-Strahlungsquellen, beispielsweise solche, die auf einem Synchrotron oder auf einem Free Electron Laser (Freie Elektronenlaser, FEL) basieren, sind möglich. At the radiation source 3 it is an EUV radiation source with an emitted useful radiation in the range between 5 nm and 30 nm. It can be a plasma source, for example a GDPP source (plasma generation by gas discharge, gas discharge produced plasma), or an LPP Source (plasma generation by laser, laser produced plasma). Other EUV radiation sources are also possible, for example those based on a synchrotron or on a Free Electron Laser (FEL).
Ein EUV-Strahlungsbündel 16, das von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, und in der 1 durch einen strichpunktierten Hauptstrahl angedeutet ist, wird von einem Kollektor 17 gebündelt. Ein entsprechender Kollektor ist beispielsweise aus der EP 1 225 481 A bekannt. Das EUV-Strahlungsbündel 16 wird nachfolgend auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungslicht oder als Abbildungslicht bezeichnet. An EUV radiation bundle 16 that from the radiation source 3 goes out, and in the 1 is indicated by a dot-dashed main ray is from a collector 17 bundled. A corresponding collector is for example from the EP 1 225 481 A known. The EUV radiation bundle 16 is hereinafter also referred to as useful radiation, illumination light or as imaging light.
Nach dem Kollektor 17 propagiert das EUV-Strahlungsbündel 16 durch einen Zwischenfokus 18, bevor es auf einen Feldfacettenspiegel 19 trifft. Vor dem Feldfacettenspiegel 19 kann ein Spektralfilter angeordnet sein, der das genutzte EUV-Strahlungsbündel 16 von anderen, nicht für die Projektionsbelichtung nutzbaren Wellenlängenkomponenten der Emission der Strahlungsquelle 3 trennt. Der Spektralfilter ist nicht dargestellt.After the collector 17 propagates the EUV radiation bundle 16 through an intermediate focus 18 before putting it on a field facet mirror 19 meets. In front of the field facet mirror 19 a spectral filter can be arranged, which uses the EUV radiation beam used 16 from other wavelength components of the radiation source emission not usable for the projection exposure 3 separates. The spectral filter is not shown.
Der Feldfacettenspiegel 19 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Objektebene 6 optisch konjugiert ist. The field facet mirror 19 is in a plane of illumination optics 4 arranged to the object level 6 is optically conjugated.
2 zeigt den Feldfacettenspiegel 19 in einer Aufsicht. Der Feldfacettenspiegel 19 hat eine Vielzahl von gruppenweise angeordneten Feldfacetten 20. Der Feldfacettenspiegel 19 kann mehrere hundert Feldfacetten 20 aufweisen. Die Feldfacetten 20 des Feldfacettenspiegels 19 sind rechteckig und haben ein x/y-Aspektverhältnis, welches etwa dem x/y-Aspektverhältnis des Objektfeldes 5 entspricht. Die Feldfacetten 20 haben also ein x/y-Aspektverhältnis, das größer ist als 1. Eine lange Facettenseite der Feldfacetten 20 wird im Objektfeld 5 auf eine Richtung (x-Richtung) senkrecht zur Scanrichtung abgebildet, also auf eine Cross-Scanrichtung. Eine kurze Facettenseite der Feldfacetten 20 wird im Objektfeld 5 auf die Scanrichtung (y-Richtung) abgebildet. 2 shows the field facet mirror 19 in a supervision. The field facet mirror 19 has a plurality of array facets arranged in groups 20 , The field facet mirror 19 can be several hundred field facets 20 exhibit. The field facets 20 of the field facet mirror 19 are rectangular and have an x / y aspect ratio that approximates the x / y aspect ratio of the object field 5 equivalent. The field facets 20 So have an x / y aspect ratio that is greater than 1. A long facet side of the field facets 20 is in the object field 5 in a direction (x-direction) perpendicular to the scanning direction, that is, in a cross-scanning direction. A short facet side of the field facets 20 is in the object field 5 in the scanning direction (y direction).
3 zeigt beispielhaft zwei einander innerhalb einer Feldfacetten-Gruppe 21 in y-Richtung direkt benachbarte Feldfacetten 20. Die in der 3 unten dargestellte Feldfacette wird nachfolgend mit 20u und die in der 3 oben dargestellte Feldfacette mit 20o bezeichnet. 3 shows by way of example two each other within a field facet group 21 in the y-direction directly adjacent field facets 20 , The in the 3 below Feldfacette is below with 20u and those in the 3 Above illustrated field facet with 20o designated.
Die Feldfacetten 20 weisen in Bezug auf eine Kippachse, die parallel zur lokalen z-Achse des Feldfacettenspiegels 19 verläuft, jeweils einen individuellen Vorkompensations-Kippwinkel auf, der in der 3 mit k bezeichnet ist. Der Kippwinkel k wird dabei relativ zur x-Achse gemessen. In der Anordnung nach 3 ist die obere Feldfacette 20o so orientiert, dass ihre lange Seite parallel zur x-Achse und ihre kurze Seite entsprechend parallel zur y-Achse verläuft. Ein der oberen Feldfacette 20o zugeordneter Kippwinkel k ist also exakt null. Die untere Feldfacette 20u hat einen von null verschiedenen Kippwinkel k, der in der 3 etwa 4° beträgt. Eine Verkippung δk zwischen den beiden Feldfacetten 20o, 20u ergibt sich also als Absolutwert der Differenz der beiden zugeordneten Kippwinkel k (20o: 0°; 20u: 4°) zu 4°. The field facets 20 with respect to a tilt axis parallel to the local z-axis of the field facet mirror 19 runs, each having an individual precompensation tilt angle, which in the 3 is denoted by k. The tilt angle k is measured relative to the x-axis. In the arrangement according to 3 is the upper field facet 20o oriented so that its long side parallel to the x-axis and its short side parallel to the y-axis. One of the upper field facets 20o associated tilt angle k is therefore exactly zero. The lower field facet 20u has a non - zero tilt angle k, which in the 3 is about 4 °. A tilt δk between the two field facets 20o . 20u thus results as an absolute value of the difference of the two associated tilt angle k ( 20o : 0 °; 20u : 4 °) to 4 °.
Der Feldfacettenspiegel 19 kann mit makroskopischen, monolithischen Feldfacetten 20 oder alternativ als mikroelektromechanisches System (MEMS) ausgebildet sein. Er weist dann eine Vielzahl von matrixartig zeilen- und spaltenweise in einem Array angeordneten Feldfacetten-Einzelspiegeln auf. Derartige Feldfacetten-Einzelspiegel 22 sind in der 3 in einer linken oberen Ecke der oberen Feldfacette 20o schematisch dargestellt. Die Feldfacetten 20 ergeben sich dann durch eine entsprechende Gruppierung der Feldfacetten-Einzelspiegel 22. Die Berandungsform der einer Feldfacetten 20 zugeordneten Gruppe der Feldfacetten-Einzelspiegel 22 entspricht der Berandungsform der gesamten Feldfacette 20. The field facet mirror 19 can with macroscopic, monolithic field facets 20 or alternatively be designed as a microelectromechanical system (MEMS). It then has a multiplicity of field facet individual mirrors arranged in matrix-like rows and columns in an array. Such field faceted individual mirrors 22 are in the 3 in a top left corner of the upper field facet 20o shown schematically. The field facets 20 then arise through a corresponding grouping of field faceted individual mirror 22 , The boundary shape of a field facet 20 associated group of field faceted individual mirrors 22 corresponds to the boundary shape of the entire field facet 20 ,
Ein Beispiel für eine solche Einzelspiegel-Unterteilung gibt die US 2011/0001947 A1 . Die Facetten-Einzelspiegel 22 können quadratische, rechteckige oder auch anders berandete Reflexionsflächen, zum Beispiel in Form von Rauten oder Parallelogrammen haben. Berandungsformen der Facetten-Einzelspiegel 22 können denjenigen entsprechen, die aus der Theorie der Parkettierung bekannt sind. Es kann insbesondere eine Parkettierung zum Einsatz kommen, die bekannt ist aus der US 2011/0001947 A1 und den dort angegebenen Referenzen.An example of such a single-mirror subdivision is the US 2011/0001947 A1 , The faceted individual mirror 22 can have square, rectangular or otherwise berandete reflection surfaces, for example in the form of diamonds or parallelograms. Boundary forms of the faceted individual mirror 22 may correspond to those known from the theory of tiling. It can be used in particular a tiling, which is known from US 2011/0001947 A1 and the references cited therein.
Die Facetten-Einzelspiegel 22 können plane oder gekrümmte, beispielsweise konkave Reflexionsflächen haben. Die Facetten-Einzelspiegel 22 sind jeweils mit Aktoren verbunden und um zwei in der Reflexionsebene des jeweiligen Facetten-Einzelspiegels 22 senkrecht aufeinander stehende Achsen verkippbar ausgelegt. Diese Aktoren stehen in nicht dargestellter Weise mit einer zentralen Steuereinrichtung 23 (vergleiche 1) in Signalverbindung, über die die Aktoren zur individuellen Verkippung der Facetten-Einzelspiegel 22 eingesteuert werden können.The faceted individual mirror 22 may have flat or curved, for example, concave reflecting surfaces. The faceted individual mirror 22 are each connected to actuators and two in the reflection plane of each facet individual mirror 22 designed to tilt each other perpendicular axes. These actuators are in a manner not shown with a central control device 23 (see 1 ) in signal connection, via which the actuators for individual tilting of the faceted individual mirror 22 can be controlled.
Insgesamt weist der Feldfacettenspiegel 19 etwa 100.000 der Facetten-Einzelspiegel 22 auf. Je nach Größe der Facetten-Einzelspiegel kann der Feldfacettenspiegel 19 auch beispielsweise 1.000, 5.000, 7.000 oder auch mehrere hunderttausend, beispielsweise 500.000 Facetten-Einzelspiegel 22 aufweisen. Die Anzahl der Facetten-Einzelspiegel 22 kann alternativ auch deutlich geringer sein. Die Facetten-Einzelspiegel 22 sind gruppenweise zusammengefasst, wobei jeweils eine der Facetten-Einzelspiegel-Gruppen 22 eine der Feldfacetten 20 ausbildet. Ein Beispiel für eine solche Gruppen-Zusammenfassung gibt ebenfalls die US 2011/0001947 A1 . Die Facetten-Einzelspiegel 22 können eine hochreflektierende Mehrfachschicht aufweisen, die für den jeweiligen Einfallswinkel und die Wellenlänge des EUV-Nutzlichts 16 optimiert ist. Die Feldfacetten-Einzelspiegel 22 können alternativ zu einer quadratischen Form auch Reflexionsflächen aufweisen, deren Aspektverhältnis beispielsweise um mehr als 50 % vom Wert 1 abweicht. Derartige Feldfacetten-Einzelspiegel 22 mit einem vom Wert 1 abweichenden Aspektverhältnis können so angeordnet sein, dass eine Projektion der Feldfacetten-Einzelspiegel 22 in Strahlrichtung des Beleuchtungslichts 16 ein Aspektverhältnis im Bereich vom Wert 1 hat.Overall, the field facet mirror 19 about 100,000 of the faceted individual mirrors 22 on. Depending on the size of the faceted individual mirror, the field facet mirror 19 for example, 1,000, 5,000, 7,000 or even several hundred thousand, for example, 500,000 faceted individual mirror 22 exhibit. The Number of faceted individual mirrors 22 may alternatively be significantly lower. The faceted individual mirror 22 are grouped together in groups, each one of the faceted individual mirror groups 22 one of the field facets 20 formed. An example of such a group summary is also the US 2011/0001947 A1 , The faceted individual mirror 22 can have a highly reflective multilayer, which for the respective angle of incidence and the wavelength of the EUV Nutzlichts 16 is optimized. The field faceted individual mirrors 22 As an alternative to a square shape, they may also have reflection surfaces whose aspect ratio deviates from the value 1 by more than 50%, for example. Such field faceted individual mirrors 22 with a deviating from the value 1 aspect ratio can be arranged so that a projection of the field faceted individual mirror 22 in the beam direction of the illumination light 16 has an aspect ratio in the range of 1.
Die Feldfacetten 20 reflektieren Teilbündel des Beleuchtungslichts 16 auf ein Umlenk-Einzelspiegelarray 24 (vgl. 1). The field facets 20 reflect sub-beams of the illumination light 16 on a deflection individual mirror array 24 (see. 1 ).
Umlenk-Einzelspiegel 25 des Umlenk-Einzelspiegelarrays 24, von denen einige in der 1 schematisch dargestellt sind, reflektieren wiederum Teilbündel des Beleuchtungslichts 16 auf einen Pupillenfacettenspiegel 26.Deflecting individual mirrors 25 of the deflection individual mirror array 24 some of which are in the 1 are shown schematically reflect in turn sub-beams of the illumination light 16 on a pupil facet mirror 26 ,
Die Feldfacetten 20 werden durch das Umlenk-Einzelspiegelarray 24 in ein Zwischenbild abgebildet, welches durch eine nachfolgende Übertragungsoptik in das Objektfeld 5 abgebildet wird. Dieses Zwischenbild entsteht entlang einer Verbindungsachse zwischen dem jeweiligen Umlenk-Einzelspiegel 35 und dem Pupillenfacettenspiegel 26. The field facets 20 be through the deflection individual mirror array 24 imaged in an intermediate image, which by a subsequent transfer optics in the object field 5 is shown. This intermediate image is formed along a connecting axis between the respective deflecting individual mirror 35 and the pupil facet mirror 26 ,
Das Umlenk-Einzelspiegelarray 24 ist auf einem Umlenk-Spiegelträger 26a angeordnet. Dieser ist teilringförmig in Form eines in etwa parallel zur xy-Ebene in der 1 verlaufenden Halbkreises bzw. Halbrings räumlich um den Pupillenfacettenspiegel 26 angeordnet. Der Umlenk-Spiegelträger 26a erstreckt sich um ein Zentrum 27 des Pupillenfacettenspiegels 26 um 180°. Auch eine geringere Umfangserstreckung des Umlenk-Spiegelträgers 26a um das Zentrum 27 des Pupillenfacettenspiegels 26 ist möglich. Das Zentrum 27 des Pupillenfacettenspiegel 26 ist dabei definiert als das Zentrum einer Umfangskontur eines Pupillenfacettenspiegelträgers, projiziert auf eine Pupillenebene 28 der Beleuchtungsoptik 4. Die Pupillenebene 28 verläuft unter einem geringen Winkel zur xy-Ebene der 1 und senkrecht zur Zeichenebene der 1. Der Pupillenfacettenspiegel 26 liegt also in einem Bereich, der zu einer Pupillenebene des Projektionsobjektivs 10 optisch konjugiert ist. The deflection individual mirror array 24 is on a deflecting mirror carrier 26a arranged. This is partially ring-shaped in the form of an approximately parallel to the xy plane in the 1 extending semicircle or half rings spatially around the pupil facet mirror 26 arranged. The deflection mirror carrier 26a extends around a center 27 of the pupil facet mirror 26 around 180 °. Also a smaller circumferential extent of the deflection mirror carrier 26a around the center 27 of the pupil facet mirror 26 is possible. The center 27 of the pupil facet mirror 26 is defined as the center of a peripheral contour of a pupil facet mirror carrier, projected onto a pupil plane 28 the illumination optics 4 , The pupil level 28 runs at a slight angle to the xy plane of the 1 and perpendicular to the plane of the 1 , The pupil facet mirror 26 So lies in an area that is at a pupil plane of the projection lens 10 is optically conjugated.
Auf dem Umlenk-Spiegelträger 26a sind die Umlenk-Einzelspiegel 25 angeordnet, wobei deren Reflexionsfläche vorzugsweise parallel zur lokalen Orientierung der Spiegelträgerfläche des Umlenk-Spiegelträgers 26a ist. Auch eine verkippte Orientierung der Reflexionsfläche der Umlenk-Einzelspiegel 25 zur lokalen Orientierung der Spiegelträgerfläche des Umlenk-Spiegelträgers 26a ist möglich. Eine Orientierung der Reflexionsflächen der Umlenk-Einzelspiegel 25 ist mit Hilfe von Aktoren 29 in zwei Achsen verkippbar.On the deflection mirror carrier 26a are the deflection individual mirror 25 arranged, wherein the reflection surface is preferably parallel to the local orientation of the mirror-carrier surface of the deflection mirror carrier 26a is. Also, a tilted orientation of the reflection surface of the deflection individual mirror 25 for local orientation of the mirror support surface of the deflection mirror support 26a is possible. An orientation of the reflection surfaces of the deflection individual mirror 25 is with the help of actuators 29 tiltable in two axes.
Ein Spiegelträger des Pupillenfacettenspiegels 26 hat die Form eines Doppelkegel-Mantelabschnitts. A mirror carrier of the pupil facet mirror 26 has the shape of a bicone-jacket section.
Ein erster Kegelmantelabschnitt 30 liegt im Strahlengang des Beleuchtungslichts 16 zwischen der Pupillenebene 28 und der Objektebene 6. Eine Spiegelträgerfläche des ersten Kegelmantelabschnitts 30 bildet einen konkaven Halbkegel, dessen Kegelspitze 27, die gleichzeitig die Spitze des Doppelkegels und das Zentrum 27 des Pupillenfacettenspiegels 26 darstellt, in der Pupillenebene 28 liegt. Eine Spiegelträgerfläche des ersten Kegelmantelabschnitts 30 ist konkav gewölbt. Ein halber Öffnungswinkel β des Kegels, von dem der Kegelmantelabschnitt 30 einen Abschnitt bildet, beträgt etwa 45°. Ein Azimutwinkel des Kegelmantelabschnitts 30 um eine Achse 31 senkrecht zur Pupillenebene 28 beträgt 180°. Dieser Azimutwinkel liegt zwischen randseitigen Endkanten 32 des Kegelmantelabschnitts 30. Diese Endkanten 32 verlaufen längs gerader Mantellinien des Kegelmantelabschnitts 30.A first cone shell section 30 lies in the beam path of the illumination light 16 between the pupil plane 28 and the object plane 6 , A mirror support surface of the first cone shell portion 30 forms a concave half-cone, whose cone point 27 , which at the same time the top of the double cone and the center 27 of the pupil facet mirror 26 represents, in the pupil plane 28 lies. A mirror support surface of the first cone shell portion 30 is concave arched. A half opening angle β of the cone, of which the conical surface section 30 forming a section is about 45 °. An azimuth angle of the cone shell section 30 around an axis 31 perpendicular to the pupil plane 28 is 180 °. This azimuth angle lies between marginal end edges 32 of the cone shell section 30 , These end edges 32 run along straight generatrices of the conical surface portion 30 ,
Ergänzt wird die Doppelkegel-Abschnittsform des Pupillenfacettenspiegels 26 der Beleuchtungsoptik 4 durch einen weiteren Kegelmantelabschnitt 33, dessen Kegelspitze 27 mit der Kegelspitze des vorstehend beschriebenen Kegelmantelabschnitts 30 zusammenfällt. Endkanten 34 des zweiten Kegelmantelabschnitts 33 stellen Verlängerungen der Endkanten 32 des ersten Kegelmantelabschnitts 30 durch die Kegelspitze 27 dar. Die Endkanten 32 und 34 begrenzen eine Trennfuge zwischen den Kegelmantelabschnitten 30, 33, gesehen in Projektion auf die Pupillenebene 28. The double cone section shape of the pupil facet mirror is supplemented 26 the illumination optics 4 through a further cone shell section 33 whose cone point 27 with the apex of the above-described conical surface portion 30 coincides. end edges 34 the second cone shell section 33 Make extensions of the end edges 32 the first cone shell section 30 through the cone top 27 dar. The end edges 32 and 34 limit a parting line between the conical surface sections 30 . 33 , seen in projection on the pupil plane 28 ,
Eine Spiegelträgerfläche des zweiten Kegelmantelabschnitts 33 ist konvex gewölbt. Der halbe Öffnungswinkel β des zweiten Kegelmantelabschnitts 33 ist genauso groß wie der halbe Öffnungswinkel β des ersten Kegelmantelabschnitts 30. Auch der zweite Kegelmantelabschnitt 33 überstreicht einen Azimutwinkel γ von etwa 180°. A mirror support surface of the second cone shell portion 33 is convex. Half the opening angle β of the second conical surface section 33 is the same size as half the opening angle β of the first conical surface portion 30 , Also the second cone shell section 33 covers an azimuth angle γ of about 180 °.
Die Doppelkegel-Anordnung der beiden Kegelmantelabschnitte 30, 33 und die zugehörige Anordnung des z.B. halbkreisförmigen Umlenk-Einzelspiegelarrays 24 ist so, dass, aus jedem Umfangswinkel des Umlenk-Einzelspiegelarrays 24 betrachtet, der Pupillenfacettenspiegel 26 eine gerade verlaufende, unter gleichem Winkel δ zur Pupillenebene 28 geneigte Linie bildet. Anders ausgedrückt ist für jede Zeichenebene analog der 1 durch eine optische Achse (CR in 1) zwischen dem Umlenk-Einzelspiegelarray 24 und dem Retikel 7 eine Schnittfigur mit diesem Umlenk-Einzelspiegelarray 24 und dem Pupillenfacettenspiegel 26 eine gerade verlaufende Linie. Dies gilt für den Fall, dass der Pupillenfacettenspiegel 26 ohne weitere geometrische Korrekturen ausgeführt ist. The double cone arrangement of the two cone sheath sections 30 . 33 and the associated arrangement of eg semicircular deflection single mirror array 24 is such that, from each circumferential angle of the deflection individual mirror array 24 considered, the pupil facet mirror 26 a straight, at the same angle δ to the pupil plane 28 forms inclined line. In other words, for each plane of the drawing is analogous to 1 through an optical axis (CR in 1 ) between the deflection individual mirror array 24 and the reticle 7 a sectional figure with this deflecting single mirror array 24 and the pupil facet mirror 26 a straight line. This is true in the case of the pupil facet mirror 26 executed without further geometric corrections.
Mit derartigen geometrischen Korrekturen ließe sich eine Polarisationswirkung bei der Umlenkung der Einzelstrahlen weiter variieren. With such geometric corrections, a polarization effect in the deflection of the individual beams could be further varied.
Der Pupillenfacettenspiegel 26 hat eine Vielzahl von Pupillenfacetten 35, von denen in der 1 einige schematisch als Quadrate auf dem Kegelmantelabschnitt 33 dargestellt sind. The pupil facet mirror 26 has a variety of pupil facets 35 of which in the 1 some schematically as squares on the cone shell section 33 are shown.
Jeder der Umlenk-Einzelspiegel 25 führt ein Teilbündel des von einer Feldfacette 20 reflektierten Beleuchtungslichts 16 über genau eine Pupillenfacette 35. Durch Umschaltung der Orientierung der Umlenk-Einzelspiegel 25 mit Hilfe der Aktoren 29 kann das diese Umlenk-Facetten 22 jeweils beaufschlagende Beleuchtungslicht-Teilbündel beispielsweise einer vorgegebenen Pupillenfacette 35 zugeordnet werden, sodass dieses Beleuchtungslicht-Teilbündel über den dann entsprechend orientierten Umlenk-Einzelspiegel 25 hin zu dieser Pupillenfacette 35 gelenkt wird. Alternativ kann auch durch entsprechende Orientierung der Umlenk-Einspiegel 25 Beleuchtungslicht, das über unterschiedliche Feldfacetten 20 geführt wird, auch über ein und dieselbe Pupillenfacette 35 geführt werden.Each of the deflecting individual mirrors 25 performs a subset of that of a field facet 20 reflected illumination light 16 about exactly one pupil facet 35 , By switching the orientation of the deflecting individual mirror 25 with the help of the actuators 29 Can this be the turning facets 22 respectively illuminating partial lighting bundles, for example, a predetermined pupil facet 35 be assigned, so that this illumination light sub-beam on the then appropriately oriented deflection individual mirror 25 towards this pupil facet 35 is steered. Alternatively, by appropriate orientation of the deflecting mirror 25 Illuminating light transmitted through different field facets 20 is guided, even on the same pupil facet 35 be guided.
Die Feldfacetten 20 des Feldfacettenspiegels 19 werden durch eine Übertragungsoptik, die entweder durch das Umlenk-Einzelspiegelarray 24 und den Pupillenfacettenspiegel 26 gebildet ist oder zu der weitere Komponenten zwischen dem Feldfacettenspiegel 19 und dem Objektfeld 5 und insbesondere zwischen dem Pupillenfacettenspiegel 26 und dem Objektfeld 5 gehören, in das Objektfeld 5 abgebildet. Jede der Feldfacetten 20 kann, sofern sie mit dem Beleuchtungslicht 16 komplett ausgeleuchtet ist, in das gesamte Objektfeld 5 abgebildet werden. Die Feldfacetten 20 können ihrerseits, wie vorstehend bereits erläutert, aus einer Mehrzahl von Einzelspiegeln aufgebaut sein. Die Pupillenfacetten 35 können ihrerseits aus einer Mehrzahl von Einzelspiegeln aufgebaut sein, wie vorstehend im Zusammenhang mit den Feldfacetten 20 bereits erläutert. The field facets 20 of the field facet mirror 19 be through a transmission optics, either by the deflection individual mirror array 24 and the pupil facet mirror 26 is formed or to the other components between the field facet mirror 19 and the object field 5 and especially between the pupil facet mirror 26 and the object field 5 belong, in the object field 5 displayed. Each of the field facets 20 can, provided they match the illumination light 16 is completely illuminated, in the entire object field 5 be imaged. The field facets 20 may in turn, as already explained above, be constructed from a plurality of individual mirrors. The pupil facets 35 may in turn be constructed from a plurality of individual mirrors, as described above in connection with the field facets 20 already explained.
Die Feldfacetten 20 des Feldfacettenspiegels 19, die Umlenk-Einzelspiegel 25 sowie die Pupillenfacetten 35 des Pupillenfacettenspiegels 26 tragen Mehrlagen-Reflexionsbeschichtungen, die auf die Wellenlänge des Nutzlichts 16 abgestimmt sind. Die Pupillenfacetten 35 können rund, hexagonal oder rechteckig ausgeführt und entsprechend der zugehörigen Symmetrien angeordnet sein. The field facets 20 of the field facet mirror 19 , the deflecting single mirror 25 as well as the pupil facets 35 of the pupil facet mirror 26 wear multi-layer reflective coatings that are at the wavelength of the useful light 16 are coordinated. The pupil facets 35 can be round, hexagonal or rectangular and arranged according to the associated symmetries.
Der Pupillenfacettenspiegel 26 hat mehr als hundert bis mehrere tausend Pupillenfacetten 35, beispielsweise 10.000 Pupillenfacetten 35. Die Anzahl der Feldfacetten 20 des Feldfacettenspiegels 19 kann gleich oder kleiner sein als die Anzahl der Pupillenfacetten 35 des Pupillenfacettenspiegels 26. Die Anzahl der Umlenk-Einzelspiegel 25 entspricht der Anzahl der Pupillenfacetten 35 und ist insbesondere genau gleich groß.The pupil facet mirror 26 has more than a hundred to several thousand pupil facets 35 , for example, 10,000 pupil facets 35 , The number of field facets 20 of the field facet mirror 19 may be equal to or less than the number of pupil facets 35 of the pupil facet mirror 26 , The number of deflecting individual mirrors 25 corresponds to the number of pupil facets 35 and in particular is exactly the same size.
Die Feldfacetten 20 und die Pupillenfacetten 35 sind jeweils auf einem nicht näher dargestellten Facettenspiegel-Träger angeordnet. Der Facettenspiegelträger des Feldfacettenspiegels 19 ist beim Ausführungsbeispiel plan ausgeführt. Alternativ kann der Facettenspiegelträger auch gekrümmt, zum Beispiel sphärisch gekrümmt, ausgeführt sein. The field facets 20 and the pupil facets 35 are each arranged on a non-illustrated facet mirror carrier. The facet mirror carrier of the field facet mirror 19 is executed plan in the embodiment. Alternatively, the facet mirror support can also be curved, for example spherically curved.
Mit Hilfe der Feldfacetten 20 und der Umlenk-Einzelspiegel 25 wird der Zwischenfokus 18 jeweils auf die mit dem Beleuchtungslicht 16 beleuchteten Pupillenfacetten 35 abgebildet. Auf jeder der beleuchteten Pupillenfacetten 35 entsteht ein Bild des Zwischenfokus 18. Diese Abbildung muss nicht perfekt sein. With the help of field facets 20 and the deflecting individual mirror 25 becomes the intermediate focus 18 each on the with the illumination light 16 illuminated pupil facets 35 displayed. On each of the illuminated pupil facets 35 creates a picture of the intermediate focus 18 , This picture does not have to be perfect.
Ausleuchtungskanäle werden jeweils durch eine der Feldfacetten 20 oder durch eine diese bildende Feldfacetten-Einzelspiegelgruppe, durch eine der Umlenk-Einzelspiegel 25 und eine der Pupillenfacetten 35 gebildet. Je nachdem, wie viele der Einzelspiegel des Feldfacettenspiegels 19 zum jeweiligen Ausleuchtungskanal beitragen, kann dieses Zwischenfokus-Bild als Überlagerung mehrerer Zwischenfokus-Bilder entstehen, die aufgrund der Führung des Beleuchtungslichts 16 über jeweils einen der Feldfacetten-Einzelspiegel 22 auf der jeweiligen Pupillenfacette 35 entstehen. Das Zwischenfokus-Bild muss dabei nicht exakt auf der Pupillenfacette 35 des jeweiligen Ausleuchtungskanals entstehen. Es reicht aus, wenn sich die jeweilige Pupillenfacette 35 im Bereich des Zwischenfokus-Bildes befindet, sodass das Zwischenfokus-Bild insbesondere vollständig auf der Pupillenfacette 35 zu liegen kommt. Es kann auch ausreichen, wenn beispielsweise 95 % der Beleuchtungslichtenergie eines Ausleuchtungskanals auf die jeweilige Pupillenfacette 35 fällt, wenn also ein kleiner Teil des Zwischenfokus-Bildes nicht auf der Pupillenfacette 35 zu liegen kommt.Illumination channels are each through one of the field facets 20 or by a field facet individual mirror group constituting it, by one of the deflecting individual mirrors 25 and one of the pupil facets 35 educated. Depending on how many of the individual mirrors of the field facet mirror 19 to each Illuminating channel, this intermediate focus image may arise as a superimposition of several intermediate focus images, due to the guidance of the illumination light 16 via in each case one of the field faceted individual mirrors 22 on the respective pupil facet 35 arise. The intermediate focus image does not have to be exactly on the pupil facet 35 of the respective illumination channel emerge. It is sufficient if the respective pupil facet 35 is located in the region of the intermediate focus image, so that the intermediate focus image in particular completely on the pupil facet 35 to come to rest. It may also be sufficient if, for example, 95% of the illumination light energy of an illumination channel affects the respective pupil facet 35 falls, so if a small part of the intermediate focus image is not on the pupil facet 35 to come to rest.
Mit Hilfe der Umlenk-Einzelspiegel 25 und der Pupillenfacetten 35 werden die Feldfacetten 20 einander überlagernd auf das Objektfeld 5 abgebildet. An den Umlenk-Einzelspiegeln 25 des Umlenk-Einzelspiegelarray 24 wird das Beleuchtungslicht 16 mit einem Umlenkwinkel im Bereich zwischen 30° und 60° umgelenkt. With the help of the deflection individual mirror 25 and the pupil facets 35 become the field facets 20 overlapping each other on the object field 5 displayed. At the deflection individual mirrors 25 of the deflection individual mirror array 24 becomes the illumination light 16 deflected at a deflection angle in the range between 30 ° and 60 °.
Ein Hauptstrahlwinkel am Retikel 7 zwischen dem Hauptstrahl CR des Beleuchtungslichts 16 und einer Normalen auf der Objektebene 6 beträgt beispielsweise 6° und kann im Bereich zwischen 3° und 8° liegen. Ein gesamter Öffnungswinkel des Strahlenbündels 16, welches das Objektfeld 5 beleuchtet, ist auf diesen Hauptstrahlwinkel so abgestimmt, dass ein reflektierendes Retikel 7 homogen auf den Wafer abgebildet wird. Ein vom Retikel 7 reflektierter Strahlengang 36 liegt vollständig außerhalb eines auf das Retikel 7 einfallenden Strahlengangs 37 des Beleuchtungslichts 16 (vergleiche 1).A main beam angle at the reticle 7 between the main beam CR of the illumination light 16 and a normal at the object level 6 is for example 6 ° and can be in the range between 3 ° and 8 °. A total opening angle of the beam 16 which the object field 5 illuminated, is tuned to this main beam angle so that a reflective reticle 7 is imaged homogeneously on the wafer. One from the reticle 7 reflected beam path 36 lies completely outside one on the reticle 7 incident beam path 37 of the illumination light 16 (see 1 ).
Je nachdem, ob die Feldfacetten 20, die Umlenk-Einzelspiegel 25 oder die Pupillenfacetten 35 Bestandteil einer abbildenden Übertragungsoptik sind, haben die Feldfacetten 20 und/oder die Umlenk-Einzelspiegel 25 und/oder die Pupillenfacetten 35 entweder eine abbildende Wirkung, sind also insbesondere konkav oder konvex gestaltet, oder sind als reine Umlenk- beziehungsweise Planspiegel bzw. Planfacetten ausgeführt. Die Feldfacetten 20 und/oder die Umlenk-Einzelspiegel 25 und/oder die Pupillenfacetten 35 können Korrekturasphären zur Korrektur von Abbildungsfehlern der Beleuchtungsoptik 4 tragen. Depending on whether the field facets 20 , the deflecting single mirror 25 or the pupil facets 35 Part of an imaging transmission optics are the field facets 20 and / or the deflection individual mirror 25 and / or the pupil facets 35 either an imaging effect, so in particular are designed concave or convex, or are designed as pure deflection or plane mirror or plan facets. The field facets 20 and / or the deflection individual mirror 25 and / or the pupil facets 35 Correction spheres can be used to correct imaging aberrations of the illumination optics 4 wear.
Die Anzahl der Umlenk-Einzelspiegel 25 ist mindestens so groß wie die Anzahl der Feldfacetten 20. Bei der Ausführung nach 1 ist die Anzahl der Umlenk-Einzelspiegel 25 tatsächlich viel größer als die Anzahl der Feldfacetten 20 und kann insbesondere zehnmal so groß sein oder sogar noch größer. Die Ausgestaltung der Beleuchtungsoptik 4 ist so, dass weder die Feldfacetten 20 auf die Umlenk-Einzelspiegel 25 noch die Umlenk-Einzelspiegel 25 auf die Pupillenfacetten 35 abgebildet werden. The number of deflecting individual mirrors 25 is at least as large as the number of field facets 20 , In the execution after 1 is the number of deflecting individual mirrors 25 actually much larger than the number of field facets 20 and in particular may be ten times or even larger. The embodiment of the illumination optics 4 is such that neither the field facets 20 on the deflection individual mirror 25 nor the deflection individual mirror 25 on the pupil facets 35 be imaged.
Soweit das Beleuchtungslicht 16 in guter Näherung in der Projektion auf die Pupillenebene 28 radial zum Zentrum 27 des Pupillenfacettenspiegels 26 von den Umlenk-Einzelspiegeln 25 auf die Pupillenfacetten 35 gelenkt wird, werden alle Teilbündel des Beleuchtungslichts 16 an den Pupillenfacetten 35 mit dem gleichen Einfallswinkel umgelenkt. Dieser Einfallswinkel liegt wiederum mit einer Abweichung von maximal 20°, alternativ von maximal 15°, von maximal 10°, von maximal 5° oder von maximal 3° um den Brewster-Einfallswinkel von etwa 43°, sodass die Pupillenfacetten 35 des Pupillenfacettenspiegels 26 für das entsprechend umgelenkte Beleuchtungslicht 16 als Polarisatoren wirken. Je nachdem, von welchem Ort des Umlenk-Einzelspiegelarrays 24 das Licht auf den Pupillenfacettenspiegel 26 gelenkt wird, resultiert ein entsprechend linear polarisiertes Teilbündel des Beleuchtungslichts. As far as the illumination light 16 in a good approximation in the projection on the pupil plane 28 radially to the center 27 of the pupil facet mirror 26 from the deflecting individual mirrors 25 on the pupil facets 35 is directed, all sub-beams of the illumination light 16 on the pupil facets 35 deflected at the same angle of incidence. This angle of incidence is in turn with a maximum deviation of 20 °, alternatively of a maximum of 15 °, a maximum of 10 °, a maximum of 5 ° or a maximum of 3 ° to the Brewster angle of incidence of about 43 °, so that the pupil facets 35 of the pupil facet mirror 26 for the corresponding deflected illumination light 16 act as polarizers. Depending on which location of the deflection individual mirror array 24 the light on the pupil facet mirror 26 is guided results in a correspondingly linearly polarized sub-beam of the illumination light.
Die resultierenden Polarisationsrichtungen verlaufen z.B. tangential zur Halbkreisform des Umlenk-Einzelspiegelarrays 24 in der Projektion auf die Pupillenebene 28. Da somit alle linearen Polarisationsrichtungen erzeugt werden können, lässt sich eine Beleuchtungspupille mit tangentialer Polarisation erzeugen.The resulting polarization directions, for example, run tangentially to the semicircular shape of the deflection individual mirror array 24 in the projection on the pupil plane 28 , Since all linear polarization directions can thus be generated, an illumination pupil with tangential polarization can be generated.
Eine alternativ erzeugbare Beleuchtungspupille 38 ist in der 4 dargestellt. Die Beleuchtungspupille 38 ist schematisch als Beleuchtungslicht-Intensitätsverteilung in der Pupillenebene 28 dargestellt. Die Beleuchtungspupille 38 nach 4 ist kreisförmig begrenzt, hat also eine kreisförmige Einhüllende. Innerhalb dieser Begrenzung ist die Beleuchtungspupille 38 gebildet durch vier Polbereiche 38 1, 38 2, 38 3 und 38 4, die in der 4 in der Reihenfolge ihrer Anordnung in den Quadranten der Beleuchtungspupille 38 nummeriert sind. An alternatively producible illumination pupil 38 is in the 4 shown. The lighting pupil 38 is schematically as illumination light intensity distribution in the pupil plane 28 shown. The lighting pupil 38 to 4 is circular limited, so has a circular envelope. Within this limit is the illumination pupil 38 formed by four pole areas 38 1 , 38 2 , 38 3 and 38 4 , which in the 4 in the order of their arrangement in the quadrants of the illumination pupil 38 numbered.
Innerhalb der Beleuchtungspole 38 i, also innerhalb der mit dem Beleuchtungslicht 16 beaufschlagten Bereiche der Beleuchtungspupille 38, liegt jeweils linear polarisiertes Beleuchtungslicht 16, wie durch Polarisations-Doppelpfeile 39 im jeweiligen Pol 38 i angedeutet. Inside the lighting pole 38 i , ie within the illumination light 16 applied areas of the illumination pupil 38 , lies in each case linearly polarized illumination light 16 as by polarization double arrows 39 in each pole 38 i indicated.
Es handelt sich hierbei um ein sogenanntes Quasar-Beleuchtungssetting. This is a so-called quasar lighting setting.
Im Unterschied zur tangentialen Polarisation ist die lineare Polarisation des Beleuchtungslichts jeweils in einem der vier Pole 38 i mit identischer Polarisationsrichtung polarisiert. Polarisationsvektoren am Rand eines der Pole 38 i haben also exakt die gleiche Richtung der linearen Polarisation wie im Zentrum des jeweiligen Pols 38 i. In contrast to the tangential polarization, the linear polarization of the illumination light is in each case in one of the four poles 38 i polarized with identical polarization direction. Polarization vectors on the edge of one of the poles 38 i have exactly the same direction of the linear polarization as in the center of the respective pole 38 i .
Außerhalb der vier Pole 38 i ist die Beleuchtungspupille 38 nicht mit dem Beleuchtungslicht 16 beaufschlagt. Outside the four poles 38 i is the illumination pupil 38 not with the illumination light 16 applied.
Strahlengänge des Beleuchtungslichts 16 innerhalb der Beleuchtungsoptik 4 sind durch die zur Führung jeweils eines Teilbündels des Beleuchtungslichts 16 einander zugeordneten Feldfacetten 20, Umlenk-Einzelspiegel 25 und Pupillenfacetten 35 vorgegeben. 1 zeigt gestrichelt ein Beispiel für einen derartigen Strahlengang 40. Durch entsprechende Kippwinkel der Feldfacetten 20, der Umlenk-Einzelspiegel 25 und der Pupillenfacetten 35 sind die in der Regel windschief verlaufenden Strahlengänge innerhalb der Beleuchtungsoptik 4 so ausgewählt, dass Bilder der Feldfacetten 20, die im Objektfeld 5 überlagert werden, relativ zueinander in der Objektebene 6 um weniger als 7° in Bezug auf eine Kippachse senkrecht zur Objektebene 6, also in Bezug auf eine Achse parallel zur z-Achse in der 1, verkippt sind. Beam paths of the illumination light 16 within the illumination optics 4 are by the for guiding a respective sub-beam of the illumination light 16 associated field facets 20 , Deflection individual mirror 25 and pupil facets 35 specified. 1 shows a dashed line an example of such a beam path 40 , By corresponding tilt angle of the field facets 20 , the deflecting single mirror 25 and the pupil facets 35 are the generally skewed beam paths within the illumination optics 4 selected so that images of field facets 20 in the object field 5 be superimposed, relative to each other in the object plane 6 less than 7 ° with respect to a tilt axis perpendicular to the object plane 6 , ie with respect to an axis parallel to the z-axis in the 1 , are tilted.
Diese Verkippung um weniger als 7° erfordert aufgrund der geometrischen Umlenkverhältnisse der Strahlengänge 40 bei deren Umlenkung am Feldfacettenspiegel 19, am Umlenk-Einzelspiegelarray 24 und am Pupillenfacettenspiegel 26 eine Vorkompensations-Verkippung der Feldfacetten 20. Diese Vorkompensations-Verkippung der Feldfacetten 20 findet als Verkippung um Kippwinkel k um Kippachsen parallel zur lokalen z-Achse der jeweiligen Feldfacetten 20 statt, wie vorstehend anhand der 3 bereits erläutert. Die Zuordnungen der Feldfacetten 20, der Umlenk-Einzelspiegel 25 und der Pupillenfacetten 35 innerhalb der jeweiligen Strahlengänge 40 des Beleuchtungslichts 16 erfolgt dabei so, dass die notwendigen Vorkompensations-Kippwinkel k der Feldfacetten 20 zur Erzeugung einer Verkippung der jeweiligen Feldfacettenbilder bei der Überlagerung im Objektfeld 5 von weniger als 7° möglichst klein sind, sodass der Feldfacetten-Spiegelträger möglichst dicht mit den Feldfacetten 20 belegt werden kann. This tilting by less than 7 ° requires due to the geometric deflection of the beam paths 40 during their deflection at the field facet mirror 19 , at the deflection single mirror array 24 and at the pupil facet mirror 26 a precompensation tilt of the field facets 20 , This precompensation tilt of the field facets 20 takes as tilt by tilt angle k about tilt axes parallel to the local z-axis of the respective field facets 20 instead of, as above based on the 3 already explained. The assignments of the field facets 20 , the deflecting single mirror 25 and the pupil facets 35 within the respective beam paths 40 of the illumination light 16 takes place in such a way that the necessary precompensation tilt angle k of the field facets 20 for generating a tilt of the respective field facet images in the overlay in the object field 5 of less than 7 ° are as small as possible, so that the field facet mirror carrier as close as possible to the field facets 20 can be occupied.
Zur Minimierung der erforderlichen Verteilung der Vorkompensations-Kippwinkel k für alle Feldfacetten 20 des Feldfacettenspiegels 19 wird eine Berechnung des Abbildungs-Kippwinkels bei der Abbildung der jeweiligen Feldfacette 20 in das Objektfeld 5 vorgenommen. Hierzu wird der nachfolgend beschriebene Formalismus verwendet:
r1 sei ein Objektvektor, der mittels einer reflektierenden Oberfläche S1 abgebildet wird. Der einfallende Strahlengang 40 fällt unter einer mit Hilfe eines Vektors s1 repräsentierten Richtung auf die Reflexionsfläche S1 ein und wird von dieser Oberfläche in Richtung eines weiteren Vektors s2 reflektiert. Je nachdem, ob das Bild des Objektvektors r1 auf der gleichen Seite der Reflexionsfläche S1 erzeugt wird oder nicht, entsteht ein reelles oder ein virtuelles Bild r2 des Objektvektors r1. Ein Vergrößerungsfaktor β1 ist für reelle Bilder kleiner null und für virtuelle Bilder größer null. To minimize the required distribution of precompensation tilt angles k for all field facets 20 of the field facet mirror 19 becomes a calculation of the image tilt angle in the image of the respective field facet 20 in the object field 5 performed. For this purpose, the formalism described below is used:
Let r 1 be an object vector which is imaged by means of a reflecting surface S 1 . The incident beam path 40 falls under a direction represented by a vector s 1 on the reflection surface S 1 and is reflected from this surface in the direction of another vector s 2 . Depending on whether the image of the object vector r 1 is generated on the same side of the reflection surface S 1 or not, a real or a virtual image r 2 of the object vector r 1 is formed . A magnification factor β 1 is less than zero for real images and greater than zero for virtual images.
Zur Berechnung einer Bildorientierung, also einer Orientierung des Bildvektors r2 relativ zum Objektvektor r1 werden zwei verschiedene Basissysteme eingeführt, die einen Transformation der Komponenten des Objektvektors r1 innerhalb dieser Basissysteme vereinfachen. Unter der Annahme s1 ≠ ±s2 werden die die Basen B1 = {s1, s1×2, s1×(1×2)} und B2 = {s2, s1×2, s2×(1×2)} definiert. Hierbei sind: ist hierbei ein Normalisierungsfaktor. Innerhalb der Basis B1 kann der Objektvektor r1 ausgedrückt werden r 1 = (r 1·s ˆ1)s ˆ1 + (r 1·s ˆ1×2)s ˆ1×2 + (r 1·s ˆ1×(1×2))s ˆ1×(1×2) (2.2) To calculate an image orientation, ie an orientation of the image vector r 2 relative to the object vector r 1 , two different base systems are introduced, which simplify a transformation of the components of the object vector r 1 within these base systems. Assuming s 1 ≠ ± s 2 , the bases B 1 = {s 1 , s 1 × 2 , s 1 × (1 × 2) } and B 2 = {s 2 , s 1 × 2 , s 2 × (1 × 2) }. Here are: Here is a normalization factor. Within the base B 1 , the object vector r 1 can be expressed r 1 = (r 1 · s 1) + s 1 (r 1 · s 1 x 2) s 1 × 2 + (r 1 · s 1 × (1 × 2)) × s 1 ( 1 × 2) (2.2)
Eine Abbildung an der Reflexionsfläche s1 transformiert die Vektorkomponenten des Objektvektors r1 der Basis B1 in Komponenten des Bildvektors r2 in der Basis B2 entsprechend der longitudinalen und lateralen Vergrößerungsfaktoren: (r 1·s ˆ1)s ˆ1 → β 2 / 1(r 1·s ˆ1)s ˆ2 (2.3) (r 1·s ˆ1×2)s ˆ1×2 → β1(r 1·s ˆ1×2)s ˆ1×2 (2.4) (r 1·s ˆ1×(1×2))s ˆ1×(1×2) → β1(r 1·s ˆ1×(1×2))s ˆ2×(1×2) (2.5) An image at the reflection surface s 1 transforms the vector components of the object vector r 1 of the base B 1 into components of the image vector r 2 in the base B 2 corresponding to the longitudinal and lateral magnification factors: (r 1 · s 1) s 1 → β 2/1 (r 1 · s 1) s 2 (2.3) (R 1 · s 1 x 2) s 1 × 2 → β 1 (r 1 · s 1 x 2) s 1 × 2 (2.4) (R 1 · s 1 × (1 × 2)) × s 1 (1 × 2) → β 1 (r 1 · s 1 × (1 × 2)) s 2 x (1 x 2) ( 05/02)
Für die Bildverkippung ergibt sich dann For the Bildverkippung then arises
Der hochgestellte Index „T“ bedeutet „transponiert im Sinne der Matrixmultiplikation“. s1 Ts2 ergibt eine reelle Zahl. s1s2 T ergibt eine 3×3-Matrix.The superscript "T" means "transposed in the sense of matrix multiplication". s 1 T s 2 gives a real number. s 1 s 2 T gives a 3 × 3 matrix.
Die Transformationsmatrix T21 lässt sich mit Hilfe von Gleichung (2.1) abhängig von der Einfallsrichtung s1, der Ausfallsrichtung s2 und deren Kreuzprodukt s1×2 wie folgt ausdrücken: The transformation matrix T 21 can be expressed with the aid of equation (2.1) as a function of the direction of incidence s 1 , the direction of failure s 2 and its cross product s 1 × 2 as follows:
Für jede Kombination abbildender Spiegel kann die resultierende Abbildungs-Verkippung durch Multiplikation der entsprechenden Matrizen folgendermaßen berechnet werden. For each combination of imaging mirrors, the resulting imaging tilt can be calculated by multiplying the corresponding matrices as follows.
Die Strahlengänge (vgl. Strahlengang 40) verlaufen bei den Reflexionen am Umlenk-Einzelspiegelarray 24 und am Pupillenfacettenspiegel 26 jeweils angenähert U-förmig und in der Regel windschief. Zwischen dem Feldfacettenspiegel 19 und dem Umlenk-Einzelspiegelarray 24 verläuft der erste Teil des jeweiligen Strahlengangs 40 angenähert in positiver z-Richtung, zwischen dem Umlenk-Einzelspiegelarray 24 und dem Pupillenfacettenspiegel 26 angenähert radial in Bezug auf das Zentrum 27 des Pupillenfacettenspiegels 26 in der xy-Ebene, z.B. angenähert in positiver y-Richtung, und zwischen dem Pupillenfacettenspiegel 26 und dem Objektfeld 5 angenähert in negativer z-Richtung. The beam paths (see beam path 40 ) run at the reflections on the deflection individual mirror array 24 and at the pupil facet mirror 26 each approximately U-shaped and as a rule skewed. Between the field facet mirror 19 and the deflecting single mirror array 24 runs the first part of the respective beam path 40 approximately in the positive z-direction, between the deflecting individual mirror array 24 and the pupil facet mirror 26 approximately radially with respect to the center 27 of the pupil facet mirror 26 in the xy-plane, eg approximated in the positive y-direction, and between the pupil facet mirror 26 and the object field 5 approximated in negative z-direction.
Für eine derartige U-Konfiguration ergibt sich unter Anwendung des vorstehend erläuterten Formalismus zur Abbildungs-Verkippungsberechnung ein großer Einfluss eines jeweils windschiefen Verlaufes des Strahlengangs 40, also eines Verlaufes abweichend vom Meridionalschnitt nach 1, auf den jeweiligen Abbildungs-Kippwinkel. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass durch entsprechende Zuordnung der Strahlengänge 40 zu den Feldfacetten 20, den Umlenk-Einzelspiegeln 25 und den Pupillenfacetten 35 die Abbildungs-Verkippung und damit eine Kompensations-Verkippung der Feldfacetten 20 innerhalb vorgegebener Grenzen gehalten werden kann. For such a U-configuration results using the above-explained formalism for mapping tilt calculation, a large influence of each skewed course of the beam path 40 , ie a course deviating from the meridional section 1 , to the respective image tilt angle. Conversely, this means that by appropriate assignment of the beam paths 40 to the field facets 20 , the deflecting individual mirrors 25 and the pupil facets 35 the image tilting and thus a compensation tilt of the field facets 20 can be kept within predetermined limits.
Es wird also die Position der Umlenk-Einzelspiegel 25 zu den Pupillenfacetten 35 als Freiheitsgrad benutzt, um eine relative Verdrehung der Urbilder des Objektfeldes 5, also eine relative Verdrehung der Feldfacetten 20 bzw. 47 zueinander zu eliminieren. Diese Positionsoptimierung der Umlenk-Einzelspiegel 25 zu den Pupillenfacetten 35 kann so erfolgen, dass eine polarisierende Wirkung der Reflexionen am Pupillenfacettenspiegel 26 erhalten bleibt. Bei mit möglichst geringer Abweichung erfolgender Beibehaltung des gewünschten Polarisationszustandes wird eine geometrische Effizienz der Anordnung deutlich verbessert, eine Feldfacettenbildverdrehung also deutlich reduziert. It is therefore the position of the deflection individual mirror 25 to the pupil facets 35 used as a degree of freedom to a relative rotation of the original images of the object field 5 , ie a relative rotation of the field facets 20 respectively. 47 to eliminate each other. This position optimization of the deflection individual mirror 25 to the pupil facets 35 can be done so that a polarizing effect of the reflections on the pupil facet mirror 26 preserved. In the case of maintaining the desired state of polarization with as little deviation as possible, a geometric efficiency of the arrangement is markedly improved, thus significantly reducing a field facet image distortion.
Die 5 und 6 verdeutlichen das Ergebnis einer entsprechenden Zuordnung der Strahlengänge 40 zur Vorgabe eines Quasar-Beleuchtungssettings nach 4. Dargestellt ist in der 5 eine Aufsicht auf den Feldfacettenspiegel 19, von dem schematisch eine kreisförmige Berandung des Facettenspiegelträgers dargestellt ist. Innerhalb dieser Berandung sind die Positionen bestimmter Feldfacetten 20 durch deren Schwerpunkte 41 illustriert. Von diesen Schwerpunkten 41 der Feldfacetten 20 geht in der 5 jeweils ein Richtungspfeil 42 aus, der eine Orientierung der kurzen, in Scanrichtung verlaufenden Seiten der rechteckigen Feldfacetten 20 in Projektion auf die lokale xy-Ebene des Feldfacettenspiegels 19 wiedergibt. Ein Winkel zwischen dem jeweiligen Orientierungspfeil 42 und der lokalen x-Achse des Feldfacettenspiegels 19 ist also der Kippwinkel k, wie vorstehend anhand der 3 bereits erläutert. The 5 and 6 illustrate the result of a corresponding assignment of the beam paths 40 for specifying a quasar lighting setting 4 , Shown in the 5 a supervision on the field facet mirror 19 of which schematically a circular boundary of the facet mirror carrier is shown. Within this boundary are the positions of certain field facets 20 through their priorities 41 illustrated. From these emphases 41 the field facets 20 goes in the 5 one directional arrow each 42 indicating an orientation of the short, scanning sides of the rectangular field facets 20 in projection onto the local xy plane of the field facet mirror 19 reproduces. An angle between the respective orientation arrow 42 and the local x-axis of the field facet mirror 19 So is the tilt angle k, as described above with reference to 3 already explained.
6 zeigt eine Häufigkeitsverteilung N(k) der Kippwinkel k der Feldfacetten 20 bei der Orientierungsverteilung nach 5. Alle Feldfacetten 20 haben bei dieser Orientierungsverteilung einen Kippwinkel k im Bereich zwischen –4° und 4°. Der absolute Kippwinkel k ist also höchstens 4°. Mit diesen absolut geringen Kippwinkeln k lässt sich mit der Orientierungsverteilung der Feldfacetten 20 nach 5 eine Verkippung der Feldfacettenbilder relativ zueinander im Objektfeld 5 erreichen, bei der die Feldfacettenbilder zueinander in der Objektebene 6 um weniger als 7° in Bezug auf eine zur z-Achse parallel Kippachse verkippt sind. 6 shows a frequency distribution N (k) of the tilt angle k of the field facets 20 in the orientation distribution 5 , All field facets 20 have in this orientation distribution a tilt angle k in the range between -4 ° and 4 °. The absolute tilt angle k is thus at most 4 °. With these absolutely small tilt angles k, the orientation of the field facets can be determined 20 to 5 a tilt of the field facet images relative to each other in the object field 5 reach, in which the field facet images to each other in the object plane 6 are tilted by less than 7 ° with respect to a tilt axis parallel to the z-axis.
Auch andere Beleuchtungssettings mit vorgegebenen Polarisationsverläufen lassen sich mit der Beleuchtungsoptik 4 nach 1 herstellen, beispielsweise ein Beleuchtungssetting des Typs „C-Quad“. Das Beleuchtungssetting „C-Quad“ entspricht dem Quasar-Beleuchtungssetting nach 4, wobei beim C-Quad-Beleuchtungssetting die vier Beleuchtungspole einander in ±x-Richtung einerseits und in ±y-Richtung andererseits gegenüberliegen. Durch Verdrehung der vier Beleuchtungspole 38 i des Quasar-Beleuchtungssettings nach 4 um eine zentrale Achse um 45° lässt sich dieses Quasar-Beleuchtungssetting also in ein C-Quad-Beleuchtungssetting überführen. Other lighting settings with predetermined polarization curves can be combined with the illumination optics 4 to 1 For example, a "C-Quad" lighting setting. The illumination setting "C-Quad" corresponds to the quasar illumination setting after 4 In the case of the C-quad illumination setting, the four illumination poles face one another in the ± x direction on the one hand and in the ± y direction on the other hand. By twisting the four lighting poles 38 i of the quasar lighting setting 4 around a central axis by 45 °, this quasar illumination setting can thus be converted into a C-quad illumination setting.
Anhand der 7 wird nachfolgend eine weitere Ausführung einer Beleuchtungsoptik 44 beschrieben, die anstelle der Beleuchtungsoptik 4 bei der Projektionsbelichtungsanlage 1 zum Einsatz kommen kann. Komponenten und Funktionen, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.Based on 7 Below is another embodiment of a lighting optical system 44 described in place of the illumination optics 4 at the projection exposure machine 1 can be used. Components and functions corresponding to those described above with reference to FIGS 1 to 6 already described, bear the same reference numbers and will not be discussed again in detail.
Die Beleuchtungsoptik 44 hat ein Umlenk-Einzelspiegelarray 24 und einen doppelkegelförmigen Pupillenfacettenspiegel 26 nach Art derjenigen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Ausführung nach den 1 bis 6 bereits erläutert wurden. Im Unterschied zur Beleuchtungsoptik 4 lenkt der Doppelkegel-Pupillenfacettenspiegel 26 der Beleuchtungsoptik 44 das Beleuchtungslicht 16 nicht direkt zum Objekt- bzw. Beleuchtungsfeld 5, sondern in etwa in Gegenrichtung zur Umlenkrichtung des Pupillenfacettenspiegels 26 der Beleuchtungsoptik 4 hin zu einem bündelformenden Spiegel in Form eines Kondensors 45. Die Wirkung des Kondensors 45 ist so, dass eine nahezu telezentrische Beleuchtung des Objektfeldes 5 vorliegt. The illumination optics 44 has a deflecting single mirror array 24 and a double cone pupil facet mirror 26 in the manner of those referred to above with reference to the embodiment according to the 1 to 6 already explained. In contrast to the illumination optics 4 deflects the double cone pupil facet mirror 26 the illumination optics 44 the illumination light 16 not directly to the object or illumination field 5 but approximately in the opposite direction to the deflection of the pupil facet mirror 26 the illumination optics 4 towards a beam-forming mirror in the form of a condenser 45 , The effect of the condenser 45 is such that a nearly telecentric illumination of the object field 5 is present.
Bei der Beleuchtungsoptik 44 findet im Bereich des Umlenk-Einzelspiegelarrays 24 und des Pupillenfacettenspiegels 26 also eine in etwa Z-förmige Umlenkung des Beleuchtungslichts 16 statt. Einzelne Strahlengänge innerhalb der Beleuchtungsoptik 44, die grundsätzlich dem Strahlengang 40 nach 1 entsprechen, liegen in der Regel als windschiefe Strahlengänge vor. In the illumination optics 44 takes place in the area of the deflection individual mirror array 24 and the pupil facet mirror 26 So an approximately Z-shaped deflection of the illumination light 16 instead of. Individual beam paths within the illumination optics 44 that basically the beam path 40 to 1 are usually present as skewed optical paths.
Jeder der Feldfacetten 20 kann bei den Beleuchtungsoptiken 4 bzw. 44 eine Mehrzahl oder auch eine Vielzahl der Umlenk-Einzelspiegel 25 zugeordnet sein. Auf diese Weise ist es möglich, über die Umlenk-Einzelspiegel 25 ein Beleuchtungslicht-Teilbündel, das von einer der Feldfacetten 20 kommt, auf mehrere der Pupillenfacetten 35 zu verteilen. Facettenabschnitts-Bilder von Feldfacetten-Abschnitten stellen also Streifen im Objektfeld 5 dar, die sich quer zur Objektverlagerungsrichtung y über eine gesamte Objektfeldhöhe, also über die gesamte x-Erstreckung, des Objektfeldes 5 erstrecken. Entsprechend lässt sich das Bild einer der Feldfacetten 20 im Objektfeld 5 beispielsweise zeilenweise mit in y-Richtung versetzten Zeilen über verschiedene der Pupillenfacetten 35 aufbauen. Über eine entsprechende Kippwinkel-Zuordnung der Umlenk-Einzelspiegel 25 können somit Streifen-Abschnitte des Objektfeldes 5, die sich in der x-Richtung über das gesamte Objektfeld 5 erstrecken, aus verschiedenen Beleuchtungsrichtungen entsprechend der Position der an dieser Beleuchtung beteiligten Pupillenfacette 35 auf den Pupillenfacettenspiegel 26 ausgeleuchtet werden. Dies ist in einem Insert in der 1 dargestellt, die eine Aufsicht des beispielsweise rechteckigen Objektfeldes 5 zeigt. Dargestellt sind insgesamt vier derartiger Objektfeld-Streifen 5a bis 5d, die durch gestrichelte Linien schematisch voneinander abgetrennt sind. Diese Objektfeld-Streifen 5a bis 5d sind Bilder von Facettenabschnitten der Feldfacetten 20. Eine Objektfeldhöhe, also eine gesamte Erstreckung des Objektfeldes 5 in der x-Richtung, ist in diesem Insert als 5 x bezeichnet. Ein durch das Objektfeld 5 längs der y-Richtung gescannter Retikelpunkt sieht scanintegriert dann das Beleuchtungslicht aus den verschiedenen Beleuchtungsrichtungen. Each of the field facets 20 can with the illumination optics 4 respectively. 44 a plurality or a plurality of the deflection individual mirror 25 be assigned. In this way it is possible, via the deflecting individual mirror 25 an illumination light sub-beam coming from one of the field facets 20 comes on several of the pupil facets 35 to distribute. Facet section images of field facet sections thus represent stripes in the object field 5 which is transverse to the object displacement direction y over an entire object field height, that is, over the entire x extension, of the object field 5 extend. Accordingly, the image of one of the field facets can be 20 in the object field 5 for example, line by line with lines offset in the y-direction over different pupil facets 35 build up. About a corresponding tilt angle assignment of the deflection individual mirror 25 can thus strip sections of the object field 5 extending in the x direction over the entire object field 5 extend, from different directions of illumination according to the position of the pupil facet involved in this illumination 35 on the pupil facet mirror 26 be lit up. This is in an insert in the 1 represented, which is a plan view of the example rectangular object field 5 shows. A total of four such object field strips are shown 5a to 5d , which are separated by dashed lines schematically from each other. This object field strip 5a to 5d are images of facet portions of the field facets 20 , An object field height, ie a total extension of the object field 5 in the x direction, is in this insert as 5 x denotes. One through the object field 5 The reticle point scanned along the y direction then sees the illuminating light from the different directions of illumination integrated into the scan.
8 zeigt eine Variante des Feldfacettenspiegels 19, die anstelle des Feldfacettenspiegels nach 2 bei den vorstehend erläuterten Beleuchtungsoptiken 4, 44 zum Einsatz kommen kann. 8th shows a variant of the field facet mirror 19 replacing the field facet mirror after 2 in the illumination optics explained above 4 . 44 can be used.
Anstelle rechteckiger Feldfacetten hat der Feldfacettenspiegel 19 nach 8 gebogene Feldfacetten 47, die wiederum zu Feldfacetten-Gruppen 21 gruppiert sind. Ein x/y-Aspektverhältnis dieser Feldfacetten 47 entspricht wiederum demjenigen des Objektfeldes 5. Instead of rectangular field facets, the field facet mirror has 19 to 8th curved field facets 47 , in turn, to field facet groups 21 are grouped. An x / y aspect ratio of these field facets 47 again corresponds to that of the object field 5 ,
9 verdeutlicht eine Definition des Kippwinkels k bei den gebogenen Feldfacetten 47, wobei diese Definition analog zu derjenigen ist, die vorstehend im Zusammenhang mit den rechteckigen Feldfacetten 20 nach 3 erläutert wurde. Jeder der Feldfacetten 47 kann eine Orientierungs-Maßlinie 48 zugeordnet werden, die einerseits durch den jeweiligen Feldfacetten-Schwerpunkt 41 verläuft und andererseits radial in Bezug auf die gebogenen Längsseiten der jeweiligen Facette 47 verläuft. In der 9 sind, den beiden Feldfacetten 47u, 47o zugeordnet, die beiden Orientierungs-Maßlinien 48u, 48o dargestellt. Die Orientierungs-Maßlinie 48o der Feldfacette 47o verläuft parallel zur lokalen y-Achse des Feldfacettenspiegels 19 nach 8, sodass ein Kippwinkel k dieser Feldfacette 47o den Wert 0 hat. Die Orientierungs-Maßlinie 48u verläuft unter dem Winkel k zur y-Achse, der in der 9 etwa 3° beträgt. Der Kippwinkel k der Feldfacette 47u beträgt also 3°. 9 clarifies a definition of the tilt angle k in the curved field facets 47 This definition is analogous to that described above in connection with the rectangular field facets 20 to 3 was explained. Each of the field facets 47 can be an orientation dimension line 48 assigned on the one hand by the respective field facet focus 41 extends and on the other hand radially with respect to the curved longitudinal sides of the respective facet 47 runs. In the 9 are, the two field facets 47u . 47o assigned, the two orientation dimension lines 48u . 48o shown. The orientation dimension line 48o the field facet 47o is parallel to the local y-axis of the field facet mirror 19 to 8th , so that a tilt angle k of this field facet 47o has the value 0. The orientation dimension line 48u runs at the angle k to the y-axis, which in the 9 is about 3 °. The tilt angle k of the field facet 47u is therefore 3 °.
Die Abbildungs-Verkippungsberechnung, die vorstehend erläutert wurde, ist unabhängig von der Form der Urbilder, also unabhängig von der Form der mit der jeweiligen Beleuchtungsoptik abgebildeten Feldfacetten 20 bzw. 47. Auch für die gebogenen Feldfacetten 47 lässt sich daher eine Verteilung von Orientierungen mit optimal kleinen Kippwinkeln k entsprechend dem erreichen, was vorstehend insbesondere unter Bezugnahme auf die 5 und 6 bereits erläutert wurde. The image tilt calculation explained above is independent of the shape of the original images, that is, independent of the shape of the field facets imaged with the respective illumination optics 20 respectively. 47 , Also for the curved field facets 47 Therefore, a distribution of orientations with optimally small tilt angles k can be achieved according to what was stated above with particular reference to FIGS 5 and 6 has already been explained.
10 zeigt eine weitere Ausführung eines Feldfacettenspiegels 19, der anstelle der Feldfacettenspiegel nach den 2 und 8 zum Einsatz kommen kann. Auch der Feldfacettenspiegel 19 nach 10 hat rechteckige Feldfacetten 20, die sich hinsichtlich ihrer Gruppierung in Feldfacetten-Gruppen 21 vom Feldfacettenspiegel 19 nach 2 unterscheiden. 10 shows a further embodiment of a field facet mirror 19 , which instead of the field facet mirror after the 2 and 8th can be used. Also the field facet mirror 19 to 10 has rectangular field facets 20 , grouped into field facet groups 21 from the field facet mirror 19 to 2 differ.
Bei der Projektionsbelichtung werden das Retikel 7 und der Wafer 13, der eine für das EUV-Strahlungsbündel 16 lichtempfindliche Beschichtung trägt, bereitgestellt. Vor der Belichtung wird ein Beleuchtungssetting mit vorgegebener Polarisationseinstellung eingestellt, also beispielsweise ein Dipol-Setting oder ein annulares Setting oder auch ein anderes Setting, beispielsweise ein konventionelles Beleuchtungssetting oder ein Multipol-Beleuchtungssetting. Anschließend wird zumindest ein Abschnitt des Retikels 7 auf den Wafer 13 mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 projiziert. Schließlich wird die mit dem EUV-Strahlungsbündel 16 belichtete lichtempfindliche Schicht auf dem Wafer 13 entwickelt. Auf diese Weise wird das mikro- beziehungsweise nanostrukturierte Bauteil, beispielsweise ein Halbleiter-Bauelement, beispielsweise ein Speicherchip, hergestellt.In the projection exposure, the reticle 7 and the wafer 13 , one for the EUV radiation bundle 16 photosensitive coating carries provided. Before the exposure, a lighting setting is set with a predetermined polarization setting, that is, for example, a dipole setting or an annular setting or another setting, for example a conventional illumination setting or a multipole illumination setting. Subsequently, at least a portion of the reticle 7 on the wafer 13 with the help of the projection exposure system 1 projected. Finally, the one with the EUV radiation bundle 16 exposed photosensitive layer on the wafer 13 developed. In this way, the micro- or nanostructured component, for example a semiconductor component, for example a memory chip, is produced.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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WO 2010/049076 A2 [0002] WO 2010/049076 A2 [0002]
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WO 2009/095052 A1 [0002] WO 2009/095052 A1 [0002]
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US 2011/0001947 A1 [0002, 0042, 0044] US 2011/0001947 A1 [0002, 0042, 0044]
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US 6195201 B1 [0002] US 6195201 B1 [0002]
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WO 2009/100856 A1 [0002] WO 2009/100856 A1 [0002]
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US 2011/0019172 A1 [0012] US 2011/0019172 Al [0012]
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EP 1225481 A [0035] EP 1225481A [0035]
