Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer Energiesensor-Einrichtung mit mindestens einem Energiesensor in einer Projektionsbelichtungsanlage. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Beleuchtungsoptik und ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage sowie eine Projektionsbelichtungsanlage. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements und ein derartig hergestelltes Bauelement.The invention relates to an arrangement of an energy sensor device with at least one energy sensor in a projection exposure apparatus. The invention further relates to an illumination optics and a lighting system for a projection exposure apparatus and a projection exposure apparatus. Finally, the invention relates to a method for producing a micro- or nanostructured component and a component produced in this way.
Aus der DE 10 2008 040 316 A1 ist die Anordnung eines Energiesensors in einer Projektionsbelichtungsanlage bekannt. From the DE 10 2008 040 316 A1 the arrangement of a power sensor in a projection exposure apparatus is known.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Anordnung eines Energiesensors in einer Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern.It is an object of the present invention to improve the arrangement of an energy sensor in a projection exposure apparatus.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, eine Energiesensor-Einrichtung außerhalb des Strahlungskegels, welcher zum Retikel geht, d. h. außerhalb des Strahlengangs, der zur Beleuchtung des Nutzbereichs des Objektfeldes verwendeten Beleuchtungsstrahlung, anzuordnen. Hierbei ist vorgesehen, die Energiesensor-Einrichtung beabstandet zur Objektebene anzuordnen mit einem Abstand von höchstens 30 mm zur Objektebene.This object is solved by the features of claim 1. The gist of the invention is to provide a power sensor device outside the cone of radiation which goes to the reticle, i. H. outside the beam path, the illumination used to illuminate the useful area of the object field to arrange. In this case, provision is made for the energy sensor device to be arranged at a distance from the object plane at a distance of at most 30 mm from the object plane.
Durch eine entsprechende Anordnung der Energiesensor-Einrichtung ist es möglich, Lichtverlust zu vermeiden. Die Anordnung ermöglicht insbesondere eine abschattungsfreie Beleuchtung des Nutzbereichs des Objektfelds, in welchem das Retikel angeordnet ist. By a corresponding arrangement of the energy sensor device, it is possible to avoid loss of light. In particular, the arrangement makes possible shading-free illumination of the useful area of the object field in which the reticle is arranged.
Der Energiesensor ist insbesondere derart angeordnet, dass die Randstrahlen der zur Beleuchtung des Nutzbereiches verwendeten Beleuchtungsstrahlung nicht vignettiert werden. The energy sensor is in particular arranged such that the marginal rays of the illumination radiation used to illuminate the useful area are not vignetted.
Im Bereich zwischen dem Energiesensor und der Objektebene ist mindestens ein weiteres optisches Bauelement angeordnet. Hierbei kann es sich insbesondere um eine Blende oder einen Filter handeln. Es kann sich insbesondere um ein sogenanntes Unicom handeln. Für Details desselben sei auf die EP 0 952 491 A2 verwiesen. Es kann sich auch um eine ReMa-Blende handeln. Für Details sei beispielsweise auf die DE 10 2012 218 074 A1 verwiesen.At least one further optical component is arranged in the region between the energy sensor and the object plane. This may in particular be a diaphragm or a filter. In particular, it may be a so-called Unicom. For details of the same is on the EP 0 952 491 A2 directed. It can also be a ReMa aperture. For details, for example, on the DE 10 2012 218 074 A1 directed.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Energiesensor-Einrichtung derart angeordnet, dass der Nutzbereich abschattungsfrei beleuchtbar ist. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Energiesensor-Einrichtung außerhalb des Strahlungskegels, welcher zum Nutzbereich geht, angeordnet ist. Der Öffnungswinkel des Strahlungskegels wird hierbei durch die objektseitige numerische Apertur der Beleuchtungsoptik bestimmt.According to a further aspect of the invention, the energy sensor device is arranged such that the useful area can be illuminated without shading. This can be achieved, in particular, in that the energy sensor device is arranged outside the radiation cone which goes to the useful region. The opening angle of the radiation cone is determined here by the object-side numerical aperture of the illumination optics.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Energiesensor auf einem Kühlfinger einer Kühlungseinrichtung angeordnet. Der Kühlfinger kann hierbei sehr dünn ausgebildet sein. Er kann insbesondere eine Dicke von weniger als 5 mm, insbesondere weniger als 3 mm, insbesondere weniger als 1 mm aufweisen. Er kann insbesondere so dünn ausgebildet sein, dass er eine Bewegung des Energiesensors, insbesondere in einer Richtung quer, insbesondere senkrecht zum Hauptstrahl der Beleuchtungsstrahlung, zulässt. Dies kann zwar zu einer Änderung des Messergebnisses führen, diese Änderung ist jedoch im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung unschädlich und kann sogar erwünscht sein.According to one aspect of the invention, the energy sensor is arranged on a cooling finger of a cooling device. The cold finger can be made very thin here. In particular, it may have a thickness of less than 5 mm, in particular less than 3 mm, in particular less than 1 mm. In particular, it may be made so thin that it permits a movement of the energy sensor, in particular in a direction transversely, in particular perpendicular to the main ray of the illumination radiation. While this may result in a change in the measurement result, this change is harmless in the context of the present invention and may even be desirable.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Energiesensor-Einrichtung mindestens ein Mittel zur Ausblendung von Streulicht. Hierdurch kann insbesondere verhindert werden, dass vom Retikel reflektierte Strahlung den Energiesensor erreichen kann. Die Energiesensor-Einrichtung kann insbesondere einen Tubus umfassen. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, an einem Ende des Tubus einen Umlenk- oder Auskoppelspiegel anzuordnen. Dieser Spiegel kann die vom Energiesensor zu erfassende Beleuchtungsstrahlung zum Energiesensor lenken, welcher am anderen Ende des Tubus angeordnet ist. Der Spiegel kann als Planspiegel oder mit Brechkraft ausgebildet sein. Ein Spiegel mit Brechkraft erlaubt es, den Energiesensor sehr kompakt auszubilden.According to a further aspect of the invention, the energy sensor device comprises at least one means for suppressing stray light. In this way, it can be prevented, in particular, that radiation reflected by the reticle can reach the energy sensor. The energy sensor device may in particular comprise a tube. In this case, it may be provided, in particular, to arrange a deflection or outcoupling mirror at one end of the tube. This mirror can direct the illumination radiation to be detected by the energy sensor to the energy sensor, which is arranged at the other end of the tube. The mirror can be designed as a plane mirror or with refractive power. A mirror with refractive power makes it possible to form the energy sensor very compact.
Das Mittel zur Ausblendung von Streulicht, insbesondere der Tubus, ermöglicht es, den Energiesensor derart anzuordnen, dass die sensitive Oberfläche desselben nicht parallel zur Objektebene ausgerichtet ist. Der Energiesensor kann insbesondere einen Winkel im Bereich von 30° bis 150°, insbesondere im Bereich von 60° bis 120°, insbesondere im Bereich von 80° bis 100° mit der Objektebene einschließen.The means for suppressing scattered light, in particular the tube, makes it possible to arrange the energy sensor such that the sensitive surface thereof is not aligned parallel to the object plane. The energy sensor may in particular enclose an angle in the range of 30 ° to 150 °, in particular in the range of 60 ° to 120 °, in particular in the range of 80 ° to 100 ° with the object plane.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Gesamtintensität der zur Beleuchtung des Nutzbereiches verwendeten Beleuchtungsstrahlung mittels der Energiesensor-Einrichtung mit einer Genauigkeit von besser als 1%, insbesondere besser als 0,3%, insbesondere besser als 0,1% messbar. Hierunter sei verstanden, dass der Messfehler kleiner als 1%, insbesondere kleiner als 0,3%, insbesondere kleiner als 0,1% ist. According to a further aspect of the invention, the total intensity of the illumination radiation used to illuminate the useful area can be measured by means of the energy sensor device with an accuracy of better than 1%, in particular better than 0.3%, in particular better than 0.1%. This is understood to mean that the measurement error is less than 1%, in particular less than 0.3%, in particular less than 0.1%.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der zur Beleuchtung des Energiesensors mit Beleuchtungsstrahlung mit sämtlichen möglichen Einfallswinkeln auszuleuchtende Bereich in der Objektebene um höchstens 20%, insbesondere höchstens 10%, insbesondere höchstens 5% größer als der Nutzbereich. Unter dem auszuleuchtenden Bereich in der Objektebene sei hierbei der Bereich in der Objektebene verstanden, der ausgeleuchtet werden müsste, damit der Energiesensor mit Beleuchtungsstrahlung mit sämtlichen möglichen Einfallswinkeln beleuchtet wird. Diesbezüglich sei angemerkt, dass die Anordnung des Energiesensors zu einer Abschattung der Objektebene, insbesondere außerhalb des Nutzbereichs, führen kann. According to a further aspect of the invention, the area to be illuminated for illumination of the energy sensor with illumination radiation with all possible angles of incidence is in the Object level by at most 20%, in particular at most 10%, in particular at most 5% greater than the useful area. The area to be illuminated in the object plane is here understood as the area in the object plane which would have to be illuminated so that the energy sensor is illuminated with illumination radiation with all possible angles of incidence. In this regard, it should be noted that the arrangement of the energy sensor can lead to shading of the object plane, in particular outside the useful range.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist es insbesondere möglich, die Überstrahlung des Retikels, insbesondere die seitliche Überstrahlung des Retikels, insbesondere die Überstrahlung des Retikels in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu reduzieren, insbesondere zu minimieren. Hierdurch wird die Effizienz der Beleuchtung des Retikels verbessert. The arrangement according to the invention makes it possible, in particular, to reduce, in particular minimize, the overexposure of the reticle, in particular the lateral overexposure of the reticle, in particular the overexposure of the reticle in the direction perpendicular to the scanning direction. This improves the efficiency of the illumination of the reticle.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Energiesensor-Einrichtung auf der Rückseite eines Spiegels der Beleuchtungsoptik angeordnet oder in einen Spiegel der Beleuchtungsoptik integriert ausgebildet. According to a further aspect of the invention, the energy sensor device is arranged on the rear side of a mirror of the illumination optics or integrated into a mirror of the illumination optics.
Die Energiesensor-Einrichtung kann insbesondere hinter einem Spiegel für streifenden Einfall, einem sogenannten G-Spiegel, angeordnet sein. Unter streifendem Einfall sei hierbei ein Einfallswinkel von mindestens 70° verstanden. Der G-Spiegel kann insbesondere eine Vielzahl von Durchtrittsöffnungen zum Durchtritt der Beleuchtungsstrahlung aufweisen. Die Durchtrittsöffnungen können auf der optisch genutzten Seite des G-Spiegels jeweils eine Fläche von weniger als 1000 µm2, insbesondere weniger als 300 µm2, insbesondere weniger als 100 µm2 aufweisen. Die Durchtrittsöffnungen können insbesondere konisch oder konusartig ausgebildet sein. Das heißt sie können zur strahlungsabgewandten Seite des G-Spiegels hin größer werden.The energy sensor device can in particular be arranged behind a grazing incidence mirror, a so-called G mirror. Under grazing incidence here is an angle of incidence of at least 70 ° understood. In particular, the G mirror can have a multiplicity of passage openings for the passage of the illumination radiation. The passage openings may each have an area of less than 1000 μm 2 , in particular less than 300 μm 2 , in particular less than 100 μm 2 , on the optically used side of the G mirror. The passage openings may be formed in particular conical or conical. That is, they can become larger toward the side of the G-mirror that faces away from the radiation.
Der Energiesensor kann auch in einen Spiegel der Beleuchtungsoptik integriert sein. Er kann insbesondere auf dem Spiegelkörper angeordnet sein. Er ist insbesondere in einem oder mehreren Bereichen des Spiegels, welche nicht zur Reflexion von Beleuchtungsstrahlung, das heißt nicht zur Überführung von Beleuchtungsstrahlung von der Strahlungsquelle zum Nutzbereich dienen, angeordnet sein. Der Energiesensor kann insbesondere auf dem Spiegelkörper des Feldfacettenspiegels oder in den Pupillenfacettenspiegel integriert sein. The energy sensor can also be integrated in a mirror of the illumination optics. It can be arranged in particular on the mirror body. It is in particular in one or more areas of the mirror, which are not for the reflection of illumination radiation, that is not to be used for the transfer of illumination radiation from the radiation source to the useful area, be arranged. The energy sensor can in particular be integrated on the mirror body of the field facet mirror or in the pupil facet mirror.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung befindet sich dieser Spiegel zwischen einer Pupillenebene und einer Feldebene. Durch die sich ergebende Verwaschung führt das lokale Auskoppeln von Beleuchtungslicht weder zu Lücken in der Feldausleuchtung noch in der Pupillenausleuchtung.According to a further aspect of the invention, this mirror is located between a pupil plane and a field plane. Due to the resulting blurring, the local decoupling of illumination light leads neither to gaps in the field illumination nor in the pupil illumination.
Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, eine Beleuchtungsoptik und ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage sowie eine Projektionsbelichtungsanlage weiterzuentwickeln. Diese Aufgaben werden durch eine Beleuchtungsoptik, ein Beleuchtungssystem und eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer erfindungsgemäßen Anordnung einer Energiesensor-Einrichtung gelöst.Further objects of the invention are to develop an illumination optical system and a lighting system for a projection exposure apparatus as well as a projection exposure apparatus. These objects are achieved by an illumination optics, a lighting system and a projection exposure apparatus with an inventive arrangement of an energy sensor device.
Die Vorteile ergeben sich aus der vorhergehenden Beschreibung der Anordnung der Energiesensor-Einrichtung.The advantages will be apparent from the foregoing description of the arrangement of the power sensor device.
Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements und ein derartig hergestelltes Bauelement zu verbessern.Further objects of the invention are to improve a method for producing a micro- or nanostructured component and a component produced in this way.
Auch diese Aufgaben werden mittels einer erfindungsgemäßen Anordnung einer Energiesensor-Einrichtung gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus den vorhergehend beschriebenen. These objects are also achieved by means of an inventive arrangement of an energy sensor device. The advantages result from the previously described.
Weitere Details, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:Further details, details and advantages of the invention will become apparent from the description of embodiments with reference to the drawings. Show it:
1 schematisch einen Meridionalschnitt durch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie, 1 schematically a meridional section through a projection exposure apparatus for EUV projection lithography,
2 schematisch die Anordnung eines Energiesensors in der Nähe eines Retikels, 2 schematically the arrangement of an energy sensor in the vicinity of a reticle,
3 schematisch eine Darstellung einer alternativen Energiesensor-Einrichtung in der Nähe eines Retikels, 3 3 is a schematic representation of an alternative energy sensor device in the vicinity of a reticle;
4 eine exemplarische Darstellung des mit Beleuchtungsstrahlung beleuchteten Bereichs in der Objektebene, 4 an exemplary representation of the illumination radiation illuminated area in the object plane,
5 schematisch eine Anordnung einer Energiesensor-Einrichtung im Bereich hinter einem Spiegel, 5 schematically an arrangement of a power sensor device in the area behind a mirror,
6 eine Schnittansicht der Energiesensor-Anordnung gemäß 5 entlang der Linie VI-VI, 6 a sectional view of the power sensor assembly according to 5 along the line VI-VI,
7 eine exemplarische Darstellung eines Ausschnitts aus einem Feldfacettenspiegel, 7 an exemplary representation of a section of a field facet mirror,
8 eine schematische Ansicht eines Ausschnitts eines weiteren Feldfacettenspiegels, 8th a schematic view of a section of another field facet mirror,
9 eine schematische Ansicht eines Ausschnitts eines weiteren Feldfacettenspiegels, und 9 a schematic view of a section of another field facet mirror, and
10 eine schematische Ansicht eines weiteren Feldfacettenspiegels. 10 a schematic view of another field facet mirror.
Zunächst werden unter Bezugnahme auf die 1 allgemein Bestandteile und Aufbau einer Projektionsbelichtungsanlage 1 exemplarisch beschrieben. Einzelne Details der Projektionsbelichtungsanlage 1 können von dem in 1 exemplarisch dargestellten Aufbau abweichen. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie umfasst ein Beleuchtungssystem 2 und eine Projektionsoptik 9. First, with reference to the 1 general components and construction of a projection exposure system 1 described by way of example. Individual details of the projection exposure machine 1 can from the in 1 deviate from the example shown. The projection exposure machine 1 for microlithography includes a lighting system 2 and a projection optics 9 ,
Das Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7, das von einem lediglich ausschnittsweise dargestellten Retikelhalter 8 gehalten ist. The lighting system 2 the projection exposure system 1 includes in addition to a radiation source 3 an illumination optics 4 for the exposure of an object field 5 in an object plane 6 , One is exposed in the object field 5 arranged reticle 7 that of a reticle holder only partially shown 8th is held.
Die Projektionsoptik 9 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 10 in der Bildebene 11. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 10 der Bildebene 11 angeordneten Wafers 12, der von einem ebenfalls schematisch dargestellten Waferhalter 13 gehalten ist. The projection optics 9 serves to represent the object field 5 in a picture field 10 in the picture plane 11 , A structure is shown on the reticle 7 on a photosensitive layer in the area of the image field 10 the picture plane 11 arranged wafers 12 , of a likewise schematically represented wafer holder 13 is held.
Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich insbesondere um eine EUV-Strahlungsquelle mit einer emittierten Nutzstrahlung im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm handeln. 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. Informationen zu einer derartigen Strahlungsquelle findet der Fachmann beispielsweise in der US 6,859,515 B2 . At the radiation source 3 it may in particular be 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). Information about such a radiation source is the expert, for example in the US Pat. No. 6,859,515 B2 ,
EUV-Strahlung 14, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 15 gebündelt. Die EUV-Strahlung 14 wird nachfolgend auch als Beleuchtungslicht oder Abbildungslicht oder Beleuchtungsstrahlung beziehungsweise Abbildungsstrahlung bezeichnet. Die EUV-Strahlung 14 durchläuft insbesondere eine Zwischenfokusebene 16, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 17 trifft. Im Bereich der Zwischenfokusebene 16 ist eine Zwischenfokusblende 26 mit einer Blendenöffnung 27 angeordnet. Der Feldfacettenspiegel 17 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Objektebene 6 optisch konjugiert ist. EUV radiation 14 coming from the radiation source 3 emanating from a collector 15 bundled. The EUV radiation 14 is hereinafter also referred to as illumination light or imaging light or illumination radiation or imaging radiation. The EUV radiation 14 in particular goes through a Zwischenfokusebene 16 before moving to a field facet mirror 17 meets. In the area of the Zwischenfokusbene 16 is a Zwischenfokusblende 26 with a shutter 27 arranged. The field facet mirror 17 is in a plane of illumination optics 4 arranged to the object level 6 is optically conjugated.
Nach dem Feldfacettenspiegel 17 wird die EUV-Strahlung 14 von einem Pupillenfacettenspiegel 18 mit einer Vielzahl von Pupillenfacetten 24 reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 18 ist in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet. Diese Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 ist zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 9 optisch konjugiert. Mit Hilfe des Pupillenfacettenspiegels 18 und einer abbildenden optischen Baugruppe in Form einer Übertragungsoptik 19 mit in der Reihenfolge des Strahlengangs bezeichneten Spiegeln 20, 21 und 22 werden Feldfacetten 23 des Feldfacettenspiegels 17 in das Objektfeld 5 abgebildet. Die Feldfacetten 23 des Feldfacettenspiegels 17 sind insbesondere zur Anpassung an unterschiedliche Beleuchtungspupillen schaltbar, insbesondere verlagerbar. Für Details eines Beleuchtungssystems 2 mit schaltbaren, insbesondere verlagerbaren Feldfacetten 23 sei auf die US 6,658,084 B2 verwiesen.After the field facet mirror 17 becomes the EUV radiation 14 from a pupil facet mirror 18 with a variety of pupil facets 24 reflected. The pupil facet mirror 18 is in a pupil plane of the illumination optics 4 arranged. This pupil plane of the illumination optics 4 is to a pupil plane of the projection optics 9 optically conjugated. With the help of the pupil facet mirror 18 and an imaging optical assembly in the form of a transmission optics 19 with mirrors in the order of the beam path 20 . 21 and 22 become field facets 23 of the field facet mirror 17 in the object field 5 displayed. The field facets 23 of the field facet mirror 17 are switchable in particular for adaptation to different illumination pupils, in particular displaced. For details of a lighting system 2 with switchable, in particular displaceable field facets 23 be on the US 6,658,084 B2 directed.
Der letzte Spiegel 22 der Übertragungsoptik 19 ist ein Spiegel für streifenden Einfall („Gracing Incidence-Spiegel“). Der Pupillenfacettenspiegel 18 und die Übertragungsoptik 19 bilden eine Folgeoptik zur Überführung des Beleuchtungslichts 14 in das Objektfeld 5. Auf die Übertragungsoptik 19 kann insbesondere dann verzichtet werden, wenn der Pupillenfacettenspiegel 18 in einer Eintrittspupille der Projektionsoptik 9 angeordnet ist.The last mirror 22 the transmission optics 19 is a grazing incidence mirror. The pupil facet mirror 18 and the transmission optics 19 form a sequential optics for the transfer of the illumination light 14 in the object field 5 , On the transmission optics 19 can be omitted, in particular, when the pupil facet mirror 18 in an entrance pupil of the projection optics 9 is arranged.
Zur einfacheren Bezeichnung von Lagebeziehungen ist in der 1 ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Achse verläuft in der 1 senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein. Die y-Achse verläuft nach rechts. Die z-Achse verläuft nach unten. Die Objektebene 6 und die Bildebene 11 verlaufen beide parallel zur xy-Ebene. For the simpler designation of positional relationships is in the 1 a Cartesian xyz coordinate system drawn. The x-axis runs in the 1 perpendicular to the drawing plane into this. The y-axis is to the right. The z-axis is down. The object plane 6 and the picture plane 11 both run parallel to the xy-plane.
Der Retikelhalter 8 ist gesteuert so verlagerbar, dass bei der Projektionsbelichtung das Retikel 7 in einer Verlagerungsrichtung in der Objektebene 6 parallel zur y-Richtung verlagert werden kann. Entsprechend ist der Waferhalter 13 gesteuert so verlagerbar, dass der Wafer 12 in einer Verlagerungsrichtung in der Bildebene 11 parallel zur y-Richtung verlagerbar ist. Hierdurch können das Retikel 7 und der Wafer 12 einerseits durch das Objektfeld 5 und andererseits durch das Bildfeld 10 gescannt werden. Die Verlagerungsrichtung wird auch als Scanrichtung bezeichnet. Die x-Richtung, das heißt die Richtung senkrecht zur Verlagerungsrichtung in der Objektebene 6 beziehungsweise Bildebene 11 wird auch als Cross-Scan-Richtung bezeichnet. Die Verschiebung des Retikels 7 und des Wafers 12 in Scanrichtung kann vorzugsweise synchron zueinander erfolgen. The reticle holder 8th is controlled so displaceable that during projection exposure the reticle 7 in a direction of displacement in the object plane 6 can be displaced parallel to the y-direction. The wafer holder is corresponding 13 controlled so displaceable that the wafer 12 in a direction of displacement in the image plane 11 is displaceable parallel to the y-direction. This allows the reticle 7 and the wafer 12 on the one hand through the object field 5 and on the other hand through the image field 10 be scanned. The direction of displacement is also referred to as scanning direction. The x-direction, that is, the direction perpendicular to the direction of displacement in the object plane 6 or picture plane 11 is also called cross-scan direction. The displacement of the reticle 7 and the wafer 12 in the scanning direction may preferably be synchronous with each other.
Außerdem umfasst die Beleuchtungsoptik 4 eine Blenden-Vorrichtung 28, welche nachfolgend noch näher beschrieben wird. Die Blenden-Vorrichtung 28 dient der randseitigen Begrenzung eines Beleuchtungsfeldes in der Objektebene 6 mit Hilfe von Obskurationselementen 30. Das Beleuchtungsfeld ist hierbei mindestens so groß wie das zu beleuchtende Objektfeld 5. Es kann insbesondere randseitig, das heißt in Scanrichtung und/oder in Cross-Scan-Richtung, über das Objektfeld 5 überstehen.In addition, the illumination optics includes 4 a shutter device 28 , which will be described in more detail below. The aperture device 28 serves to limit the edge of a lighting field in the object plane 6 with the help of obscuration elements 30 , The illumination field is at least as large as the one to be illuminated object field 5 , It can in particular at the edge, that is in the scanning direction and / or in the cross-scan direction, via the object field 5 survive.
Die Blenden-Vorrichtung 28 umfasst ein Obskurations-Element 30 und eine schematisch dargestellte Halteeinrichtung. Die Blenden-Vorrichtung 28 ist in z-Richtung beabstandet zur Objektebene 6 angeordnet. The aperture device 28 includes an obscuration element 30 and a schematically illustrated holding device. The aperture device 28 is spaced in the z-direction to the object plane 6 arranged.
Anstelle von zwei Blenden-Vorrichtungen 28 mit jeweils einem Obskurations-Element 30 kann auch eine einzige Blenden-Vorrichtung 28 mit zwei in Scanrichtung beabstandet zueinander angeordneten Obskurations-Elementen 30 vorgesehen sein.Instead of two Iris Devices 28 each with an obscuration element 30 can also be a single aperture device 28 with two scanned in the scanning direction spaced obscuration elements 30 be provided.
Das Obskurations-Element 30 dient der randseitigen Begrenzung des Beleuchtungsfeldes. Erfindungsgemäß ist mit anderen Worten vorgesehen, die Blenden-Vorrichtung 28 derart zu verwenden, dass das Obskurations-Element 30 eine sogenannte Retikel-Maskierungs-Blende (ReMa-Blende) bildet. Derartige ReMa-Blenden dienen dazu, das Beleuchtungsfeld auf die Größe des zu belichtenden Bereichs in der Objektebene 6 beziehungsweise des entsprechenden Bereichs in der Bildebene 11 zu beschränken. The obscuration element 30 serves the marginal boundary of the illumination field. In other words, according to the invention, the diaphragm device is provided 28 such that the obscuration element 30 forms a so-called reticle masking aperture (ReMa aperture). Such ReMa diaphragms are used to adjust the illumination field to the size of the area to be exposed in the object plane 6 or the corresponding area in the image plane 11 to restrict.
Mittels eines alternativen Obskurations-Elements 30 kann die Ausdehnung des Beleuchtungsfeldes parallel zu einer Scanrichtung abhängig von einer Cross-Scan-Richtung derart verändert werden, dass nach Scanintegration Uniformitätsschwankungen der Ausleuchtung des Objektfeldes verringert werden. Diese Funktionalität wird auch als Unicom-Funktionalität bezeichnet.By means of an alternative obscuration element 30 For example, the extent of the illumination field parallel to a scanning direction can be changed depending on a cross-scan direction such that uniformity fluctuations in the illumination of the object field are reduced after scan integration. This functionality is also known as Unicom functionality.
Zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements wird wenigstens ein Teil des Retikels 7 auf einem Bereich einer lichtempfindlichen Schicht auf den Wafer 12 abgebildet. Bei der Projektion des Retikels auf den Wafer 12 kann der Retikelhalter 8 und/oder der Waferhalter 13 in Richtung parallel zur Objektebene 6 beziehungsweise parallel zur Bildebene 11 verlagert werden. Die Verlagerung des Retikels 7 und des Wafers 12 kann vorzugsweise synchron zueinander erfolgen. Bei der Verlagerung, das heißt während des Scanvorgangs, muss der Halbschattenbereich 34 vom Retikel 7 komplett überfahren werden. Eine notwendige Verlagerung des Retikels 7 um mehr als die Ausdehnung der Struktur auf dem Retikel wird als sogenannter Overscan bezeichnet. Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Blenden-Vorrichtung 28 ist es möglich, diesen Beitrag zum Overscan auf die tatsächliche Ausdehnung des Halbschattenbereichs 34 in Scanrichtung zu minimieren. To produce a micro- or nanostructured component, at least one part of the reticle is used 7 on a portion of a photosensitive layer on the wafer 12 displayed. When projecting the reticle onto the wafer 12 can the reticle holder 8th and / or the wafer holder 13 in the direction parallel to the object plane 6 or parallel to the image plane 11 be relocated. The relocation of the reticle 7 and the wafer 12 may preferably be synchronous with each other. When shifting, ie during the scanning process, the penumbra area must 34 from the reticle 7 be completely overrun. A necessary shift of the reticle 7 more than the extent of the structure on the reticle is referred to as so-called overscan. With the inventively designed aperture device 28 It is possible to make this contribution to overscan on the actual extent of the penumbra area 34 to minimize in the scanning direction.
Schließlich wird die mit dem Beleuchtungslicht 14 belichtete lichtempfindliche Schicht auf dem Wafer 12 entwickelt. Auf diese Weise wird ein mikro- beziehungsweise nanostrukturiertes Bauelement, insbesondere ein Halbleiterchip, hergestellt. Finally, the one with the illumination light 14 exposed photosensitive layer on the wafer 12 developed. In this way, a microstructured or nanostructured component, in particular a semiconductor chip, is produced.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 2 eine erfindungsgemäße Anordnung eines Energiesensors 31 beschrieben. In der 2 ist exemplarisch ein einzelner Energiesensor 31 dargestellt. Es können auch mehrere Energiesensoren 31 vorgesehen sein. Die Energiesensoren 31 können insbesondere beidseitig des Retikels 7, insbesondere in Richtung senkrecht zur Scanrichtung beidseitig des Retikels 7, angeordnet sein.The following is with reference to the 2 an inventive arrangement of an energy sensor 31 described. In the 2 is an example of a single energy sensor 31 shown. There may also be several energy sensors 31 be provided. The energy sensors 31 especially on both sides of the reticle 7 , in particular in the direction perpendicular to the scanning direction on both sides of the reticle 7 be arranged.
Die Energiesensoren 31 sind derart ausgebildet, dass sie die Gesamtintensität der Beleuchtungsstrahlung 14, welche das Retikel 7 erreicht, mit einer Genauigkeit von besser als 1%, insbesondere besser als 0,3%, insbesondere besser als 0,1% messen können. Hierunter sei verstanden, dass der Messfehler kleiner als 1%, insbesondere kleiner als 0,3%, insbesondere kleiner als 0,1% ist. Mit Hilfe der Messdaten von den Energiesensoren 31 ist es möglich, die Intensität der Strahlungsquelle 3 derart nachzuregeln, dass genau die gewünschte Dosis der Beleuchtungsstrahlung 14 am Retikel 7 und damit auch am Wafer 12 eingestellt werden kann. The energy sensors 31 are designed so that they the total intensity of the illumination radiation 14 which the reticle 7 achieved, with an accuracy of better than 1%, in particular better than 0.3%, in particular better than 0.1% can measure. This is understood to mean that the measurement error is less than 1%, in particular less than 0.3%, in particular less than 0.1%. With the help of the measurement data from the energy sensors 31 it is possible the intensity of the radiation source 3 readjust so that exactly the desired dose of illumination radiation 14 on the reticle 7 and therefore also on the wafer 12 can be adjusted.
Die Energiesensoren 31 sind außerhalb eines Strahlungskegels 32, welcher zum Retikel 7 geht, angeordnet. Sie sind insbesondere derart angeordnet, dass sie nicht zu einer Abschattung des Retikels 7 führen. Das Retikel 7, welches in einem Nutzbereich 33 der Beleuchtungsstrahlung 14 in der Objektebene 6 angeordnet ist, ist somit abschattungsfrei beleuchtbar. The energy sensors 31 are outside a radiation cone 32 , which is the reticle 7 goes, arranged. In particular, they are arranged such that they do not cause shading of the reticle 7 to lead. The reticle 7 which is in a working area 33 the illumination radiation 14 in the object plane 6 is arranged, can thus be illuminated without shading.
Damit auch die Energiesensoren 31 Beleuchtungsstrahlung 14 mit sämtlichen möglichen Einfallswinkeln erhalten, insbesondere damit sie Informationen über die gesamte Pupille sammeln können, muss ein in der Objektebene 6 auszuleuchtender Bereich 34 größer sein als der Nutzbereich 33. Der Nutzbereich muss insbesondere in x-Richtung überstrahlt werden. Die entsprechenden Beleuchtungsverhältnisse sind schematisch in 4 dargestellt. Die Größenverhältnisse in 4 sind nicht maßstabsgerecht und dienen lediglich der Verdeutlichung der grundsätzlichen geometrischen Verhältnisse. In der 4 sind insbesondere Randstrahlen 35 zur Beleuchtung des Nutzbereichs 33 sowie entsprechende Randstrahlen zur Beleuchtung des Nutzbereichs 33 und der Energiesensoren 31 dargestellt. Wie aus der 4 ersichtlich ist, erfordert die Beleuchtung der Energiesensoren 31, dass der auszuleuchtende Bereich 34 in der Objektebene 6 größer ist als der Nutzbereich 33. Die sich seitlich an den Nutzbereich 33 anschließenden Bereiche des auszuleuchtenden Bereichs 34 werden im Folgenden als Überstrahlbereiche 37 bezeichnet. Sie haben in x-Richtung eine Breite b. Vorteilhafterweise ist der Unterschied zwischen der Gesamtfläche des auszuleuchtenden Bereichs 34 und der des Nutzbereichs 33 jedoch so klein wie möglich. Vorzugsweise ist der auszuleuchtende Bereich 34 in der Objektebene 6 um höchstens 20%, insbesondere höchstens 10%, insbesondere höchstens 5%, insbesondere höchstens 3%, insbesondere höchstens 1% größer als der Nutzbereich 33.So are the energy sensors 31 illumination radiation 14 with all possible angles of incidence, in particular so that they can collect information about the entire pupil, one must be in the object plane 6 area to be illuminated 34 be larger than the working area 33 , The useful area must be overshadowed in particular in the x-direction. The corresponding lighting conditions are shown schematically in FIG 4 shown. The proportions in 4 are not to scale and serve only to clarify the basic geometric conditions. In the 4 are in particular marginal rays 35 for illuminating the working area 33 and corresponding edge beams for illuminating the useful area 33 and the energy sensors 31 shown. Like from the 4 is apparent, requires the illumination of the energy sensors 31 that the area to be illuminated 34 in the object plane 6 is greater than the usable area 33 , The side of the useful area 33 subsequent areas of the area to be illuminated 34 are hereafter referred to as overbeam areas 37 designated. They have one in the x-direction Width b. Advantageously, the difference is between the total area of the area to be illuminated 34 and of the useful area 33 but as small as possible. Preferably, the area to be illuminated is 34 in the object plane 6 by not more than 20%, in particular not more than 10%, in particular not more than 5%, in particular not more than 3%, in particular not more than 1%, greater than the useful range 33 ,
Um wie viel der auszuleuchtende Bereich 34 größer sein muss als der Nutzbereich 33, hängt unter anderem von folgenden Faktoren ab: der objektseitigen numerischen Apertur (NAO) der Beleuchtungsoptik 4, das heißt vom Öffnungswinkel des Strahlungskegels 32, bzw. vom Unterschied der Einfallswinkel der Randstrahlen 35, von den Abmessungen der Energiesensoren 31 sowie von deren Abstand d zur Objektebene 6.How much of the area to be illuminated 34 must be larger than the working area 33 depends, among others, on the following factors: the object-side numerical aperture (NAO) of the illumination optics 4 that is, the opening angle of the radiation cone 32 , or from the difference of the angle of incidence of the marginal rays 35 , on the dimensions of the energy sensors 31 as well as their distance d to the object plane 6 ,
Im Falle einer Anordnung des Feldfacettenspiegels 17 in einer zur Objektebene 6 konjugierten Ebene, das heißt im Falle einer Anordnung der Feldfacetten 23 in einer zur Objektebene 6 konjugierten Ebene, kann es notwendig sein, die Feldfacetten 23 entsprechend dem Verhältnis von auszuleuchtendem Bereich 34 zu Nutzbereich 33 zu vergrößern. Sofern die Feldfacetten 23 ohnehin groß genug sind, ist aus dem Verhältnis von Nutzbereich 33 zu auszuleuchtendem Bereich 34 ableitbar, welcher Bereich der Feldfacetten 23 und damit welcher Anteil der Energie der Beleuchtungsstrahlung 14 maximal zur Beleuchtung des Nutzbereichs 33, insbesondere des Retikels 7, verwendet wird.In the case of an arrangement of the field facet mirror 17 in one to the object level 6 conjugate plane, that is in the case of an arrangement of the field facets 23 in one to the object level 6 conjugated plane, it may be necessary to use the field facets 23 according to the ratio of area to be illuminated 34 to usable area 33 to enlarge. Unless the field facets 23 are big enough anyway, is out of the ratio of usable range 33 to be illuminated area 34 derivable, which area of the field facets 23 and thus what proportion of the energy of the illumination radiation 14 maximum for lighting the working area 33 , especially the reticle 7 , is used.
Das Retikel 7 hat in x-Richtung beispielsweise eine Ausdehnung von 104 mm. Der Energiesensor 31 hat in x-Richtung beispielsweise eine Ausdehnung von höchstens 2 mm, insbesondere höchstens 1 mm, insbesondere höchstens 0,5 mm, insbesondere höchstens 0,2 mm. Die Breite des Energiesensors 31 ist somit im Wesentlichen vernachlässigbar. Entscheidend für die Breite b der Überstrahlbereiche 37 ist der Abstand d der Energiesensoren 31 zur Objektebene 6.The reticle 7 has an extension of 104 mm in the x-direction, for example. The energy sensor 31 has in the x-direction, for example, an extension of at most 2 mm, in particular at most 1 mm, in particular at most 0.5 mm, in particular at most 0.2 mm. The width of the energy sensor 31 is thus essentially negligible. Decisive for the width b of the overflow areas 37 is the distance d of the energy sensors 31 to the object level 6 ,
In der DE 10 2008 040 316 A1 werden vorteilhafte Auslegungen dadurch quantifiziert, dass der zusätzlich auszuleuchtende Bereich, also die Differenz des auszuleuchtenden Bereichs 34 und des Nutzbereichs 33, mit der Größe der Energiesensoren 31 verglichen wird. Es wurde erkannt, dass dieses Kriterium, insbesondere, wenn zwischen Energiesensor 31 und Objektebene 6 mindestens ein weiteres optisches Element angeordnet ist, nicht sinnvoll ist. Ein sinnvolles Kriterium ergibt sich durch den Vergleich der Ausdehnung des Nutzbereichs 33 entlang der Richtung R, die senkrecht auf der Richtung der maximalen Ausdehnung des Energiesensors 31 steht, mit der Ausdehnung des zusätzlich auszuleuchtenden Bereichs entlang der Richtung R.In the DE 10 2008 040 316 A1 Advantageous interpretations are quantified by the area to be additionally illuminated, ie the difference of the area to be illuminated 34 and the working area 33 , with the size of the energy sensors 31 is compared. It has been recognized that this criterion, especially if between energy sensor 31 and object level 6 at least one further optical element is arranged, does not make sense. A meaningful criterion results from the comparison of the extension of the useful range 33 along the direction R, perpendicular to the direction of maximum expansion of the energy sensor 31 stands, with the extent of the additional area to be illuminated along the direction R.
Der Abstand d des Energiesensors 31 zur Objektebene 6 beträgt insbesondere höchstens 30 mm. Der Abstand d kann hierbei den minimalen Abstand, den maximalen Abstand oder den mittleren Abstand des Energiesensors 31 von der Objektebene 6 bezeichnen. Im Vergleich zu den Abmessungen des Nutzbereichs 33 spielen diese Unterschiede eine untergeordnete Rolle.The distance d of the energy sensor 31 to the object level 6 is in particular at most 30 mm. The distance d may be the minimum distance, the maximum distance or the mean distance of the energy sensor 31 from the object plane 6 describe. Compared to the dimensions of the working area 33 These differences play a minor role.
Der Abstand d zwischen dem Energiesensor 31 und der Objektebene 6 kann nicht beliebig kleiner gemacht werden, da zwischen dem Energiesensor 31 und der Objektebene 6 mindestens ein weiteres optisches Bauelement angeordnet ist. Bei dem zwischen den Energiesensoren 31 und der Objektebene 6 angeordneten optischen Bauelement handelt es sich insbesondere um die Blenden-Vorrichtung 28. Es kann sich insbesondere um eine sogenannte Retikel-Maskierungs-Blende (ReMa-Blende) handeln. Für Details einer derartigen Blende sei auf die DE 10 2012 218 074 A1 verwiesen.The distance d between the energy sensor 31 and the object plane 6 can not be made arbitrarily smaller, because between the energy sensor 31 and the object plane 6 at least one further optical component is arranged. When between the energy sensors 31 and the object plane 6 arranged optical component is in particular the aperture device 28 , In particular, it can be a so-called reticle masking diaphragm (ReMa diaphragm). For details of such a panel is on the DE 10 2012 218 074 A1 directed.
Beim optischen Bauelement, welches zwischen dem Energiesensor 31 und der Objektebene 6 angeordnet ist, kann es sich auch um ein sogenanntes Unicom handeln. Für Details sei beispielsweise auf die EP 0 952 491 A2 verwiesen.In the optical device, which is between the energy sensor 31 and the object plane 6 is arranged, it may also be a so-called Unicom. For details, for example, on the EP 0 952 491 A2 directed.
Weiterhin sind die Energiesensoren 31 mit einer Kühleinrichtung versehen. Die Energiesensoren 31 sind insbesondere jeweils auf einem Bestandteil einer Kühleinrichtung 38 angeordnet. Gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Energiesensor 31 auf einem Kühlfinger 39 der Kühleinrichtung 38 angeordnet. Der Kühlfinger 39 ist in wärmeleitender Weise mit einem Kühlreservoir 40 verbunden. Der Kühlfinger 39 kann sehr dünn ausgebildet sein. Er kann insbesondere einen Querschnitt mit einem größten Durchmesser von weniger als 5 mm, insbesondere weniger als 3 mm, insbesondere weniger als 1 mm aufweisen.Furthermore, the energy sensors 31 provided with a cooling device. The energy sensors 31 are in particular each on a component of a cooling device 38 arranged. According to the in 2 illustrated embodiment, the energy sensor 31 on a cold finger 39 the cooling device 38 arranged. The cold finger 39 is in heat-conducting manner with a cooling reservoir 40 connected. The cold finger 39 can be made very thin. In particular, it may have a cross-section with a maximum diameter of less than 5 mm, in particular less than 3 mm, in particular less than 1 mm.
Der Kühlfinger 39 kann mechanisch etwas flexibel ausgebildet sein. Er kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass der auf ihm angeordnete Energiesensor 31 nicht absolut ortsfest ist, sondern sich insbesondere in Richtung parallel zur Objektebene, insbesondere in x-Richtung, um wenige Millimeter bewegen kann. Eine derartige Beweglichkeit des Energiesensors 31 kann sogar erwünscht sein. Sie kann dazu führen, dass die mittels des Energiesensors 31 gemessene Energie einen besseren Anhaltswert für die tatsächlich auf das Retikel 7 auftreffende Gesamtenergie darstellt.The cold finger 39 can be designed to be somewhat flexible mechanically. It may in particular be designed such that the energy sensor arranged on it 31 is not absolutely stationary, but can move in particular in the direction parallel to the object plane, in particular in the x-direction, by a few millimeters. Such mobility of the energy sensor 31 may even be desirable. It can cause the by means of the energy sensor 31 Measured energy gives a better reference value to the actual reticle 7 represents incident total energy.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 3 eine weitere Anordnung einer Energiesensor-Einrichtung 41 beschrieben. Die Energiesensor-Einrichtung 41 umfasst neben dem Energiesensor 31 einen Spiegel 42. Bei dem Spiegel 42 handelt es sich insbesondere um einen Umlenk- oder Auskoppelspiegel. Er dient der Umlenkung oder Auskopplung der Beleuchtungsstrahlung 14 aus dem zur Objektebene 6 führenden Strahlengang. Der Spiegel 42 ist gekrümmt ausgebildet. Er ist insbesondere mit Brechkraft versehen. Er hat insbesondere eine strahlungsbündelnde Wirkung. Dies führt dazu, dass der Energiesensor 31 kleiner ausgeführt werden kann. Der Spiegel 42 und der Energiesensor 31 sind an einander entgegengesetzten Enden eines Tubus 43 angeordnet. Der Tubus ist strahlungsundurchlässig ausgebildet. Er dient der Ausblendung von Streulicht. Er stellt somit ein Mittel zur Ausbildung von Streulicht dar. Durch die Verwendung eines strahlungsundurchlässigen Tubus 43 wird die Anordnung des Energiesensors, insbesondere die Ausrichtung dessen sensitiver Oberfläche relativ zum Hauptstrahl der Beleuchtungsstrahlung 14 und/oder relativ zur Ausrichtung der Objektebene 6, vereinfacht. Der Energiesensor 31 kann bei diesem Ausführungsbeispiel einen Winkel im Bereich von 30° bis 150°, insbesondere im Bereich von 60° bis 120°, insbesondere im Bereich von 80° bis 100° mit der Objektebene einschließen. Durch den Tubus 43 wird insbesondere zuverlässig verhindert, dass vom Retikel 7 reflektierte Beleuchtungsstrahlung 14 den Energiesensor 31 erreichen kann.The following is with reference to the 3 another arrangement of a power sensor device 41 described. The energy sensor device 41 includes next to the energy sensor 31 a mirror 42 , At the mirror 42 is it? in particular, a deflecting or Auskoppelspiegel. It serves to deflect or decouple the illumination radiation 14 from the object level 6 leading beam path. The mirror 42 is curved. He is especially provided with refractive power. In particular, it has a radiation-bundling effect. This causes the energy sensor 31 can be made smaller. The mirror 42 and the energy sensor 31 are at opposite ends of a tube 43 arranged. The tube is radiopaque. It serves to suppress stray light. It thus represents a means of forming stray light. By the use of a radiopaque tube 43 is the arrangement of the energy sensor, in particular the orientation of its sensitive surface relative to the main beam of the illumination radiation 14 and / or relative to the orientation of the object plane 6 , simplified. The energy sensor 31 may in this embodiment include an angle in the range of 30 ° to 150 °, in particular in the range of 60 ° to 120 °, in particular in the range of 80 ° to 100 ° with the object plane. Through the tube 43 is particularly reliably prevented from the reticle 7 reflected illumination radiation 14 the energy sensor 31 can reach.
Der Spiegel 42 führt zu einer Ablenkung der Beleuchtungsstrahlung 14. Der Ablenkwinkel liegt insbesondere im Bereich von 30° bis 150°, insbesondere im Bereich von 60° bis 120°, insbesondere im Bereich von 80° bis 100°. Eine Ablenkung der Beleuchtungsstrahlung 14 um 90° ist möglich. Dabei kann zwar Beleuchtungsstrahlung 14 mit einer bestimmten Polarisationsrichtung verloren gehen. Dies führt jedoch nicht zu einem Durchsatzverlust der Projektionsbelichtungsanlage 1, da diese Strahlung sowieso nicht den Wafer 12 erreichen kann, sondern nur auf Grund der geringen auf den Energiesensor 31 auftreffenden Strahlungsintensität zu einem geringfügig größeren Messrauschen führt. The mirror 42 leads to a distraction of the illumination radiation 14 , The deflection angle is in particular in the range of 30 ° to 150 °, in particular in the range of 60 ° to 120 °, in particular in the range of 80 ° to 100 °. A distraction of the illumination radiation 14 around 90 ° is possible. Although it can illumination light 14 lost with a certain polarization direction. However, this does not result in a loss of throughput of the projection exposure apparatus 1 because this radiation is not the wafer anyway 12 can reach, but only due to the low on the energy sensor 31 incident radiation intensity leads to a slightly greater measurement noise.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 5 und 6 eine weitere Anordnung eines Energiesensors 31 beschrieben. Gemäß der in 5 und 6 dargestellten Anordnung ist der Energiesensor 31 auf der Rückseite des Spiegels 22 angeordnet. Beim Spiegel 22 handelt es sich insbesondere um einen Spiegel für streifenden Einfall („gracing incidence“), welcher auch als G-Spiegel oder GI-Spiegel bezeichnet wird. Wie in den Figuren schematisch dargestellt ist, kann der Spiegel 22 mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 44 versehen sein. Die Durchtrittsöffnungen 44 erstrecken sich über die gesamte Tiefe des Spiegelkörpers des Spiegels 22. Sie ermöglichen einen Durchtritt von Beleuchtungsstrahlung 14 durch den Spiegel 22. Es handelt sich mit anderen Worten um strahlungsdurchlässige Bereiche. The following is with reference to the 5 and 6 another arrangement of an energy sensor 31 described. According to the in 5 and 6 The arrangement shown is the energy sensor 31 on the back of the mirror 22 arranged. At the mirror 22 in particular, it is a grazing incidence mirror, also referred to as G-mirror or GI-mirror. As shown schematically in the figures, the mirror 22 with a plurality of passages 44 be provided. The passages 44 extend over the entire depth of the mirror body of the mirror 22 , They allow a passage of illumination radiation 14 through the mirror 22 , In other words, these are radiation-transmissive areas.
Die Durchtrittsöffnungen 44 weisen auf der optisch genutzten Seite des Spiegels 22, das heißt auf der Seite mit der optisch reflektierenden Beschichtung, welche auf der dem Energiesensor 31 entgegengesetzten Seite des Spiegels 22 angeordnet ist, einen Durchmesser von einigen Dutzend Mikrometern auf. Sie weisen insbesondere eine Querschnittsfläche im Bereich von höchstens 1000 µm2, insbesondere höchstens 300 µm2, insbesondere höchstens 100 µm2 auf.The passages 44 point to the optically used side of the mirror 22 That is, on the side with the optically reflective coating, which is on the energy sensor 31 opposite side of the mirror 22 is arranged, a diameter of several tens of microns. In particular, they have a cross-sectional area in the range of at most 1000 μm 2 , in particular at most 300 μm 2 , in particular at most 100 μm 2 .
Der Spiegel 22 ist insbesondere beabstandet zu einer Feldebene und beabstandet zu einer Pupillenebene angeordnet. Die Beleuchtungsstrahlung 14, die durch den Spiegel 22 hindurchtritt, kann nicht mehr zur Ausleuchtung der Objektebene 6 beitragen. Ist der Bereich des Spiegels 22, der zur Ausleuchtung eines Punktes des Objektfeldes 6 beiträgt, größer als der typische Abstand zweier benachbarter Durchtrittsöffnungen im Spiegel 22, so führen die Durchtrittsöffnungen zu keiner wesentlichen Veränderung der Gleichförmigkeit der Ausleuchtung der Objektebene 6. Ist der Bereich des Spiegels 22, der zur Ausleuchtung eines Punktes in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 beiträgt bzw. von einem Punkt einer solchen Pupillenebene Beleuchtungsstrahlung 14 erhält, größer als der typische Abstand zweier benachbarter Durchtrittsöffnungen im Spiegel 22, so führen die Durchtrittsöffnungen zu keiner wesentlichen Veränderung der Richtungsverteilung der in der Objektebene 6 auftreffenden Beleuchtungsstrahlung. Die erste Bedingung ist erfüllt, wenn der Spiegel 22 hinreichend weit von allen Feldebenen der Beleuchtungsoptik 4 entfernt ist, insbesondere mindestens 50 mm, insbesondere mindestens 100 mm, insbesondere mindestens 200 mm, insbesondere mindestens 500 mm. Die zweite Bedingung ist erfüllt, wenn der Spiegel 22 hinreichend weit von allen Pupillenebenen der Beleuchtungsoptik 4 entfernt ist, insbesondere mindestens 50 mm, insbesondere mindestens 100 mm, insbesondere mindestens 200 mm, insbesondere mindestens 500 mm.The mirror 22 is in particular spaced from a field plane and spaced from a pupil plane. The illumination radiation 14 passing through the mirror 22 passes through, can no longer illuminate the object plane 6 contribute. Is the area of the mirror 22 , which illuminates a point of the object field 6 contributes, greater than the typical distance between two adjacent passage openings in the mirror 22 Thus, the passage openings lead to no significant change in the uniformity of the illumination of the object plane 6 , Is the area of the mirror 22 for illuminating a point in a pupil plane of the illumination optics 4 contributes or from a point of such a pupil plane illumination radiation 14 is greater than the typical distance between two adjacent openings in the mirror 22 , so the passages lead to no significant change in the direction of distribution in the object plane 6 incident illumination radiation. The first condition is met when the mirror 22 sufficiently far from all field levels of the illumination optics 4 is removed, in particular at least 50 mm, in particular at least 100 mm, in particular at least 200 mm, in particular at least 500 mm. The second condition is met when the mirror 22 sufficiently far from all pupil levels of the illumination optics 4 is removed, in particular at least 50 mm, in particular at least 100 mm, in particular at least 200 mm, in particular at least 500 mm.
Die Durchtrittsöffnungen 44 können in einem regelmäßigen Muster im Spiegelkörper angeordnet sein. Sie können insbesondere an den Eckpunkten eines trigonalen, quadratischen oder hexagonalen Kippers angeordnet sein. Sie sind insbesondere in Reihen angeordnet. Sie können auch unregelmäßig, insbesondere aperiodisch, angeordnet sein. Die Anordnung der Durchtrittsöffnungen 44 kann insbesondere auf die Kühlleitungen im Spiegel 22 abgestimmt sein. The passages 44 can be arranged in a regular pattern in the mirror body. In particular, they can be arranged at the vertices of a trigonal, square or hexagonal tipper. They are arranged in particular in rows. They can also be arranged irregularly, in particular aperiodically. The arrangement of the passage openings 44 especially on the cooling lines in the mirror 22 be coordinated.
Bei der Ausgestaltung der Durchtrittsöffnungen 44 im Inneren des Spiegelkörpers muss der Schwerstrahlverlauf über den Spiegel 22 berücksichtigt werden. Damit ein möglichst größer Teil des Lichtes, welches an der dem Strahlengang zugewandten Seite einer Durchtrittsöffnung 44 in diese eintritt, diese an der rückwärtigen Seite wieder verlassen kann, d.h., nicht auf den Rand der Durchtrittsöffnung trifft und dort absorbiert wird, ist es sinnvoll, die Durchtrittsöffnung entlang der Richtung bzw. der Schwerstrahlrichtung der einfallenden Strahlung 14 auszuführen. Da diese Richtung vom Ort auf dem Spiegel 22 abhängt, ändert sich dementsprechend auch die Orientierung der Durchtrittsöffnungen.In the embodiment of the passage openings 44 Inside the mirror body, the heavy-beam course must pass over the mirror 22 be taken into account. So that the largest possible part of the light, which at the beam path facing side of a passage opening 44 entering this, This can leave on the rear side again, that is, does not hit the edge of the passage opening and is absorbed there, it makes sense, the passage opening along the direction or the direction of gravity of the incident radiation 14 perform. Because this direction from the place on the mirror 22 Accordingly, the orientation of the passage openings changes accordingly.
Vorteilhaftweise sind die Durchtrittsöffnungen 44 konisch ausgebildet. Sie sind insbesondere derart ausgebildet, dass sie zur strahlungsabgewandten Seite, das heißt zum Energiesensor 31 hin, größer werden, das heißt sich erweitern. Hierdurch kann der nicht verschwindende Einfalls-Winkel-Bereich der Beleuchtungsstrahlung 14 an einem Ort des Spiegels 22 berücksichtigt werden. Damit alle Beleuchtungsstrahlung 14, die mit endlicher Divergenz in eine Durchtrittsöffnung 44 einritt, diese am rückwärtigen Ende der Durchtrittsöffnung 44 wieder verlassen kann, müssen die Ränder der Durchtrittsöffnung 44 entsprechend der Randstrahlen der Beleuchtungsstrahlung geformt sein, d.h., sich nach hinten erweitern.Advantageously, the passage openings 44 conical. In particular, they are designed in such a way that they face the side facing away from the radiation, that is to say the energy sensor 31 towards, getting bigger, that is expanding. As a result, the non-disappearing incidence angle range of the illumination radiation 14 in a place of the mirror 22 be taken into account. So that all illumination radiation 14 , which with finite divergence in a passage opening 44 einritt, this at the rear end of the passage opening 44 may leave again, the edges of the passage opening 44 be shaped in accordance with the marginal rays of the illumination radiation, ie, expand to the rear.
Werden die vorteilhaften Ausgestaltungen der beiden vorangehenden Absätze kombiniert, so ist der Spiegel 22 zumindest in den räumlichen Bereichen für Beleuchtungsstrahlung 14 durchlässig, die sich daraus ergeben, dass die Beleuchtungsstrahlung, die an den Eingang der Durchtrittsöffnung 44 gelangt, geradlinig durch das Substrat des Spiegels 22 verlängert wird.If the advantageous embodiments of the two preceding paragraphs combined, so is the mirror 22 at least in the spatial areas for illumination radiation 14 permeable, resulting from the fact that the illumination radiation, which is at the entrance of the passage opening 44 passes, straight through the substrate of the mirror 22 is extended.
Der Energiesensor 31 kann den gesamten Bereich hinter dem Spiegel 22 ausfüllen. Der Energiesensor 31 kann insbesondere eine Querschnittsfläche aufweisen, welche in etwa so groß ist wie die Querschnittsfläche des Spiegels 22. Das Verhältnis der Querschnittsflächen des Energiesensors 31 und des Spiegels 22 liegt insbesondere im Bereich von 0,5 bis 2, insbesondere im Bereich von 0,8 bis 1,2.The energy sensor 31 can cover the entire area behind the mirror 22 fill out. The energy sensor 31 may in particular have a cross-sectional area which is approximately as large as the cross-sectional area of the mirror 22 , The ratio of the cross-sectional areas of the energy sensor 31 and the mirror 22 is in particular in the range of 0.5 to 2, in particular in the range of 0.8 to 1.2.
Der Energiesensor 31 kann bei dieser Ausführung einen Abstand von mehr als 100 mm, insbesondere mehr als 300 mm zur Objektebene 6 aufweisen.The energy sensor 31 In this embodiment, a distance of more than 100 mm, in particular more than 300 mm to the object plane 6 exhibit.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 7 bis 10 weitere Anordnungen des Energiesensors 31 beschrieben.The following are with reference to the 7 to 10 further arrangements of the energy sensor 31 described.
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, dass nur bei wenigen der Feldfacetten 23 die gesamte Feldfacette 23* zur Ausleuchtung des Nutzbereichs 33 der Objektebene 6 beiträgt. Die meisten Feldfacetten 23 weisen Randbereiche 45 auf, welche nicht zur Beleuchtung des Nutzbereichs 33 mit Beleuchtungsstrahlung 14 beitragen. Der Randbereich 45 kann bis zu etwa 10% der Gesamtfläche einer Feldfacette 23 ausmachen. Im Falle von schaltbaren, das heißt verlagerbaren Feldfacetten 23 hängt die Größe der Randbereiche 45 der entsprechenden Feldfacetten 23 im Allgemeinen von der Schaltstellung, das heißt von der Verlagerungs-, insbesondere der Verkippposition dieser Feldfacette 23 ab. According to the invention, it has been found that only a few of the field facets 23 the entire field facet 23 * for illuminating the working area 33 the object level 6 contributes. Most field facets 23 have edge areas 45 which does not illuminate the working area 33 with illumination radiation 14 contribute. The border area 45 can be up to about 10% of the total area of a field facet 23 turn off. In the case of switchable, that is displaceable field facets 23 depends on the size of the border areas 45 the corresponding field facets 23 in general from the switching position, that is from the displacement, in particular the Verkippposition this Feldfacette 23 from.
Ein neben dem Randbereich 45 bzw. zwischen den Randbereichen 45 verbleibender Bereich einer Feldfacette 23 wird im Folgenden auch als Nutzbereich 46 der Feldfacette 23 bezeichnet. Der Nutzbereich 46 der Feldfacette 23 ist mit anderen Worten der Bereich der Feldfacette 23, welcher in den Nutzbereich 33 in der Objektebene 6 abgebildet wird, bzw. welcher zur Beleuchtung des Nutzbereichs 33 in der Objektebene 6 beiträgt. One beside the border area 45 or between the border areas 45 remaining area of a field facet 23 is also referred to below as the useful area 46 the field facet 23 designated. The useful area 46 the field facet 23 in other words, is the area of the field facet 23 which is in the working area 33 in the object plane 6 is shown, or which to illuminate the working area 33 in the object plane 6 contributes.
Es ist nun möglich, die maximalen Ausdehnungen des Nutzbereichs 46 jeder Feldfacette 23 über sämtliche Schaltstellungen dieser Feldfacette 23 zu bestimmen. Ist diese maximale Ausdehnung kleiner als die Gesamtfläche der jeweiligen Feldfacette 23, das heißt ist das Komplement zur Vereinigung sämtlicher Nutzbereiche 46 einer gegebenen Feldfacette 23, das heißt die Schnittmenge sämtlicher schaltstellungs-abhängiger Randbereiche 45 dieser Feldfacette 23, nicht leer, so kann dieser Bereich entfernt werden, ohne dass die Beleuchtung des Nutzbereichs 33 in der Objektebene 6 mit Beleuchtungsstrahlung 14 davon beeinflusst würde. Die Beleuchtungsstrahlung 14, welche in diese Bereiche treffen würde, kann zu einem oder mehreren Energiesensoren 31 geleitet werden.It is now possible, the maximum expansions of the working area 46 every field facet 23 over all switching positions of this field facet 23 to determine. If this maximum extent is smaller than the total area of the respective field facet 23 that is, the complement to unify all areas of utility 46 a given field facet 23 , that is, the intersection of all switch position-dependent edge areas 45 this field facet 23 , not empty, this area can be removed without affecting the lighting of the working area 33 in the object plane 6 with illumination radiation 14 influenced by it. The illumination radiation 14 which would hit these areas may become one or more energy sensors 31 be directed.
Beispielsweise können die nicht zur Beleuchtung des Nutzbereichs 33 benötigten Randbereiche 45’, wie in 8 schematisch dargestellt ist, von den jeweiligen Feldfacetten 23 konstruktiv entfernt werden. Sodann können die Energiesensoren 31 in den Bereichen zwischen den Feldfacetten 23 auf dem Feldfacettenspiegel 17 angeordnet werden. Die Energiesensoren 31 können hierbei insbesondere auf dem Spiegelkörper 47 des Feldfacettenspiegels 17 angeordnet sein. Sie können auch in den Feldfacettenspiegel 17, insbesondere in dessen Spiegelkörper 47, integriert sein. For example, they can not illuminate the working area 33 required edge areas 45 ' , as in 8th is shown schematically, of the respective field facets 23 be removed constructively. Then the energy sensors 31 in the areas between the field facets 23 on the field facet mirror 17 to be ordered. The energy sensors 31 can in this case in particular on the mirror body 47 of the field facet mirror 17 be arranged. You can also look in the field facet mirror 17 , in particular in its mirror body 47 be integrated.
Die Energiesensoren 31 sind insbesondere über die gesamte Fläche des Feldfacettenspiegels 17 verteilt angeordnet. Die Anzahl der Energiesensoren 31 kann so groß sein wie die Anzahl der Feldfacetten 23. Sie kann auch bis zu doppelt so groß, insbesondere bis zu viermal so groß wie die Anzahl der Feldfacetten 23 sein. Die Anzahl der Energiesensoren 31 kann auch kleiner als die Anzahl der Feldfacetten sein, insbesondere wenn nur ein Teil der Feldfacetten 23 nicht zur Beleuchtung des Nutzbereichs 33 benötigte Randbereiche 45 aufweist.The energy sensors 31 are especially over the entire area of the field facet mirror 17 arranged distributed. The number of energy sensors 31 can be as large as the number of field facets 23 , It can also be up to twice as large, in particular up to four times as large as the number of field facets 23 be. The number of energy sensors 31 may also be smaller than the number of field facets, especially if only part of the field facets 23 not to illuminate the working area 33 required edge areas 45 having.
Bei der Anordnung gemäß 9 ist vorgesehen, in den nach Entfernung der Randbereiche 45’ geschaffenen Zwischenräumen zwischen den Feldfacetten 23 Spiegel 48 anzuordnen, welche die Beleuchtungsstrahlung 14 aus diesen Bereichen zu dem gemeinsamen Energiesensor 31 lenken. Die Spiegel 48 bilden somit Ablenk- oder Auskoppelspiegel. Es kann sich um statische Spiegel handeln. Sie sind insbesondere auf dem Spiegelkörper 47 des Feldfacettenspiegels 17 angeordnet. Die Spiegel 48 können auch verlagerbar ausgebildet sein. In the arrangement according to 9 is provided in the after removal of the edge areas 45 ' created spaces between the field facets 23 mirror 48 to arrange which the illumination radiation 14 from these areas to the common energy sensor 31 to steer. The mirror 48 thus form deflection or Auskoppelspiegel. They can be static mirrors. They are especially on the mirror body 47 of the field facet mirror 17 arranged. The mirror 48 can also be designed to be movable.
Gemäß der in 10 dargestellten Alternative ist vorgesehen, den Spiegelkörper 47 des Feldfacettenspiegels 17 mit einer strahlungsreflektierenden Schicht 49, insbesondere mit einer EUV-strahlungsreflektierenden Schicht 49, zu versehen. Beleuchtungsstrahlung 14, welche auf die reflektierende Schicht 49 auftrifft, wird näherungsweise zu einem zentralen Punkt auf dem Pupillenfacettenspiegel 18 reflektiert, wo sie mittels eines Energiesensors 31 erfasst werden kann.According to the in 10 illustrated alternative is provided, the mirror body 47 of the field facet mirror 17 with a radiation-reflecting layer 49 , in particular with an EUV radiation-reflecting layer 49 , to provide. illumination radiation 14 pointing to the reflective layer 49 impinges, becomes approximately a central point on the pupil facet mirror 18 reflects where they are using an energy sensor 31 can be detected.
Hierbei ist es möglich, die Oberfläche des Feldfacettenspiegels 17, insbesondere den Spiegelkörper 47 desselben, gekrümmt, insbesondere konkav, das heißt mit einer Brechkraft, insbesondere fokussierend, auszubilden. Hierdurch kann die Fokussierung der von der reflektierenden Schicht 49 zum Energiesensor 31 reflektierten Beleuchtungsstrahlung 14 verbessert werden.It is possible here, the surface of the field facet mirror 17 , in particular the mirror body 47 the same, curved, in particular concave, that is with a refractive power, in particular focusing form. This allows the focusing of the reflective layer 49 to the energy sensor 31 reflected illumination radiation 14 be improved.
Anstelle des Energiesensors 31 kann auf dem Pupillenfacettenspiegel 18 wiederum ein Umlenk- oder Auskoppelspiegel angeordnet sein, welcher die auf ihn auftreffende Beleuchtungsstrahlung 14 zum eigentlichen Energiesensor 31 weiterleitet. In diesem Fall bilden der oder die Umlenkspiegel und der oder die Energiesensoren 31 wiederum Bestandteile der Energiesensor-Einrichtung.Instead of the energy sensor 31 can on the pupil facet mirror 18 in turn, a deflection or Auskoppelspiegel be arranged, which reflects the incident on him illumination radiation 14 to the actual energy sensor 31 forwards. In this case, the one or more deflection mirrors and the one or more energy sensors 31 again components of the energy sensor device.
Sämtliche, in der vorhergehenden Beschreibung exemplarisch dargestellten Anordnungen des oder der Energiesensoren 31 ist gemeinsam, dass der oder die Energiesensoren 31 entweder möglichst nahe am Retikel 7 angeordnet sind oder aber sehr weit entfernt von diesem. Mit einer Breite w des Retikels 7 und einer objektseitigen numerischen Apertur NAO der Beleuchtungsoptik 4 gilt für den Abstand d zwischen dem oder den Energiesensoren 31 und der Objektebene 6 folgende Beziehung: π / 2[( d / wNAO)2 + wNAO / d] ≥ 1. All, in the preceding description exemplified arrangements of the one or more energy sensors 31 is common that the one or more energy sensors 31 either as close as possible to the reticle 7 are arranged or very far away from this. With a width w of the reticle 7 and an object-side numerical aperture NAO of the illumination optics 4 applies to the distance d between the one or more energy sensors 31 and the object plane 6 following relationship: π / 2 [(d / wNAO) 2 + wNAO / d] ≥ 1.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
-
DE 102008040316 A1 [0002, 0057] DE 102008040316 A1 [0002, 0057]
-
EP 0952491 A2 [0007, 0060] EP 0952491 A2 [0007, 0060]
-
DE 102012218074 A1 [0007, 0059] DE 102012218074 A1 [0007, 0059]
-
US 6859515 B2 [0037] US Pat. No. 685,951 B2 [0037]
-
US 6658084 B2 [0039] US 6658084 B2 [0039]
