DE102014221313A1

DE102014221313A1 - Beleuchtung für die EUV-Projektionslithografie

Info

Publication number: DE102014221313A1
Application number: DE102014221313.4A
Authority: DE
Inventors: Alexander Wolf; Toralf Gruner
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2014-10-21
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2016-04-21
Also published as: WO2016062499A1

Abstract

Eine Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithografie zur Beleuchtung eines Beleuchtungsfeldes mit EUV-Nutzlicht (12) einer EUV-Lichtquelle (2) hat eine optische Baugruppe (13) zur Überführung emittierter EUV-Strahlung der Lichtquelle (2) in einen Zwischenfokus (Z). Die optische Baugruppe (13) hat ein im Strahlengang der EUV-Strahlung (12) angeordnetes Photonensieb (16). Es resultiert eine hinsichtlich ihrer Standfestigkeit bei der Nutzung mit EUV-Lichtquellen verbesserte Beleuchtungsoptik.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithografie zur Beleuchtung eines Beleuchtungsfeldes mit EUV-Nutzlicht. Ferner betrifft die Erfindung ein System mit einer derartigen Beleuchtungsoptik und einer Reinigungseinrichtung, ein optisches System mit einer derartigen Beleuchtungsoptik und einer Projektionsoptik zur Abbildung zumindest eines Abschnitts des Beleuchtungsfeldes in ein Bildfeld; ein Beleuchtungssystem mit einer derartigen Beleuchtungsoptik und einer EUV-Lichtquelle, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System und einer EUV-Lichtquelle, ein Herstellungsverfahren für ein mikro- bzw. nanostrukturiertes Bauteil sowie ein durch dieses Verfahren hergestelltes mikro- bzw. nanostrukturiertes Bauteil. Ferner betrifft die Beleuchtungsoptik ein Photonensieb als Teil einer Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithografie.
Komponenten für die EUV-Projektionslithografie sind bekannt aus der US 2003/0002022 A1 , der DE 10 2009 025 655 A1 , der US 6,700,952 , der US 2004/0140440 A , der DE 10 2006 022 352 A1 , der DE 101 36 620 A1 , der US 2006/0109533 A1 , der DE 101 09 242 C1 , der US 7,164,534 B2 , der US 6,940,587 B2 , der US 6,861,273 B2 , der WO 2005/119 365 A2 und der EP 1 796 147 A1 .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsoptik hinsichtlich ihrer Standfestigkeit bei der Nutzung mit EUV-Lichtquellen zu verbessern.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Beleuchtungsoptik mit den im Anspruch 1 gegebenen Merkmalen. Der Lichtleitwert bzw. die Etendue der Lichtquelle kann größer sein als 1 mm². Beim Lichtleitwert handelt es sich um das kleinste Volumen eines Phasenraums, der 90 % der Lichtenergie einer Emission einer Lichtquelle enthält. Hierzu entsprechende Definitionen des Lichtleitwertes finden sich in der EP 1 072 957 A2 und der US 6 198 793 B1 , in denen angegeben ist, dass der Lichtleitwert durch Multiplikation der Beleuchtungsdaten x, y und NA² erhalten ist, wobei x und y die Felddimensionen sind, die ein beleuchtetes Beleuchtungsfeld aufspannen und NA die numerische Apertur der Feldbeleuchtung. Das Photonensieb als Teil der Beleuchtungsoptik ist robust, da es ohne Beschichtungen zur Beeinflussung eines Reflexions- bzw. Transmissionswertes für EUV-Nutzstrahlung auskommt. Damit kann das Photonensieb als nahe an der EUV-Lichtquelle genutzte optische Komponente angeordnet sein. Das Photonensieb kann in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik angeordnet sein. Über eine Winkelverteilung des vom Photonensieb durchgelassenen EUV-Nutzlichts lässt sich eine Uniformitätskorrektur über das Beleuchtungsfeld erreichen. Mehrere Photonensiebe können im Strahlengang des EUV-Nutzlichts hintereinander angeordnet sein. Dies kann eine nutzstrahlungsbeeinflussende Wirkung der Photonensieb-Gesamtanordnung vorteilhaft verstärken.
Bei der Ausgestaltung des Photonensiebs nach Anspruch 2 wird die nullte Beugungsordnung des EUV-Nutzlichts durch die Anordnung von Sieböffnungen des Photonensiebs gezielt bevorzugt. Dies führt zu einer hohen Transmission des Photonensiebs.
Ein Zentralbereich nach Anspruch 3 führt zu einer effektiven Blockung von Debris der EUV-Lichtquelle, beispielsweise von Zinnplasma.
Eine Musteranpassung nach Anspruch 4 ermöglicht es, über das Photonensieb eine Auswahl oder eine Vorauswahl von Beleuchtungssettings bzw. Beleuchtungswinkelverteilungen des EUV-Nutzlichts vorzunehmen. Dies vereinfacht die Konfiguration nachfolgender Komponenten der Beleuchtungsoptik.
Eine Unterteilung des Photonensiebs in Unterbereiche nach Anspruch 5 erhöht die Einsatzmöglichkeiten des Photonensiebs.
Eine Anordnung nach Anspruch 6 kann zu Einsatzmöglichkeiten des Protonensiebs führen, die denjenigen eines Mikrolinsenarrays entsprechen.
Ein Wechselhalter nach Anspruch 7 kann so ausgeführt sein, dass genau ein Photonensieb im Strahlengang der EUV-Strahlung angeordnet ist. Der Wechselhalter kann einen Wechselhalterantrieb aufweisen. Der Wechselhalterantrieb kann mit einer Steuereinrichtung zur gezielten Auswahl des im Strahlengang angeordneten Photonensiebs ausgerüstet sein.
Ein Verlagerungsantrieb nach Anspruch 8 kann als Wechselhalterantrieb und/oder als Verlagerungsantrieb für das im EUV-Strahlengang angeordnete Photonensieb gestaltet sein. Der Verlagerungsantrieb kann zur Feinpositionierung des Photonensiebs oder auch zur Vorgabe einer geänderten, das EUV-Nutzlicht beeinflussenden Wirkung herangezogen werden. Zur Änderung der Wirkung kann der Verlagerungsantrieb das Photonensieb insbesondere um eine Achse senkrecht zu einer Anordnungsebene des Photonensiebs verschwenken.
Der Wechselhalterantrieb und/oder der Verlagerungsantrieb kann als Rotationsantrieb und/oder als Translationsantrieb ausgeführt sein.
Ein Kollektor nach Anspruch 9 erhöht einen EUV-Durchsatz der Beleuchtungsoptik. Der Kollektor kann diffraktive Strukturen aufweisen. Hierüber kann eine zusätzliche Wellenlängenauswahl über den Kollektor erfolgen.
Ein System nach Anspruch 10 kann zur Reinigung nicht zur EUV-Strahlungsführung genutzter Photonensiebe genutzt werden. Dies kann insbesondere im Zusammenhang mit einem Photonensieb-Wechselhalter geschehen. Die Reinigungseinrichtung kann ein Säurebad aufweisen.
Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 11, eines Beleuchtungssystems nach Anspruch 12, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 13, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 14 und eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteils nach Anspruch 15 entsprechen denen, die vorstehend in Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik bereits erläutert wurden. Das Photonensieb kann beim Herstellungsverfahren abhängig von einem vorzugebenden Beleuchtungssetting ausgewählt werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Photonensieb zum Einsatz in einer Beleuchtungsoptik einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage zu gestalten.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Photonensieb mit den im Anspruch 16 angegebenen Merkmalen.
Ein derartiges Photonensieb kann als Rasterkomponente innerhalb einer Auslegung einer EUV-Beleuchtungsoptik genutzt werden, die als Wabenkondensor bzw. als Feldfacettenspiegel/Pupillenfacettenspiegel-Anordnung bekannt ist. Anstelle einer Feldfacette tritt dann einer der Photonensieb-Unterbereiche eines derartigen Photonensiebs.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 schematisch Hauptkomponenten einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie mit einer optischen Baugruppe zur Überführung von EUV-Strahlung einer EUV-Lichtquelle in einen Zwischenfokus;
2 eine Ausführung der optischen Baugruppe zur Überführung der emittierten EUV-Strahlung der Lichtquelle in den Zwischenfokus;
3 eine weitere Ausführung der optischen Baugruppe;
4 in einer Aufsicht einen Ausschnitt eines Wechselhalters zur Aufnahme mehrerer Photonensiebe als Teil der optischen Baugruppe nach den 2 und 3, wobei zwei dieser Photonensiebe dargestellt sind, von denen jeweils genau ein Photonensieb im Strahlengang der EUV-Strahlung angeordnet ist;
5 in einer Aufsicht eine weitere Ausführung eines Wechselhalters zur Aufnahme von vier Photonensieben, von denen genau eines im Strahlengang als Teil der optischen Baugruppe nach 2 oder 3 angeordnet ist;
6 ein 3 × 4-Multi-Photonensieb-Array, insbesondere als Teil einer Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithografie;
7 in einer zu 1 ähnlichen Stellung eine weitere Ausführung von Hauptkomponenten einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV- Projektionslithografie mit zwei einer optischen Baugruppe zur Überführung emittierter EUV-Strahlung einer EUV-Lichtquelle in einen Zwischenfokus nachgeordneten Facettenspiegeln.
1 zeigt schematisch eine Beleuchtungsoptik 1, eine Lichtquelle 2 und eine abbildende Optik beziehungsweise Projektionsoptik 3 einer Projektionsbelichtungsanlage 4 der EUV-Mikrolithografie. Ein optisches System 5 der Projektionsbelichtungsanlage 4 hat neben der Beleuchtungsoptik 1, die zur Beleuchtung eines Beleuchtungs- bzw. Objektfeldes 6 der Projektionsbelichtungsanlage dient, die Projektionsoptik 3 zur Abbildung des Objektfeldes 6, das in einer Objektebene liegt, in ein Bildfeld 7 in einer Bildebene. Neben dem Beleuchtungssystem 5 und der EUV-Lichtquelle 2 hat die Projektionsbelichtungsanlage 4 insbesondere noch eine Mehrzahl mechanischer Komponenten, nämlich Halter 8, 9 für ein in der Objektebene angeordnetes, in der 1 gestrichelt dargestelltes Retikel 10 und für einen in der Bildebene angeordneten, in der 1 gestrichelt dargestellten Wafer 11. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 10 auf eine lichtempfindliche Schicht des im Bereich des Bildfeldes 7 in der Bildebene angeordneten Wafers 11. Die Felder 6, 7 sind in der 1 bogenförmig angedeutet, können alternativ aber auch rechteckig sein.
Die abbildende Optik 3 ist als katoptrische Optik mit einer Mehrzahl von Spiegeln ausgeführt, von denen in der 1 schematisch zwei Spiegel M1, M2, dargestellt sind. Die abbildende Optik 3 hat in der Regel eine größere Anzahl von Spiegeln beispielsweise vier, sechs oder acht Spiegel.
Bei der Licht- beziehungsweise Strahlungsquelle 2 handelt es sich um eine EUV- (Extremes Ultraviolett) Lichtquelle mit einer emittierten Nutzstrahlung im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Die Lichtquelle 2 hat einen Lichtleitwert bzw. eine Eten- due, die größer ist als 1 mm². Der Lichtleitwert ist das kleinste Volumen des Phasenraums, welcher 90% der Lichtenergie enthält.
Bei der Lichtquelle 2 kann es sich um eine Plasmaquelle in Form einer GDP (Gas Discharge Produced Plasma) oder in Form einer LDP(Laser Discharge Produced Plasma)-Quelle handeln.
Ein für die EUV-Projektionsbelichtung genutztes Wellenlängenband beziehungsweise ein Ziel-Wellenlängenbereich der EUV-Strahlung 8 liegt beispielsweise bei 13,5 nm±1 nm, kann aber auch beispielsweise im Bereich zwischen 5 nm und 8 nm liegen. Die EUV-Strahlung 12 wird nachfolgend auch als Beleuchtungs- und Abbildungslicht oder als Nutz-Emission bezeichnet. Auch ein anderer Ziel-Wellenlängenbereich, beispielsweise zwischen 5 nm und 17 nm, ist möglich. Eine Bandbreite des genutzten EUV-Wellenlängenbandes kann größer sein als 0,1 nm und kann insbesondere zwischen 0,1 nm und 2 nm liegen. Eine typische Bandbreite der genutzten EUV-Strahlung 12 beträgt 1 % der Mittelwellenlänge. Eine Wellenlängen-Bandbreite der Lichtquelle 2 kann sehr viel größer sein als die Bandbreite des genutzten EUV-Wellenlängenbandes und kann beispielsweise bei 0,1 µm liegen.
Der Lichtquelle 2 ist im Strahlengang der Nutz-Emission 12 nachgeordnet eine optische Baugruppe 13 zur Überführung der emittierten EUV-Strahlung 12 der Lichtquelle 2 in einen Zwischenfokus Z. Die optische Baugruppe 13 ist in der 1 lediglich schematisch angedeutet. Ausführungen der optischen Baugruppe 13 werden nachfolgend anhand der 2 ff. noch erläutert. Der optischen Baugruppe 13 kann ein Umlenkspiegel für die Nutz-Emission 12 nachgeordnet sein, wie nachfolgend ebenfalls noch erläutert wird.
Die erzeugte EUV-Nutzstrahlung 12 propagiert durch eine Zwischenfokusebene 14, in der der Zwischenfokus Z angeordnet ist, bevor sie auf eine Baugruppe 15 nachgeordneter optischer Komponenten zur Erzeugung vorgegebener Beleuchtungsparameter bei der Beleuchtung des Beleuchtungsfeldes 6 mit dem EUV-Nutzlicht 12 trifft. In der Zwischenfokusebene 14 hat die EUV-Strahlung den Zwischenfokus Z, das heißt einen Ort kleinster transversaler Ausdehnung.
Die optische Baugruppe 13 zur Überführung der emittierten EUV-Strahlung 12 der Lichtquelle 2 in den Zwischenfokus Z insgesamt oder eine Komponente hiervon ist durch ein Photonensieb 16 gebildet, welches in der 2 in einer Seitenansicht und in zwei Ausführungen in der 4 in einer Aufsicht dargestellt ist. Photonensiebe sind grundsätzlich beschrieben in den Veröffentlichungen Laser & Photon.Rev., 1–15 (2008)/DOI 10.1002/lpor.200810009; Nature 414, 184–188 (08. November 2001)/doi: 10.1038/35102526; J. Opt. Soc. Am. A/Vol. 22, No.2/Februar 2005; Opt. Lett. 30, 2976 bis 2978 (2005) und der DE 101 25 870 A1 .
4 zeigt einen Wechselhalter 17 zur Halterung einer Mehrzahl von Photonensieben 16, von denen in der 4 zwei Photonensiebe 16 dargestellt sind. Genau eines dieser Photonensiebe 16 ist im Strahlengang der EUV-Strahlung 12 angeordnet und wird nachfolgend auch als Nutz-Photonensieb 16 _N bezeichnet.
Jedes der Photonensiebe hat eine charakteristische Anordnung von Durchtritts- bzw. Sieböffnungen 18, durch die Strahlung das Photonensieb 16 durchtreten kann. Die Durchtritts- bzw. Sieböffnungen 18 sind auf konzentrischen Kreisen um ein Zentrum 19 des jeweiligen Photonensiebs 16 herum angeordnet. Bei den Ausführungen nach den 4 und 5 liegt jeweils genau ein Ring mit Durchtritts- bzw. Sieböffnungen 18 vor. In der Praxis liegt eine wesentlich größere Anzahl konzentrischer Ringe derartiger Durchtritts- bzw. Sieböffnungen 18 mit einer charakteristischen Abfolge von Ringradien vor, wie beispielsweise in der vorstehend zitierten Veröffentlichung Laser & Photon.Rev. dargestellt. Die Ringe sind nach Art der Ringstrukturen einer Fresnel-Zonenplatte gestaffelt angeordnet. Diese Anordnung ist so, dass eine nullte Beugungsordnung der EUV-Nutzstrahlung 12, die in Richtung des Zwischenfokus Z geführt ist, positiv interferiert. Andere Beugungsordnungen der EUV-Nutzstrahlung 12 bzw. Strahlung anderer Wellenlängen, die von der Lichtquelle 2 emittiert wird, interferieren entweder destruktiv oder werden in andere Richtungen gebeugt, wie in der 2 gestrichelt dargestellt, sodass sie über eine Lochblende 20 in der Zwischenfokusebene 14 am Ort des Zwischenfokus Z geblockt werden. Das Photonensieb 16 ist also so ausgeführt, dass es einerseits Beugungsordnungen für das EUV-Nutzlicht 12 unterdrückt, die größer sind als eine nullte Beugungsordnung, und andererseits von der EUV-Lichtquelle 2 erzeugte Strahlung anderer Wellenlänge als das EUV-Nutzlicht 12 in andere Richtung beugt als das EUV-Nutzlicht 12.
Ein Zentralbereich 21 des Photonensiebs 16 um das Zentrum 19 herum ist als Blockungsbereich für Debris der EUV-Lichtquelle 2 ausgestaltet. Bei dem geblockten Debris kann es sich um Zinnplasma einer Plasmaquelle handeln.
Ein Muster der Sieböffnungen 18 des Photonensiebs 16 kann an eine vorgegebene Beleuchtungswinkelverteilung des EUV-Nutzlichts 12 bei der Beleuchtung des Beleuchtungsfeldes 6 angepasst sein. Bei dem in der 4 oben dargestellten Photonensieb 16 sind die Sieböffnungen 18, die oberhalb bzw. unterhalb des Zentrums 19 angeordnet sind, größer, als die Sieböffnungen 18, die rechts und links des Zentrums 19 angeordnet sind. Bei der in der 4 dargestellten Orientierung dieses oberen Photonensiebs 16 mit x-Achse rechts und y-Achse nach oben wird also die EUV-Nutzstrahlung 12 für eine y-Dipol-Beleuchtung bevorzugt durch das Photonensieb 16 hindurchgelassen.
4 unten zeigt eine Ausführung des Photonensiebes 16, die durch Drehung der Ausführung nach 4 oben um 90 Grad um das Zentrum 19 hervorgeht. Hier sind die Sieböffnungen 18 rechts und links des Zentrums 19 größer als die Sieböffnungen 18 oberhalb und unterhalb des Zentrums 19, sodass entsprechend eine x-Dipol-Beleuchtung bevorzugt vom Photonensieb 16 nach 4 unten durchgelassen wird.
Das Photonensieb 16 kann in einer Pupillenebene 22 der Beleuchtungsoptik 1 angeordnet sein, die zu einer Pupillenebene 23 (vgl. 1) der Projektionsoptik 3 konjugiert ist. Bei einer derartigen Anordnung in der Pupillenebene 22 lässt sich über eine Winkelverteilung des durchgelassenen EUV-Nutzlichts 12 eine Uniformitätskorrektur der Beleuchtung des Beleuchtungsfeldes 6 über das Beleuchtungsfeld 6 erreichen.
Der Wechselhalter 17 ist in der 4 für die beiden dort dargestellten Photonensiebe 16 sowie schematisch für weitere, gebrochen angedeutete Photonensiebe, die oberhalb und unterhalb der insgesamt dargestellten Photonensiebe angeordnet sind, angedeutet. Der Wechselhalter 17 ist mit einem Wechselhalterantrieb 24 verbunden. Über den Wechselhalterantrieb 24 ist eine Verlagerung des Wechselhalters 17 längs der y-Richtung in 4 möglich.
Der Wechselhalterantrieb 24 wird gesteuert über eine zentrale Steuereinrichtung 25 der Projektionsbelichtungsanlage 4. Über diese Steuerung lässt sich vorgeben, welches der Photonensiebe 16, die vom Wechselhalter 17 gehalten werden, als Nutz-Photonensieb 16 _N im Strahlengang der EUV-Strahlung 12 fungiert.
Zusätzlich kann der Wechselhalter 17 noch einen weiteren Verlagerungsantrieb 26 zur individuellen Verlagerung des jeweiligen Nutz-Photonensiebs 16 _N im EUV-Strahlengang 12 aufweisen. 4 zeigt einen derartigen weiteren Verlagerungsantrieb 26 schematisch für das dort unten dargestellte Photonensieb 16. Über den weiteren Verlagerungsantrieb 26 ist ein angetriebenes Verschwenken des zugehörigen Photonensiebes 16 um dessen Zentrum 19 möglich, wie in der 4 durch einen Richtungspfeil 27 angedeutet. Hierdurch lässt sich beispielsweise eine Dipolrichtung einer Dipol-Beleuchtung fein beeinflussen.
Auch der weitere Verlagerungsantrieb 26 steht in nicht dargestellter Weise mit der zentralen Steuereinrichtung 25 in Signalverbindung. Über einen weiteren Verlagerungsantrieb zur individuellen Verlagerung des jeweiligen Nutz-Photonensiebs 16 _N ist auch eine Feinpositionierung dieses Nutz-Photonensiebs 16 _N im EUV-Strahlengang 12 möglich.
In der 4 ganz unten ist eine Reinigungseinrichtung 27 zur Reinigung von Photonensieben 16 angedeutet, die nicht im Strahlengang der EUV-Strahlung angeordnet sind. Die Reinigungseinrichtung 27 umfasst ein Säurebad 28 in einem Reinigungsbehälter 29. Während der Projektionsbelichtung, bei der eines der Photonensiebe 16 als Nutz-Photonensieb 16 _N zum Einsatz kommt, kann mindestens eines der weiteren, nicht genutzten Photonensiebe 16 im Säurebad 28 zur Reinigung insbesondere von im Zentralbereich 21 angesammeltem Debris angeordnet sein. Alternativ können alle im Wechselhalter 17 vorliegenden Photonensiebe 16 in einer Belichtungspause im Säurebad 28 gereinigt werden.
Bei der optischen Baugruppe 13 nach 3 liegt zur Überführung der emittierten EUV-Strahlung 12 der Lichtquelle 2 in den Zwischenfokus Z neben dem Photonensieb 16 noch ein EUV-Kollektor 30 in Form eines sphärischen Spiegels vor. Die Lichtquelle 2 liegt im Zentrum der Sphäre des Kollektors 30, sodass Strahlung, die von der Lichtquelle 2 emittiert und vom Kollektor 30 reflektiert wird, in sich zurück zur Lichtquelle 2 reflektiert wird.
Ab der Lichtquelle 2 in Richtung auf das Photonensieb 16 zu entspricht der Strahlengang der optischen Baugruppe 13 nach 3 grob demjenigen nach 2. 5 zeigt eine weitere Variante eines Photonensieb-Wechselhalters 33, der anstelle des Wechselhalters 17 nach 4 zum Einsatz kommen kann. Der Wechselhalter 33 hat einen Wechselhalterantrieb 34, über den der Wechselhalter 33 um eine Schwenkachse 35 verschwenkt werden kann. Die Schwenkachse 35 steht senkrecht auf der Zeichenebene nach 5 und durchtritt ein Zentrum des Wechselhalters 33. Dieses Verschwenken ist in der 5 durch einen Richtungspfeil 36 angedeutet.
Der Wechselhalter 33 trägt insgesamt vier Photonensiebe 16 nach Art der Photonensiebe, die vorstehend im Zusammenhang mit der 4 bereits erläutert wurden. Diese Photonensiebe 16 sind mit einem Index i indiziert, beginnend mit dem in der 5 zuoberst dargestellten Photonensieb 16 ₁, wobei der Index i im Uhrzeigersinn hochgezählt ist. Die Photonensiebe 16 ₁ bis 16 ₃ im Wechselhalter 33 sind nach Art der Photonensiebe 16 nach 4 ausgeführt, sorgen also wiederum für eine Dipol-Auswahl der EUV-Nutzstrahlung 12. Das Photonensieb 16 ₁ ist dabei mit einer Orientierung der Sieböffnungen 18 nach Art des in der 4 oberen Photonensiebs 16 dargestellt. Das Photonensieb 16 ₃ ist mit einer Orientierung der Sieböffnungen 18 nach Art des in der 4 unteren Photonensiebs 16 dargestellt. Das Photonensieb 16 ₂ hat eine Orientierung der Sieböffnungen 18, die durch Verdrehung des Photonensiebs 16 ₃ um dessen Zentrum 19 um 45° im Uhrzeigersinn hervorgeht.
Bei dem in der 5 links dargestellten Photonensieb 16 ₄ handelt es sich um das optisch genutzte Nutz-Photonensieb 16 _N. Bei diesem Photonensieb 16 ₄ sind alle Sieböffnungen 18 gleich groß und in Umfangsrichtung um das Zentrum 19 des Photonensiebs 16 ₄ gleich verteilt angeordnet.
Die 4 und 5 zeigen die Photonensiebe 16 jeweils in einer Aufsicht.
Wie vorstehend im Zusammenhang mit dem Wechselhalter 17 bereits erläutert, kann auch der Wechselhalter 33 so ausgeführt sein, dass jedes der Photonensiebe 16 ₁bis 16 ₄ individuell über einen weiteren Verlagerungsantrieb 26 um dessen Zentrum 19 verlagerbar ist, wie in der 5 für das optisch genutzte Photonensieb 16 _N angedeutet.
Der Wechselhalter 33 ist nach Art einer Revolveranordnung ausgeführt, wie dies im Zusammenhang mit einer Beleuchtungssetting-Auswahl bei EUV-Projektionsbelichtungsanlagen bereits bekannt ist.
6 zeigt eine weitere Ausführung eines Photonensiebs 37, das unterteilt ist in eine Mehrzahl nebeneinander angeordneter Photonensieb-Unterbereiche 38. Diese Photonensieb-Unterbereiche 38 sind in der 6 nach Art eines 3 × 4-Arrays mit drei Zeilen und vier Spalten angeordnet. Die insgesamt also 12 Photonensieb-Unterbereiche sind so ausgeführt, dass der jeweilige Photonensieb-Unterbereich 38 Beugungsordnungen für ein diesen beaufschlagendes EUV-Nutzlicht-Teilbündel 12 _i unterdrückt, die größer sind als eine nullte Beugungsordnung. Die Photonensieb-Unterbereiche 38 sind nach Art eines Mikrolinsenarrays angeordnet.
Auch eine andere Anzahl von Photonensieb-Unterbereichen 38 im Bereich z.B. zwischen 4 und 1000 Photonensieb-Unterbereichen ist möglich, beispielsweise 50, 100, 200, 300 oder 500 Photonensieb-Unterbereiche.
Die Photonensieb-Unterbereiche 38 können, wie in der 6 angedeutet, alle mit identischer Orientierung und Anordnung der Sieböffnungen 18 ausgeführt sein. Alternativ ist es möglich, dass sich die Anordnungen und/oder Orientierungen der Sieböffnungen 18 der Photonensieb-Unterbereiche 38 voneinander unterscheiden. Auch Gestaltungen des Photonensiebs 37 sind möglich, bei denen verschiedene Typen von Orientierungen und/oder Anordnungen der Sieböffnungen 18 gegeben sind, wobei diese Photonensieb-Typen in einem vorgegebenen Muster über das Photonensieb 37 angeordnet sind.
Soweit das Photonensieb 37 in der Pupillenebene 22 angeordnet ist, kann hierüber beispielsweise eine Uniformitätskorrektur der Beleuchtung des Beleuchtungsfeldes mit der EUV-Nutzstrahlung 12 herbeigeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Photonensieb 37 mit der Mehrzahl von Photonensieb-Unterbereichen 38 als Rasterelement mit der Funktion eines Wabenkondensors bzw. eines Facettenspiegels einer EUV-Beleuchtungsoptik ausgebildet sein. Das Photonensieb 37 kann dann beispielweise die Funktion eines Feldfacettenspiegels der nachfolgend beschriebenen, weiteren Ausführung einer Beleuchtungsoptik 39 übernehmen. Komponenten und Funktionen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Bei der Beleuchtungsoptik 39 propagiert die erzeugte EUV-Nutzstrahlung 12 durch die Zwischenfokusebene 14 und trifft anschließend auf einen Feldfacettenspiegel 40 mit Feldfacetten 41, die von der EUV-Nutzstrahlung 12 beaufschlagt werden. Die Feldfacetten 41 sind bogenförmig, können aber auch rechteckig gestaltet sein. Auch eine andere Form der Feldfacetten 41 ist möglich.
Die vom Feldfacettenspiegel 40 reflektierte EUV-Nutzstrahlung 12 ist aus einer Vielzahl von Ausleuchtungskanälen, also von Strahlungs-Teilbündeln, aufgebaut, wobei jedes Teilbündel von einer bestimmten Feldfacette 41 reflektiert wird. Jedes Teilbündel trifft wiederum auf eine dem Teilbündel über den Ausleuchtungskanal zugeordnete Pupillenfacette 42 eines Pupillenfacettenspiegels 43.
Die Pupillenfacetten 42 sind auf einer gemeinsamen Trägerplatte 44 des Pupillenfacettenspiegels 43 angeordnet. Der Pupillenfacettenspiegel 43 ist in einer Beleuchtungs-Pupillenebene 45 angeordnet. Die Pupillenfacetten 42 sind rund ausgeführt. Alternativ ist auch eine hexagonale oder rechteckige Ausführung der Pupillenfacetten 42 möglich. Die Pupillenfacetten 42 sind dicht gepackt angeordnet. Mit dem Feldfacettenspiegel 40 werden am Ort der Pupillenfacetten 42 des Pupillenfacettenspiegels 43 sekundäre Lichtquellen als Bilder des Zwischenfokus Z in der Zwischenfokusebene 14 erzeugt. Der Pupillenfacettenspiegel 43 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 39 angeordnet, die mit der Pupillenebene 23 der Projektionsoptik 3 zusammenfällt oder zu dieser optisch konjugiert ist. Eine Intensitätsverteilung der EUV-Strahlung 12 auf dem Pupillenfacettenspiegel 43 ist daher direkt korreliert mit einer Beleuchtungswinkelverteilung einer Beleuchtung des Objektfeldes 6 in der Objektebene und einer Beleuchtung des Bildfeldes 7 in der Bildebene.
Mithilfe des Pupillenfacettenspiegels 43 und einer abbildenden optischen Baugruppe in Form einer schematisch angedeuteten Übertragungsoptik 46 werden die Feldfacetten 41 des Feldfacettenspiegels 40 in das Objektfeld 6 abgebildet. Auch Ausführungen der Projektionsbelichtungsanlage 4 sind möglich, bei denen die Beleuchtungs-Pupillenebene 45 mit der Projektionsoptik-Pupillenebene 23 zusammenfällt. In einem solchen Fall kann auf die Übertragungsoptik 46 auch verzichtet werden.
Zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauteils wird die Projektionsbelichtungsanlage 4 folgendermaßen eingesetzt: Zunächst werden das Retikel 10 und der Wafer 11 bereitgestellt. Dann wird das gewünschte Photonensieb 16 als Nutz-Photonensieb 16 _N hinsichtlich seiner Anordnung bzw. Orientierung der Sieböffnungen 18 konfiguriert und in den Strahlengang der EUV-Strahlung eingesetzt. Es kann mithilfe einer der Varianten der vorstehend beschriebenen Wechselhalter 17 bzw. 33 geschehen. Dann wird eine Struktur auf dem Retikel 10 auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers 11 mithilfe der Projektionsbelichtungsanlage 4 projiziert. Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird dann eine Mikrostruktur auf dem Wafer 11 und somit das mikro- beziehungsweise nanostrukturierte Bauteil erzeugt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

US 2003/0002022 A1 [0002]
DE 102009025655 A1 [0002]
US 6700952 [0002]
US 2004/0140440 A [0002]
DE 102006022352 A1 [0002]
DE 10136620 A1 [0002]
US 20060109533 A1 [0002]
DE 10109242 C1 [0002]
US 7164534 B2 [0002]
US 6940587 B2 [0002]
US 6861273 B2 [0002]
WO 2005/119365 A2 [0002]
EP 1796147 A1 [0002]
EP 1072957 A2 [0004]
US 6198793 B1 [0004]
DE 10125870 A1 [0034]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Laser & Photon.Rev., 1–15 (2008)/DOI 10.1002/lpor.200810009; Nature 414, 184–188 (08. November 2001)/doi: 10.1038/35102526; J. Opt. Soc. Am. A/Vol. 22, No.2/Februar 2005; Opt. Lett. 30, 2976 bis 2978 (2005) [0034]

Claims

Beleuchtungsoptik (1; 39) für die die EUV-Projektionslithografie zur Beleuchtung eines Beleuchtungsfeldes (6) mit EUV-Nutzlicht (12) einer EUV-Lichtquelle (2), – mit einer optischen Baugruppe (13) zur Überführung emittierter EUV-Strahlung der Lichtquelle (2) in einen Zwischenfokus (Z), – wobei die optische Baugruppe (13) ein im Strahlengang der EUV-Strahlung (12) angeordnetes Photonensieb (16 _N; 37) umfasst.
Beleuchtungsoptik nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch dem Photonensieb (16 _N) nachgeordnete optische Komponenten (20, 15; 20, 40, 43, 46; 20, 37, 43, 46; 43, 46) zur Erzeugung vorgegebener Beleuchtungsparameter bei der Beleuchtung des Beleuchtungsfeldes (6) mit dem EUV-Nutzlicht (12), wobei das Photonensieb (16 _N) so ausgeführt ist, dass es Beugungsordnungen für das EUV-Nutzlicht (12) unterdrückt, die größer sind als eine nullte Beugungsordnung.
Beleuchtungsoptik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zentralbereich (21) des Photonensiebs (16 _N; 37) als Blockungsbereich für Debris der EUV-Lichtquelle (2) ausgestaltet ist.
Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Muster von Sieböffnungen (18) des Photonensiebs (16; 37) angepasst ist an eine vorgegebene Beleuchtungswinkelverteilung des EUV-Nutzlichts (12) bei der Beleuchtung des Beleuchtungsfeldes (6).
Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Photonensieb (37) unterteilt ist in eine Mehrzahl nebeneinander angeordneter Photonensieb-Unterbereiche (38), die so ausgeführt sind, dass der jeweilige Photonensieb-Unterbereich (38) Beugungsordnungen für ein diesen beaufschlagendes EUV-Nutzlicht-Teilbündel unterdrückt, die größer sind als eine nullte Beugungsordnung.
Beleuchtungsoptik nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Photonensieb-Unterbereiche (38) zeilen- und/oder spaltenweise angeordnet sind.
Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Wechselhalter (17; 33) zur Aufnahme einer Mehrzahl von Photonensieben (16).
Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Verlagerungsantrieb (24; 26; 34) zur Verlagerung des Photonensiebs (16) im EUV-Strahlengang.
Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Baugruppe (13) einen Kollektor (30) zur Erfassung emittierter EUV-Strahlung der Lichtquelle (2) umfasst, wobei der Kollektor (30) im Strahlengang vor dem Photonensieb (16 _N; 37) angeordnet ist.
System mit einer Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Reinigungseinrichtung (27) zur Reinigung von nicht im EUV-Strahlengang angeordneten Photonensieben (16).
Optisches System mit einer Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und mit einer Projektionsoptik (3) zur Abbildung eines Retikels, welches zumindest abschnittsweise im Beleuchtungsfeld (6) anordenbar ist, in ein Bildfeld (7).
Beleuchtungssystem mit einer Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und mit einer EUV-Lichtquelle (2).
Projektionsbelichtungsanlage (4) mit einem optischen System nach Anspruch 11 und mit einer EUV-Lichtquelle (2).
Herstellungsverfahren für ein mikro- bzw. nanostrukturiertes Bauteil mit folgenden Verfahrensschritten: – Bereitstellung eines Retikels (10) und eines Wafers (11), – Bereitstellen eines Photonensiebs (16 _N; 37) mit vorgegebener Anordnung und/oder Orientierung von Sieböffnungen (18) im EUV-Strahlengang einer Projektionsbelichtungsanlage (4); – Abbildung einer Struktur auf dem Retikel (10) auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers (11) mithilfe der Projektionsbelichtungsanlage (4); – Entwickeln der lichtempfindlichen Schicht auf dem Retikel (10) zur Erzeugung einer Mikro- bzw. Nanostruktur auf dem Wafer (11).
Mikro- bzw. nanostrukturiertes Bauteil, hergestellt durch ein Verfahren nach Anspruch 14.
Photonensieb als optische Komponente einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass das Photonensieb (37) unterteilt ist in eine Mehrzahl nebeneinander angeordneter Photonensieb-Unterbereiche (38), die so ausgeführt sind, dass der jeweilige Photonensieb-Unterbereich (38) Beugungsordnungen für ein diesen beaufschlagendes EUV-Nutzlicht-Teilbündel unterdrückt, die größer sind als eine nullte Beugungsordnung.