Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik für die Projektionslithografie. Ferner betrifft die Erfindung ein optisches System mit einer derartigen Beleuchtungsoptik, ein Beleuchtungssystem mit einer derartigen Beleuchtungsoptik, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System, ein Verfahren zur Herstellung eines mikrobeziehungsweise nanostrukturierten Bauteils sowie ein mit dem Verfahren hergestelltes Bauteil. The invention relates to an illumination optical system for projection lithography. Furthermore, the invention relates to an optical system with such an illumination optical system, an illumination system with such an illumination optical system, a projection exposure apparatus with such an optical system, a method for producing a microstructured nanostructured component and a component produced by the method.
Eine Beleuchtungsoptik mit einer Übertragungsoptik und mindestens einem nachgeordneten Beleuchtungsvorgabe-Facettenspiegel ist bekannt aus der WO 2010/099807 A1 und der US 2006/0132747 A1 . An illumination optical system with a transmission optical system and at least one downstream illumination preset facet mirror is known from US Pat WO 2010/099807 A1 and the US 2006/0132747 A1 ,
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsoptik der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass Inhomogenitäten eines Fernfeldes einer Lichtquelle, für die die Beleuchtungsoptik ausgelegt ist, nicht zu lasten einer Beleuchtungsqualität gehen. It is an object of the present invention to further develop an illumination optical system of the type mentioned at the outset in such a way that inhomogeneities of a far field of a light source for which the illumination optical unit is designed do not burden illumination quality.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Beleuchtungsoptik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. This object is achieved by an illumination optical system with the features specified in claim 1.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine Unterteilung der Beleuchtungsoptik in zwei Facettenspiegel die Möglichkeit schafft, das Objektfeld so auszuleuchten, dass Objektfeldpositionen senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung nicht mit sich stark unterscheidenden Wahrscheinlichkeiten von verschiedenen Fernfeld-Koordinaten senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung ausgeleuchtet werden. Dies stellt sicher, dass die Beleuchtung des Objektfeldes aus unterschiedlichen Fernfeldbereichen stammt, und sich somit Fernfeldinhomogenitäten gut durchmischen können. Fernfeldinhomogenitäten, die bevorzugt bei bestimmten Fernfeld-Koordinaten senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung auftreten, fallen dann nicht störend ins Gewicht. Ein Unterschied der Wahrscheinlichkeit, mit der das Beleuchtungslicht aus irgendeinem Koordinaten-Wert im Fernfeld-Nutzbereich senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung auf das Objektfeld trifft, von einer mittleren Wahrscheinlichkeit, die lediglich abhängt von der Breite des Fernfeldes senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung, ist höchstens ein Faktor 4. Auch ein kleinerer Unterschied ist möglich, beispielsweise ein Faktor 3,5, ein Faktor 2,5, ein Faktor 2 oder ein noch kleinerer Unterschiedsfaktor. Diese Homogenisierung der Wahrscheinlichkeit sorgt für eine gute Durchmischung von Fernfeldinhomogenitäten. According to the invention, it has been recognized that dividing the illumination optics into two facet mirrors makes it possible to illuminate the object field such that object field positions perpendicular to the object displacement direction are not illuminated with strongly differing probabilities of different far field coordinates perpendicular to the object displacement direction. This ensures that the illumination of the object field comes from different far-field areas, and thus can mix well far-field inhomogeneities. Far field inhomogeneities, which preferably occur at certain far-field coordinates perpendicular to the object displacement direction, are then not disturbing. A difference in probability with which the illumination light from any coordinate value in the far-field payload perpendicular to the object displacement direction strikes the object field from an average probability which only depends on the width of the far field perpendicular to the object displacement direction is at most a factor of 4. Also a smaller difference is possible, for example a factor of 3.5, a factor of 2.5, a factor of 2 or an even smaller difference factor. This homogenization of the probability ensures a good mixing of far-field inhomogeneities.
Der vorstehend beschriebene Durchmischungs-Vorteil trifft in besonderem Maße auf eine Auslegung der Beleuchtungsoptik nach Anspruch 2. The mixing advantage described above applies in particular to a design of the illumination optical system according to claim 2.
Eine Auslegung nach Anspruch 3 vermeidet, dass Fernfeld-Inhomogenitäten sich negativ auf die Beleuchtungsqualität auswirken, die bei bestimmten Fernfeldradien besonders stark auftreten. A design according to claim 3 avoids that far-field inhomogeneities have a negative effect on the illumination quality, which occur particularly strong in certain far-field radii.
Es ist insbesondere eine Gruppierbarkeit von Einzelspiegel-Gruppen des ersten Facettenspiegels, die die Beleuchtungs-Teilbündel über jeweils eine zweite Facette des zweiten Facettenspiegels führen, so möglich, dass diese Einzelspiegel-Gruppen eine breite Verteilung von Erstreckungen längs der Koordinate senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung haben. Die x-Erstreckungen der Einzelspiegel-Gruppen können sich um mehr als einen Faktor 1,5, um mehr als einen Faktor 2, um mehr als einen Faktor 3, um mehr als einen Faktor 4, um mehr als einen Faktor 5 oder auch um einen noch größeren Faktor unterscheiden. In particular, it is possible to group individual-mirror groups of the first facet mirror, which guide the illumination sub-beams over in each case a second facet of the second facet mirror, so that these individual mirror groups have a broad distribution of extensions along the coordinate perpendicular to the object displacement direction. The x extents of the individual mirror groups may be more than a factor of 1.5, more than a factor of 2, more than a factor of 3, more than a factor of 4, more than a factor of 5 or even one differ even greater factor.
Für einen vorgegebenen Objektfeldpunkt existiert kein Radiuswert der Fernfeld-Radiuskoordiante rFAR im Nutzbereich des Fernfeldes 27a, aus dem das Beleuchtungslicht 3 mit einer Wahrscheinlichkeit auf das Objektfeld 8 trifft, die sich von einer mittleren Wahrscheinlichkeit, dass das Beleuchtungslicht 3, das das Objektfeld 8 erreicht, von diesem Radiuswert der Fernfeld-Radiuskoordiante rFAR ausgeht, um mehr als einen Faktor 4 unterscheidet. Je nach Auslegung der Beleuchtungsoptik 11 können die Unterschiede zwischen den Radiuswert-Wahrscheinlichkeitsverteilungen zum jeweils mittleren Wahrscheinlichkeitswert auch noch geringer sein als der vorstehend erläuterte Faktor 4, beispielsweise geringer sein als ein Faktor 3, als ein Faktor 2 oder auch noch geringer sein. For a given object field point, there is no radius value of the far field radius coordinate r FAR in the useful range of the far field 27a from which the illumination light 3 with a probability on the object field 8th that is different from a medium probability that the illumination light 3 that the object field 8th achieved by this radius value of the far-field radius coordinate r FAR , differs by more than a factor of 4. Depending on the design of the illumination optics 11 For example, the differences between the radius value probability distributions at the average probability value may be even lower than the factor 4 explained above, for example less than a factor 3, as a factor 2 or even lower.
Die mittlere Wahrscheinlichkeit lässt sich dadurch ermitteln, dass für jeden festen Objektfeldpunkt, beispielsweise für jede x-Koordinate des Objektfeldes 8, die auch als Feldhöhe bezeichnet ist, eine radiale Wahrscheinlichkeits-Verteilungsfunktion entsprechend dem bestimmt wird, was vorstehend für die Feldhöhen „Objektfeldrand“ und „Objektfeldmitte“ im Zusammenhang mit der 7 erläutert wurde, wobei anschließend über all diese ermittelten Verteilungsfunktionen gemittelt wird. The average probability can be determined by specifying that for every fixed object field point, for example for every x coordinate of the object field 8th , also referred to as field height, determines a radial probability distribution function corresponding to what has been described above for the field heights "object field edge" and "object field center" in connection with FIG 7 which is then averaged over all of these determined distribution functions.
Bei der Beleuchtungsoptik kann der zweite Facettenspiegel von einer dem zweiten Facettenspiegel nächstbenachbarten Pupillenebene der Beleuchtungsoptik beabstandet sein. Bei einer alternativen Gestaltung der Beleuchtungsoptik hat diese einen als Pupillenfacettenspiegel ausgeführten zweiten Facettenspiegel, der in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik angeordnet ist. In the illumination optics, the second facet mirror may be spaced apart from a pupil plane of the illumination optics next to the second facet mirror. In an alternative embodiment of the illumination optics, the latter has a second facet mirror embodied as a pupil facet mirror, which is arranged in a pupil plane of the illumination optics.
Eine besonders gute Durchmischungsmöglichkeit ergibt sich bei einer Auslegung der Beleuchtungsoptik nach Anspruch 4, die auch als spekularer Reflektor bezeichnet ist. A particularly good possibility of intermixing results in a design of the illumination optical system according to claim 4, which is also referred to as a specular reflector.
Die Vorteile eines Beleuchtungssystems nach Anspruch 5, eines optischen Systems 5 nach Anspruch 6, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 7, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 8 sowie eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteils nach Anspruch 9 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Beleuchtungsoptik bereits erläutert wurden. Bei dem hergestellten Bauteil kann es sich um ein Halbleiterelement, besonders um einen Mikrochip, insbesondere um einen Speicherchip handeln. The advantages of a lighting system according to claim 5, an optical system 5 according to claim 6, a projection exposure apparatus according to claim 7, a manufacturing method according to claim 8 and a micro- or nanostructured component according to claim 9 correspond to those already explained above with reference to the illumination optics were. The produced component may be a semiconductor element, in particular a microchip, in particular a memory chip.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In this show:
1 stark schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für EUV-Mikrolithographie mit einer Lichtquelle, einer Beleuchtungsoptik und einer Projektionsoptik; 1 very schematically in the meridional section a projection exposure apparatus for EUV microlithography with a light source, an illumination optics and a projection optics;
2 schematisch und ebenfalls im Meridionalschnitt einen Strahlengang ausgewählter Einzelstrahlen von Beleuchtungslicht innerhalb einer Pupillen-Beleuchtungseinheit der Beleuchtungsoptik nach 1, ausgehend von einem Zwischenfokus bis hin zu einem in der Objektebene der Projektionsoptik im Bereich eines Beleuchtungs- beziehungsweise Objektfeldes angeordneten Retikel; 2 schematically and also in the meridional section a beam path of selected individual beams of illumination light within a pupil illumination unit of the illumination optical system 1 starting from an intermediate focus up to a reticle arranged in the object plane of the projection optics in the region of an illumination or object field;
3 eine Aufsicht auf einen Übertragungs-Facettenspiegel der Beleuchtungsoptik, der in einer Feldebene und in einem Beleuchtungs-Fernfeld angeordnet ist; 3 a plan view of a transmission facet mirror of the illumination optics, which is arranged in a field plane and in a lighting far field;
4 eine Ausschnittsvergrößerung aus 3, bei der eine Unterteilung des Übertragungs-Facettenspiegels in Einzelspiegel-Blöcke dargestellt sowie eine Zuweisung beleuchteter Abschnitte auf dem Übertragungs-Facettenspiegel hervorgehoben ist, die virtuelle Facettengruppen beziehungsweise Einzelspiegelgruppen darstellen, denen Beleuchtungsvorgabe-Facetten eines in der Beleuchtungsoptik nachgeordneten Beleuchtungsvorgabe-Facettenspiegels über Ausleuchtungskanäle zugeordnet sind; 4 an excerpt from 3 in which a subdivision of the transmission facet mirror into individual mirror blocks is shown as well as an assignment of illuminated sections on the transmission facet mirror representing virtual facet groups or individual mirror groups to which illumination prescription facets of a lighting prescription downstream facet mirror are assigned via illumination channels ;
5 eine Aufsicht auf den Beleuchtungsvorgabe-Facettenspiegel der Beleuchtungsoptik, der beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik angeordnet ist; 5 a plan view of the illumination preset facet mirror of the illumination optics, which is arranged at a distance to a pupil plane of the illumination optical system;
6 in einem Diagramm sowohl für einen Objektfeldrand als auch für eine Objektfeldmitte eine Verteilung einer Wahrscheinlichkeitsdichte über eine x-Fernfeldkoordinate, die angibt, mit welcher relativen Wahrscheinlichkeit das Beleuchtungslicht diese Feldpositionen „Rand“ und „Mitte“ ausgehend von der jeweiligen x-Fernfeldkoordinate beleuchtet; und 6 in a diagram for both an object field edge and for an object field center, a distribution of a probability density over an x-far field coordinate indicating with which relative probability the illumination light illuminates these field positions "edge" and "center" starting from the respective x-far field coordinate; and
7 in einem zu 6 ähnlichen Diagramm wiederum für einen Objektfeldrand und die Objektfeldmitte eine Verteilung einer Wahrscheinlichkeitsdichte, die angibt, mit welcher relativen Wahrscheinlichkeit die jeweilige Feldposition „Rand“ und „Mitte“ ausgehend von einer bestimmten Fernfeld-Radiuskoordinate um ein Fernfeldzentrum beleuchtet wird, abhängig von einem relativen Fernfeldradius. 7 in one too 6 Similarly, for an object field edge, the object field center and the object field center represent a distribution of probability density indicating the relative probability with which the respective field position "edge" and "center" are illuminated from a certain far field radius coordinate around a far field center, depending on a relative far field radius.
Eine in der 1 stark schematisch und im Meridionalschnitt dargestellte Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie hat eine Lichtquelle 2 für Beleuchtungslicht 3. Bei der Lichtquelle 2 handelt es sich um eine EUV-Lichtquelle, die Licht in einem Wellenlängenbereich zwischen 5 nm und 30 nm erzeugt. Hierbei kann es sich um eine LPP-(Laser Produced Plasma, lasererzeugtes Plasma)Lichtquelle, um eine DPP-(Discharge Produced Plasma, Plasmaerzeugung mittels Gasentladung) Lichtquelle oder um eine synchrotron-strahlungsbasierte Lichtquelle, beispielsweise um einen Freie-Elektronen-Laser (FEL), handeln. One in the 1 strongly schematic and shown in meridional section projection exposure system 1 for microlithography has a light source 2 for illumination light 3 , At the light source 2 It is an EUV light source that generates light in a wavelength range between 5 nm and 30 nm. This may be an LPP (Laser Produced Plasma) light source, a DPP (Discharge Produced Plasma) light source, or a synchrotron radiation-based light source, such as a free-electron laser (FEL ), act.
Zur Führung des Beleuchtungslichts 3, ausgehend von der Lichtquelle 2, dient eine Übertragungsoptik 4. Diese hat einen in der 1 lediglich hinsichtlich seiner reflektierenden Wirkung dargestellten Kollektor 5, und einen nachfolgend noch näher beschriebenen Übertragungs-Facettenspiegel 6, der auch als erster Facettenspiegel oder als Feldfacettenspiegel bezeichnet ist. Zwischen dem Kollektor 5 und dem Übertragungs-Facettenspiegel 6 ist ein Zwischenfokus 5a des Beleuchtungslichts 3 angeordnet. Eine numerische Apertur des Beleuchtungslichts 3 im Bereich des Zwischenfokus 5a beträgt beispielsweise NA = 0,182. Dem Übertragungs-Facettenspiegel 6 und damit der Übertragungsoptik 4 nachgeordnet ist ein Beleuchtungsvorgabe-Facettenspiegel 7, der auch als zweiter oder weiterer Facettenspiegel bezeichnet ist und ebenfalls nachfolgend noch näher erläutert wird. Die optischen Komponenten 5 bis 7 sind Bestandteile einer Beleuchtungsoptik 11 der Projektionsbelichtungsanlage 1. For guiding the illumination light 3 , starting from the light source 2 , serves a transmission optics 4 , This one has one in the 1 only shown in terms of its reflective effect collector 5 , and a transmission facet mirror described in more detail below 6 also referred to as the first facet mirror or field facet mirror. Between the collector 5 and the transmission facet mirror 6 is an intermediate focus 5a of the illumination light 3 arranged. A numerical aperture of the illumination light 3 in the area of the intermediate focus 5a For example, NA = 0.182. The transmission facet mirror 6 and thus the transmission optics 4 Downstream is a lighting preset facet mirror 7 , which is also referred to as a second or further facet mirror and will also be explained in more detail below. The optical components 5 to 7 are components of a lighting system 11 the projection exposure system 1 ,
Der Übertragungs-Facettenspiegel 6 ist in einer Feldebene der Beleuchtungsoptik 11 angeordnet. The transmission facet mirror 6 is in a field level of the illumination optics 11 arranged.
Der Beleuchtungsvorgabe-Facettenspiegel 7 der Beleuchtungsoptik 11 ist beabstandet zu Pupillenebenen der Beleuchtungsoptik 11 angeordnet. Eine derartige Anordnung wird auch als spekularer Reflektor bezeichnet. The lighting preset facet mirror 7 the illumination optics 11 is spaced from pupil planes of the illumination optics 11 arranged. Such an arrangement is also referred to as a specular reflector.
Dem Beleuchtungsvorgabe-Facettenspiegel 7 im Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 nachgeordnet ist ein Retikel 12, das in einer Objektebene 9 einer nachgelagerten Projektionsoptik 10 der Projektionsbelichtungsanlage 1 angeordnet ist. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um ein Projektionsobjektiv. Mit der Beleuchtungsoptik 11 wird ein Objektfeld 8 auf dem Retikel 12 in der Objektebene 9 definiert ausgeleuchtet. Das Objektfeld 8 stellt gleichzeitig ein Beleuchtungsfeld der Beleuchtungsoptik 11 dar. Generell gilt, dass das Beleuchtungsfeld so ausgebildet ist, dass das Objektfeld 8 im Beleuchtungsfeld angeordnet werden kann. The lighting preset facet mirror 7 in the beam path of the illumination light 3 downstream is a reticle 12 that in an object plane 9 a downstream projection optics 10 the projection exposure system 1 is arranged. In the projection optics 10 it is a projection lens. With the illumination optics 11 becomes a object field 8th on the reticle 12 in the object plane 9 defined illuminated. The object field 8th simultaneously provides a lighting field for the illumination optics 11 In general, the illumination field is designed such that the object field 8th can be arranged in the illumination field.
Der Beleuchtungsvorgabe-Facettenspiegel 7 ist wie auch der Übertragungs-Facettenspiegel 6 Teil einer Pupillen-Beleuchtungseinheit der Beleuchtungsoptik und dient zur Beleuchtung einer Eintrittspupille 12a in einer Pupillenebene 12b der Projektionsoptik 10 mit dem Beleuchtungslicht 3 mit vorgegebener Pupillen-Intensitätsverteilung. Die Eintrittspupille 12a der Projektionsoptik 10 kann im Beleuchtungsstrahlengang vor dem Objektfeld 8 oder auch nach dem Objektfeld 8 angeordnet sein. 1 zeigt den Fall, bei dem die Eintrittspupille 12a im Beleuchtungsstrahlengang nach dem Objektfeld 8 angeordnet ist. Ein Pupillenabstand PA des zweiten Facettenspiegels 7 von der Pupillenebene 12b ergibt sich in diesem Fall als Summe eines z-Abstandes PA1 zweiten Facettenspiegels 7 zur Objektebene 9 und des z-Abstandes PA2 der Objektebene 9 zur Pupillenebene 12b. Es gilt also: PA = PA1 + PA2. Der Pupillenabstand PA wird in Strahlrichtung gemessen.The lighting preset facet mirror 7 is as well as the transmission facet mirror 6 Part of a pupil illumination unit of the illumination optics and serves to illuminate an entrance pupil 12a in a pupil plane 12b the projection optics 10 with the illumination light 3 with predetermined pupil intensity distribution. The entrance pupil 12a the projection optics 10 can in the illumination beam path in front of the object field 8th or after the object field 8th be arranged. 1 shows the case where the entrance pupil 12a in the illumination beam path after the object field 8th is arranged. A pupillary distance PA of the second facet mirror 7 from the pupil level 12b results in this case as the sum of a z-distance PA1 second facet mirror 7 to the object level 9 and the z-distance PA2 of the object plane 9 to the pupil level 12b , The following applies: PA = PA1 + PA2. The pupillary distance PA is measured in the beam direction.
Zur Erleichterung der Darstellung von Lagebeziehungen wird nachfolgend ein kartesisches xyz-Koordinatensystem verwendet. Die x-Richtung verläuft in der 1 senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein. Die y-Richtung verläuft in die 1 nach rechts. Die z-Richtung verläuft in die 1 nach unten. In der Zeichnung verwendete Koordinatensysteme haben jeweils parallel zueinander verlaufende x-Achsen. Der Verlauf einer z-Achse dieser Koordinatensysteme folgt einer jeweiligen Hauptrichtung des Beleuchtungslichts 3 innerhalb der jeweils betrachteten Figur. To facilitate the representation of positional relationships, a Cartesian xyz coordinate system is used below. The x-direction runs in the 1 perpendicular to the drawing plane into this. The y-direction runs in the 1 to the right. The z-direction runs in the 1 downward. Coordinate systems used in the drawing have mutually parallel x-axes. The course of a z-axis of these coordinate systems follows a respective main direction of the illumination light 3 within each considered figure.
Das Objektfeld 8 hat eine bogenförmige beziehungsweise teilkreisförmige Form und ist begrenzt von zwei zueinander parallelen Kreisbögen und zwei geraden Seitenkanten, die in y-Richtung mit einer Länge y0 verlaufen und in x-Richtung einen Abstand x0 zueinander haben. Das Aspektverhältnis x0/y0 beträgt 13 zu 1. Ein Insert der 1 zeigt eine nicht maßstabsgerechte Draufsicht des Objektfeldes 8. Eine Berandungsform 8a ist bogenförmig. Bei einem alternativen und ebenfalls möglichen Objektfelds 8 ist dessen Berandungsform rechteckig, ebenfalls mit Aspektverhältnis x0/y0. The object field 8th has a curved or part-circular shape and is bounded by two parallel circular arcs and two straight side edges which extend in the y-direction with a length y 0 and in the x-direction at a distance x 0 to each other. The aspect ratio x 0 / y 0 is 13 to 1. An insert of 1 shows a not to scale top view of the object field 8th , A boundary shape 8a is arcuate. In an alternative and also possible object field 8th its boundary shape is rectangular, also with an aspect ratio x 0 / y 0 .
Die Projektionsoptik 10 ist in der 1 lediglich teilweise und stark schematisch angedeutet. Dargestellt sind eine objektfeldseitige numerische Apertur 13 und eine bildfeldseitige numerische Apertur 14 der Projektionsoptik 10. Zwischen angedeuteten optischen Komponenten 15, 16 der Projektionsoptik 10, die beispielsweise als für das EUV-Beleuchtungslicht 3 reflektierende Spiegel ausgeführt sein können, liegen weitere, in der 1 nicht dargestellte optische Komponenten der Projektionsoptik 10 zur Führung des Beleuchtungslichts 3 zwischen diesen optischen Komponenten 15, 16. The projection optics 10 is in the 1 only partially and strongly indicated schematically. Shown are an object-field-side numerical aperture 13 and an image-field-side numerical aperture 14 the projection optics 10 , Between indicated optical components 15 . 16 the projection optics 10 For example, as for the EUV illumination light 3 Reflecting mirrors can be executed, lie more, in the 1 not shown optical components of the projection optics 10 for guiding the illumination light 3 between these optical components 15 . 16 ,
Die Projektionsoptik 10 bildet das Objektfeld 8 in ein Bildfeld 17 in einer Bildebene 18 auf einem Wafer 19 ab, der, wie auch das Retikel 12, von einem nicht näher dargestellten Halter getragen wird. Sowohl der Retikelhalter als auch der Waferhalter sind über entsprechende Verlagerungsantriebe sowohl in der x-Richtung als auch in der y-Richtung verlagerbar. Ein Bauraumbedarf des Waferhalters ist in der 1 bei 20 als rechteckiger Kasten dargestellt. Der Bauraumbedarf 20 ist rechteckig mit einer von den hierin unterzubringenden Komponenten abhängigen Ausdehnung in x-, y- und z-Richtung. Der Bauraumbedarf 20 hat beispielsweise, ausgehend von der Mitte des Bildfeldes 17, in der x-Richtung und in der y-Richtung eine Erstreckung von 1 m. Auch in der z-Richtung hat der Bauraumbedarf 20 ausgehend von der Bildebene 18 eine Erstreckung von beispielsweise 1 m. Das Beleuchtungslicht 3 muss in der Beleuchtungsoptik 11 und der Projektionsoptik 10 so geführt werden, dass es am Bauraumbedarf 20 jeweils vorbeigeführt wird. The projection optics 10 forms the object field 8th in a picture field 17 in an image plane 18 on a wafer 19 which, like the reticle 12 , Is supported by a holder, not shown. Both the reticle holder and the wafer holder can be displaced via corresponding displacement drives both in the x-direction and in the y-direction. A space requirement of the wafer holder is in the 1 at 20 shown as a rectangular box. The space requirement 20 is rectangular with an extension in the x, y and z directions depending on the components to be accommodated therein. The space requirement 20 has, for example, starting from the center of the image field 17 , in the x direction and in the y direction an extension of 1 m. Also in the z-direction has the space requirement 20 starting from the image plane 18 an extension of for example 1 m. The illumination light 3 must be in the lighting optics 11 and the projection optics 10 be guided so that it depends on the space requirement 20 each passed by.
Der Übertragungs-Facettenspiegel 6 hat eine Vielzahl von Übertragungs-Facetten 21, die auch als erste Facetten bezeichnet werden. Der Übertragungs-Facettenspiegel 6 kann als MEMS-Spiegel ausgeführt sein. Bei den Übertragungs-Facetten 21 handelt es sich um mindestens zwischen zwei Kippstellungen schaltbare Einzelspiegel, die als Mikrospiegel ausgeführt sind. Die Übertragungs-Facetten 21 können als um zwei aufeinander senkrecht stehende Drehachsen angetrieben kippbare Mikrospiegel ausgeführt sein.The transmission facet mirror 6 has a variety of transmission facets 21 , which are also called first facets. The transmission facet mirror 6 can be designed as a MEMS mirror. In the transmission facets 21 it is at least between two tilt positions switchable individual mirrors, which are designed as a micromirror. The transmission facets 21 can be designed as tilted micromirrors driven by two mutually perpendicular axes of rotation.
Von diesen Einzelspiegeln beziehungsweise Übertragungs-Facetten 21 ist im yz-Schnitt nach 2 schematisch eine Zeile mit insgesamt neun Übertragungs-Facetten 21 dargestellt, die in der 2 von links nach rechts mit 21 1 bis 21 9 indiziert sind. Tatsächlich weist der Übertragungs-Facettenspiegel 6 eine wesentlich größere Vielzahl der Übertragungs-Facetten 21 auf. Die Übertragungs-Facetten 21 sind in eine Mehrzahl von in der 2 nicht näher dargestellten Übertragungs-Facettengruppen gruppiert (vgl. hierzu insbesondere die 4). Diese Übertragungs-Facettengruppen werden auch als Einzelspiegelgruppen, virtuelle Feldfacetten beziehungsweise als virtuelle Facettengruppen bezeichnet. From these individual mirrors or transmission facets 21 is in yz-cut after 2 schematically a line with a total of nine transmission facets 21 shown in the 2 from left to right with 21 1 to 21 9 are indexed. In fact, the transmission facet mirror has 6 a much larger variety of transmission facets 21 on. The transmission facets 21 are in a plurality of in the 2 not shown transmission facet groups grouped (see in particular the 4 ). These transfer facet groups are also referred to as single mirror groups, virtual field facets or as virtual facet groups.
Jede der Übertragungs-Facettengruppen führt einen Anteil des Beleuchtungslichts 3 über einen Ausleuchtungskanal zur teilweisen oder kompletten Ausleuchtung des Objektfeldes 8. Über diesen Ausleuchtungskanal und ein hierüber geführtes Beleuchtungslicht-Teilbündel 3 i (vergleiche z. B. 8) ist jeweils einer der Einzelspiegelgruppen beziehungsweise Übertragungs-Facettengruppen genau eine Beleuchtungsvorgabe-Facette 25 des Beleuchtungsvorgabe-Facettenspiegels 7 zugeordnet. Grundsätzlich kann jede der Beleuchtungsvorgabe-Facetten 25 ihrerseits wiederum aus einer Mehrzahl von Einzelspiegeln aufgebaut sein. Die Beleuchtungsvorgabe-Facetten 25 werden nachfolgend auch als zweite Facetten bezeichnet. Each of the transmission facet groups carries a portion of the illumination light 3 via an illumination channel for the partial or complete illumination of the object field 8th , About this Illumination channel and an illumination light sub-beam guided over this 3 i (compare eg 8th ) is one of the individual mirror groups or transmission facet groups exactly one lighting default facet 25 of the illumination preset facet mirror 7 assigned. Basically, each of the lighting preset facets 25 in turn, be constructed of a plurality of individual mirrors. The lighting preset facets 25 are hereinafter also referred to as second facets.
Zu weiteren Details möglicher Ausführungen des Übertragungs-Facettenspiegels 6 und der Projektionsoptik 10 wird verwiesen auf die WO 2010/099 807 A . For further details of possible embodiments of the transmission facet mirror 6 and the projection optics 10 is referred to the WO 2010/099807 A ,
Zumindest einige der Beleuchtungsvorgabe-Facetten 25 leuchten nur ein Teilgebiet beziehungsweise Teilfeld des Objektfeldes 8 aus. Diese Teilfelder sind sehr individuell geformt und hängen zudem von der gewünschten Beleuchtungsrichtungsverteilung (Pupillenform) im Objektfeld 8, also dem Beleuchtungssetting ab. Die Beleuchtungsvorgabe-Facetten 25 werden daher von sehr unterschiedlich geformten virtuellen Feldfacetten beleuchtet, deren Form gerade der Form des jeweiligen auszuleuchtenden Teilfeldes entspricht. Jede Beleuchtungsvorgabe-Facette 25 trägt zudem abhängig vom Ort im Objektfeld 8 zu unterschiedlichen Bereichen der Pupille bei.At least some of the lighting preset facets 25 only a subfield or subfield of the object field shine 8th out. These subfields are very individually shaped and also depend on the desired illumination direction distribution (pupil shape) in the object field 8th , ie the lighting setting. The lighting preset facets 25 are therefore illuminated by very differently shaped virtual field facets whose shape corresponds exactly to the shape of the respective subfield to be illuminated. Each lighting preset facet 25 also depends on the location in the object field 8th to different areas of the pupil.
Der Beleuchtungsvorgabe-Facettenspiegel 7 kann insbesondere dann, wenn jede der Beleuchtungsvorgabe-Facetten 25 aus einer Mehrzahl von Einzelspiegeln aufgebaut ist, als MEMS-Spiegel ausgeführt sein. Bei den Beleuchtungsvorgabe-Facetten 25 handelt es sich um zwischen mindestens zwei Kippstellungen schaltbare Mikrospiegel. Die Beleuchtungsvorgabe-Facetten 25 sind als Mikrospiegel ausgeführt, die kontinuierlich und unabhängig um zwei aufeinander senkrecht stehende Kippachsen angetrieben verkippbar sind, also in eine Vielzahl verschiedener Kippstellungen gestellt werden können.The lighting preset facet mirror 7 especially if each of the lighting preset facets 25 is constructed from a plurality of individual mirrors, designed as a MEMS mirror. In the lighting preset facets 25 These are micromirrors that can be switched between at least two tilt positions. The lighting preset facets 25 are designed as micromirrors, which are driven continuously and independently tilted about two mutually perpendicular tilt axes tiltable, so can be placed in a variety of different tilt positions.
Ein Beispiel für eine vorgegebene Zuordnung einzelner Übertragungs-Facetten 21 zu den Beleuchtungsvorgabe-Facetten 25 ist in der 2 dargestellt. Die jeweils den Übertragungs-Facetten 21 1 bis 21 9 zugeordneten Beleuchtungsvorgabe-Facetten 25 sind entsprechend dieser Zuordnung indiziert. Die Beleuchtungs-Facetten 25 werden von links nach rechts aufgrund dieser Zuordnung in der Reihenfolge 25 6, 25 8, 25 3, 25 4, 25 1, 25 7, 25 5, 25 2 und 25 9 ausgeleuchtet.An example of a given assignment of individual transmission facets 21 to the lighting preset facets 25 is in the 2 shown. The respective transmission facets 21 1 to 21 9 assigned illumination preset facets 25 are indexed according to this assignment. The lighting facets 25 will be from left to right due to this assignment in the order 25 6 , 25 8 , 25 3 , 25 4 , 25 1 , 25 7 , 25 5 , 25 2 and 25 9 lit up.
Zu den Indizes 6, 8 und 3 der Facetten 21, 25 gehören drei Ausleuchtungskanäle VI, VIII und III, die drei Objektfeldpunkte OF1, OF2, OF3, die in der 2 von links nach rechts nummeriert sind, aus einer ersten Beleuchtungsrichtung beleuchten. Die Indizes 4, 1 und 7 der Facetten 21, 25 gehören zu drei weiteren Ausleuchtungskanälen IV, I, VII, die die drei Objektfeldpunkte OF1 bis OF3 aus einer zweiten Beleuchtungsrichtung beleuchten. Die Indizes 5, 2 und 9 der Facetten 21, 25 gehören zu drei weiteren Ausleuchtungskanälen V, II, IX, die die drei Objektfeldpunkte OF1 bis OF3 aus einer dritten Beleuchtungsrichtung beleuchten. To the indices 6 . 8th and 3 the facets 21 . 25 include three illumination channels VI . VIII and III , the three object field points OF1, OF2, OF3, in the 2 are numbered from left to right, illuminate from a first direction of illumination. The indices 4 . 1 and 7 the facets 21 . 25 belong to three further illumination channels IV . I . VII which illuminate the three object field points OF1 to OF3 from a second illumination direction. The indices 5 . 2 and 9 the facets 21 . 25 belong to three further illumination channels V . II . IX which illuminate the three object field points OF1 to OF3 from a third illumination direction.
Die Beleuchtungsrichtungen, die
- – den Ausleuchtungskanälen VI, VIII, III,
- – den Ausleuchtungskanälen IV, I, VII und
- – den Ausleuchtungskanälen V, II, IX
The lighting directions, the - - the illumination channels VI . VIII . III .
- - the illumination channels IV . I . VII and
- - the illumination channels V . II . IX
zugeordnet sind, sind jeweils identisch. Die Zuordnung der Übertragungs-Facetten 21 zu den Beleuchtungsvorgabe-Facetten 25 ist daher derart, dass beim figürlich dargestellten Beleuchtungsbeispiel eine telezentrische Beleuchtung des Objektfeldes 8 resultiert.are assigned, are identical. The assignment of the transmission facets 21 to the lighting preset facets 25 is therefore such that in the illustrated illumination example, a telecentric illumination of the object field 8th results.
Die Beleuchtung des Objektfeldes 8 über den Übertragungs-Facettenspiegel 6 und den Beleuchtungsvorgabe-Facettenspiegel 7 kann nach Art eines spekularen Reflektors erfolgen. Das Prinzip des spekularen Reflektors ist bekannt aus der US 2006/0132747 A1 . The illumination of the object field 8th over the transmission facet mirror 6 and the illumination preset facet mirror 7 can be done in the manner of a specular reflector. The principle of the specular reflector is known from the US 2006/0132747 A1 ,
3 zeigt eine Aufsicht auf den Übertragungs-Facettenspiegel 6. Die Anzahl der Übertragungs-Facetten 21 auf dem Übertragungs-Facettenspiegel 6 ist so groß, dass einzelne Übertragungs-Facetten 21 in der 3 nicht erkennbar sind. Die Übertragungs-Facetten 21 sind blockweise in zwei nährungsweise halbkreisförmigen Facettenbereichen 26, 27 angeordnet, die mit einem Fernfeld 27a (vgl. auch 1) des Beleuchtungslichts 3 ausgeleuchtet werden. Das Fernfeld 27a ist kreisförmig berandet. Das Fernfeld 27a erstreckt sich zwischen x-Koordinaten xFAR,min und xFAR,max. Außerhalb dieser in der 3 kreisförmigen Berandung des Fernfeldes 27a ist das Fernfeld 27a nicht nutzbar. Ein Nutzbereich des Fernfelds ist vorgegeben durch die maximale x-Erstreckung des ersten Facettenspiegels 6 und ist begrenzt durch die x-Koordinaten xNB,min und xNB,max. Ein Zentrum ZFAR dieses kreisförmigen Fernfeld-Nutzbereichs fällt mit einem geometrischen Zentrum des ersten Facettenspiegels 6 zusammen. 3 shows a plan view of the transmission facet mirror 6 , The number of transmission facets 21 on the transmission facet mirror 6 is so big that individual transmission facets 21 in the 3 are not recognizable. The transmission facets 21 are blockwise in two approximately semicircular facet areas 26 . 27 arranged with a far-field 27a (see also 1 ) of the illumination light 3 be lit up. The far field 27a is bounded in a circle. The far field 27a extends between x-coordinates x FAR, min and x FAR, max . Outside this in the 3 circular border of the far field 27a is the far field 27a not usable. A useful range of the far field is given by the maximum x-extent of the first facet mirror 6 and is limited by the x-coordinates x NB, min and x NB, max . A center Z FAR of this circular far field useful range coincides with a geometric center of the first facet mirror 6 together.
Eine Fernfeld-Radiuskoordinate ausgehend von dem Fernfeld-Zentrum ZFAR ist in der 3 mit rFAR bezeichnet. A far field radius coordinate starting from the far field center Z FAR is in the 3 denoted by r FAR .
4 zeigt in einem Ausschnitt der 3 eine Unterteilung des Übertragungs-Facettenspiegels 6 in eine Mehrzahl von Einzelspiegel-Blöcken 27b, die jeweils eine Randkontur in Form eines Parallelogramms aufweisen. Jeder der Einzelspiegel-Blöcke 27b weist etwa 40 × 40 der Einzelspiegel 21 auf. In der 4 ist weiterhin hervorgehoben eine Zuweisung der Übertragungs-Facetten 21 zu den Übertragungs-Facettengruppen 28, also zu den virtuellen Feldfacetten. Eine Gruppierung der Übertragungs-Facetten beziehungsweise Einzelspiegel 21 des Übertragungs-Facettenspiegels 6 in die Übertragungs-Facettengruppen beziehungsweise Einzelspiegelgruppen 28 erfolgt durch gemeinsame Verkippung dieser Einzelspiegel 21 in eine vorgegebene Kippstellung. Die Kippstellungen der Einzelspiegel genau einer Einzelspiegelgruppe 28 sind einander in der Regel sehr ähnlich und von den Kippstellungen benachbarter Einzelspiegel 21, die zu anderen Einzelspiegelgruppen 28 gehören, in der Regel stärker verschieden. Die Übertragungs-Facettengruppen 28 werden über den Beleuchtungsvorgabe-Facettenspiegel 7 jeweils in das Objektfeld 8 abgebildet. Alle Übertragungs-Facetten 21 jeweils einer der Übertragungs-Facettengruppen 28 beleuchten ein und dieselbe Beleuchtungsvorgabe-Facette 25. 4 shows in a section of the 3 a subdivision of the transmission facet mirror 6 into a plurality of single-mirror blocks 27b , each having an edge contour in the form of a parallelogram. Each of the single mirror blocks 27b has about 40 × 40 of the individual mirrors 21 on. In the 4 is further emphasized an assignment of the transmission facets 21 to the transmission facet groups 28 So, to the virtual field facets. A grouping of the transmission facets or individual mirrors 21 the transmission facet mirror 6 into the transmission facet groups or individual mirror groups 28 takes place by common tilting of these individual mirrors 21 in a predetermined tilt position. The tilt positions of the individual mirrors exactly one single mirror group 28 are usually very similar to each other and from the tilting positions of adjacent individual mirrors 21 leading to other individual mirror groups 28 are usually more different. The transmission facet groups 28 Beyond the lighting preset facet mirror 7 each in the object field 8th displayed. All transmission facets 21 each one of the transmission facet groups 28 illuminate one and the same lighting preset facet 25 ,
Die Belegung des Übertragungs-Facettenspiegels 6 mit Übertragungs-Facettengruppen 28 nach 4 ist ausgelegt für eine Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 11 mit einem bestimmten Beleuchtungssetting, also für eine bestimmte, vorgegebene Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichts in der Beleuchtungspupille. The assignment of the transmission facet mirror 6 with transmission facet groups 28 to 4 is designed for an illumination pupil of the illumination optics 11 with a specific illumination setting, that is to say for a specific, predetermined intensity distribution of the illumination light in the illumination pupil.
Ein Beispiel für ein derartiges Beleuchtungssetting ist ein Dipol-Beleuchtungssetting. In einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 11 liegen bei einem solchen Beleuchtungssetting zwei in einer Pupillenkoordinate ρx/y voneinander beabstandete, ausgeleuchtete Pupillenbereiche vor. An example of such a lighting setting is a dipole illumination setting. In a pupil plane of the illumination optics 11 In such an illumination setting, there are two illuminated pupil areas which are spaced from each other in a pupil coordinate ρ x / y .
Bei der Belegung nach 4 sind die Übertragungs-Facettengruppen 28 überwiegend rechteckig. When occupying to 4 are the transmission facet groups 28 mostly rectangular.
Die Einzelspiegelgruppen 28 decken das Fernfeld 27a des EUV-Beleuchtungslichts 3 am Ort des Übertragungs-Facettenspiegels 6 um mehr als 80 % ab. Abdeckungen um mehr als 85 %, um mehr als 90 % oder sogar noch höhere Abdeckungen sind möglich. The individual mirror groups 28 cover the far field 27a of the EUV lighting light 3 at the location of the transmission facet mirror 6 by more than 80%. Covering more than 85%, more than 90% or even higher covers are possible.
In 4 haben die Übertragungs-Facetten 21 die Form von Parallelogrammen, welche wie auch die Einzelspiegel-Blöcke 27b senkrecht zur Scanrichtung geschert sind. Die Übertragungs-Facetten 21 sitzen auf Facettenträger-Bauelementen, die die Einzelspiegel-Blöcke 27b bilden. Block-Zwischenräume 28a dieser Einzelspiegel-Blöcke 27b sind in 4 als breite weiße Balken ohne Übertragungs-Facetten 21 in horizontaler und schräger Orientierung zu erkennen. Diese Block-Zwischenräume 28a sind weiter ausgedehnt als Spiegel-Zwischenräume zwischen zwei Einzelspiegeln 21, die benachbart innerhalb eines der Einzelspiegel-Blöcke 27b nebeneinander liegen. Die Übertragungs-Facettengruppen 28 sind durch Berandungslinien gekennzeichnet, die den Verlauf von Polygonzügen haben. Diese Übertragungs-Facettengruppen 28 erstrecken sich meist über mehrere Einzelspiegel-Blöcke 27b hinweg. Die Übertragungs-Facettengruppen 28 sind für das vorgegebene Beleuchtungssetting vorwiegend nahezu rechteckig oder trapezförmig und weisen nur sehr kleine Lücken ungenutzter Einzelspiegel 21 zwischen benachbarten Übertragungs-Facettengruppen 28 auf. Die Lücken zwischen den einzelnen Übertragungs-Facettengruppen 28 sind in 4 überproportional groß dargestellt. Der Flächenanteil dieser Lücken im Verhältnis zur Fläche der gesamten Facettenträger-Bauelemente ist kleiner als 10 %. In 4 have the transmission facets 21 the form of parallelograms, which as well as the individual mirror blocks 27b sheared perpendicular to the scan direction. The transmission facets 21 sit on facet-bearer components that make up the individual mirror blocks 27b form. Block gaps 28a this single mirror blocks 27b are in 4 as broad white bars without transmission facets 21 to recognize in horizontal and oblique orientation. These block spaces 28a are further extended as mirror gaps between two individual mirrors 21 that are adjacent within one of the individual mirror blocks 27b lie next to each other. The transmission facet groups 28 are marked by boundary lines, which have the course of polygons. These transmission facet groups 28 usually extend over several individual mirror blocks 27b time. The transmission facet groups 28 For the given illumination setting, they are predominantly rectangular or trapezoidal and have only very small gaps between unused individual mirrors 21 between adjacent transmission facet groups 28 on. The gaps between the individual transmission facet groups 28 are in 4 shown disproportionately large. The area fraction of these gaps in relation to the area of the entire facet carrier components is less than 10%.
Die Übertragungs-Facettengruppen 28 dienen zur Ausleuchtung eines rechteckigen Objektfeldes 8. Die Beleuchtungsvorgabe-Facetten 25 dienen zur reflektierenden, überlagernden Führung von Teilbündeln des Beleuchtungslichts 3 hin zum Objektfeld 8. Eine Lage der jeweiligen Beleuchtungsvorgabe-Facette 25 auf dem Beleuchtungsvorgabe-Facettenspiegel 7 gibt eine Beleuchtungsrichtung für die Feldpunkte des Objektfeldes 8 vor. Eine x-Erstreckung der Übertragungs-Facettengruppen 28 ist so, dass das Bild der jeweiligen Übertragungs-Facettengruppe 28 maximal das gesamte Objektfeld 8 in x-Richtung überdeckt. Entsprechendes gilt für die y-Erstreckung der Übertragungs-Facettengruppen 28. Wie der Ausschnittsvergrößerung nach 4 zu entnehmen ist, existieren viele Übertragungs-Facettengruppen 28, deren x-Erstreckung kleiner ist als eine maximal mögliche x-Erstreckung, so dass ein Bild dieser Übertragungs-Facettengruppen 28 im Objektfeld 8 in der x-Dimension lediglich einen Teil des Objektfeldes 8 ausleuchtet. The transmission facet groups 28 serve to illuminate a rectangular object field 8th , The lighting preset facets 25 serve for the reflective, overlapping guidance of sub-beams of the illumination light 3 towards the object field 8th , A location of each lighting preset facet 25 on the lighting preset facet mirror 7 gives an illumination direction for the field points of the object field 8th in front. An x extension of the transmission facet groups 28 is such that the image of the respective transmission facet group 28 maximum the entire object field 8th covered in x-direction. The same applies to the y extension of the transmission facet groups 28 , As the crop enlargement after 4 As can be seen, many transmission facet groups exist 28 whose x-extension is smaller than a maximum possible x-extent, so that an image of these transmission facet groups 28 in the object field 8th in the x-dimension only a part of the object field 8th illuminates.
Abhängig vom mit der Beleuchtungsoptik 11 vorzugebenden Beleuchtungssetting existiert für jede Beleuchtungsvorgabe-Facette 25, also für jeden Ausleuchtungskanal, ein maximales Teilgebiet beziehungsweise Teilfeld des Objektfeldes 8, welches vom gegebenen Ausleuchtungskanal unter Richtungen ausgeleuchtet werden kann, die im vorzugebenden Beleuchtungssetting enthalten sind. Diese maximale Teilfeldgröße kann die Größe des gesamten Objektfeldes 8 erreichen, kann aber auch insbesondere in der x-Richtung kleiner sein als die x-Erstreckung des Objektfeldes 8. Depending on the lighting optics 11 Preset lighting setting exists for each lighting preset facet 25 , ie for each illumination channel, a maximum subarea or subfield of the object field 8th which can be illuminated by the given illumination channel in directions contained in the specified lighting setting. This maximum subfield size can be the size of the entire object field 8th but can also be smaller, in particular in the x-direction, than the x-extent of the object field 8th ,
5 zeigt eine Aufsicht auf den Beleuchtungsvorgabe-Facettenspiegel 7. Die Beleuchtungsvorgabe-Facetten 25 sind rund und auf einem nicht näher dargestellten Träger des Beleuchtungsvorgabe-Facettenspiegels 7 hexagonal dicht gepackt angeordnet. Eine Randkontur dieser Anordnung der Beleuchtungsvorgabe-Facetten 25 auf dem Träger des Beleuchtungsvorgabe-Facettenspiegels 7 weicht von der Kreisform ab und ist beispielsweise stadionförmig. 5 shows a plan view of the illumination preset facet mirror 7 , The lighting preset facets 25 are round and on a non-illustrated carrier of the illumination preset facet mirror 7 arranged in hexagonal packing. A border contour of this arrangement of illumination preset facets 25 on the support of the illumination preset facet mirror 7 deviates from the circular shape and is for example stadium-shaped.
Beleuchtungslicht 3, das auf eine bestimmte Feldposition des Objektfeldes 8 trifft, geht aus jeweils aus von einem Fernfeldpunkt, dem eine x-Koordinate xFAR und ein Radius rFAR zugeordnet werden kann. Die Werte der x-Koordinate variieren dabei zwischen dem Minimalwert xNB,min und einem Maximalwert xNB,max. Die Fernfeld-Radiuswerte variieren zwischen einem kleinsten Wert 0 und einem Maximalwert rFAR,max. Diese Koordinaten-Grenzwerte ergeben sich aus der schematischen Darstellung der 3. Jedem Fernfeldpunkt kann ein solches Koordinatenpaar xFAR, rFAR zugeordnet werden.illumination light 3 pointing to a specific field position of the object field 8th in each case, starts from a far-field point to which an x-coordinate x FAR and a radius r FAR can be assigned. The values of the x coordinate vary between the minimum value x NB, min and a maximum value x NB, max . The far field radius values vary between a minimum value 0 and a maximum value r FAR, max . These coordinate limits result from the schematic representation of 3 , Each far-field point can be assigned such a coordinate pair x FAR , r FAR .
6 zeigt eine Wahrscheinlichkeitsdichte ρP, normiert aufgetragen über die x-Fernfeldkoordinate, auftragen also über xFAR. Auftragen ist hierbei sowohl für eine Feldposition am Rand des Objektfeldes, beispielsweise am im Insert der 1 linken Rand, sowie in der Mitte des Objektfeldes 8, aus welchen x-Fernfeldkoordinaten xFAR diese Feldpositionen „Rand“ und „Mitte“ beleuchtet werden. Gestrichelt erfolgt dabei die Zuordnung RP für die Randposition des Objektfeldes und gestrichelt mit eingesetzten Quadraten die Zuordnung MP für die Mittenposition des Objektfeldes 8. Die Verteilung der Wahrscheinlichkeitsdichte hat am linken und am rechten Rand des Fernfeldes 27, xFAR,min und xFAR,max, Werte ρP = 0, da das Fernfeld 27a sowohl zu negativen als auch zu positiven x-Werten weiter ausgedehnt ist als der erste Facettenspiegel 6, so dass im Bereich dieser Fernfeld-Randpositionen der erste Facettenspiegel 6 nicht beaufschlagt wird und somit diese Fernfeld-Randpositionen nicht zur Objektfeldbeleuchtung beitragen. Zwischen diesen Extremwerten der Fernfeldkoordinate xFAR verläuft die Wahrscheinlichkeitsverteilung sowohl für den Objektfeldrand als auch für die Objektfeldmitte als relativ flache Kurve, praktisch ohne Nullstellen. Für verschiedene Werte der x-Fernfeldkoordinate xFAR unterscheiden sich die relativen Wahrscheinlichkeitswerte ρP jeweils nur gering. Für einen vorgegebenen Punkt im Objektfeld 8 existieren keine zwei Koordinaten xFAR,1, xFAR,2 im Fernfeld-Nutzbereich 27a, aus denen das Beleuchtungslicht 3 mit Wahrscheinlichkeiten auf das Objektfeld 8 trifft, die sich um mehr als einen Faktor 5 unterscheiden. Für einen vorgegebenen Objektfeldpunkt existiert kein Koordinaten-Wert xFAR im Fernfeld-Nutzbereich 27a längs der Koordinaten-Achse x senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung y, aus dem das Beleuchtungslicht 3 mit einer Wahrscheinlichkeit auf das Objektfeld 8 trifft, die sich von einer mittleren Herkunfts-Wahrscheinlichkeit M um mehr als einen Faktor 4 unterscheidet. Diese mittlere Herkunfts-Wahrscheinlichkeit M, die in der 6 als durchgezogene Linie wiedergegeben ist, hängt im Wesentlichen von der x-Erstreckung des Fernfeld-Nutzbereichs 27a ab. Die Wahrscheinlichkeit, mit der das Beleuchtungslicht 3 aus einem ganz bestimmten xFAR-Koordinaten-Wert auf das Objektfeld 8 trifft, weicht entsprechend für jeden Koordinaten-Wert xFAR von der mittleren Herkunfts-Wahrscheinlichkeit M um maximal einen Faktor 4 ab. Auch kleinere maximale Abweichungen sind je nach Ausführung der Beleuchtungsoptik 11 möglich, beispielsweise eine maximale Abweichung um einen Faktor 3, um einen Faktor 2,5, um einen Faktor 2 oder auch um einen noch kleineren Faktor. 6 shows a probability density ρ P , normalized plotted over the x-far field coordinate, so apply over x FAR . Applying is here for a field position at the edge of the object field, for example, in the insert of 1 left edge, as well as in the middle of the object field 8th which x-far field coordinates x FAR are used to illuminate these field positions "edge" and "center". In this case, the assignment RP for the edge position of the object field is dashed, and the assignment MP for the center position of the object field is shown in dashed lines with inserted squares 8th , The distribution of the probability density has at the left and the right edge of the far field 27 , x FAR, min and x FAR, max , values ρ P = 0, since the far field 27a is broader to both negative and positive x values than the first facet level 6 , so that in the area of these far-field edge positions of the first facet mirror 6 is not applied and thus these far-field edge positions do not contribute to the object field illumination. Between these extreme values of the far-field coordinate x FAR , the probability distribution for both the object field edge and the middle of the object field runs as a relatively flat curve, virtually without zeros. For different values of the x-far field coordinate x FAR , the relative probability values ρ P differ only slightly. For a given point in the object field 8th There are no two coordinates x FAR, 1 , x FAR, 2 in the far-field useful range 27a that make up the illumination light 3 with probabilities on the object field 8th that differ by more than a factor of 5 For a given object field point, there is no coordinate value x FAR in the far field useful range 27a along the coordinate axis x perpendicular to the object displacement direction y, from which the illumination light 3 with a probability on the object field 8th which differs from a mean probability of origin M by more than a factor of 4. This mean probability of origin M, which is in the 6 is shown as a solid line, depends essentially on the x-extension of the far field useful range 27a from. The probability with which the illumination light 3 from a specific x FAR coordinate value to the object field 8th , deviates correspondingly for each coordinate value x FAR from the mean origin probability M by a maximum of a factor of 4. Even smaller maximum deviations are depending on the design of the illumination optics 11 possible, for example a maximum deviation by a factor of 3, by a factor of 2.5, by a factor of 2 or by an even smaller factor.
7 zeigt ebenfalls für den Objektfeldrand (durchgezogene Linie) und für die Objektfeldmitte (gestrichelte Linie) die Verteilungen RP, MP einer Wahrscheinlichkeitsdichte ρP für die Herkunft einer Beleuchtung dieser Feldpositionen „Rand“ bzw. „Mitte“, ausgehend von einem bestimmten Fernfeld-Radiuswert rFAR. Aufgetragen ist die Wahrscheinlichkeitsdichte ρP dabei in Abhängigkeit von einem relativen Fernfeldradius rFAR/rFAR,max. Die Wahrscheinlichkeitsdichte steigt dabei sowohl für den Objektfeldrand als auch für die Objektfeldmitte hin zu größeren Fernfeldradien zunächst an und fällt im Bereich des maximalen Fernfeldradius auf den Wert 0 ab. Der Anstieg der Wahrscheinlichkeitsdichte zu größeren Fernfeldradien erklärt sich durch die kreisförmige Berandung des Fernfeld-Nutzbereichs 27a. Eine mittlere Wahrscheinlichkeit M, dass das Beleuchtungslicht 3, das das Objektfeld 8 erreicht, von einem bestimmen Fernfeld-Radiuswert ausgeht, steigt aufgrund dieser Kreisform des Nutzbereichs des Fernfeldes 27a zu größeren Fernfeld-Radien hin monoton an. Diese mittlere Wahrscheinlichkeit M ist in der 7 strichpunktiert wiedergegeben. Kleinere relative Radien rFAR/rFAR,max als der Wert 0,25 werden bei der beschriebenen Ausführung nicht genutzt, da hier ein abgeschatteter Zentralbereich des Fernfeldes 27a liegt, in dem auch keine Einzelspiegel des ersten Facettenspiegels 6 vorliegen (vgl. auch 3). 7 also shows for the object field edge (solid line) and for the object field center (dashed line) the distributions RP, MP of a probability density ρ P for the origin of an illumination of these field positions "edge" or "center", starting from a certain far field radius value r FAR . The probability density ρ P is plotted as a function of a relative far field radius r FAR / r FAR, max . The probability density initially increases both for the object field edge and for the object field center toward larger far field radii and drops to the value 0 in the region of the maximum far field radius. The increase in the probability density to larger far-field radii is explained by the circular boundary of the far field useful range 27a , A mean probability M that illuminates the lighting 3 that the object field 8th reached, starting from a certain far-field radius value, increases due to this circular shape of the usable range of the far field 27a towards larger far-field radii monotonously. This mean probability M is in the 7 reproduced in dotted lines. Smaller relative radii r FAR / r FAR, max than the value 0.25 are not used in the described embodiment, since here is a shaded central area of the far field 27a in which no single mirror of the first facet mirror 6 (see also 3 ).
Für die dargestellten relativen Radiuswerte im Bereich [0,25, 1] gilt, dass sich die relativen Wahrscheinlichkeiten ρP für den Fall, dass ein bestimmter Radiuswert rFAR zu einer Beleuchtung einerseits des Objektfeldrandes und andererseits der Objektfeldmitte beiträgt, relativ gering und jeweils um weniger als einen Faktor 2 unterscheiden. For the illustrated relative radius values in the range [0.25, 1], the relative probabilities ρ P for the case that a certain radius value r FAR contributes to illumination on the one hand of the object field edge and on the other hand of the middle of the object field are relatively low and respectively differ by less than a factor of 2.
Eine Durchmischung der Fernfeld-Herkunftswahrscheinlichkeiten einerseits, was die x-Koordinaten des Fernfeld-Nutzbereichs angeht, und andererseits, was den Fernfeldradius angeht, wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Übertragungs-Facettengruppen 28 nicht in Form fester Spaltenanordnungen vorliegen. Beginn und Ende jeder Übertragungs-Facettengruppe 28, gesehen über die x-Koordinate, also senkrecht zur Scanrichtung, ist für alle Übertragungs-Facettengruppen 28 statistisch über alle möglichen x-Koordinatenwerte verteilt, so dass sich eine möglichst zufällige Auswahl der zur Beleuchtung eines bestimmten Objektfeldpunktes beitragenden Fernfeldkoordinaten ergibt.A mixing of the far-field origin probabilities on the one hand, as far as the x-coordinates of the far-field useful range are concerned, and on the other hand, as far as the far-field radius is concerned, is achieved, in particular, by the transmission facet groups 28 not in the form of fixed column arrangements. Beginning and end of each transmission facet group 28 , seen across the x-coordinate, that is perpendicular to the scan direction, is for all transmission facet groups 28 statistically distributed over all possible x coordinate values, so that as random a selection as possible of the Illumination of a particular object field point contributing far field coordinates results.
Soweit vorstehend, insbesondere im Zusammenhang mit den 6 und 7, von Wahrscheinlichkeiten die Rede ist, ist hiermit nicht gemeint, dass die Führung des Beleuchtungslichts 3 über die beiden Facettenspiegel 6 und 7 nicht vollständig determiniert ist. Tatsächlich liegt zu jedem Zeitpunkt eine exakt definierte Zuordnung der Facetten 21, 25 zur Führung des Beleuchtungslichts 3 über Ausleuchtungskanäle vor. Zufälle struktureller Art etwa derart, dass nicht klar ist, ob das Beleuchtungslicht 3 längs eines bestimmten ersten Ausleuchtungskanals oder längs eines hiervon verschiedenen zweiten Ausleuchtungskanals geführt ist, gibt es nicht. Die angegebenen Wahrscheinlichkeiten geben an, von welchem Koordinatenwert x oder r des Fernfeldes das Beleuchtungslicht 3 an einem vorgegebenen Objektpunkt ankommt. As far as above, in particular in connection with the 6 and 7 , of probabilities is mentioned, this does not mean that the guidance of the illumination light 3 over the two facet mirrors 6 and 7 is not completely determined. In fact, there is a precisely defined assignment of the facets at all times 21 . 25 for guiding the illumination light 3 via illumination channels. Coincidences of a structural nature such that it is not clear whether the illumination light 3 is guided along a certain first illumination channel or along a different second illumination channel, there is not. The given probabilities indicate from which coordinate value x or r of the far field the illumination light 3 arrives at a given object point.
Bei einer nicht dargestellten Ausführung kommt eine Beleuchtungsoptik mit einem Feldfacettenspiegel und einem Pupillenfacettenspiegel zum Einsatz, wie dies grundsätzlich beispielsweise aus der US 2009/0091731 A1 bekannt ist. Im Unterschied zur dort in der 4 beschriebenen spaltenweisen Anordnung der Feldfacetten sind die Feldfacetten bei dem weiteren Ausführungsbeispiel so gegeneinander senkrecht zur Scanrichtung versetzt angeordnet, dass statistisch verteilte Anfangs- und End-Koordinaten der Feldfacetten längs dieser x-Richtung senkrecht zur Scanrichtung y resultieren. Auch dann resultiert eine entsprechende Durchmischung von Fernfeldkoordinaten, die zur Beleuchtung einer bestimmten Objektfeldhöhe beitragen. In one embodiment, not shown, an illumination optics with a field facet mirror and a pupil facet mirror is used, as is generally the case, for example US 2009/0091731 A1 is known. In contrast to there in the 4 In the further exemplary embodiment described, the field facets are offset relative to one another perpendicularly to the scanning direction such that statistically distributed initial and final coordinates of the field facets result along this x-direction perpendicular to the scanning direction y. Even then results in a corresponding mixing of far-field coordinates, which contribute to the illumination of a certain object field height.
Aufgrund der Gruppierung der ersten Facetten 21 in die Übertragungs-Facettengruppen 28 ergibt sich eine Beleuchtung des Objektfeldes 8, bei der auf mindestens einen vorgegebenen Objektfeldpunkt das Beleuchtungslicht 3 aus allen Koordinaten xFAR im Fernfeld-Nutzbereich auftrifft. Dieses Auftreffen aus allen x-Koordinaten des Fernfeld-Nutzbereichs kann für die Objektfeldpunkte von mindestens 10 % des Objektfeldes 8, von mindestens 20 %, von mindestens 30 %, von mindestens 40 %, von mindestens 50 %, von mindestens 60 %, von mindestens 70 %, von mindestens 80 %, von mindestens 90 % des Objektfeldes 8 oder auch für das gesamte Objektfeld 8 gelten. Due to the grouping of the first facets 21 into the transmission facet groups 28 results in a lighting of the object field 8th in which the illumination light is incident on at least one predetermined object field point 3 from all coordinates x FAR impinges in the far field useful range. This incident of all x-coordinates of the far-field useful range can be for the object field points of at least 10% of the object field 8th , of at least 20%, of at least 30%, of at least 40%, of at least 50 %, of at least 60%, of at least 70%, of at least 80%, of at least 90% of the object field 8th or for the entire object field 8th be valid.
Die Übertragungs-Facettengruppen 28 haben eine x-Ausdehnungsverteilung, die breit ist, so dass in Richtung der x-Koordinate viele verschieden ausgedehnte Übertragungs-Facettengruppen 28 zur Beleuchtung des Objektfeldes 8 beitragen. The transmission facet groups 28 have an x-expansion distribution that is wide, so that in the direction of the x-coordinate many differently extended transmission facet groups 28 for illuminating the object field 8th contribute.
Zur Herstellung eines mikrostrukturierten Bauteils, insbesondere eines hoch integrierten Halbleiterbauelements, beispielsweise eines Speicherchips, mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 werden zunächst das Retikel 12 und der Wafer 19 bereitgestellt. Anschließend wird eine Struktur auf dem Retikel 12 mit der Projektionsoptik der Projektionsbelichtungsanlage 1 auf eine lichtempfindliche Schicht auf dem Wafer 19 projiziert. Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird dann eine Mikrostruktur auf dem Wafer 19 und hieraus das mikro- beziehungsweise nanostrukturierte Bauteil erzeugt.For producing a microstructured component, in particular a highly integrated semiconductor component, for example a memory chip, with the aid of the projection exposure apparatus 1 be the reticle first 12 and the wafer 19 provided. Subsequently, a structure on the reticle 12 with the projection optics of the projection exposure machine 1 on a photosensitive layer on the wafer 19 projected. Development of the photosensitive layer then results in a microstructure on the wafer 19 and from this the micro- or nanostructured component produced.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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WO 2010/099807 A1 [0002] WO 2010/099807 A1 [0002]
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US 2006/0132747 A1 [0002, 0042] US 2006/0132747 A1 [0002, 0042]
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WO 2010/099807 A [0035] WO 2010/099807 A [0035]
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US 2009/0091731 A1 [0060] US 2009/0091731 A1 [0060]
