DE102015215216A1

DE102015215216A1 - Optical system

Info

Publication number: DE102015215216A1
Application number: DE102015215216.2A
Authority: DE
Inventors: Michael Patra
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2017-02-16
Also published as: WO2017025376A1

Abstract

Ein optisches System für ein Projektionsbelichtungssystem (1) für die Mikrolithographie umfasst ein in Strahlungsrichtung vor einem Scanner (32i) angeordnetes erstes Teilsystem zum Verfügungstellen von Beleuchtungsstrahlung (3), wobei das Teilsystem derart an eine Faltungsgeometrie des Scanners (32i) angepasst ist, dass das optische System eine Gesamtdiattenuation aufweist, welche höchstens 20% beträgt.An optical system for a microlithographic projection exposure system (1) comprises a first subsystem for providing illumination radiation (3) arranged in the radiation direction in front of a scanner (32i), wherein the subsystem is adapted to a folding geometry of the scanner (32i) such that the optical system has a total attenuation of at most 20%.

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches System für ein Projektionsbelichtungssystem für die Mikrolithographie. Die Erfindung betrifft außerdem ein Projektionsbelichtungssystem für die Mikrolithographie mit einem derartigen optischen System. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements und ein verfahrensgemäß hergestelltes Bauelement. The invention relates to an optical system for a projection exposure system for microlithography. The invention also relates to a projection exposure system for microlithography with such an optical system. Finally, the invention relates to a method for producing a micro- or nanostructured component and a device produced according to the method.

Eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie ist beispielsweise aus der DE 10 2013 223 935 A1 und den darin aufgeführten Druckschriften bekannt. A projection exposure apparatus for EUV projection lithography, for example, from DE 10 2013 223 935 A1 and the publications listed therein.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein optisches System für ein Projektionsbelichtungssystem für die Mikrolithographie zu verbessern. An object of the invention is to improve an optical system for a projection exposure system for microlithography.

Diese Aufgabe wird durch ein optisches System gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by an optical system according to claim 1.

Der Kern der Erfindung besteht darin, ein im Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung vor einem Scanner angeordnetes erstes optisches Teilsystem derart an eine Faltungsgeometrie des Scanners anzupassen, dass das optische System eine Gesamtdiattenuation aufweist, welche höchstens so groß ist, wie ein vorgegebener Grenzwert. Die Gesamtdiattenuation des optischen Systems beträgt insbesondere höchstens 20%, insbesondere höchstens 10%, insbesondere höchstens 5%, insbesondere höchstens 1%.The core of the invention consists in adapting a first optical subsystem arranged in front of a scanner in the beam path of the illumination radiation to a convolution geometry of the scanner in such a way that the optical system has an overall attenuation which is at most as large as a predefined limit value. The total attenuation of the optical system is in particular at most 20%, in particular at most 10%, in particular at most 5%, in particular at most 1%.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass der Kontrast, insbesondere die Kantensteilheit, eines Bildes einer abzubildenden Maske von der Orientierung der Maskenstrukturen sowie insbesondere vom Polarisationszustand der zur Projektion dieser Strukturen verwendeten Beleuchtungsstrahlung abhängt. Da a priori nicht notwendigerweise klar ist, welche Orientierungen die Strukturen auf der abzubildenden Maske aufweisen, muss bei der Auslegung des Projektionsbelichtungssystems der prinzipiell mögliche, ungünstigste Fall betrachtet werden. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass dies durch Vorgabe einer maximal erlaubten Gesamtdiattenuation möglich ist.According to the invention, it has been recognized that the contrast, in particular the edge steepness, of an image of a mask to be imaged depends on the orientation of the mask structures and in particular on the polarization state of the illumination radiation used to project these structures. Since it is not necessarily clear a priori which orientations the structures have on the mask to be imaged, in the design of the projection exposure system the principally possible, unfavorable case must be considered. According to the invention, it has been recognized that this is possible by specifying a maximum permitted total attenuation.

Ein Parameter, der die Veränderung der Polarisationseigenschaften von Strahlung bei Transmission durch ein optisches System beschreibt, ist die Diattenuation. Unter Diattenuation d wird der relative Intensitätsunterschied der Intensitäten I₁, I₂ der Beleuchtungsstrahlung zweier orthogonaler Polarisationsrichtungen nach Transmission durch ein optisches System verstanden, sofern die beiden Polarisationsrichtungen beim Eintritt in das optische System gleiche Intensitäten besaßen:

One parameter that describes the change in the polarization properties of radiation when transmitted through an optical system is the strain of the strain. Diattenuation d is the relative intensity difference of the intensities I ₁ , I _{2 of} the illumination radiation of two orthogonal polarization directions after transmission through an optical system, provided that the two polarization directions had the same intensities on entering the optical system:

Der Wert der Diattenuation kann von der Richtung der in ein optisches System einfallenden Strahlung, in einer Projektionslithographieanlage also von einer Pupillenkoordinate, abhängen. Weiterhin kann der Wert der Diattenuation auch vom Ort der in ein optisches System einfallenden Strahlung, in einem Projektionsbelichtungsanlage also von einer Feldkoordinate abhängen. In diesen Fällen kann durch Mittelung der Diattenuationswerte ein einheitlicher Diattenuationswert bestimmt werden.The value of the diattenuation may depend on the direction of the radiation incident in an optical system, ie on a projection coordinate system in a projection lithography system. Furthermore, the value of the diattenuation can also depend on the location of the radiation incident in an optical system, that is, on a field exposure coordinate system in a projection exposure apparatus. In these cases, it is possible to determine a uniform diabetic value by averaging the attenuation values.

Die Diattenuation als Differenz der Transmission für zwei orthogonale Polarisationsrichtungen hängt von der Wahl dieser beiden Richtungen ab. Insbesondere existiert immer eine Wahl der Polarisationsrichtungen, bei denen die Differenz der Transmission gleich Null wird. Sofern die Differenz nicht für alle Polarisationsrichtungswahlen gleich Null ist, so existiert immer eine Richtung (bis auf Vielfache von 90° definiert), bei der die Diattenuation betragsmäßig maximal wird. Im Folgenden wird die Diattenuation für diese Wahl der beiden beteiligten Polarisationsrichtungen, d.h. die maximale Diattenuation der Einfachheit halber als Diattenuation bezeichnet.Diattenuation as the difference in transmission for two orthogonal directions of polarization depends on the choice of these two directions. In particular, there is always a choice of polarization directions in which the difference in transmission becomes zero. If the difference is not equal to zero for all polarization direction selections, then there is always one direction (defined up to a multiple of 90 °) at which the diattenuation becomes maximum in terms of amount. In the following, the diattenuation for this choice of the two involved polarization directions, i. the maximum diattenuation for simplicity's sake is referred to as the diattenuation.

Weiter wurde erkannt, dass es bei der Reflexion der Beleuchtungsstrahlung an optischen Elementen, insbesondere an Spiegeln, aufgrund einer Polarisationsrichtungsabhängigkeit des Reflexionsgrades zu einer Diattenuation d ≠ 0 kommt. Diese Polarisationsrichtungsabhängigkeit hängt von der Geometrie des Strahlengangs ab, also von den Einfalls- und Umlenkwinkeln der Strahlung an den einzelnen optischen Elementen, kann aber auch vom internen Aufbau optischer Schichten, die auf den optischen Elementen aufgebracht sind, abhängen. Der erste Beitrag ist in gewisser Hinsicht universell, während der zweite Beitrag durch die gewählte Auslegung einer solchen Schicht bestimmt ist.It was further recognized that reflection of the illumination radiation on optical elements, in particular on mirrors, leads to a diatuation d 0 due to a polarization direction dependency of the reflectance. This polarization direction dependency depends on the geometry of the beam path, ie on the incidence and deflection angles of the radiation at the individual optical elements, but may also depend on the internal structure of optical layers which are applied to the optical elements. The first contribution is in some ways universal, while the second contribution is determined by the chosen interpretation of such a layer.

Weiter kann die Gesamtheit der optischen Elemente, insbesondere der Spiegel, eines optischen Systems durch dessen Faltungsgeometrie charakterisiert werden. Aus der Faltungsgeometrie des optischen Systems ergibt sich zusammen mit dem Polarisationszustand der Beleuchtungsstrahlung am Eingang desselben ein Näherungswert für die Diattenuation des optischen Systems. Für einen exakte Berechnung der Diattenuation müssten auch die verwendeten optischen Schichten auf den optischen Elementen bekannt sein, aber eine Bestimmung der Diattenuation nur über die Faltgeometrie erlaubt bereits eine erfinderische Verbesserung des Lithographieprozesses.Furthermore, the entirety of the optical elements, in particular the mirror, of an optical system can be characterized by its folding geometry. The folding geometry of the optical system together with the state of polarization of the illumination radiation at the entrance of the latter result in an approximate value for the diattenuation of the optical system. For an exact calculation of the Diattenuation also the optical layers used on the optical elements would have to be known, but a determination of the Diattenuation only about the Faltgeometrie already allows an inventive improvement of the lithographic process.

Für optische Systeme mit komplexer Faltungsgeometrie kann eine effektive Faltungsebene bestimmt werden, indem der dreidimensionale Verlauf eines Hauptstrahls durch das optische System verfolgt wird. Die effektive Faltungsebene ergibt sich dann als bester Fit einer Ebene an den Hauptstrahlverlauf. For optical systems with complex convolution geometry, an effective convolution plane can be determined by following the three-dimensional course of a principal ray through the optical system. The effective folding plane then results as the best fit of a plane to the main ray path.

Formell kann der Zustand der Beleuchtungsstrahlung durch den sogenannten Stokes-Vektor S beziehungsweise den Jones-Vektor V beschrieben werden. Die Wirkungen eines optischen Systems lassen sich hierbei durch Transfermatrizen charakterisieren. Die Transfermatrix für Stokes-Vektoren S wird als Müllermatrix M bezeichnet, das heißt S_aus = M_systS_ein, wobei S_aus den ausgangsseitigen und S_ein den eingangsseitigen Stokes-Vektor der Beleuchtungsstrahlung und M_syst die Müllermatrix des optischen Systems bezeichnet. Bei Verwendung des Jones-Formalismus tritt an die Stelle der Müller-Matrix M die sogenannte Jones-Matrix J als Transfermatrix.Formally, the state of the illumination radiation can be described by the so-called Stokes vector S and the Jones vector V, respectively. The effects of an optical system can be characterized by transfer matrices. The transfer matrix for Stokes vectors S is called Muller matrix M, that is S _off = M _syst _S, where S _from the output-side, and S _an the input-side Stokes vector of the illuminating radiation and M _syst the Mueller matrix of the optical system, respectively. Using the Jones formalism, the so-called Jones matrix J takes the place of the Müller matrix M as a transfer matrix.

Vollständig zirkular polarisiertes Licht wird abgesehen von einer Normierung durch den Stokes-Vektor (1,0, 0, ±1)^T dargestellt. Es wurde erkannt, dass der Stokes-Vektor der Beleuchtungsstrahlung im Bereich des Bildfeldes vorzugsweise die folgende Form aufweist:
S_Bildfeld = c(1,0, 0, 1)^T + (1 – c)(1,0, 0, –1)^T = (1,0, 0, 2c – 1)^T, mit c ∈ [0; 1], wobei der Parameter c beliebig innerhalb des angegebenen Intervalls liegen darf.Completely circularly polarized light is presented except for normalization by the Stokes vector (1.0, 0, ± 1) ^T. It has been recognized that the Stokes vector of the illumination radiation in the region of the image field preferably has the following shape:
S _{image field} = c (1,0, 0, 1) ^T + (1 - c) (1,0, 0, -1) ^T = (1,0, 0, 2c - 1) ^T , with c ∈ [0 ; 1], where the parameter c may be arbitrarily within the specified interval.

Schließlich wurde erkannt, dass die Auslegung der Scanner des Projektionsbelichtungssystems, insbesondere deren Faltungsgeometrie, in der Regel durch andere Aspekte als einen Polarisationseffekt eingeschränkt sind. Mit anderen Worten steht die Faltungsgeometrie der Scanner, wenn überhaupt, so nur sehr eingeschränkt für Anpassungen zur Beeinflussung der Gesamtdiattenuation des optischen Systems zur Verfügung. Vereinfacht ausgedrückt kann die Faltungsgeometrie des Scanners als vorgegeben angesehen werden. Ähnliches gilt für den Freiheitsgrad, den Aufbau optischer Schichten in einem Scanner anpassen zu können.Finally, it has been recognized that the design of the scanners of the projection exposure system, in particular their folding geometry, are generally limited by other aspects than a polarization effect. In other words, the folding geometry of the scanners is available, if at all, only to a very limited extent for adjustments for influencing the overall attenuation of the optical system. In simple terms, the folding geometry of the scanner can be regarded as predetermined. The same applies to the degree of freedom to be able to adapt the structure of optical layers in a scanner.

Andererseits ist es möglich, ein im Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung vor dem jeweiligen Scanner angeordnetes optisches Teilsystem geeignet an die Teilungsgeometrie des Scanners anzupassen, um eine gewünschte Gesamtdiattenuation des optischen Systems zu erreichen.On the other hand, it is possible to suitably adapt an optical subsystem arranged in the beam path of the illumination radiation in front of the respective scanner to the graduation geometry of the scanner in order to achieve a desired overall attenuation of the optical system.

Somit können auf einfache Weise die Abbildungseigenschaften des optischen Systems verbessert werden. Thus, the imaging characteristics of the optical system can be easily improved.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das erste optische Teilsystem eine erste Faltungsgeometrie auf, welche bei einem vorgegebenen Polarisationszustand der von der Strahlungsquelle emittierten Beleuchtungsstrahlung zu einer Diattenuation der Beleuchtungsstrahlung führt, welche die vom Scanner verursachte Diattenuation zumindest teilweise kompensiert. In accordance with a further aspect of the invention, the first optical subsystem has a first folding geometry which, in the case of a predetermined polarization state of the illumination radiation emitted by the radiation source, results in a diattenuation of the illumination radiation which at least partially compensates for the diattenuation caused by the scanner.

Das erste optische Teilsystem weist vorzugsweise eine erste Faltungsgeometrie auf, welche komplementär zu der vom Scanner verursachten Diattenuation ist. Hierunter sei verstanden, dass die Gesamtdiattenuation des ersten optischen Teilsystems und des Scanners gleich Null ist oder zumindest ein Minimum aufweist. Die Intensitätstransmissionsfaktoren der Beleuchtungsstrahlung für zwei orthogonale Polarisationsrichtungen, insbesondere zwei beliebige orthogonale Polarisationsrichtungen, sind mit anderen Worten am Ausgang des Scanners, insbesondere im Bildfeld desselben, im Wesentlichen identisch.The first optical subsystem preferably has a first convolution geometry, which is complementary to the diattenuation caused by the scanner. This is understood to mean that the total attenuation of the first optical subsystem and of the scanner is equal to zero or at least has a minimum. The intensity transmission factors of the illumination radiation for two orthogonal polarization directions, in particular any two orthogonal polarization directions, are in other words substantially identical at the output of the scanner, in particular in the image field thereof.

Das erste optische Teilsystem umfasst insbesondere die optischen Komponenten bis zum Eingang des Scanners. Das erste optische Teilsystem umfasst insbesondere eine Strahlformungsoptik. Es kann außerdem eine Strahlumlenkungsoptik umfassen. Es kann insbesondere auch die Strahlungsquelle umfassen. In letzterem Fall ist unter Diattenuation des ersten optischen Teilsystems direkt das Ergebnis der weiter oben angegebenen Formel als Funktion der Intensitäten I1, I2 am Ausgang des ersten optischen Teilsystems zu verstehen, d.h., ohne die hier ggf. nicht anwendbare Bedingung, dass am Eingang des ersten optischen Teilsystems zwei Polarisationsrichtungen dieselbe Intensität besitzen.In particular, the first optical subsystem comprises the optical components up to the input of the scanner. The first optical subsystem in particular comprises a beam-shaping optical system. It may also include beam redirecting optics. In particular, it may also include the radiation source. In the latter case, Diattenuation of the first optical subsystem directly the result of the formula given above as a function of the intensities I1, I2 at the output of the first optical subsystem to understand, ie, without the here not applicable condition that at the input of the first optical subsystem two polarization directions have the same intensity.

Zusammengefasst werden die Bestandteile auch als Strahlführungsoptik, insbesondere zur Führung von Beleuchtungsstrahlung zum Eingang eines Scanners, bezeichnet. Details des ersten optischen Teilsystems, insbesondere die Anordnung dessen Komponenten relativ zueinander, wird nachfolgend noch näher beschrieben. In summary, the components are also referred to as beam guidance optics, in particular for guiding illumination radiation to the entrance of a scanner. Details of the first optical subsystem, in particular the arrangement of its components relative to one another, will be described in more detail below.

Der Eingang des Scanners befindet sich insbesondere im Bereich eines Zwischenfokus der Beleuchtungsstrahlung. Dieser befindet sich im Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung insbesondere vor einem facettierten Element, welches zur Erzeugung sekundärer Strahlungsquellen zur Beleuchtung eines Objektfeldes dient.The input of the scanner is located in particular in the region of an intermediate focus of the illumination radiation. This is located in the beam path of the illumination radiation, in particular in front of a faceted element, which serves to generate secondary radiation sources for illuminating an object field.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das optische System mindestens zwei optische Teilsysteme, welche um einen Drehwinkel b gegeneinander verdreht sind, wobei der Drehwinkel b derart gewählt ist, dass ein polarisationsrichtungsabhängiger Intensitätsunterschied der Beleuchtungsstrahlungen im Bereich des Bildfeldes höchstens 50% der Gesamtintensität beträgt. Der Drehwinkel ist insbesondere derart gewählt, dass der polarisationsrichtungsabhängige Intensitätsunterschied der Beleuchtungsstrahlung im Bereich des Bildfeldes höchstens 30%, insbesondere höchstens 20%, insbesondere höchstens 10% der Gesamtintensität beträgt. Der Drehwinkel ist vorzugsweise derart gewählt, dass der polarisationsrichtungsabhängige Intensitätsunterschied der Beleuchtungsstrahlung im Bereich des Bildfeldes minimiert ist. According to a further aspect of the invention, the optical system comprises at least two optical subsystems, which are rotated by a rotation angle b against each other, wherein the rotation angle b is selected such that a polarization direction-dependent intensity difference of the illumination radiation in the region of the image field is at most 50% of the total intensity. The angle of rotation is chosen in particular such that the polarization direction-dependent intensity difference of the illumination radiation in the field of the image field is at most 30%, in particular at most 20%, in particular at most 10% of the total intensity. The angle of rotation is preferably chosen such that the polarization direction-dependent intensity difference of the illumination radiation in the region of the image field is minimized.

Unter dem polarisationsrichtungsabhängigen Intensitätsunterschied der Beleuchtungsstrahlung ist hierbei der Intensitätsunterschied der Beleuchtungsstrahlung zweier orthogonal zueinander orientierten Polarisationsrichtungen verstanden. Es kann sich insbesondere um die Intensität der Beleuchtungsstrahlung mit vertikaler und horizontaler Polarisierung und/oder mit einer Polarisierung parallel zur +45°- beziehungsweise –45°-Richtung handeln.The polarization direction-dependent intensity difference of the illumination radiation is here understood to be the intensity difference of the illumination radiation of two polarization directions oriented orthogonally to one another. In particular, it can be the intensity of the illumination radiation with vertical and horizontal polarization and / or with a polarization parallel to the + 45 ° or -45 ° direction.

Zirkular polarisierte Strahlung besitzt in diesem Sinne keine polarisationsrichtungsanhängigen Intensitätsunterschied. Zirkular polarisierte Strahlung besitzt nämlich, auch wenn sie vollständig polarisiert ist, keine Vorzugsrichtung, sondern höchstens einen Vorzugsdrehsinn.Circularly polarized radiation has in this sense no polarization direction dependent intensity difference. Namely, circularly polarized radiation, even when fully polarized, has no preferential direction, but at most a preferential direction of rotation.

Der Drehwinkel b bezieht sich auf eine Drehung um eine durch die Hauptstrahlrichtung der Beleuchtungsstrahlung vorgegebene Drehachse. The rotation angle b refers to a rotation about a predetermined by the main radiation direction of the illumination radiation axis of rotation.

Der Drehwinkel b kann insbesondere in Abhängigkeit vom Polarisationszustand der emittierten Beleuchtungsstrahlung ermittelt werden. Gemäß einer Variante weisen die beiden optischen Teilsysteme einen variablen Drehwinkel b, das heißt eine verstellbare Anordnung relativ zueinander, auf. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass durch geeignete Anordnung der beiden optischen Teilsysteme relativ zueinander der Kontrast, insbesondere die Kantensteilheit des Luftbildes, auf einfache Weise verbessert werden kann. The angle of rotation b can be determined in particular as a function of the polarization state of the emitted illumination radiation. According to a variant, the two optical subsystems have a variable angle of rotation b, that is to say an adjustable arrangement relative to one another. According to the invention, it has been recognized that the contrast, in particular the edge steepness of the aerial image, can be improved in a simple manner by suitable arrangement of the two optical subsystems relative to each other.

Bei den optischen Teilsystemen handelt es sich insbesondere um ein erstes optisches Teilsystem gemäß der vorhergehenden Beschreibung, das heißt um ein erstes optisches Teilsystem, welches im Strahlengang vor dem Scanner, insbesondere vor dem Zwischenfokus der Beleuchtungsstrahlung, im Bereich des Eingangs des Scanners angeordnet ist. Beim zweiten optischen Teilsystem handelt es sich insbesondere um einen Scanner mit einer Beleuchtungsoptik und einer Projektionsoptik. Deren Details werden nachfolgend noch näher beschrieben. Der Scanner weist üblicherweise eine im Wesentlichen vorgegebene Faltungsgeometrie auf.The optical subsystems are, in particular, a first optical subsystem according to the preceding description, that is to say a first optical subsystem which is arranged in the beam path in front of the scanner, in particular in front of the intermediate focus of the illumination radiation, in the region of the input of the scanner. The second optical subsystem is, in particular, a scanner with illumination optics and projection optics. Their details are described in more detail below. The scanner usually has a substantially predetermined folding geometry.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das optische System mindestens zwei optische Teilsysteme, welche zu zwei Faltungen des Strahlengangs der Beleuchtungsstrahlung in zwei Faltungsebenen führen, wobei die Faltungsebenen einen Winkel im Bereich von 45° bis 135° miteinander einschließen. Die Faltungsebenen schließen insbesondere einen Winkel im Bereich von 80° bis 100°, insbesondere einen Winkel von etwa 90° miteinander ein. Anschaulich gesprochen bedeutet dies, dass das erste optische Teilsystem eine Faltungsebene aufweist, welche einen Winkel mit der Scanrichtung einschließt. Die effektive Faltungsebene des ersten optischen Teilsystems schließt insbesondere einen Winkel im Bereich von 5° bis 175°, insbesondere im Bereich von 15° bis 165°, insbesondere im Bereich von 30° bis 150°, insbesondere im Bereich von 45° bis 135°, insbesondere im Bereich von 60° bis 120°, insbesondere im Bereich von 80° bis 100°, insbesondere von etwa 90°, mit der Scanrichtung ein. Die Strahlungsquelle emittiert insbesondere Beleuchtungsstrahlung in einer Richtung, welche einen entsprechenden Winkel mit der durch die Scanrichtung und die Hauptstrahlrichtung im Bereich des Bildfeldes aufgespannten Ebene einschließt. Als Richtung der Beleuchtungsstrahlung am Ausgang der Strahlungsquelle wird hierbei insbesondere die zentrale Richtung des von der Strahlungsquelle emittierten Rohstrahls verstanden. Sie kann mit der Richtung eines Zentralstrahls des von einer Strahlformungsoptik erzeugten Sammel-Ausgabestrahls übereinstimmen. Für den Sammel-Ausgabestrahl kann somit insbesondere ebenfalls gelten, dass er mit der Scanrichtung, insbesondere mit einer durch die Scanrichtung und die Hauptstrahlrichtung der Beleuchtungsstrahlung im Bereich des Bildfeldes aufgespannten Ebene einen Winkel im Bereich von 5° bis 175°, insbesondere im Bereich von 15° bis 165°, insbesondere im Bereich von 30° bis 150°, insbesondere im Bereich von 45° bis 135°, insbesondere im Bereich von 60° bis 120°, insbesondere im Bereich von 80° bis 100°, insbesondere von etwa 90°, einschließt.According to a further aspect of the invention, the optical system comprises at least two optical subsystems, which lead to two convolutions of the beam path of the illumination radiation in two folding planes, wherein the folding planes enclose an angle in the range of 45 ° to 135 ° with each other. The folding planes include in particular an angle in the range of 80 ° to 100 °, in particular an angle of about 90 ° with each other. To put it clearly, this means that the first optical subsystem has a folding plane which encloses an angle with the scanning direction. The effective folding plane of the first optical subsystem in particular includes an angle in the range of 5 ° to 175 °, in particular in the range of 15 ° to 165 °, in particular in the range of 30 ° to 150 °, in particular in the range of 45 ° to 135 °, in particular in the range of 60 ° to 120 °, in particular in the range of 80 ° to 100 °, in particular of approximately 90 °, with the scanning direction. The radiation source emits in particular illumination radiation in a direction which encloses a corresponding angle with the plane spanned by the scanning direction and the main beam direction in the region of the image field. In this case, the direction of the illumination radiation at the output of the radiation source is understood in particular to be the central direction of the raw beam emitted by the radiation source. It may coincide with the direction of a central ray of the collection output beam generated by a beam shaping optics. For the collective output beam, it can thus also apply, in particular, to an angle in the range of 5 ° to 175 °, in particular in the range of 15, with the scanning direction, in particular with a plane spanned by the scanning direction and the main beam direction of the illumination radiation in the region of the image field ° to 165 °, in particular in the range of 30 ° to 150 °, in particular in the range of 45 ° to 135 °, in particular in the range of 60 ° to 120 °, in particular in the range of 80 ° to 100 °, in particular of about 90 ° , includes.

Oftmals verlaufen sowohl der Ausgabe-Sammelstrahl als auch die Scanrichtung parallel zur Erdoberfläche, also senkrecht zur Gravitation. In diesem Fall sind die oben angegebenen Winkel direkt die Winkel zwischen der Richtung des Ausgabe-Sammelstrahls und der Scanrichtung.Often, both the output collection beam and the scan direction are parallel to the Earth's surface, ie perpendicular to gravity. In this case, the angles given above are directly the angles between the direction of the output collecting beam and the scanning direction.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Projektionsbelichtungssystem für die Mikrolithographie zu verbessern. Another object of the invention is to improve a projection exposure system for microlithography.

Diese Aufgabe wird durch ein Projektionsbelichtungssystem mit einem optischen System gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst. This object is achieved by a projection exposure system with an optical system according to the preceding description.

Die Vorteile ergeben sich aus denen des optischen Systems. Das Projektionsbelichtungssystem weist insbesondere eine Gesamtdiattenuation auf, welche höchstens so groß ist wie ein vorgegebener Maximalwert. Das Projektionsbelichtungssystem weist insbesondere eine einstellbare Diattenuation auf. Hierdurch kann insbesondere der Kontrast, insbesondere die Kantensteilheit des Luftbildes, verbessert werden.The advantages result from those of the optical system. In particular, the projection exposure system has an overall attenuation which is at most as great as a predefined maximum value. In particular, the projection exposure system has an adjustable diabetes balance on. In this way, in particular the contrast, in particular the edge steepness of the aerial image, can be improved.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst das Projektionsbelichtungssystem einen Freie-Elektrodenlaser (FEL) als Strahlungsquelle. Der FEL emittiert insbesondere Beleuchtungsstrahlung im EUV-Bereich, insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 2 nm und 30 nm, insbesondere zwischen 2 nm und 15 nm, insbesondere zwischen 2 nm und 8 nm. According to one aspect of the invention, the projection exposure system comprises a free-electrode laser (FEL) as a radiation source. The FEL emits in particular illumination radiation in the EUV range, in particular in the wavelength range between 2 nm and 30 nm, in particular between 2 nm and 15 nm, in particular between 2 nm and 8 nm.

Der FEL erzeugt insbesondere vollständig polarisierte Beleuchtungsstrahlung. Die vom FEL emittierte Beleuchtungsstrahlung ist insbesondere zirkular polarisiert. In particular, the FEL produces fully polarized illumination radiation. The illumination radiation emitted by the FEL is in particular circularly polarized.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung emittiert der FEL elliptisch polarisiertes Licht. Er umfasst insbesondere einen elliptisch polarisierenden Undulator. According to one aspect of the invention, the FEL emits elliptically polarized light. In particular, it comprises an elliptically polarizing undulator.

Der FEL emittiert insbesondere elliptisch polarisierte Beleuchtungsstrahlung, wobei die Orientierung der Ellipse und/oder ihre Form, insbesondere ihre Exzentrizität, einstellbar ist. The FEL emits in particular elliptically polarized illumination radiation, wherein the orientation of the ellipse and / or its shape, in particular its eccentricity, is adjustable.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass durch eine geeignete Auswahl beziehungsweise Einstellung des Polarisationszustandes der emittierten Beleuchtungsstrahlung in Abhängigkeit von der Diattenuation, insbesondere in Abhängigkeit von der Faltungsgeometrie, des Scanners und/oder der Strahlführungsoptik die Abweichung des vom Projektionsbelichtungssystem auf einer Bildebene erzeugten Strahlung von einer Summe aus links- und rechts zirkular polarisierten Strahlung beeinflusst, insbesondere reduziert, insbesondere minimiert werden kann.According to the invention, it has been recognized that by a suitable selection or setting of the polarization state of the emitted illumination radiation as a function of the diattenuation, in particular as a function of the folding geometry, the scanner and / or the beam guiding optics, the deviation of the radiation generated by the projection exposure system on an image plane from a sum influenced left and right circularly polarized radiation, in particular reduced, in particular can be minimized.

Erfindungsgemäß wurde weiter erkannt, dass sich auch durch eine geeignete Einstellung der Parameter von elliptisch polarisierter Beleuchtungsstrahlung in Abhängigkeit von den Transmissionseigenschaften des Scanners, insbesondere in Abhängigkeit von der Diattenuation des Scanners, die Abbildungseigenschaften des Projektionsbelichtungssystems verbessert werden können.According to the invention, it has also been recognized that the imaging properties of the projection exposure system can also be improved by suitably setting the parameters of elliptically polarized illumination radiation as a function of the transmission properties of the scanner, in particular as a function of the diattenuation of the scanner.

Besonders vorteilhaft an dieser Alternative ist, dass keine, insbesondere keine zusätzliche, Änderung an den optischen Komponenten des Projektionsbelichtungssystems – abgesehen von der Strahlungsquelle – notwendig ist. A particular advantage of this alternative is that no, in particular no additional, change to the optical components of the projection exposure system - apart from the radiation source - is necessary.

Allgemein betrifft die Erfindung auch die Verwendung eines FEL mit einem elliptisch polarisierenden Undulator als Strahlungsquelle für ein Projektionsbelichtungssystem.In general, the invention also relates to the use of a FEL with an elliptically polarizing undulator as a radiation source for a projection exposure system.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Beleuchtungsstrahlung im Bereich des Bildfeldes einen Stokes-Vektor auf, dessen zweite und dritte Komponente jeweils höchstens 20% seines Betrags ausmachen. Die zweite und dritte Komponente des Stokes-Vektors der Beleuchtungsstrahlung im Bereich des Bildfeldes machen insbesondere jeweils höchstens 10%, insbesondere höchstens 5%, insbesondere höchstens 3%, insbesondere höchstens 1% seines Betrags aus. Vorzugsweise sind die zweite und dritte Komponente des Stokes-Vektors der Beleuchtungsstrahlung im Bereich des Bildfeldes identisch Null.According to a further aspect of the invention, the illumination radiation in the region of the image field has a Stokes vector whose second and third components each make up at most 20% of its magnitude. The second and third components of the Stokes vector of the illumination radiation in the region of the image field in particular each represent at most 10%, in particular at most 5%, in particular at most 3%, in particular at most 1% of its magnitude. The second and third components of the Stokes vector of the illumination radiation in the region of the image field are preferably identical to zero.

Dies führt zu einem besonders guten Kontrast, insbesondere einer besonders hohen Kantensteilheit des Luftbildes, insbesondere unabhängig von der Orientierung der abzubildenden Strukturen. This leads to a particularly good contrast, in particular a particularly high edge steepness of the aerial image, in particular independent of the orientation of the structures to be imaged.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements zu verbessern. Another object of the invention is to improve a method of manufacturing a micro- or nanostructured device.

Diese Aufgabe wird durch Bereitstellung eines optischen Systems gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus denen des optischen Systems. This object is achieved by providing an optical system according to the foregoing description. The advantages result from those of the optical system.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird zur Beleuchtung eines Retikels mit Beleuchtungsstrahlung zunächst ein Sollwert eines Polarisationszustandes der von der Strahlungsquelle emittierten Beleuchtungsstrahlung in Abhängigkeit eines vorgegebenen Beleuchtungssettings und/oder in Abhängigkeit von abzubildenden Strukturen des Retikels bestimmt. Der Sollwert des Polarisationszustandes kann sodann mittels eines steuerbaren Undulators eingestellt werden. Hierdurch kann erreicht werden, dass eine vorgegebene maximale Diattenuation vorgehalten wird. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Strahlungsquelle elliptisch polarisierte Beleuchtungsstrahlung mit einer vorgegebenen Orientierung der Ellipse und/oder einer vorgegebenen Form, insbesondere einer vorgegebenen Exzentrizität, emittiert.In accordance with one aspect of the invention, a setpoint value of a polarization state of the illumination radiation emitted by the radiation source is determined to illuminate a reticle with illumination radiation as a function of a predetermined illumination setting and / or as a function of structures of the reticle to be imaged. The desired value of the polarization state can then be adjusted by means of a controllable undulator. This can be achieved that a predetermined maximum Diattenuation is kept. This can be achieved in particular in that the radiation source emits elliptically polarized illumination radiation with a predetermined orientation of the ellipse and / or a predetermined shape, in particular a predetermined eccentricity.

Der Sollwert des Polarisationszustandes der von der Strahlungsquelle, insbesondere in Form eines FEL, emittierten Beleuchtungsstrahlung kann insbesondere auf einfache Weise mittels eines steuerbaren, das heißt variablen, Undulators eingestellt werden. Der Undulator weist insbesondere steuerbare und/oder verlagerbare Magnete, insbesondere Elektromagnete, auf. Mittels des variablen Undulators sind insbesondere verschiedene elliptische Polarisationszustände der Beleuchtungsstrahlung, insbesondere beliebige Polarisationszustände derselben, einstellbar.The nominal value of the polarization state of the illumination radiation emitted by the radiation source, in particular in the form of a FEL, can in particular be set in a simple manner by means of a controllable, that is variable, undulator. In particular, the undulator has controllable and / or displaceable magnets, in particular electromagnets. By means of the variable undulator in particular different elliptical polarization states of the illumination radiation, in particular any polarization states thereof, can be set.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein mikro- oder nanostrukturiertes Bauelement zu verbessern. Another object of the invention is to improve a micro- or nanostructured device.

Diese Aufgabe wird durch ein Bauelement, welches nach dem vorhergehend beschriebenen Verfahren hergestellt wird, gelöst. This object is achieved by a device which is produced by the method described above.

Die Vorteile ergeben sich aus denen des optischen Systems. The advantages result from those of the optical system.

Weitere Vorteile, Details und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigen:Further advantages, details and details of the invention will become apparent from the description of embodiments with reference to FIGS. Show it:

1 schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie, 1 schematically a projection exposure apparatus for EUV projection lithography,

2 ebenfalls schematisch einen führenden Abschnitt eines EUV-Strahlengangs für ein Projektionsbelichtungssystem mit mehreren Projektionsbelichtungsanlagen nach 1, ausgehend von einer EUV-Strahlungsquelle zur Erzeugung eines EUV-Rohstrahls bis nach einer Auskoppeloptik zur Erzeugung mehrerer EUV-Einzel-Ausgabestrahlen auf einem EUV-Sammel-Ausgabestrahl, 2 also schematically a leading portion of an EUV beam path for a projection exposure system with multiple projection exposure after 1 starting from an EUV radiation source for producing a raw EUV beam until after a coupling-out optical system for generating a plurality of EUV single output beams on an EUV collective output beam,

3 eine ebenfalls schematische alternative Darstellung eines Ausschnitts des Projektionsbelichtungssystems mit dem Strahlengang von der Strahlungsquelle in Form eines FEL bis hin zu einem in einem Bildfeld angeordneten Wafer, und 3 a likewise schematic alternative representation of a section of the projection exposure system with the beam path from the radiation source in the form of a FEL up to a wafer arranged in an image field, and

4 eine exemplarische Darstellung der Abhängigkeit des sogenannten NILS-Werts (normalized intensity log-squared-Wert) als Maß für die Kantensteilheit des Luftbildes in Abhängigkeit von der numerischen Apertur der Beleuchtung des Retikels für Beleuchtungsstrahlung mit unterschiedlichen Polarisationszuständen. 4 an exemplary representation of the dependence of the so-called NILS value (normalized intensity log-squared value) as a measure of the edge steepness of the aerial image as a function of the numerical aperture of the illumination of the reticle for illumination radiation with different polarization states.

Im Folgenden werden zunächst der allgemeine Aufbau und die Bestandteile eines Projektionsbelichtungssystems 1 mit mehreren Projektionsbelichtungsanlagen 1 _i beschrieben. Für eine genauere Beschreibung eines derartigen Projektionsbelichtungssystems 1 und dessen Bestandteile sei auf die DE 10 2013 223 935 A1 und die WO 2015/078 776 A1 verwiesen, die hiermit vollständig als Bestandteil der vorliegenden Erfindung in die vorliegende Anmeldung integriert ist. In the following, the general structure and the components of a projection exposure system will be described first 1 with several projection exposure systems 1 _i described. For a more detailed description of such a projection exposure system 1 and its components are on the DE 10 2013 223 935 A1 and the WO 2015/078 776 A1 which is hereby incorporated in the present application in its entirety as part of the present invention.

Eine Projektionsbelichtungsanlage 1 _i für die Mikrolithographie ist Teil eines Systems aus mehreren Projektionsbelichtungsanlagen, von denen in der 1 eine der Projektionsbelichtungsanlagen 1 _i dargestellt ist. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 _i dient zur Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten elektronischen Halbleiter-Bauelements. Eine für alle Projektionsbelichtungsanlagen 1 _i des System gemeinsame Licht- bzw. Strahlungsquelle 2 emittiert EUV-Strahlung im Wellenlängebereich beispielsweise zwischen 2 nm und 30 nm, insbesondere zwischen 2 nm und 15 nm. Die Lichtquelle 2 ist als Freie-Elektronen-Laser (FEL) ausgeführt. Es handelt sich dabei um eine Synchrotronstrahlungsquelle bzw. um eine synchrotron-strahlungsbasierte Lichtquelle, die kohärente Strahlung mit sehr hoher Brillanz erzeugt. Vorveröffentlichungen, in denen derartige FEL beschrieben sind, sind in der WO 2009/121 438 A1 angegeben. Eine Lichtquelle 2, die beispielsweise zum Einsatz kommen kann, ist beschrieben in der US 2007/0152171 A1 und in der DE 103 58 225 B3 . A projection exposure machine 1 _i for microlithography is part of a system of several projection exposure equipment, of which in the 1 one of the projection exposure systems 1 _{i is} shown. The projection exposure machine 1 _i is used to produce a microstructured or nanostructured electronic semiconductor component. One for all projection exposure systems 1 _i the system common light or radiation source 2 emits EUV radiation in the wavelength range, for example between 2 nm and 30 nm, in particular between 2 nm and 15 nm. The light source 2 is designed as a free-electron laser (FEL). It is a synchrotron radiation source or a synchrotron radiation-based light source, which generates coherent radiation with very high brilliance. Prior publications describing such FELs are in the WO 2009/121 438 A1 specified. A light source 2 , which can be used, for example, is described in the US 2007/0152171 A1 and in the DE 103 58 225 B3 ,

Die Lichtquelle 2 hat in einem Rohstrahl einen ursprünglichen Lichtleitwert, der kleiner ist als 0,1 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. Auch noch kleinere Lichtleitwerte der Lichtquelle als 0,1 mm² sind möglich, beispielsweise ein Lichtleitwert kleiner als 0,01 mm².The light source 2 has an original optical conductivity in a raw beam that is less than 0.1 mm ² . The optical conductivity is the smallest volume of a phase space that contains 90% of the light energy of an emission from a light source. Corresponding definitions of the optical conductivity can be found in the EP 1 072 957 A2 and the US 6,198,793 B1 in which it is stated that the optical conductivity is obtained by multiplying the illumination data x, y and NA ² , where x and y are the field dimensions spanning an illuminated illumination field and NA is the numerical aperture of the field illumination. Even smaller light conductance values of the light source than 0.1 mm ² are possible, for example, an optical conductivity of less than 0.01 mm ² .

Die EUV-Lichtquelle 2 hat eine Elektronenstrahl-Versorgungseinrichtung zur Erzeugung eines Elektronenstrahls und eine EUV-Generationseinrichtung. Letztere wird über die Elektronenstrahl-Versorgungseinrichtung mit dem Elektronenstrahl versorgt. Die EUV-Generationseinrichtung ist als Undulator ausgeführt. Der Undulator kann optional durch Verlagerung verstellbare Undulatormagnete aufweisen. Der Undulator kann Elektromagnete aufweisen. Der Undulator ist insbesondere steuerbar. Auch ein Wiggler kann bei der Lichtquelle 2 vorgesehen sein. The EUV light source 2 has an electron beam supply device for generating an electron beam and an EUV generation device. The latter is supplied with the electron beam via the electron beam supply device. The EUV generation device is designed as an undulator. The undulator may optionally include displacement-adjustable undulator magnets. The undulator may have electromagnets. The undulator is particularly controllable. Even a wiggler can use the light source 2 be provided.

Die Lichtquelle 2 hat eine mittlere Leistung von 2,5 kW. Die Pulsfrequenz der Lichtquelle 2 beträgt 30 MHz. Jeder einzelne Strahlungsimpuls trägt dann eine Energie von 83 µJ. Bei einer Strahlungsimpulslänge von 100 fs entspricht dies einer Strahlungsimpulsleistung von 833 MW. The light source 2 has an average power of 2.5 kW. The pulse rate of the light source 2 is 30 MHz. Each individual radiation pulse then carries an energy of 83 μJ. With a radiation pulse length of 100 fs, this corresponds to a radiation pulse power of 833 MW.

Eine Repetitionsrate der Lichtquelle 2 kann im Kilohertzbereich, beispielsweise bei 100 kHz, oder im niedrigeren Megahertzbereich, beispielsweise bei 3 MHz, im mittleren Megahertzbereich, beispielsweise bei 30 MHz, im oberen Megahertzbereich, beispielsweise bei 300 MHz, oder auch im Gigaherzbereich, beispielsweise bei 1,3 GHz, liegen.A repetition rate of the light source 2 can be in the kilohertz range, for example at 100 kHz, or in the lower megahertz range, for example at 3 MHz, in the middle megahertz range, for example at 30 MHz, in the upper megahertz range, for example at 300 MHz, or else in the gigahertz range, for example at 1.3 GHz ,

Zur Erleichterung der Darstellung von Lagebeziehungen wird nachfolgend ein kartesisches xyz-Koordinatensystem verwendet. Die x-Koordinate spannt mit der y-Koordinate bei diesen Darstellungen regelmäßig einen Bündelquerschnitt des EUV-Beleuchtungs- und Abbildungslichts 3 auf. Das Abbildungslicht wird auch als Beleuchtungslicht bezeichnet. Die z-Richtung verläuft regelmäßig in der Strahlrichtung des Beleuchtungs- und Abbildungslichts 3, insbesondere in Richtung des Hauptstrahls der Beleuchtungsstrahlung. Die x-Richtung verläuft zum Beispiel in der 2 vertikal, also senkrecht zu Gebäudeebenen, in denen das System der Projektionsbelichtungsanlagen 1 _i untergebracht ist. To facilitate the presentation of positional relationships is a Cartesian xyz coordinate system used. The x-coordinate regularly tightens a beam cross-section of the EUV illumination and imaging light with the y-coordinate in these representations 3 on. The imaging light is also referred to as illuminating light. The z-direction is regularly in the beam direction of the illumination and imaging light 3 , in particular in the direction of the main ray of the illumination radiation. The x-direction runs for example in the 2 vertically, ie perpendicular to building levels, in which the system of projection exposure systems 1 _{i is} housed.

1 zeigt stark schematisch Hauptkomponenten einer der Projektionsbelichtungsanlagen 1 _i des Systems. 1 shows very schematically main components of one of the projection exposure systems 1 _{i of} the system.

Die Lichtquelle 2 emittiert Beleuchtungs- und Abbildungslicht 3 in Form zunächst eines EUV-Rohstrahls 4. In der Regel liegt der Rohstrahl 4 als Bündel mit einem gaußförmigen Intensitätsprofil vor, also als im Querschnitt rundes Bündel. Der EUV-Rohstrahl 4 hat eine sehr kleine Divergenz.The light source 2 emits illumination and imaging light 3 in the form of a first EUV raw beam 4 , As a rule, the raw beam lies 4 as a bundle with a Gaussian intensity profile, ie as a round bundle in cross-section. The EUV raw beam 4 has a very small divergence.

Eine Strahlformungsoptik 6 (vgl. 1) dient zur Erzeugung eines EUV-Sammel-Ausgabestrahls 7 aus dem EUV-Rohstrahl 4. Dies ist in der 1 sehr stark schematisch und in der 2 etwas weniger stark schematisch dargestellt. Der EUV-Sammel-Ausgabestrahl 7 hat eine sehr kleine Divergenz. Das Aspektverhältnis des Sammel-Ausgabestrahls 7 wird von der Strahlformungsoptik 6 abhängig von einer Anzahl N der innerhalb des Systems mit der Lichtquelle 2 zu versorgenden Projektionsbelichtungsanlagen 1 _i vorgegeben. Das x/y-Aspektverhältnis, das durch die Strahlformungsoptik 6 erzeugt wird, beträgt zum Beispiel √N:1 , wobei ein rechteckiges Strahlprofil des Beleuchtungslichts 3 resultiert. Der EUV-Sammel-Ausgabestrahl 7 hat die Form eines homogen ausgeleuchteten Rechtecks. Der Aspektverhältnisbeitrag √N:1 kann noch mit einem gewünschten Soll-Aspektverhältnis multipliziert werden, zum Beispiel mit dem Aspektverhältnis eines zu beleuchtenden Objektfeldes. A beam shaping optics 6 (see. 1 ) is used to generate an EUV collective output beam 7 from the EUV raw beam 4 , This is in the 1 very strongly schematic and in the 2 somewhat less schematically shown. The EUV collective output beam 7 has a very small divergence. The aspect ratio of the collection output beam 7 is from the beam shaping optics 6 depending on a number N of within the system with the light source 2 to be supplied projection exposure equipment 1 _i specified. The x / y aspect ratio achieved by the beam shaping optics 6 is generated, for example √ N :1 , wherein a rectangular beam profile of the illumination light 3 results. The EUV collective output beam 7 has the shape of a homogeneously illuminated rectangle. The aspect ratio contribution √ N :1 can still be multiplied by a desired target aspect ratio, for example, with the aspect ratio of an object field to be illuminated.

2 deutet eine Systemauslegung mit N = 4 an, bei der die Lichtquelle 2 also vier Projektionsbelichtungsanlagen nach Art der Projektionsbelichtungsanlage 1 _i nach 1 mit dem Beleuchtungslicht 3 versorgt. Für N = 4 beträgt das x/y-Aspektverhältnis des EUV-Sammel-Ausgabestrahls 7 2:1. Die Anzahl N der Projektionsbelichtungsanlagen 1 _i kann auch noch größer sein und kann beispielsweise bis zu 20 betragen. 2 indicates a system design with N = 4, where the light source 2 So four projection exposure systems on the type of projection exposure system 1 _i after 1 with the illumination light 3 provided. For N = 4, the x / y aspect ratio of the EUV collective output beam is 7 2: 1. The number N of projection exposure equipment 1 _i can be even larger and can be up to 20, for example.

Bei einer alternativen Systemauslegung hat der EUV-Sammel-Ausgabestrahl ein x/y-Aspektverhältnis von N:1. Auch dieses Verhältnis kann noch mit einem gewünschten Soll-Aspektverhältnis multipliziert werden. In an alternative system design, the EUV collective output beam has an x / y aspect ratio of N: 1. This ratio can also be multiplied by a desired target aspect ratio.

Eine Auskoppeloptik 8 (vgl. 1 und 2) dient zur Erzeugung von mehreren, nämlich von N, EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 ₁ bis 9 _N (i = 1, ... N) aus dem EUV-Sammel-Ausgabestrahl 7.A coupling optics 8th (see. 1 and 2 ) is used to generate several, namely N, EUV single output jets 9 ₁ to 9 _N (i = 1, ... N) from the EUV collective output beam 7 ,

Die 1 zeigt die weitere Führung genau eines dieser EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9, nämlich des Ausgabestrahls 9 ₁. Die anderen, von der Auskoppeloptik 8 erzeugten EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 _i, die in der 1 ebenfalls schematisch angedeutet ist, werden anderen Projektionsbelichtungsanlagen 1 _i des Systems zugeführt. The 1 shows the further guidance exactly one of these EUV single output jets 9 , namely the output beam 9 ₁ . The others, from the decoupling optics 8th generated EUV single output beams 9 _i who in the 1 is also schematically indicated are other projection exposure systems 1 _i supplied to the system.

Nach der Auskoppeloptik 8 wird das Beleuchtungs- und Abbildungslicht 3 hin zu einem Objektfeld 11 der Projektionsbelichtungsanlage 1 _i geführt, in dem eine Lithografiemaske 12 in Form eines Retikels als zu projizierendes Objekt angeordnet ist. Die Strahlformungsoptik 6 und die Auskoppeloptik 8 sind Bestandteile eines Beleuchtungssystems für die Projektionsbelichtungsanlage 1 _i. After the coupling-out optics 8th becomes the lighting and picture light 3 towards an object field 11 the projection exposure system 1 _i led in which a lithography mask 12 is arranged in the form of a reticle as an object to be projected. The beam shaping optics 6 and the coupling optics 8th are components of a lighting system for the projection exposure system 1 _i .

Das Beleuchtungssystem umfasst außerdem in der Reihenfolge des Strahlengangs für das Beleuchtungslicht 3, also für den EUV-Einzel-Ausgabestrahl 9 _i, eine Umlenkoptik 13, eine Einkoppeloptik in Form einer Fokussier-Baugruppe 14 und eine nachgeschaltete Beleuchtungsoptik 15. Die Beleuchtungsoptik 15 beinhaltet einen Feldfacettenspiegel 16 und einen Pupillenfacettenspiegel 17, deren Funktion derjenigen entspricht, die aus dem Stand der Technik bekannt ist und die daher in der 1 lediglich äußerst schematisch und ohne zugehörigen EUV-Strahlengang dargestellt sind. Die Feldfacetten können insbesondere sekundäre Strahlungsquellen bilden.The lighting system also includes in the order of the beam path for the illumination light 3 So for the EUV single output beam 9 _i , a deflection optics 13 , a coupling optics in the form of a focusing assembly 14 and a downstream illumination optics 15 , The illumination optics 15 includes a field facet mirror 16 and a pupil facet mirror 17 , whose function corresponds to that which is known from the prior art and which therefore in the 1 are shown only very schematically and without associated EUV beam path. The field facets can in particular form secondary radiation sources.

Die Komponenten, welche im Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung 3 vor der Beleuchtungsoptik 15, insbesondere vor der Einkoppeloptik 14, angeordnet sind, werden zusammenfassend auch als erstes optisches Teilsystem oder als Strahlführungsoptik 10 bezeichnet. The components which are in the beam path of the illumination radiation 3 in front of the illumination optics 15 , in particular in front of the coupling optics 14 , are also summarized as the first optical subsystem or as beam guiding optics 10 designated.

Nach Reflexion am Feldfacettenspiegel 16 trifft das in EUV-Strahlbüschel, die einzelnen, nicht dargestellten Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 16 zugeordnet sind, aufgeteilte Nutzstrahlungsbündel des Beleuchtungslichts 3 auf den Pupillenfacettenspiegel 17. In der 1 nicht dargestellte Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels 17 können rund sein. Jedem von einer der Feldfacetten reflektierten Strahlbüschel des Nutzstrahlungsbündels ist eine dieser Pupillenfacetten zugeordnet, so dass jeweils ein beaufschlagtes Facettenpaar mit einer der Feldfacetten und einer der Pupillenfacetten einen Ausleuchtungskanal bzw. Strahlführungskanal für das zugehörige Strahlbüschel des Nutzstrahlungsbündels vorgibt. Die kanalweise Zuordnung der Pupillenfacetten zu den Feldfacetten erfolgt abhängig von einer gewünschten Beleuchtung durch die Projektionsbelichtungsanlage 1 _i. Das Beleuchtungslicht 3 ist also zur Vorgabe individueller Beleuchtungswinkel längs des Ausleuchtungskanals sequentiell über Paare aus jeweils einer der Feldfacetten und jeweils einer der Pupillenfacette geführt. Zur Ansteuerung jeweils vorgegebener Pupillenfacetten werden die Feldfacettenspiegel jeweils individuell verkippt. Die Gesamtheit der Strahlführungskanäle, welche sich aus der Zuordnung der Pupillenfacetten zu den Feldfacetten ergibt, wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.After reflection at the field facet mirror 16 in EUV bundles of tufts, the individual field facets of the field facet mirror, not shown 16 are assigned, split Nutzstrahlungsbündel the illumination light 3 on the pupil facet mirror 17 , In the 1 not shown pupil facets of the pupil facet mirror 17 can be around. Each of one of the field facets reflected beam tufts of Nutzstrahlungsbündels is associated with one of these Pupillenfacetten, so that in each case an acted facet pair with one of the field facets and one of the pupil facets an illumination channel or beam guiding channel for the associated beam of the Nutzstrahlungsbündels pretends. The channel-wise assignment of the pupil facets to the field facets occurs depending on a desired illumination by the projection exposure system 1 _i . The illumination light 3 Thus, in order to specify individual illumination angles along the illumination channel, it is carried out sequentially via pairs from in each case one of the field facets and in each case one of the pupil facets. For driving respectively predetermined pupil facets, the field facet mirrors are individually tilted. The totality of the beam guiding channels, which results from the assignment of the pupil facets to the field facets, is also referred to as the illumination setting.

Über den Pupillenfacettenspiegel 17 und ggf. über eine nachfolgende, aus zum Beispiel drei nicht dargestellten EUV-Spiegeln bestehende Übertragungsoptik werden die Feldfacetten in das Beleuchtungs- bzw. Objektfeld 11 in einer Retikel- bzw. Objektebene 18 einer in der 1 ebenfalls schematisch dargestellten Projektionsoptik 19 der Projektionsbelichtungsanlage 1 _i abgebildet. About the pupil facet mirror 17 and optionally via a subsequent, consisting of, for example, three EUV mirrors not shown transmission optics, the field facets in the illumination or object field 11 in a reticle or object plane 18 one in the 1 also schematically shown projection optics 19 the projection exposure system 1 _i shown.

Aus den einzelnen Beleuchtungswinkeln, die über alle Ausleuchtungskanäle über eine Beleuchtung der Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 16 herbeigeführt werden, ergibt sich eine Beleuchtungswinkelverteilung der Beleuchtung des Objektfeldes 11 durch die Beleuchtungsoptik 15.From the individual illumination angles, which illuminate the field facets of the field facet mirror via all the illumination channels 16 be brought about, results in an illumination angle distribution of the illumination of the object field 11 through the illumination optics 15 ,

Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 15, insbesondere bei einer geeigneten Lage einer Eintrittspupille der Projektionsoptik 19, kann auf die Spiegel der Übertragungsoptik vor dem Objektfeld 11 auch verzichtet werden, was zu einer entsprechenden Transmissionserhöhung der Projektionsbelichtungsanlage 1 _i für das Nutzstrahlungsbündel führt.In a further embodiment of the illumination optics 15 , Especially at a suitable location of an entrance pupil of the projection optics 19 , on the mirrors of the transmission optics in front of the object field 11 also be waived, resulting in a corresponding increase in transmission of the projection exposure system 1 _{i leads} to the Nutzstrahlungsbündel.

In der Objektebene 18 im Bereich des Objektfeldes 11 ist das das Nutzstrahlungsbündel reflektierende Retikel 12 angeordnet. Das Retikel 12 wird von einem Retikelhalter 20 getragen, der über einen Retikelverlagerungsantrieb 21 angesteuert verlagerbar ist. In the object plane 18 in the area of the object field 11 is the reticle reflecting the useful ray bundle 12 arranged. The reticle 12 is from a reticle holder 20 worn, via a reticle displacement drive 21 controlled displaced.

Die Projektionsoptik 19 bildet das Objektfeld 11 in ein Bildfeld 22 in einer Bildebene 23 ab. In dieser Bildebene 23 ist bei der Projektionsbelichtung ein Wafer 24 angeordnet, der eine lichtempfindliche Schicht trägt, die während der Projektionsbelichtung mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 _i belichtet wird. Der Wafer 24 wird von einem Waferhalter 25 getragen, der wiederum über einen Waferverlagerungsantrieb 26 gesteuert verlagerbar ist. The projection optics 19 forms the object field 11 in a picture field 22 in an image plane 23 from. In this picture plane 23 is a wafer in the projection exposure 24 which carries a photosensitive layer during projection exposure with the projection exposure apparatus 1 _{i is} exposed. The wafer 24 is from a wafer holder 25 in turn, via a wafer displacement drive 26 controlled is displaced.

Bei der Projektionsbelichtung werden sowohl das Retikel 12 als auch der Wafer 24 in der 1 in x-Richtung durch entsprechende Ansteuerung des Retikelverlagerungsantriebs 21 und des Waferverlagerungsantriebs 26 synchronisiert gescannt. Der Wafer wird während der Projektionsbelichtung mit einer Scangeschwindigkeit von typisch 600 mm/s in der x-Richtung gescannt.In the projection exposure, both the reticle 12 as well as the wafer 24 in the 1 in the x direction by corresponding control of the reticle displacement drive 21 and the wafer displacement drive 26 scanned synchronized. The wafer is scanned during the projection exposure at a scan speed of typically 600 mm / s in the x-direction.

Für weitere Details der Strahlformungsoptik 6, der Auskoppeloptik 8, der Umlenkoptik 13 und der Einkoppeloptik 14 wird auf die DE 10 2013 223 935 A1 und die WO 2015/078 776 A1 verwiesen. For further details of the beam shaping optics 6 , the coupling optics 8th , the deflecting optics 13 and the coupling optics 14 will be on the DE 10 2013 223 935 A1 and the WO 2015/078 776 A1 directed.

2 zeigt ein Beispiel für die Auskoppeloptik 8 zur Erzeugung der EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 aus dem EUV-Sammel-Ausgabestrahl 7. Die Auskoppeloptik 8 hat eine Mehrzahl von Auskoppelspiegeln 31 ₁, 31 ₂, ..., die den EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 ₁, 9 ₂, ... zugeordnet sind und diese aus dem EUV-Sammel-Ausgabestrahl 7 auskoppeln. 2 zeigt eine Anordnung der Auskoppelspiegel 31 derart, dass das Beleuchtungslicht 3 bei der Auskopplung um 90° mit den Auskoppelspiegeln 31 umgelenkt wird. Bevorzugt ist eine Ausführung, bei der die Auskoppelspiegel 31 unter streifendem Einfall des Beleuchtungslichts 3 betrieben werden. 2 shows an example of the coupling-out optics 8th for generating the EUV single output jets 9 from the EUV collective output beam 7 , The decoupling optics 8th has a plurality of Auskoppelspiegeln 31 ₁ , 31 ₂ , ..., which the EUV single output jets 9 ₁ , 9 ₂ , ... are assigned and these from the EUV collective output beam 7 couple out. 2 shows an arrangement of Auskoppelspiegel 31 such that the illumination light 3 in the decoupling by 90 ° with the Auskoppelspiegeln 31 is diverted. Preferred is an embodiment in which the Auskoppelspiegel 31 under grazing incidence of the illumination light 3 operate.

2 zeigt eine Auskoppeloptik 8 mit insgesamt vier Auskoppelspiegeln 31 ₁ bis 31 ₄. Auch eine andere Anzahl N der Auskoppelspiegel 31 ist möglich, je nach der Anzahl N der mit der Lichtquelle 2 zu versorgenden Projektionsbelichtungsanlagen 1 _i, beispielsweise N = 2 oder N ≥ 4, insbesondere N ≥ 8. 2 shows a coupling-out optics 8th with a total of four coupling-out mirrors 31 ₁ to 31 ₄ . Also another number N of Auskoppelspiegel 31 is possible, depending on the number N of the light source 2 to be supplied projection exposure equipment 1 _i , for example N = 2 or N ≥ 4, in particular N ≥ 8.

Nach der Auskopplung hat jeder der EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 ein x/y-Aspektverhältnis von 1/√N:1 . In der zweiten Querschnittsdarstellung von rechts in der 3 ist einer der EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 mit diesem Aspektverhältnis dargestellt. Für den Fall N = 4 beträgt das x/y-Aspektverhältnis also 1:2. Auch dieser Aspektverhältnisbeitrag kann noch mit dem gewünschten Soll-Aspektverhältnis multipliziert werden. After uncoupling, each of the EUV has single output jets 9 an x / y aspect ratio of 1 / √ N :1 , In the second cross-sectional view from the right in the 3 is one of the EUV single output jets 9 represented with this aspect ratio. For the case N = 4, the x / y aspect ratio is thus 1: 2. This aspect ratio contribution can also be multiplied by the desired target aspect ratio.

Die Auskoppelspiegel 31 _i (i = 1, 2, ...) sind im Strahlengang des EUV-Sammel-Ausgabestrahls 7 versetzt hintereinander so in Strahlrichtung des EUV-Sammel-Ausgabestrahls 7 angeordnet, dass der jeweils nächste Auskoppelspiegel 31 _i einen randseitigen Querschnittsanteil des EUV-Sammel-Ausgabestrahls 7 reflektiert und dadurch diesen Querschnittsanteil als EUV-Einzel-Ausgabestrahl 9 _i aus dem verbleibenden und an diesem Auskoppelspiegel 31 _i vorbeifliegenden EUV-Sammel-Ausgabestrahl 7 auskoppelt. Dieses Auskoppeln vom Rand her wiederholt sich durch die folgenden Auskoppelspiegel 31 _i+1, ..., bis der letzte noch verbleibende Querschnittsanteil des EUV-Sammel-Ausgabestrahls 7 ausgekoppelt ist. The Auskoppelspiegel 31 _i (i = 1, 2, ...) are in the beam path of the EUV collective output beam 7 one after the other in the beam direction of the EUV collective output beam 7 arranged that the next output mirror 31 _i a marginal cross-sectional portion of the EUV collective output beam 7 reflects and thus this cross-sectional component as EUV single output beam 9 _i from the remaining and at this output mirror 31 _i passing EUV collective output beam 7 couples out. This decoupling from the edge is repeated by the following Auskoppelspiegel 31 _{i + 1} , ..., until the last remaining cross-section of the EUV collective output beam 7 is decoupled.

Im Querschnitt des EUV-Sammel-Ausgabestrahls 7 erfolgt eine Trennung zwischen den den EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 _i zugeordneten Querschnittsanteilen längs Trennlinien 32, die parallel zur y-Achse, also parallel zur kürzeren Seite des x/y-Rechteckquerschnitts des EUV-Sammel-Ausgabestrahls 7 verlaufen. Die Trennung der EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 _i kann derart erfolgen, dass jeweils der Querschnittsanteil, der am weitesten von der im Strahlengang nächstfolgenden optischen Komponente entfernt ist, abgeschnitten wird. Dieses erleichtert unter anderem die Kühlung der Auskoppeloptik 8.In the cross-section of the EUV collective output beam 7 there is a separation between the EUV single output jets 9 _i assigned Cross-sectional proportions along dividing lines 32 parallel to the y-axis, ie parallel to the shorter side of the x / y rectangular cross-section of the EUV collective output beam 7 run. The separation of the EUV single output jets 9 _i can take place in such a way that in each case the cross-sectional portion, which is farthest from the optical component following in the beam path, is cut off. This facilitates inter alia the cooling of the coupling-out optics 8th ,

Die der Auskoppeloptik 8 im Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 nachfolgende Umlenkoptik 13 dient einerseits zum Umlenken der EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 so, dass diese nach der Umlenkoptik 13 jeweils eine vertikale Strahlrichtung haben, und andererseits zur Anpassung des x/y-Aspektverhältnisses der EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 auf ein x/y-Aspektverhältnis von 1:1, wie in der 3 ganz rechts dargestellt. Auch dieser Aspektverhältnisbeitrag kann noch mit dem gewünschten Soll-Aspektverhältnis multipliziert werden. Bei den vorstehenden x/y-Aspektverhältnissen, handelt es sich also um Aspektverhältnisbeiträge, die, multipliziert mit einem Soll-Aspektverhältnis, zum Beispiel dem Aspektverhältnis eines rechteckigen oder bogenförmigen Objektfeldes, ein gewünschtes Ist-Aspektverhältnis ergeben. Es kann sich bei den vorstehenden x/y-Soll-Aspektverhältnissen um das Aspektverhältnis eines ersten optischen Elements einer Beleuchtungsoptik 15 handeln. Es kann sich bei den vorstehenden x/y-Soll-Aspektverhältnissen um das Aspektverhältnis der Winkel des Beleuchtungslichts 3 an einem Zwischenfokus 42 einer Beleuchtungsoptik 15 handeln.The decoupling optics 8th in the beam path of the illumination light 3 subsequent deflection optics 13 serves on the one hand to divert the EUV single output jets 9 so that these after the deflection optics 13 each have a vertical beam direction, and on the other hand to adjust the x / y aspect ratio of the EUV single output beams 9 to an x / y aspect ratio of 1: 1, as in 3 shown on the far right. This aspect ratio contribution can also be multiplied by the desired target aspect ratio. The above x / y aspect ratios are thus aspect ratio contributions which, multiplied by a desired aspect ratio, for example the aspect ratio of a rectangular or arcuate object field, result in a desired actual aspect ratio. The above desired x / y aspect ratio may be the aspect ratio of a first optical element of a lighting optical system 15 act. The above x / y target aspect ratios may be the aspect ratio of the angles of the illumination light 3 at an intermediate focus 42 an illumination optics 15 act.

Für den Fall, dass nach der Auskoppeloptik 8 bereits ein vertikaler Strahlengang der EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 vorliegt, kann auf eine umlenkende Wirkung der Umlenkoptik 13 verzichtet werden und es genügt die Anpassungswirkung in Bezug auf das x/y-Aspektverhältnis der EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9. In the event that after the coupling optics 8th already a vertical beam path of the EUV single output beams 9 is present, can on a deflecting effect of the deflection optics 13 and the matching effect with respect to the x / y aspect ratio of the EUV single output jets is sufficient 9 ,

Die EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 können hinter der Umlenkoptik 13 derart verlaufen, dass sie, gegebenenfalls nach Durchlaufen einer Fokussier-Baugruppe 14, unter einem Winkel in die Beleuchtungsoptik 15 treffen, wobei dieser Winkel eine effiziente Faltung der Beleuchtungsoptik erlaubt. Hinter der Umlenkoptik 13 kann der EUV-Einzel-Ausgabestrahl 9 _i in einem Winkel von 0° bis 10° zur Senkrechten, in einem Winkel von 10° bis 20° zur Senkrechten, oder in einem Winkel von 20° bis 30° zur Senkrechten verlaufen.The EUV single issue jets 9 can behind the deflection optics 13 are such that they, optionally after passing through a focusing assembly 14 , at an angle in the illumination optics 15 meet, with this angle allows efficient folding of the illumination optics. Behind the deflection optics 13 can the EUV single output beam 9 _i at an angle of 0 ° to 10 ° to the vertical, at an angle of 10 ° to 20 ° to the vertical, or at an angle of 20 ° to 30 ° to the vertical.

Die Divergenz des EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 _i nach Durchlaufen der Umlenkoptik ist kleiner als 10 mrad, insbesondere kleiner als 1 mrad und insbesondere kleiner als 100 µrad, d.h., der Winkel zwischen zwei beliebigen Strahlen im Strahlenbündel des EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 _i ist kleiner als 20 mrad, insbesondere kleiner als 2 mrad und insbesondere kleiner als 200 µrad. Dies ist für die im folgenden beschriebenen Varianten erfüllt.The divergence of the EUV single output beam 9 _i after passing through the deflection optics is less than 10 mrad, in particular less than 1 mrad and in particular less than 100 μrad, ie, the angle between any two beams in the beam of the EUV single output beam 9 _i is less than 20 mrad, in particular less than 2 mrad and in particular less than 200 μrad. This is fulfilled for the variants described below.

Die verschiedenen optischen Baugruppen des Systems mit den Projektionsbelichtungsanlagen 1 _i können adaptiv ausgeführt sein. Es kann also zentral vorgegeben werden, wie viele der Projektionsbelichtungsanlagen 1 _i mit welchem energetischen Verhältnis mit EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 _i von der Lichtquelle 2 versorgt werden sollen und welche Bündelgeometrie bei jeweiligen EUV-Einzel-Ausgabestrahl 9 nach Durchlaufen der jeweiligen Umlenkoptik 13 vorliegen soll. Je nach Vorgabewerten können sich die EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 _i in ihrer Intensität und auch in ihrem Soll-x/y-Aspektverhältnis unterscheiden. Insbesondere ist es möglich, durch adaptive Einstellung der Auskoppelspiegel 31 _i die energetischen Verhältnisse der EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 _i zu verändern, und durch adaptive Einstellung der Umlenkoptik 13 die Größe und das Aspektverhältnis des EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 _i nach Durchlaufen der Umlenkoptik 13 unverändert zu halten.The various optical assemblies of the system with the projection exposure equipment 1 _i can be adaptive. So it can be given centrally, as many of the projection exposure systems 1 _i with what energetic relationship with EUV single output jets 9 _i from the light source 2 to be supplied and which bundle geometry for each EUV single output beam 9 after passing through the respective deflection optics 13 should be present. Depending on the default values, the EUV single output jets may be 9 _i differ in their intensity and also in their desired x / y aspect ratio. In particular, it is possible by adaptive adjustment of the output mirror 31 _i the energetic conditions of the EUV single output jets 9 _i , and by adaptive adjustment of the deflection optics 13 the size and aspect ratio of the EUV single output beam 9 _i after passing through the deflection optics 13 keep unchanged.

Die Einkoppeloptik 14 überführt den jeweiligen EUV-Einzel-Ausgabestrahl 9 _i in einen Zwischenfokus 42 der Strahlführungsoptik 10. Der Zwischenfokus 42 ist am Ort einer Durchtrittsöffnung 43 für das Beleuchtungslicht 3 angeordnet. Die Durchtrittsöffnung 43 kann in einer Gebäudedecke eines Gebäudes ausgeführt sein, in dem das System mit den Projektionsbelichtungsanlagen 1 _i untergebracht ist. Die Gebäudedecke verläuft in einer Zwischenfokusebene 44 der Strahlführungsoptik 10, die auch in der 1 dargestellt ist. Die Durchtrittsöffnung 43 wird auch als Eingang der Beleuchtungsoptik 15, insbesondere als Eingang eines Scanners 32, bezeichnet.The coupling optics 14 transfers the respective EUV single output beam 9 _i in an intermediate focus 42 the beam guiding optics 10 , The intermediate focus 42 is at the location of a passage opening 43 for the illumination light 3 arranged. The passage opening 43 may be implemented in a building ceiling of a building in which the system with the projection exposure systems 1 _{i is} housed. The building ceiling runs in a Zwischenfokusebene 44 the beam guiding optics 10 that also in the 1 is shown. The passage opening 43 is also used as the entrance of the illumination optics 15 , in particular as input of a scanner 32 , designated.

Die Einkoppeloptik 14 hat einen effektiven Umlenkwinkel für einen zentralen Hauptstrahl CR von etwa 10°. The coupling optics 14 has an effective deflection angle for a central main beam CR of about 10 °.

In einer anderen Ausgestaltung hat die Einkoppeloptik 14 einen effektiven Umlenkwinkel für einen zentralen Hauptstrahl CR, wobei der effektive Umlenkwinkel zwischen δ/2 und 2δ liegt, und δ der Winkel im Zwischenfokus 42 zwischen einem zentralen Hauptstrahl und einem Randstrahl ist. Der Sinus von δ wird auch als numerische Apertur (NA) der Strahlung 3 im Zwischenfokus 42 bezeichnet.In another embodiment, the coupling optics 14 an effective deflection angle for a central principal ray CR, the effective deflection angle being between δ / 2 and 2δ, and δ the angle in the intermediate focus 42 between a central main ray and a marginal ray. The sine of δ is also called the numerical aperture (NA) of the radiation 3 in the intermediate focus 42 designated.

Bei der Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauteils mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 _i werden zunächst das Retikel 12 und der Wafer 24 bereitgestellt. Anschließend wird eine Struktur auf dem Retikel 12 auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers 24 mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 _i projiziert. Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird eine Mikro- oder Nanostruktur auf dem Wafer 24 und somit das mikro- oder nanostrukturierte Bauteil hergestellt, beispielsweise ein Halbleiterbauelement in Form eines Speicherchips. In the production of a micro- or nanostructured component with the projection exposure apparatus 1 _i will first use the reticle 12 and the wafer 24 provided. Subsequently, a structure on the reticle 12 on a photosensitive layer of the wafer 24 with the help of the projection exposure system 1 _i projected. By developing the photosensitive layer becomes a micro or Nanostructure on the wafer 24 and thus the micro- or nanostructured component produced, for example, a semiconductor device in the form of a memory chip.

Im Folgenden werden weitere Aspekte der Projektionsbelichtungsanlage 1 _i, insbesondere der Strahlformungsoptik 6 beschrieben.Below are more aspects of the projection exposure equipment 1 _i , in particular the beam shaping optics 6 described.

Allgemein dient die Strahlformungsoptik 6 dazu, aus dem Rohstrahl 4 den Sammel-Ausgabestrahl 7, welcher auch als Transportstrahl bezeichnet wird, zu formen. Der Sammel-Ausgabestrahl 7 wird von der Auskoppeloptik 8 in die Einzel-Ausgabestrahlen 9 _i, welche zu unterschiedlichen Scannern geführt werden, aufgeteilt.In general, the beam shaping optics is used 6 to, from the raw beam 4 the collection output beam 7 , which is also referred to as a transport jet to shape. The collection output beam 7 is from the coupling optics 8th into the single output jets 9 _i , which are led to different scanners, divided.

Der Transportstrahl kann leicht über große Distanzen transportiert werden. Hierfür ist es von Vorteil, dass der Transportstrahl eine sehr kleine Divergenz aufweist. Dies ist vorteilhaft, da der Abstand zwischen der Strahlformungsoptik 6 und den Scannern, insbesondere den Beleuchtungsoptiken 15 der Scanner, nicht notwendigerweise bekannt sein muss. The transport jet can easily be transported over long distances. For this it is advantageous that the transport beam has a very small divergence. This is advantageous because the distance between the beam shaping optics 6 and the scanners, especially the illumination optics 15 the scanner does not necessarily have to be known.

Um den Transportstrahl leichter auf die Scanner aufteilen zu können, ist es von Vorteil, wenn er kein gaußförmiges Profil, wie es üblicherweise für den Rohstrahl 4 der Fall ist, sondern ein im Wesentlichen homogenes Intensitätsprofil aufweist. Dies kann, wie vorgehend beschrieben, durch die Strahlformungsoptik 6, insbesondere mittels Reflexion an Freiformflächen, erreicht werden.In order to be able to divide the transport beam more easily on the scanners, it is advantageous if it does not have a Gaussian profile, as is customary for the raw beam 4 the case is, but has a substantially homogeneous intensity profile. This may, as previously described, by the beam shaping optics 6 , In particular by means of reflection on free-form surfaces, can be achieved.

Ein Sammel-Ausgabestrahl 7 mit einem homogenen Intensitätsprofil erleichtert es, den Sammel-Ausgabestrahl 7 gleichmäßig in die unterschiedlichen Einzel-Ausgabestrahlen 9 _i aufzuteilen. Erfindungsgemäß wurde jedoch erkannt, dass die Homogenitätsanforderung nicht zwingend notwendig ist, um eine Dosisstabilität der Einzelscanner zu erreichen. Weiterhin wurde erkannt, dass der Sammel-Ausgabestrahl 7 nicht notwendigerweise ein rechteckiges Intensitätsprofil aufweisen muss.A collection output beam 7 with a homogeneous intensity profile, it facilitates the collection output beam 7 evenly into the different single output jets 9 _i split up. According to the invention, however, it was recognized that the homogeneity requirement is not absolutely necessary in order to achieve a dose stability of the individual scanners. Furthermore, it was recognized that the collection output beam 7 does not necessarily have to have a rectangular intensity profile.

Gemäß einer Variante umfasst die Strahlformungsoptik 6 Spiegel, deren Reflexionsflächen nicht als Freiformflächen ausgebildet sind. Es ist insbesondere möglich, die Strahlformungsoptik 6 derart auszubilden, dass sie ausschließlich Spiegel umfasst, deren Reflexionsflächen nicht als Freiformflächen ausgebildet sind.According to a variant, the beam-shaping optical system comprises 6 Mirrors whose reflection surfaces are not formed as free-form surfaces. In particular, it is possible to use the beam shaping optics 6 such that it exclusively comprises mirrors whose reflection surfaces are not formed as free-form surfaces.

Die Auskoppeloptik 8 und die Umlenkoptik 13 umfassen insbesondere ausschließlich Spiegel, welche in streifendem Einfall mit der Beleuchtungsstrahlung 3 beaufschlagt werden. Die Umlenkung der Beleuchtungsstrahlung 3 um den insgesamt gewünschten Umlenkwinkel geschieht insbesondere mit Hilfe einer Mehrzahl von Reflexionen. Die Gesamtzahl der Reflexionen in der Auskoppeloptik 8 und der Umlenkoptik 13 beträgt insbesondere mindestens 2, insbesondere mindestens 3, insbesondere mindestens 4.The decoupling optics 8th and the deflection optics 13 in particular, exclusively comprise mirrors which are in grazing incidence with the illumination radiation 3 be charged. The deflection of the illumination radiation 3 in particular, by means of a plurality of reflections takes place around the total desired deflection angle. The total number of reflections in the output optics 8th and the deflection optics 13 is in particular at least 2 , in particular at least 3 , in particular at least 4 ,

Die Strahlformungsoptik 6 ist zwischen der Strahlungsquelle 2 und der Auskoppeloptik 8, das heißt dem optischen Bauelement, mittels welchem der Sammel-Ausgabestrahl 7 in Einzel-Ausgabestrahlen 9 _i aufgeteilt wird, angeordnet.The beam shaping optics 6 is between the radiation source 2 and the decoupling optics 8th that is, the optical component by means of which the collection output beam 7 in single output jets 9 _{i is} divided arranged.

Die Strahlformungsoptik 6 ist insbesondere derart ausgebildet, dass der Rohstrahl 4 in mindestens einer Richtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung vergrößert wird. Die Strahlformungsoptik 6 ist insbesondere derart ausgebildet, dass der Querschnitt des Rohstrahls 4 in mindestens einer Richtung, insbesondere in zwei, schräg, insbesondere senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen vergrößert wird. Der Vergrößerungsmaßstab liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 1:4 und 1:50, insbesondere bei mindestens 1:6, insbesondere bei mindestens 1:8, insbesondere mindestens 1:10. The beam shaping optics 6 is in particular designed such that the raw beam 4 is increased in at least one direction perpendicular to the propagation direction. The beam shaping optics 6 is in particular designed such that the cross section of the raw jet 4 is increased in at least one direction, in particular in two, obliquely, in particular perpendicular to each other extending directions. The magnification scale is preferably in the range between 1: 4 and 1:50, in particular at least 1: 6, in particular at least 1: 8, in particular at least 1:10.

Am Eingang der Strahlformungsoptik 6 weist der Rohstrahl 4 insbesondere einen Querschnitt mit einem Durchmesser im Bereich von 1 mm bis 10 mm auf. Am Ausgang der Strahlformungsoptik 6 weist der Sammel-Ausgabestrahl 7 insbesondere einen Durchmesser im Bereich von 15 mm bis 300 mm, insbesondere von mindestens 30 mm, insbesondere mindestens 50 mm auf.At the entrance of the beam shaping optics 6 has the raw beam 4 in particular a cross section with a diameter in the range of 1 mm to 10 mm. At the output of the beam shaping optics 6 indicates the collection output beam 7 in particular a diameter in the range of 15 mm to 300 mm, in particular of at least 30 mm, in particular at least 50 mm.

Am Eingang der Strahlformungsoptik 6 weist der Rohstrahl 4 insbesondere eine Divergenz im Bereich von 25 μrad bis 100 μrad auf. Am Ausgang der Strahlformungsoptik 6 ist die Divergenz des Sammel-Ausgabestrahls 7 insbesondere kleiner als 10 μrad.At the entrance of the beam shaping optics 6 has the raw beam 4 in particular a divergence in the range of 25 μrad to 100 μrad. At the output of the beam shaping optics 6 is the divergence of the collection output beam 7 in particular less than 10 μrad.

Die Strahlformungsoptik 6 ist insbesondere telezentrisch. Sie umfasst mindestens zwei optisch wirksame Flächen. Diese werden vorzugsweise in streifendem Einfall betrieben.The beam shaping optics 6 is in particular telecentric. It comprises at least two optically active surfaces. These are preferably operated in grazing incidence.

Vorzugsweise wird der Rohstrahl 4 in zwei schräg, insbesondere senkrecht aufeinander stehenden Richtungen vergrößert. In diesem Fall umfasst die Strahlformungsoptik 6 mindestens zwei Gruppen mit jeweils mindestens zwei optisch wirksamen Flächen, das heißt insbesondere mindestens vier optisch wirksamen Flächen.Preferably, the raw beam 4 enlarged in two obliquely, in particular mutually perpendicular directions. In this case, the beam shaping optics includes 6 at least two groups each having at least two optically active surfaces, that is in particular at least four optically active surfaces.

Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 3 weitere Aspekte der Erfindung beschrieben.The following are with reference to the 3 further aspects of the invention described.

Für Angaben zum Polarisationszustand der Beleuchtungsstrahlung 3 wird hierbei auf die sogenannten Stokes-Parameter S₀...S₃, welche zum Stokes-Vektor zusammengefasst werden können, Bezug genommen. Die Komponenten des Stokes-Vektors hängen direkt mit den Intensitäten der Beleuchtungsstrahlung 3 mit unterschiedlichen Polarisationen zusammen. Hierbei gilt: S₀ = I_gesamt, das heißt S₀ = I_vert + I_horiz, wobei I_i die Intensität der Beleuchtungsstrahlung 3, welche in Richtung i polarisiert ist, angibt. Weiter gilt: S₁ = I_horiz – I_vert, S₂ = I_+45° – I_–45° und S₃ = I_r – I_l, das heißt S₃ gibt die Differenz aus rechts- und links polarisierter Beleuchtungsstrahlung 3 an. For information on the polarization state of the illumination radiation 3 In this case, reference is made to the so-called Stokes parameters S ₀ ... S ₃ , which can be combined to form the Stokes vector. The components of the Stokes Vectors are directly related to the intensities of the illumination radiation 3 together with different polarizations. In this case: S ₀ = I _total , that is S ₀ = I _vert + I _horiz , where I _{i is} the intensity of the illumination _radiation 3 , which is polarized towards i, indicates. Furthermore, S ₁ = I _horiz - I _vert , S ₂ = I _{+ 45 °} - I _{-45 °} and S ₃ = I _r - I _l , that is, S ₃ gives the difference between right and left polarized illumination radiation 3 at.

Die Wirkung optischer Systeme auf den Stokes-Vektor kann im Müller-Formalismus durch Anwendung sogenannter Müller-Matrizen beschrieben werden. The effect of optical systems on the Stokes vector can be described in Müller formalism by applying so-called Müller templates.

Die einzelnen Bestandteile des Projektionsbelichtungssystems 1, insbesondere dessen optische Teilsysteme, insbesondere die Scanner 32 _i, die Einkoppeloptiken 14 sowie die im Strahlengang vor der Einkoppeloptik 14 angeordneten Bestandteile eines ersten optischen Teilsystems weisen jeweils Faltungsgeometrien auf, welche jeweils durch eine einzige Faltungsebene charakterisiert werden können. Die nachfolgend beschriebenen Aspekte lassen sich jedoch auch auf den Fall anwenden, dass eines oder mehrere der optischen Teilsysteme des Projektionsbelichtungssystems 1 Faltungsgeometrien mit mehr als einer Faltungsebene aufweisen, indem eine effektive Faltungsebene eingeführt wird. The individual components of the projection exposure system 1 , in particular its optical subsystems, in particular the scanner 32 _i , the coupling optics 14 as well as in the beam path before the coupling optics 14 arranged components of a first optical subsystem each have folding geometries, which can each be characterized by a single folding level. However, the aspects described below can also be applied to the case where one or more of the optical subsystems of the projection exposure system 1 Have folding geometries with more than one folding plane by introducing an effective folding plane.

Gemäß dem in der 3 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, ein erstes optisches Teilsystem, insbesondere die im Strahlengang vor der Einkoppeloptik 14 angeordneten Komponenten, relativ zu den nachfolgenden Komponenten, insbesondere relativ zum Scanner 32 _i, derart anzuordnen, dass die Faltungsebenen dieser beiden optischen Teilsysteme einen Winkel von 90° miteinander einschließen. Dies ist in der 3 schematisch durch eine Drehkomponente 33 und die angedeuteten, gegeneinander verdrehten Teil-Koordinatensysteme angedeutet. Bei der Drehkomponente 33 handelt es sich nicht um ein konstruktives Bauelement, sondern um ein lediglich zur Erläuterung der Erfindung eingeführtes, virtuelles Konstrukt.According to the in the 3 schematically illustrated embodiment is provided, a first optical subsystem, in particular in the beam path in front of the coupling optics 14 arranged components, relative to the following components, in particular relative to the scanner 32 _i , to be arranged such that the folding planes of these two optical subsystems enclose an angle of 90 ° with each other. This is in the 3 schematically by a rotary component 33 and the indicated, against each other twisted partial coordinate systems indicated. In the rotary component 33 it is not a constructive component, but a virtual construct introduced merely to illustrate the invention.

Die Faltungsebenen der beiden optischen Teilsysteme schließen allgemein einen Winkel im Bereich von 45° bis 135°, insbesondere im Bereich von 80° bis 100° miteinander ein. The folding planes of the two optical subsystems generally include an angle in the range of 45 ° to 135 °, in particular in the range of 80 ° to 100 ° with each other.

Es ist insbesondere möglich, dass die Strahlungsquelle 2 derart angeordnet ist, dass der Hauptstrahl der von ihr emittierten Beleuchtungsstrahlung 3 im Wesentlichen senkrecht zu einer von der Scanrichtung (x-Richtung) und der Hauptstrahlrichtung im Bereich des Bildfeldes 22 ausgespannten Ebene verläuft. Der Hauptstrahl der von der Strahlungsquelle 2 emittierten Beleuchtungsstrahlung 3, insbesondere der Hauptstrahl des Sammel-Ausgabestrahls 7, schließt insbesondere einen Winkel im Bereich von 5° bis 175°, insbesondere im Bereich von 15° bis 165°, insbesondere im Bereich von 30° bis 150°, insbesondere im Bereich von 45° bis 135°, insbesondere im Bereich von 60° bis 120°, insbesondere im Bereich von 80° bis 100°, insbesondere von etwa 90°, mit dieser Ebene ein. It is particularly possible that the radiation source 2 is arranged such that the main beam of the illumination radiation emitted by it 3 substantially perpendicular to one of the scanning direction (x-direction) and the main beam direction in the area of the image field 22 stretched plane runs. The main beam of the radiation source 2 emitted illumination radiation 3 , in particular the main beam of the collection output beam 7 , in particular, includes an angle in the range of 5 ° to 175 °, in particular in the range of 15 ° to 165 °, in particular in the range of 30 ° to 150 °, in particular in the range of 45 ° to 135 °, in particular in the range of 60 ° to 120 °, in particular in the range of 80 ° to 100 °, in particular of about 90 °, with this plane.

Der Winkel, um welchen die beiden optischen Teilsysteme, insbesondere das erste optische Teilsystem vor der Einkoppeloptik 14 und der Scanner 32 _i relativ zueinander verdreht sind, kann insbesondere in Abhängigkeit von der Faltungsgeometrie des Scanners 32 _i gewählt werden. Er kann insbesondere derart gewählt werden, dass das Projektionsbelichtungssystem 1 eine Gesamtdiattenuation aufweist, welche höchstens 20%, insbesondere höchstens 10%, insbesondere höchstens 5%, insbesondere höchstens 1% beträgt. Die Gesamtdiattenuation des Projektionsbelichtungssystems 1 kann insbesondere durch geeignete Einstellung des Drehwinkels minimiert werden.The angle by which the two optical subsystems, in particular the first optical subsystem before the coupling optics 14 and the scanner 32 _i are rotated relative to each other, in particular depending on the folding geometry of the scanner 32 _{i be} selected. In particular, it can be chosen such that the projection exposure system 1 has a total ratio of at most 20%, in particular at most 10%, in particular at most 5%, in particular at most 1%. The overall attenuation of the projection exposure system 1 can be minimized in particular by suitable adjustment of the angle of rotation.

Die Drehung der optischen Teilsysteme relativ zueinander erfolgt hierbei insbesondere um eine Drehachse, welche mit der Richtung des Hauptstrahls CR im Bereich der Drehung übereinstimmt. Der Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung 3 wird somit durch die Verdrehung der optischen Teilsysteme zueinander nicht verändert.The rotation of the optical subsystems relative to one another takes place in this case, in particular, about an axis of rotation, which coincides with the direction of the main beam CR in the region of the rotation. The beam path of the illumination radiation 3 is thus not changed by the rotation of the optical subsystems to each other.

Der Drehwinkel b kann insbesondere derart gewählt werden, dass ein polarisationsrichtungsabhängiger Intensitätsunterschied, also ein maximaler Unterschied der Intensität zweier Messungen hinter einem linearen Polarisator veränderlicher Orientierung, der Beleuchtungsstrahlung 3 im Bereich des Bildfeldes 22 höchstens 50%, insbesondere höchstens 30%, insbesondere höchstens 20%, insbesondere höchstens 10% der Gesamtintensität beträgt. Der polarisationsrichtungsabhängige Intensitätsunterschied der Beleuchtungsstrahlung 3 im Bereich des Bildfeldes 22 kann insbesondere minimiert werden. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die zweite und dritte Komponente S₁ und S₂ des Stokes-Vektors der Beleuchtungsstrahlung 3 im Bereich des Bildfeldes 22 entsprechend kleiner sind als seine erste Komponente S₀. Durch eine Verdrehung der optischen Teilsysteme zueinander kann insbesondere erreicht werden, dass die Beleuchtungsstrahlung 3 im Bereich des Bildfeldes 22 einen Stokes-Vektor S_Bild aufweist, dessen zweite und dritte Komponente S₁, S₂ jeweils höchstens 20%, insbesondere höchstens 10%, insbesondere höchstens 5%, insbesondere höchstens 3%, insbesondere höchstens 1% seines Betrags |S| ausmachen. Es gilt vorzugsweise: S₁ = 0 und/oder S₂ = 0.The angle of rotation b can in particular be chosen such that a polarization direction-dependent intensity difference, ie a maximum difference in the intensity of two measurements behind a linear polarizer of variable orientation, the illumination radiation 3 in the field of the image field 22 is not more than 50%, in particular not more than 30%, in particular not more than 20%, in particular not more than 10%, of the total intensity. The polarization direction-dependent intensity difference of the illumination radiation 3 in the field of the image field 22 can be minimized in particular. In other words, this means that the second and third components S ₁ and S _{2 of} the Stokes vector of the illumination radiation 3 in the field of the image field 22 are correspondingly smaller than its first component S ₀ . By a rotation of the optical subsystems to each other can be achieved in particular that the illumination radiation 3 in the field of the image field 22 a Stokes vector S _image whose second and third components S ₁ , S ₂ each have at most 20%, in particular at most 10%, in particular at most 5%, in particular at most 3%, in particular at most 1% of its magnitude | S | turn off. It is preferably: S ₁ = 0 and / or S ₂ = 0.

Durch die Verdrehung der optischen Teilsysteme zueinander kann insbesondere die vom Scanner 32 _i verursachte Diattenuation zumindest teilweise kompensiert werden. Sie kann insbesondere möglichst vollständig kompensiert werden, so dass das Projektionsbelichtungssystem 1 die angegebenen Werte für die Gesamtdiattenuation aufweist. Dies kann alternativ dadurch beschrieben werden, dass das erste Teilsystem eine erste Faltungsgeometrie aufweist, welche bei einem vorgegebenen Polarisationszustand der von der Strahlungsquelle 2 emittierten Beleuchtungsstrahlung 3 zu einer ersten Diattenuation der Beleuchtungsstrahlung 3 führt, welche die vom Scanner 32 _i verursachte Diattenuation zumindest teilweise, insbesondere möglichst vollständig kompensiert. Due to the rotation of the optical subsystems to each other in particular the scanner 32 _i caused at least diabetes be partially compensated. In particular, it can be compensated as completely as possible so that the projection exposure system 1 has the given values for the total attenuation. This can alternatively be described by the fact that the first subsystem has a first folding geometry, which at a given polarization state is that of the radiation source 2 emitted illumination radiation 3 to a first diattenuation of the illumination radiation 3 which leads from the scanner 32 _i Diattenuation caused at least partially, especially as fully compensated.

Die Drehung der optischen Teilsysteme erfolgt vorzugsweise im Bereich zwischen der Umlenkoptik 13 und der Einkoppeloptik 14.The rotation of the optical subsystems preferably takes place in the region between the deflection optics 13 and the coupling optics 14 ,

In der 4 ist exemplarisch die Abhängigkeit des NILS-Wertes, welcher ein einheitenloses Maß für die Kantensteilheit des Luftbildes darstellt, von der objektseitigen numerischen Apertur der Beleuchtungsoptik 15 für Beleuchtungsstrahlung 3 mit unterschiedlichen Polarisationszuständen dargestellt. NILS steht für Normalised Intensity Logarithm Squared und beschreibt die Kantensteilheit des Luftbildes. Die obere Kurve gibt den Fall von Beleuchtungsstrahlung 3 mit tangentialer Polarisation wieder, während die untere Kurve den Fall von Beleuchtungsstrahlung 3 mit radialer Polarisation wiedergibt. Die mittlere Kurve gibt den Fall unpolarisierter Beleuchtungsstrahlung 3 wieder. Ein NILS-Wert von 2 im Luftbild wird für einen stabilen Lithographieprozess als notwendig angesehen. Anstelle von unpolarisierter Beleuchtungsstrahlung 3 kann auch zirkular polarisierte Beleuchtungsstrahlung 3 verwendet werden, da sich diese in ihren Abbildungseigenschaften nicht von unpolarisierter Beleuchtungsstrahlung 3 unterscheidet.In the 4 is an example of the dependence of the NILS value, which represents a unitless measure of the edge steepness of the aerial image, of the object-side numerical aperture of the illumination optics 15 for illumination radiation 3 shown with different polarization states. NILS stands for Normalized Intensity Logarithm Squared and describes the edge steepness of the aerial image. The upper curve gives the case of illumination radiation 3 with tangential polarization again, while the lower curve is the case of illumination radiation 3 with radial polarization. The middle curve gives the case of unpolarized illumination radiation 3 again. An NILS value of 2 in aerial view is considered necessary for a stable lithography process. Instead of unpolarized illumination radiation 3 can also be circularly polarized illumination radiation 3 can be used because they are not in their imaging properties of unpolarized illumination radiation 3 different.

Ist die Diattenuation dem Betrag nach gleich 1, so ist nur eine der beiden Polarisationskomponenten in der Beleuchtungsstrahlung 3 vorhanden. Für gewisse Strukturorientierungen auf der Maske 12 im Retikel entspricht dies Beleuchtungsstrahlung 3 mit tangentialer Polarisation, für andere Strukturen dagegen Beleuchtungsstrahlung 3 mit radialer Polarisation. Da a priori nicht klar ist, welche Strukturorientierungen auf der Maske vorliegen, beziehungsweise da alle möglichen Strukturorientierungen auf der Maske 12 vorliegen können, ist bei der Auslegung des Projektionsbelichtungssystems 1 der schlechteste NILS-Wert zu beachten. Bei einer Diattenuation von ±1 muss daher die untere Kurve betrachtet werden. Für Diattenuationswerte zwischen –1 und +1 ergeben sich Kurven im Bereich zwischen der unteren und der oberen Kurve. Bei einer Diattenuation von 0 kann die mittlere, durchgezogen dargestellte Kurve betrachtet werden. Nach Vorgabe der numerischen Apertur lässt sich aus der 4 somit leicht ablesen, wie groß die Gesamtdiattenuation des Projektionsbelichtungssystems 1 maximal sein darf. Beispielsweise würde bei einer numerischen Apertur von 0,55 eine Gesamtdiattenuation von etwa 40% zu inakzeptabel niedrigen NILS-Werten führen.Is the Diattenuation the same amount 1 , so only one of the two polarization components in the illumination radiation 3 available. For some structural orientations on the mask 12 in the reticle, this corresponds to illumination radiation 3 with tangential polarization, for other structures, however, illumination radiation 3 with radial polarization. Since a priori is not clear which structure orientations are present on the mask, or because all possible structural orientations on the mask 12 may be present in the design of the projection exposure system 1 to note the worst NILS value. At a diatosition of ± 1, therefore, the lower curve must be considered. For diatuation values between -1 and +1, there are curves in the range between the lower and the upper curve. At a zero diatuation, the average, solid curve can be viewed. After specification of the numerical aperture can be from the 4 Thus, it is easy to see how large the total attenuation of the projection exposure system 1 may be maximum. For example, with a numerical aperture of 0.55, a total attenuation of about 40% would result in unacceptably low NILS values.

Die optischen Teilsysteme, insbesondere der Scanner 32 _i und das erste optische Teilsystem, welches im Strahlengang vor der Einkoppeloptik 14 angeordnet ist, weisen insbesondere Richtungen mit betragsmäßig maximaler Diattenuation auf, welche einen Winkel im Bereich von 45° bis 135°, insbesondere im Bereich von 80° bis 100°, insbesondere von ungefähr 90° miteinander einschließen.The optical subsystems, in particular the scanner 32 _i and the first optical subsystem, which in the beam path in front of the coupling optics 14 are arranged, in particular have directions with absolute maximum Diattenuation which include an angle in the range of 45 ° to 135 °, in particular in the range of 80 ° to 100 °, in particular of approximately 90 ° with each other.

Gemäß einer Alternative der Erfindung kann der maximale Intensitätsunterschied der Beleuchtungsstrahlung 3 mit unterschiedlichen Polarisationsrichtungen im Bereich des Bildfeldes 22 des Projektionsbelichtungssystems 1 auch durch Steuerung, insbesondere Anpassung, des Polarisationszustandes der von der Strahlungsquelle 2 emittierten Beleuchtungsstrahlung 3 auf die angegebenen Werte reduziert, insbesondere minimiert werden. Der Polarisationszustand der von der Strahlungsquelle 2 emittierten Beleuchtungsstrahlung 3 kann insbesondere an die Faltungsgeometrie des Scanners 32 _i angepasst werden. Vorzugsweise weisen die unterschiedlichen Scanner 32 _i des Projektionsbelichtungssystems 1 identische oder zumindest ähnliche Faltungsgeometrien auf. Die von den einzelnen Scannern jeweils verursachte Diattenuation der Beleuchtungsstrahlung 3 unterscheidet sich insbesondere höchstens um 10%, insbesondere höchstens 5%, insbesondere höchstens 3%, insbesondere höchstens 2%, insbesondere höchstens 1%. According to an alternative of the invention, the maximum intensity difference of the illumination radiation 3 with different polarization directions in the field of view 22 of the projection exposure system 1 also by control, in particular adaptation, of the polarization state of the radiation source 2 emitted illumination radiation 3 reduced to the specified values, in particular minimized. The polarization state of the radiation source 2 emitted illumination radiation 3 in particular, the folding geometry of the scanner 32 _{i be} adjusted. Preferably, the different scanners have 32 _{i of} the projection exposure system 1 identical or at least similar folding geometries. The diattenuation of the illumination radiation caused by the individual scanners 3 differs in particular at most by 10%, in particular at most 5%, in particular at most 3%, in particular at most 2%, in particular at most 1%.

Gemäß einer Alternative der Erfindung ist insbesondere vorgesehen, dass die als FEL ausgebildete Strahlungsquelle 2 Beleuchtungsstrahlung 3 mit elliptischer Polarisation emittiert. Die Beleuchtungsstrahlung 3, welche vom FEL emittiert wird, weist insbesondere einen Stokes-Vektor S_FEL der folgenden Form auf: S_FEL = (1, cos2ε cos2α, cos2ε sin2α, sin2ε)^T, wobei α die Orientierung der Ellipse und ε ihre Form, insbesondere ihre Exzentrizität, angibt. Ein derartiger Polarisationszustand der Beleuchtungsstrahlung 3 kann auf einfache Weise mittels eines FEL mit einem elliptisch polarisierenden Undulator erzeugt werden. Der Undulator ist insbesondere variabel, das heißt steuerbar. Er kann hierzu insbesondere Elektromagnete aufweisen. Für Details eines derartigen Undulators sei auf die WO 2014/023660 A1 verwiesen.According to an alternative of the invention it is provided in particular that the radiation source designed as FEL 2 illumination radiation 3 emitted with elliptical polarization. The illumination radiation 3 , which is emitted by the FEL, has in particular a Stokes vector S _{FEL of} the following form: S _FEL = (1, cos2ε cos2α, cos2ε sin2α, sin2ε) ^T , where α is the orientation of the ellipse and ε is its shape, in particular its eccentricity , indicates. Such a polarization state of the illumination radiation 3 can be easily generated by means of a FEL with an elliptically polarizing undulator. The undulator is particularly variable, that is controllable. He may have this particular electromagnets. For details of such an undulator is on the WO 2014/023660 A1 directed.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die unterschiedlichen Alternativen, insbesondere die Anpassung des Polarisationszustandes, der von der Strahlungsquelle 2 emittierten Beleuchtungsstrahlung 3 und die Verdrehung der optischen Teilsysteme relativ zueinander, insbesondere die Verdrehung der im Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung 3 vor dem Eingang des Scanners 32 _i angeordneten ersten optischen Teilsystems und dem nachfolgend angeordneten zweiten optischen Teilsystem in Form des Scanners 32 _i, miteinander zu kombinieren.Of course, it is also possible, the different alternatives, in particular the adjustment of the polarization state, that of the radiation source 2 emitted illumination radiation 3 and the twisting of the optical Subsystems relative to each other, in particular the rotation of the in the beam path of the illumination radiation 3 in front of the entrance of the scanner 32 _i arranged first optical subsystem and the subsequently arranged second optical subsystem in the form of the scanner 32 _i to combine with each other.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements kann insbesondere zunächst ein Sollwert eines Polarisationszustandes der von der Strahlungsquelle 2 emittierten Beleuchtungsstrahlung 3 in Abhängigkeit eines vorgesehenen Beleuchtungssettings und/oder in Abhängigkeit von abzubildenden Strukturen des Retikels 12 bestimmt werden. Dieser Wert kann sodann mittels des steuerbaren Undulators eingestellt werden. Durch Emission von elliptisch polarisierter Beleuchtungsstrahlung 3 kann eine vorgegebene maximale Diattenuation vorgehalten werden.In the method according to the invention for producing a microstructured or nanostructured component, in particular, a setpoint value of a polarization state of the radiation source can first be determined 2 emitted illumination radiation 3 as a function of an intended illumination setting and / or as a function of structures of the reticle to be imaged 12 be determined. This value can then be adjusted by means of the controllable undulator. By emission of elliptically polarized illumination radiation 3 can be held a predetermined maximum Diattenuation.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102013223935 A1 [0002, 0056, 0080]
WO 2015/078776 A1 [0056, 0080]
WO 2009/121438 A1 [0057]
US 2007/0152171 A1 [0057]
DE 10358225 B3 [0057]
EP 1072957 A2 [0058]
US 6198793 B1 [0058]
WO 2014/023660 A1 [0124]

Claims

Optical system for a projection exposure system ( 1 ) for microlithography comprising 1.1. at least one scanner ( 32 _i ) with 1.1.1. at least one illumination optics ( 15 ) for guiding the illumination radiation ( 3 ) to an object field to be illuminated ( 11 ) and 1.1.2. at least one projection optics ( 19 ) for mapping one in the object field ( 11 ) arranged reticles ( 12 ) in an image field ( 22 ), and 1.2. one in the beam path of the illumination radiation ( 3 ) in front of the at least one scanner ( 32 _i ) arranged first optical subsystem for providing illumination radiation ( 3 ), 1.3. wherein the first optical subsystem in such a way to a folding geometry of the scanner ( 32 _i ) that the optical system has a total attenuation of at most 20%.

Optical system according to claim 1, characterized in that the first subsystem has a first folding geometry, which results in a first diattenuation of the illumination radiation ( 3 ), which corresponds to the scanner ( 32 _i ) caused at least partially compensated.

Optical system according to one of the preceding claims, characterized in that the first optical subsystem and / or the scanner ( 32 _i ) has a diurnal rate of at least 10%.

Optical system according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least two optical subsystems, which are rotated by a rotation angle (b) against each other, wherein the rotation angle (b) is selected such that a maximum intensity difference of the illumination radiation ( 3 ) of any two polarization directions in the region of the image field ( 22 ) does not exceed 50% of the total intensity.

Optical system according to one of the preceding claims, characterized in that a collecting output beam ( 7 ) has a main beam direction which makes an angle in the range of 5 ° to 175 ° with a scanning direction and a main beam direction of the illumination radiation ( 3 ) in the area of the image field ( 22 ) level.

Optical system according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least two optical subsystems, which lead to two convolutions of the beam path of the illumination radiation ( 3 ) in two effective fold planes, with the effective fold planes enclosing an angle in the range of 45 ° to 135 ° with each other.

Projection exposure system ( 1 ) for microlithography with an optical system according to one of the preceding claims and / or with a free-electron laser (FEL) as the radiation source ( 2 ), wherein the FEL has an elliptically polarizing undulator.

Projection exposure system ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the illumination radiation ( 3 ) in the area of the image field ( 22 ) has a Stokes vector S _image = (S ₀ , S ₁ , S ₂ , S ₃ ) ^T whose second and third components (S ₁ , S ₂ ) each have at most 20% of its magnitude | S | turn off.

Projection exposure system ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the FEL elliptically polarized illumination radiation ( 3 ) emits a Stokes vector S _FEL = (S ₀ , S ₁ , S ₂ , S ₃ ) ^T , whose components are: | S ₁ | + | S ₂ | > | S ₃ | / 10> 2 | S ₀ | / 30.

A method of manufacturing a micro- or nanostructured device comprising the following steps: 10.1. Providing a projection exposure system ( 1 ) according to one of claims 7 to 9, 10.2. Providing at least one reticle ( 12 ), 10.3. Provide at least one wafer ( 24 ) with one for the illumination radiation ( 3 ) sensitive coating, 10.4. Projecting at least a portion of the at least one reticle ( 12 ) on the at least one wafer ( 24 ) using the projection exposure system ( 1 10.5. Develop the with the illumination radiation ( 3 ) exposed photosensitive layer on the wafer ( 24 ).

Method according to claim 10, characterized in that for illumination of the reticle ( 12 ) with illumination radiation ( 3 ) first as a function of an intended illumination setting and / or as a function of structures of the reticle to be imaged ( 12 ) a desired value of a polarization state of the radiation source ( 2 ) emitted illumination radiation ( 3 ) is determined and set.

Component produced by a method according to one of claims 10 to 11.