DE102015224598A1

DE102015224598A1 - illumination optics

Info

Publication number: DE102015224598A1
Application number: DE102015224598.5A
Authority: DE
Inventors: Martin Endres
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2015-12-08
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2016-03-03

Abstract

Eine Beleuchtungsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage (30) für die Mikrolithographie weist einen echt dreidimensionalen Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung (5) auf und Beleuchtungskanäle, welche zu einer Ausleuchtung von Teilbereichen eines Objektfeldes (2) führen, welche kleiner sind als das Objektfeld (2).An illumination optical system for a microlithography projection exposure apparatus (30) has a truly three-dimensional beam path of the illumination radiation (5) and illumination channels which lead to illumination of partial areas of an object field (2) which are smaller than the object field (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage. Die Erfindung betrifft außerdem ein Strahlungsquellenmodul zur Erzeugung von Beleuchtungsstrahlung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage sowie eine Projektionsbelichtungsanlage. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements und ein verfahrensgemäß hergestelltes Bauelement.The invention relates to an illumination optical system for a projection exposure apparatus. The invention also relates to a radiation source module for generating illumination radiation. Furthermore, the invention relates to an illumination system for a projection exposure apparatus and a projection exposure apparatus. Finally, the invention relates to a method for producing a micro- or nanostructured device and a device produced according to the method.

Beleuchtungssysteme für Projektionsbelichtungsanlagen sind beispielsweise aus der US 2008/0278704 A1 und der US 2009/0316130 A1 bekannt. Es besteht fortwährend Bedarf, derartige Beleuchtungssysteme weiterzuentwickeln.Lighting systems for projection exposure systems are, for example, from US 2008/0278704 A1 and the US 2009/0316130 A1 known. There is a continuing need to develop such lighting systems.

Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungsoptik gemäß Anspruch 1 gelöst. This object is achieved by an illumination optical system according to claim 1.

Der Kern der Erfindung besteht darin, Facettenspiegel einer Beleuchtungsoptik derart anzuordnen, dass der Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung in der Beleuchtungsoptik, insbesondere zwischen einer Strahlungsquelle und einem zu beleuchtenden Objektfeld beziehungsweise zwischen dem ersten Facettenspiegel und dem zu beleuchtenden Objektfeld, echt dreidimensional, das heißt nicht uniplanar verläuft. Der Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung ist insbesondere in zwei zueinander nicht parallelen Ebenen gefaltet. Diese ermöglicht es, die Einfallswinkel an den Facettenspiegeln, insbesondere am ersten Facettenspiegel, zu reduzieren. Hierdurch kann die Transmission der Beleuchtungsoptik verbessert werden.The core of the invention is to arrange facet mirrors of an illumination optical system such that the beam path of the illumination radiation in the illumination optics, in particular between a radiation source and an object field to be illuminated or between the first facet mirror and the object field to be illuminated, is truly three-dimensional, that is not uniplanar , The beam path of the illumination radiation is in particular folded in two mutually non-parallel planes. This makes it possible to reduce the angles of incidence at the facet mirrors, in particular at the first facet mirror. As a result, the transmission of the illumination optics can be improved.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Einzelspiegel der Facettenspiegel derart ausgebildet und/oder angeordnet, dass zumindest eine Teilmenge der Beleuchtungskanäle bei vollständiger Beaufschlagung des ersten Facettenspiegels mit Beleuchtungsstrahlung zu einer Ausleuchtung von Teilbereichen des Objektfeldes führt, welche kleiner sind als das Objektfeld. Von diesen Beleuchtungskanälen ausgeleuchtete Teilbereiche haben insbesondere einen Flächeninhalt, welcher höchstens 90%, insbesondere höchstens 80%, insbesondere höchstens 70%, insbesondere höchstens 60%, insbesondere höchstens 50% des Flächeninhalts des Objektfeldes beträgt. Im Fall eines Wabenkondensors mit nicht schaltbaren zweiten Facetten muss eine Balance zwischen der Transmission des Systems und dem erreichbaren Pupillenfüllgrad gefunden werden. Es ist daher nicht erstrebenswert, für kaum Licht sehende Feldfacetten mehrere Pupillenfacetten auf dem Pupillenfacettenspiegel vorzuhalten. Die oben angegebenen Flächenanteile beziehen sich insbesondere auf diese Situation. According to a further aspect of the invention, the individual mirrors of the facet mirrors are designed and / or arranged such that at least a subset of the illumination channels leads to an illumination of partial areas of the object field which are smaller than the object field when the first facet mirror is fully loaded with illumination radiation. In particular, subareas illuminated by these illumination channels have a surface area which is at most 90%, in particular at most 80%, in particular at most 70%, in particular at most 60%, in particular at most 50%, of the surface area of the object field. In the case of a honeycomb condenser with non-switchable second facets, a balance must be found between the transmission of the system and the achievable degree of pupil filling. It is therefore not desirable to provide a plurality of pupil facets on the pupil facet mirror for field facets which see little light. The surface areas given above relate in particular to this situation.

Völlig anders ist die Situation im Fall eines Spekularen Reflektors, welcher je nach Pupillenform und Lage der Eingangspupille des Objektivs ohnehin sehr stark variierende Teilfeldgrößen anbieten muss. Speziell für diese Situation ist der Vorteil der Erfindung am größten, da erstens die Schichten am meisten von kleineren Einfallwinkeln profitieren, weil die Mikrospiegelbauteile nicht identisch sind mit den Feldfacetten und die Kanalzuordnung variabel sein muss, die Beschichtung also nicht individuell angepasst werden kann, und zweitens das Fernfeld aufgrund der vielen verschiedenen Teilfeldgrößen unabhängig von der genauen Form und Orientierung von Abschattungen sehr effizient abgedeckt werden kann. In einem solchen System sind sogar Zuordnungen denkbar, für welche zur Feinkorrektur ein einzelner erster Mikrospiegel über eine zweite Facette ins Zielgebiet abgebildet wird. Dies entspricht einem Flächenanteil von etwa einem Promille. Zwischen diesen Extremen liegt der Wabenkondensor mit schaltbaren zweiten Facetten. Für ein solches System kann die oben beschriebene Balance für die jeweilige Anwendung stets neu – und zwar vom Kunden – gefunden werden. Auch dann sind sehr kleine Teilfeldgrößen insbesondere zur Feinkorrektur denkbar.The situation is completely different in the case of a specular reflector, which, depending on the shape of the pupil and the position of the entrance pupil of the objective, must offer very variable subfield sizes anyway. Especially for this situation, the advantage of the invention is greatest since, firstly, the layers benefit most from smaller angles of incidence because the micromirror components are not identical to the field facets and the channel assignment must be variable so the coating can not be customized and, secondly Because of the many different subfield sizes, the far field can be covered very efficiently, regardless of the exact shape and orientation of shadowing. In such a system even assignments are conceivable for which a single first micromirror is imaged via a second facet into the target area for fine correction. This corresponds to an area fraction of about one per thousand. Between these extremes lies the honeycomb condenser with switchable second facets. For such a system, the above-described balance for the respective application can always be found again - by the customer. Even then, very small subfield sizes are conceivable, in particular for fine correction.

Es wurde erkannt, dass durch eine geeignete Kombination einer Mehrzahl von Beleuchtungskanälen dennoch eine Ausleuchtung des Objektfeldes vorgegebenen Eigenschaften, insbesondere mit einem vorgegebenen Intensitätsprofil, insbesondere mit einer vorgegebenen Homogenität, erreicht werden kann. It has been recognized that by means of a suitable combination of a plurality of illumination channels, nevertheless an illumination of the object field predetermined properties, in particular with a predetermined intensity profile, in particular with a predetermined homogeneity, can be achieved.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst der erste Facettenspiegel eine Vielspiegelanordnung (Multi Mirror Array, MMA). Er kann insbesondere ein mikroelektromechanisches System (MEMS) umfassen. Er kann insbesondere als MEMS-MMA ausgebildet sein. Hierbei sind die Einzelspiegel als Mikrospiegel ausgebildet. Sie können im Wesentlichen beliebig gruppiert werden. Sie können insbesondere zu virtuellen ersten Facetten gruppiert werden. Die ersten Facetten können in diesem Fall zusammenhängend oder unzusammenhängend ausgebildet sein.According to another aspect of the invention, the first facet mirror comprises a multi-mirror array (MMA). In particular, it may comprise a microelectromechanical system (MEMS). In particular, it can be designed as a MEMS MMA. Here, the individual mirrors are designed as micromirrors. They can essentially be grouped arbitrarily. In particular, they can be grouped into virtual first facets. The first facets may in this case be contiguous or discontinuous.

Bei einer Ausbildung des ersten Facettenspiegels als Vielspiegelanordnung können die Beleuchtungskanäle insbesondere aus einer Mehrzahl von Teilbeleuchtungskanälen gebildet sein. Diese können insbesondere zu einer Ausleuchtung von Teilbereichen des Objektfeldes führen, welche einen Flächeninhalt aufweisen, welcher höchstens 90%, insbesondere höchstens 80%, insbesondere höchstens 70%, insbesondere höchstens 60%, insbesondere höchstens 50%, insbesondere höchstens 40%, insbesondere höchstens 30%, insbesondere höchstens 20%, insbesondere höchstens 10% des Flächeninhalts des Objektfeldes beträgt.In an embodiment of the first facet mirror as a multi-mirror arrangement, the illumination channels can be formed in particular from a plurality of partial illumination channels. These can in particular lead to an illumination of partial regions of the object field which have an area content which is at most 90%, in particular at most 80%, in particular at most 70%, in particular at most 60%, in particular at most 50%, in particular at most 40%, in particular at most 30 %, in particular at most 20%, in particular at most 10% of the surface area of the object field.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der erste Facettenspiegel derart angeordnet, dass der Einfallswinkel der Beleuchtungsstrahlung auf die ersten Facetten weniger als 19°, insbesondere weniger als 17°, insbesondere weniger als 15° beträgt. Der Einfallswinkel der Beleuchtungsstrahlung auf die ersten Facetten liegt insbesondere im Bereich von 11° ± 4°. Diese Angabe kann sich auf den maximalen Einfallswinkel oder auf den mittleren Einfallswinkel der Beleuchtungsstrahlung auf die ersten Facetten beziehen. According to a further aspect of the invention, the first facet mirror is arranged such that the angle of incidence of the illumination radiation on the first facets is less than 19 °, in particular less than 17 °, in particular less than 15 °. The angle of incidence of the illumination radiation on the first facets is in particular in the range of 11 ° ± 4 °. This indication can refer to the maximum angle of incidence or to the average angle of incidence of the illumination radiation on the first facets.

Durch Reduzierung des Einfallswinkels der Beleuchtungsstrahlung auf die ersten Facetten kann die Transmission der Beleuchtungsoptik gesteigert werden.By reducing the angle of incidence of the illumination radiation on the first facets, the transmission of the illumination optics can be increased.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Einzelspiegel des ersten Facettenspiegels für einen Einfallswinkel der Beleuchtungsstrahlung von weniger als 19°, insbesondere weniger als 17°, insbesondere weniger als 15°, insbesondere im Bereich von 11° ± 4° optimiert. Sie weisen insbesondere eine Beschichtung auf, welche für derartige Einfallswinkel optimiert ist, das heißt welche in diesem Winkelbereich ein Reflexionsmaximum aufweist. According to a further aspect of the invention, the individual mirrors of the first facet mirror are optimized for an incident angle of the illumination radiation of less than 19 °, in particular less than 17 °, in particular less than 15 °, in particular in the range of 11 ° ± 4 °. In particular, they have a coating which is optimized for such angles of incidence, that is, which has a reflection maximum in this angular range.

Durch eine Vorgabe eines relativ eng begrenzten Einfallswinkelbereichs können die Einzelspiegel des ersten Facettenspiegels besonders gut an diese Einfallswinkel angepasst werden. Außerdem konnte kann die Transmission durch eine Reduzierung der Einfallswinkel um mehr als 10% verbessert werden. Bei kleineren Winkeln aber sind die Reflektivitätsverläufe der Schichtstapel deutlich flacher und das Niveau liegt höher. Somit gewinnt man Transmission und Stabilität gegenüber Fertigungsschwankungen. By specifying a relatively narrow angle of incidence range, the individual mirrors of the first facet mirror can be adapted particularly well to these angles of incidence. In addition, the transmission could be improved by reducing the angle of incidence by more than 10%. At smaller angles, however, the Reflektivitätsverläufe the layer stack are significantly flatter and the level is higher. Thus, one gains transmission and stability over manufacturing variations.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung bilden die beiden Facettenspiegel der Beleuchtungsoptik einen Wabenkondensor. Der erste Facettenspiegel ist insbesondere in einer zum Objektfeld konjugierten Ebene angeordnet. Der zweite Facettenspiegel kann insbesondere in einer zu einer Pupillenebene konjugierten Ebene angeordnet sein. According to a further aspect of the invention, the two facet mirrors of the illumination optics form a honeycomb condenser. The first facet mirror is arranged in particular in a plane conjugate to the object field. The second facet mirror may in particular be arranged in a plane conjugate to a pupil plane.

Ein Wabenkondensor erleichtert die Auswahl der Beleuchtungskanäle, welche bei einem vorgegebenen Beleuchtungssetting zur Beleuchtung des Objektfeldes verwendet werden sollen. A honeycomb condenser facilitates the selection of the illumination channels which are to be used in a given illumination setting for illuminating the object field.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Facetten des ersten Facettenspiegels makroskopisch, insbesondere monolithisch ausgebildet. Sie weisen insbesondere eine zusammenhängende Reflexionsfläche auf. Die Form der ersten Facetten kann insbesondere abgesehen von einer Skalierung der Form des Objektfeldes entsprechen. According to a further aspect of the invention, the facets of the first facet mirror are formed macroscopically, in particular monolithically. In particular, they have a coherent reflection surface. The shape of the first facets may correspond in particular to a scaling of the shape of the object field.

Durch eine makroskopische Ausbildung der ersten Facetten wird der konstruktive Aufwand zur Herstellung des ersten Facettenspiegels verringert.By a macroscopic design of the first facets of the design effort for the production of the first facet mirror is reduced.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind im Bereich des ersten Facettenspiegels eine oder mehrere Blenden angeordnet. Hierbei kann es sich um statische oder bewegliche Blenden handeln. According to a further aspect of the invention, one or more diaphragms are arranged in the region of the first facet mirror. These can be static or movable panels.

Mittels derartiger Blenden kann das System, insbesondere bezüglich Fernfeldverschiebungen, stabilisiert werden. Durch derartige Blenden lässt sich insbesondere ein stabiler Fernfeldrand definieren. Variable, das heißt bewegliche Blenden können außerdem als sogenanntes Unicom dienen. Ein derartiges Unicom ist beispielsweise aus der US 2008/0278704 A1 , auf die hiermit verwiesen wird, bekannt.By means of such diaphragms, the system, in particular with respect to far-field shifts, can be stabilized. In particular, a stable far-field edge can be defined by means of such diaphragms. Variable, that is, movable apertures can also serve as a so-called Unicom. Such a Unicom is for example from the US 2008/0278704 A1 , to which reference is hereby known.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung können die zweiten Facetten schaltbar, das heißt verlagerbar sein. Sie können auch statisch ausgebildet sein. According to a further aspect of the invention, the second facets may be switchable, that is to say displaceable. They can also be static.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der zweite Facettenspiegel beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik angeordnet. Diese Ausführungsform wird auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Eine Stärke des Konzeptes Spekularer Reflektor besteht darin, sehr flexibel bzgl. der Eingangspupillenlage des Objektivs zu sein. Es braucht nicht einmal eine Pupillenebene. According to a further aspect of the invention, the second facet mirror is arranged at a distance from a pupil plane of the illumination optics. This embodiment is also referred to as a specular reflector. One strength of the concept of the specular reflector is to be very flexible with respect to the entrance pupil position of the objective. It does not even need a pupil level.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst der zweite Facettenspiegel eine Vielspiegelanordnung (MMA). Er umfasst insbesondere ein mikroelektromechanisches System (MEMS). Er kann insbesondere als MEMS-MMA ausgebildet sein.According to a further aspect of the invention, the second facet mirror comprises a multi-mirror arrangement (MMA). In particular, it comprises a microelectromechanical system (MEMS). In particular, it can be designed as a MEMS MMA.

Hierdurch wird die Flexibilität der Beleuchtungsoptik weiter verbessert.This further improves the flexibility of the illumination optics.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Beleuchtungsoptik einen kippbaren Retikelhalter. Die Beleuchtungsoptik kann insbesondere einen Retikelhalter umfassen, welcher derart angeordnet beziehungsweise anordenbar ist, dass das in der Objektebene angeordnete Retikel nicht parallel zu einer Horizontalebene, das heißt nicht perfekt senkrecht zu einer durch die Gravitationsrichtung vorgegebenen Vertikalrichtung ausgerichtet ist. Auch hierdurch lassen sich die Einfallswinkel, insbesondere am ersten Facettenspiegel, verbessern. According to a further aspect of the invention, the illumination optics comprises a tiltable reticle holder. The illumination optics may in particular comprise a reticle holder which is arranged or can be arranged such that the reticle arranged in the object plane is not aligned parallel to a horizontal plane, ie not perfectly perpendicular to a vertical direction predetermined by the gravitational direction. This also makes it possible to improve the angles of incidence, in particular on the first facet mirror.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Strahlungsquellenmodul für eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch ein Strahlungsquellenmodul mit einer Einrichtung zum Einschießen von Tröpfchen in einen Plasmaerzeugungsbereich entlang einer vorgegebenen Trajektorie, welche veränderbar ist, gelöst.Another object of the invention is to improve a radiation source module for a projection exposure apparatus. This object is achieved by a radiation source module with a device for injecting droplets into one Plasma generating region along a predetermined trajectory, which is variable, solved.

Es ist insbesondere möglich und vorteilhaft, die Orientierung des Tröpfchengenerators an die Orientierung insbesondere der makroskopischen Feldfacetten anzupassen. Dies gilt entsprechend für den Fall eines Wabenkondensors mit Mikrospiegeln auf dem ersten Facettenspiegel. In particular, it is possible and advantageous to adapt the orientation of the droplet generator to the orientation, in particular of the macroscopic field facets. This applies correspondingly in the case of a honeycomb condenser with micromirrors on the first facet mirror.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Trajektorie, entlang welcher die Tröpfchen in den Plasmaerzeugungsbereich eingeschossen werden, zu einer bestimmten Obskuration im Strahlengang der Beleuchtungsoptik führt. Durch eine Änderung der Trajektorie, beispielsweise durch eine Verdrehung der Einschussrichtung und die optischen Achse des Quellmoduls, lässt sich die Lage, insbesondere die Ausrichtung dieser Obskuration anpassen.According to the invention, it has been recognized that the trajectory along which the droplets are injected into the plasma generation region leads to a specific obscuration in the beam path of the illumination optics. By changing the trajectory, for example by a rotation of the insertion direction and the optical axis of the source module, the position, in particular the orientation of this obscuration can be adjusted.

Das Strahlungsquellenmodul kann insbesondere einen im Wesentlichen rechteckigen Schatten im Fernfeld aufweisen, welcher so orientiert ist, dass seine lange Ausdehnung im Wesentlichen parallel zur langen Ausdehnung des Feldes oder der Urbilder des Feldes ist.In particular, the radiation source module can have a substantially rectangular shadow in the far field, which is oriented such that its long extension is substantially parallel to the long extension of the field or the original images of the field.

Durch eine Translation der Strahlungsquelle oder eine Rotation derselben um eine parallel zur Gravitationsrichtung verlaufende Achse kann die Lage der Obskuration relativ zum Objektfeld verändert werden. Es ist jedoch weiterhin möglich, die ansonsten identische Strahlungsquelle zu verwenden.By a translation of the radiation source or a rotation thereof about an axis parallel to the direction of gravity, the position of the obscuration relative to the object field can be changed. However, it is still possible to use the otherwise identical radiation source.

Außerdem kann der Tröpfchengenerator um die Rotationsachse, insbesondere die Symmetrieachse der Strahlungsquelle, gedreht werden. Hierdurch kann die Ausrichtung der Obskuration im Fernfeld verändert werden. Es ist insbesondere möglich, die Obskuration parallel zur langen Seite der Feldfacetten auszurichten.In addition, the droplet generator can be rotated about the axis of rotation, in particular the axis of symmetry of the radiation source. This allows you to change the orientation of the obscuration in the far field. In particular, it is possible to align the obscuration parallel to the long side of the field facets.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage und eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern. Diese Aufgaben werden durch eine Beleuchtungsoptik gemäß der vorhergehenden Beschreibung und/oder ein Strahlungsquellen-Modul gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus den bereits beschriebenen. Another object of the invention is to improve a lighting system for a projection exposure apparatus and a projection exposure apparatus. These objects are achieved by an illumination optics according to the preceding description and / or a radiation source module according to the preceding description. The advantages result from those already described.

Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein entsprechendes Bauelement zu verbessern. Diese Aufgaben werden durch Bereitstellen einer Projektionsbelichtungsanlage gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst. Die Vorteile ergeben sich wiederum aus den bereits beschriebenen. Further objects of the invention are to improve a method for producing a microstructured or nanostructured component as well as a corresponding component. These objects are achieved by providing a projection exposure apparatus as described above. The advantages again result from those already described.

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

1 schematisch einen Meridionalschnitt durch eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem Beleuchtungssystem zur Ausleuchtung eines Objektfeldes mit Beleuchtungsstrahlung zur Erläuterung der Funktion der beteiligten Komponenten, 1 FIG. 2 schematically, a meridional section through a projection exposure apparatus with an illumination system for illuminating an object field with illumination radiation to explain the function of the components involved, FIG.

2 schematisch einen Ausschnitt aus dem Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung der Beleuchtungsoptik zur Erläuterung von Aspekten der Erfindung, 2 2 schematically shows a section from the beam path of the illumination radiation of the illumination optical system for explaining aspects of the invention,

3 schematisch eine Abdeckung des ersten Facettenspiegels mit Spiegel-Modulen, wobei die Berandung des ausgeleuchteten Bereichs auf dem ersten Facettenspiegel dargestellt ist. Die x-Achse verläuft bei dieser Darstellung parallel zur langen Ausdehnung der Urbilder des Objektfeldes des Objektivs. Die horizontale Obskuration im Strahlungsquellenmodul verläuft schräg. 3 schematically a cover of the first facet mirror with mirror modules, wherein the boundary of the illuminated area is shown on the first facet mirror. In this illustration, the x-axis runs parallel to the long extent of the original images of the object field of the objective. The horizontal obscuration in the radiation source module is inclined.

4 schematisch eine exemplarische Aufteilung des ersten Facettenspiegels in erste Facetten für den Fall eines bogenförmigen Objektfeldes, 4 2 schematically shows an exemplary division of the first facet mirror into first facets in the case of an arcuate object field,

5 eine Darstellung entsprechend der 4 für den Fall eines rechteckigen Objektfeldes, 5 a representation according to the 4 in the case of a rectangular object field,

6 schematisch eine Darstellung gemäß 3 unter der Randbedingung, dass jede der Feldfacetten zur vollständigen Ausleuchtung des Objektfeldes geeignet sein soll, 6 schematically a representation according to 3 under the boundary condition that each of the field facets should be suitable for complete illumination of the object field,

7 schematisch die Aufteilung des Feldfacettenspiegels gemäß 6 in einzelne Feldfacetten und 7 schematically the division of the field facet mirror according to 6 into individual field facets and

8 eine Darstellung gemäß 7 für den Fall, dass die Randbedingung, wonach einzelne Feldfacetten komplette ausgeleuchtet sein müssen, fallengelassen wurde. 8th a representation according to 7 in the event that the boundary condition, according to which individual field facets must be completely illuminated, has been dropped.

Im Folgenden wird zunächst der allgemeine Aufbau einer Projektionsbelichtungsanlage 30 mit einem Beleuchtungssystem 1 zur Ausleuchtung eines Objektfeldes 2 mit Beleuchtungsstrahlung 5 beschrieben.The following is the general structure of a projection exposure system 30 with a lighting system 1 for illuminating an object field 2 with illumination radiation 5 described.

In der 1 ist zur Beschreibung von Lagebeziehungen exemplarisch ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet, auf das nachfolgend noch Bezug genommen wird. Die x-Achse weist auf den Betrachter zu, die y-Achse weist nach rechts und die z-Achse nach oben. Das Objektfeld 2 erstreckt sich parallel zur xy-Ebene und hat in x-Richtung eine größere Erstreckung als in y-Richtung. Das Objektfeld 2 ist rechteckig. Es kann auch bogenförmig ausgebildet sein. In the 1 For describing positional relationships, a Cartesian xyz coordinate system is shown by way of example, to which reference will now be made. The x-axis points towards the viewer, the y-axis points to the right, and the z-axis points upward. The object field 2 extends parallel to the xy plane and has a greater extent in the x direction than in the y direction. The object field 2 is rectangular. It may also be arcuate.

Das Objektfeld 2 hat eine Ausdehnung von etwa 100 mm in x-Richtung und 8 mm in y-Richtung. Das Objektfeld 2 ist insbesondere größer als 100 mm², insbesondere größer als 500 mm².The object field 2 has an extension of about 100 mm in the x-direction and 8 mm in the y-direction. The object field 2 is in particular greater than 100 mm ² , in particular greater than 500 mm ² .

Das Beleuchtungssystem 1 dient zur Beleuchtung eines Objekts 4, welches auch als Retikel bezeichnet wird. Das Retikel 4 umfasst die von einer nachgestalteten Projektionsoptik 29 auf einen Wafer 28 abzubildenden Strukturen.The lighting system 1 is used to illuminate an object 4 which is also called a reticle. The reticle 4 includes that of a redesigned projection optics 29 on a wafer 28 structures to be imaged.

Das Retikel 4 ist derart angeordnet, dass seine von der Beleuchtungsstrahlung 5 beleuchtete Oberfläche im Bereich einer Objektebene 3 angeordnet ist. Die Objektebene 3 erstreckt sich parallel zur xy-Ebene.The reticle 4 is arranged such that its from the illumination radiation 5 illuminated surface in the area of an object plane 3 is arranged. The object plane 3 extends parallel to the xy plane.

Als Beleuchtungsstrahlung 5 dient insbesondere EUV-Strahlung. Die Beleuchtungsstrahlung 5 hat insbesondere eine Wellenlänge von weniger als 30 nm, insbesondere von 13,5 nm oder 7 nm. Auch andere EUV-Wellenlängen sind möglich.As illumination radiation 5 in particular serves EUV radiation. The illumination radiation 5 in particular has a wavelength of less than 30 nm, in particular of 13.5 nm or 7 nm. Other EUV wavelengths are possible.

Von der Beleuchtungsstrahlung 5 sind zur besseren Übersichtlichkeit lediglich Randstrahlen 6 sowie ein zentraler Strahl 7, welcher auch als Hauptstrahl bezeichnet wird, dargestellt. Der Verlauf der Beleuchtungsstrahlung 5 ist in den Figuren sehr schematisch und stark vereinfacht wiedergegeben. From the illumination radiation 5 are for better clarity, only marginal rays 6 as well as a central beam 7 , which is also referred to as main beam, shown. The course of the illumination radiation 5 is shown in the figures very schematically and greatly simplified.

Als Strahlungsquelle 8 für die Beleuchtungsstrahlung 5 dient insbesondere eine Plasmaquelle. Auch andere Quellentypen für EUV-Strahlung sind möglich.As a radiation source 8th for the illumination radiation 5 in particular serves a plasma source. Other source types for EUV radiation are possible.

Ein Kollektor 9 bündelt die von der Strahlungsquelle 8 ausgehende Beleuchtungsstrahlung 5 durch Reflexion in Richtung des Hauptstrahls 7. Diese Richtung wird auch als Richtung der optischen Achse bezeichnet.A collector 9 bundles the from the radiation source 8th outgoing illumination radiation 5 by reflection in the direction of the main ray 7 , This direction is also referred to as the direction of the optical axis.

Längs der optischen Achse wird die Beleuchtungsstrahlung 5 durch nachfolgende optische Elemente zum Objektfeld 2 geführt. Bei diesen optischen Elementen handelt es sich um reflektierende optische Elemente. Das Beleuchtungssystem 1 umfasst insbesondere ausschließlich reflektierende optische Elemente. Es ist somit katoptrisch ausgebildet. Along the optical axis, the illumination radiation 5 by subsequent optical elements to the object field 2 guided. These optical elements are reflective optical elements. The lighting system 1 In particular, it comprises exclusively reflective optical elements. It is thus catoptric.

Ein erster Facettenspiegel 10 dient zur Erzeugung sekundärer Lichtquellen im Beleuchtungssystem 1. Der erste Facettenspiegel 10 ist in einer zum Objektfeld 2 konjugierten Ebene angeordnet. Er wird daher auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. A first facet mirror 10 serves to generate secondary light sources in the lighting system 1 , The first facet mirror 10 is in one to the object field 2 arranged conjugate level. It is therefore also called a field facet mirror.

Im Strahlengang nach dem ersten Facettenspiegel 10 ist ein zweiter Facettenspiegel 11 angeordnet. Der zweite Facettenspiegel 11 wird auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Er kann in einer Pupillenebene des Beleuchtungssystems angeordnet sein. In diesem Fall wird die Anordnung des ersten Facettenspiegels 10 und des zweiten Facettenspiegels 11 auch als Wabenkondensor bezeichnet.In the beam path after the first facet mirror 10 is a second facet mirror 11 arranged. The second facet mirror 11 is also referred to as a pupil facet mirror. It can be arranged in a pupil plane of the illumination system. In this case, the arrangement of the first facet mirror 10 and the second facet mirror 11 also called honeycomb condenser.

Der zweite Facettenspiegel 11 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene des Beleuchtungssystems 1 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Anordnung des ersten Facettenspiegels 10 und des zweiten Facettenspiegels 11 als spekularer Reflektor bezeichnet. The second facet mirror 11 may also be spaced to a pupil plane of the illumination system 1 be arranged. In this case, the arrangement of the first facet mirror 10 and the second facet mirror 11 referred to as a specular reflector.

Stellvertretend für die Vielzahl der vom ersten Facettenspiegel 10 erzeugten sekundären Lichtquellen ist in der 1 auf dem zweiten Facettenspiegel 11 eine sekundäre Lichtquelle 11a schematisch angedeutet. Dem zweiten Facettenspiegel 11 im Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung 5 nachgeordnet ist eine Strahlführungsoptik 12 mit weiteren Spiegeln 13, 14, 15. Auf die Strahlführungsoptik 12 kann auch verzichtet werden. Die Beleuchtungsstrahlung 5 kann insbesondere direkt vom zweiten Facettenspiegel 11 zum Objektfeld 2 geführt werden. Dies ist exemplarisch in der 2 dargestellt. Der letzte Spiegel 15 im Strahlengang vor dem Objektfeld 2 wird mit streifendem Einfall beleuchtet. Es handelt sich somit insbesondere um einen sogenannten Grazing Incidence-Spiegel (GI-Spiegel).Representing the variety of the first facet mirror 10 generated secondary light sources is in the 1 on the second facet mirror 11 a secondary light source 11a indicated schematically. The second facet mirror 11 in the beam path of the illumination radiation 5 downstream is a beam guiding optics 12 with more mirrors 13 . 14 . 15 , On the beam guiding optics 12 can also be dispensed with. The illumination radiation 5 in particular, directly from the second facet mirror 11 to the object field 2 be guided. This is exemplary in the 2 shown. The last mirror 15 in the beam path in front of the object field 2 is illuminated with grazing incidence. It is thus in particular a so-called grazing incidence mirror (GI mirror).

Die sekundären Lichtquellen 11a werden durch Reflexion am Retikel 4 in eine Pupillenebene 16 der schematisch angedeuteten Projektionsoptik 29 abgebildet. Der Strahlungsverlauf der Beleuchtungsstrahlung 5 im Bereich der Projektionsoptik 29 ist in der 1 nicht realitätsnah wiedergegeben. Für Beispiele des Strahlungsverlaufs der Beleuchtungsstrahlung 5 im Bereich der Projektionsoptik 29 sei auf den Stand der Technik, beispielsweise 84 der US 6,859,328 B2 , verwiesen.The secondary light sources 11a become by reflection at the reticle 4 in a pupil plane 16 the schematically indicated projection optics 29 displayed. The radiation profile of the illumination radiation 5 in the field of projection optics 29 is in the 1 not realistic. For examples of the radiation profile of the illumination radiation 5 in the field of projection optics 29 be on the state of the art, for example 84 of the US Pat. No. 6,859,328 B2 , referenced.

Unterhalb der Pupillenebene 16 ist der Wafer 28 angeordnet, auf den die Struktur des Retikels 4 abgebildet werden soll.Below the pupil level 16 is the wafer 28 arranged on which the structure of the reticle 4 should be displayed.

Weitere Komponenten wie beispielsweise ein Retikelhalter oder ein Waferhalter sowie die optischen Komponenten der Projektionsoptik 29 sind in der 1 nicht dargestellt.Other components such as a reticle holder or a wafer holder and the optical components of the projection optics 29 are in the 1 not shown.

Zwischen dem Spiegel 15 und dem Objektfeld 2 verläuft der Hauptstrahl 7 entlang einem Abschnitt 17, der nachfolgend als Feld-Achsabschnitt bezeichnet wird. Der Feld-Achsabschnitt 17 des Hauptstrahls 7 liegt in einer Beleuchtungs-Hauptebene 18, die beim Beleuchtungssystem 1 nach 1 mit der yz-Ebene, also der Zeichenebene der 1, zusammenfällt. Between the mirror 15 and the object field 2 runs the main beam 7 along a section 17 hereinafter referred to as field axis section. The field axis section 17 of the main beam 7 lies in a lighting main level 18 in the lighting system 1 to 1 with the yz plane, that is the drawing plane of the 1 , coincides.

Der Feld-Achsabschnitt 17 des Hauptstrahls 7 schließt mit der Objektebene 3 einen Winkel ein, der kleiner ist als 90°. Sofern nachfolgend Winkel zwischen Strahlen beziehungsweise Strahlabschnitten, Achsen beziehungsweise Achsabschnitten oder zwischen Strahlen oder Achsen und Ebene angegeben werden, wird jeweils der Winkel genommen, der kleiner ist als 90°. The field axis section 17 of the main beam 7 closes with the object plane 3 an angle that is less than 90 °. If subsequently angles between beams or beam sections, axes or axle sections or between beams or axes and plane are specified, the angle is taken in each case, which is smaller than 90 °.

Zwischen dem Kollektor 9 und dem ersten Facettenspiegel 10 verläuft der Hauptstrahl 7 entlang einem Abschnitt, der nachfolgend als Quellen-Achsabschnitt 19 bezeichnet wird. Vorzugsweise trifft die Beleuchtungsstrahlung 5, insbesondere der Hauptstrahl 7, auf die Facettenspiegel 10, 11 unter einem Einfallswinkel auf, der kleiner ist als 19°, insbesondere kleiner als 17°, insbesondere kleiner als 15°. Der Einfallswinkel liegt insbesondere im Bereich von 11 ± 4°. Die Einfallswinkel sind dabei, wie in der Optik üblich, definiert als Winkel zwischen dem jeweils auf das optische Element einfallenden Achsabschnitt und der Normalen auf die Auftreff-Fläche dieses optischen Elements. Between the collector 9 and the first facet mirror 10 runs the main beam 7 along a section, hereinafter referred to as source axis section 19 referred to as. Preferably, the illumination radiation strikes 5 , especially the main beam 7 , on the facet mirror 10 . 11 at an angle of incidence which is less than 19 °, in particular less than 17 °, in particular less than 15 °. The angle of incidence is in particular in the range of 11 ± 4 °. As is customary in optics, the angles of incidence are defined as the angle between the respective axis section incident on the optical element and the normal to the surface of incidence of this optical element.

Durch eine Reduzierung des Einfallswinkels lässt sich die Transmission, insbesondere die Reflexivität der Einzelspiegel der Facettenspiegel 10, 11 verbessern. Hierdurch lässt sich insbesondere die thermale Last auf den Einzelspiegeln verringern. Dies ist insbesondere im Falle von Mikrospiegeln von erheblichem Vorteil.By reducing the angle of incidence can be the transmission, in particular the reflectivity of the individual mirror facet mirror 10 . 11 improve. In particular, this reduces the thermal load on the individual mirrors. This is of particular advantage in the case of micromirrors.

Bei der exemplarischen Darstellung des Verlaufs der Beleuchtungsstrahlung 5 gemäß 2 verläuft der Feld-Achsabschnitt 17 zwischen dem zweite Facettenspiegel 11 und der Objektebene 3. In the exemplary representation of the course of the illumination radiation 5 according to 2 the field axis section runs 17 between the second facet mirror 11 and the object plane 3 ,

Bei dem exemplarisch in 2 dargestellten Verlauf der Beleuchtungsstrahlung 5 verläuft der Quellen-Achsabschnitt 19 schräg zur Beleuchtungs-Hauptebene 18, was in der 2 durch eine gestrichelte Darstellung des Quellen-Achsabschnitts 19 angedeutet ist. Entsprechend verläuft ein Achsabschnitt 21 zwischen dem ersten Facettenspiegel 10 und dem zweiten Facettenspiegel 11 schräg, das heißt geneigt zur Beleuchtungs-Hauptebene 18.In the example in 2 illustrated course of the illumination radiation 5 the source axis section runs 19 at an angle to the lighting main level 18 what in the 2 by a dashed representation of the source axis section 19 is indicated. Accordingly, an axis section runs 21 between the first facet mirror 10 and the second facet mirror 11 oblique, that is inclined to the main illumination plane 18 ,

Der zweite Facettenspiegel 11 ist aufgrund der Neigung des Achsabschnitts 21 relativ zum ersten Facettenspiegel 10 in x-Richtung versetzt angeordnet. Dies ermöglicht eine kompakte Anordnung der optischen Elemente des Beleuchtungssystems 1.The second facet mirror 11 is due to the inclination of the axle section 21 relative to the first facet mirror 10 arranged offset in the x direction. This allows a compact arrangement of the optical elements of the lighting system 1 ,

Der Winkel zwischen einer Projektion des Quellen-Achsabschnitts 19 auf die Beleuchtungs-Hauptebene 18 und einer Projektion des Feld-Achsabschnitts 17 auf die Beleuchtungs-Hauptebene 18 beträgt beim Beleuchtungssystem 1 gemäß 2 etwa 38°. The angle between a projection of the source axis section 19 on the main lighting level 18 and a projection of the field axis section 17 on the main lighting level 18 is the lighting system 1 according to 2 about 38 °.

Abweichungen von der in 2 exemplarisch dargestellten Anordnung der Facettenspiegel 10, 11 sind möglich. Für weitere exemplarische Anordnungen der Facettenspiegel 10, 11 beziehungsweise Ausbildungen des Beleuchtungssystems 1 wird stellvertretend auf die US 2009/0316130 A1 verwiesen.Deviations from the in 2 exemplified arrangement of the facet mirror 10 . 11 are possible. For further exemplary arrangements of facet mirrors 10 . 11 or embodiments of the lighting system 1 becomes representative of the US 2009/0316130 A1 directed.

Allgemein gilt, dass die Facettenspiegel 10, 11 derart angeordnet sind, dass der Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung 5 nicht uniplanar verläuft. Der Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung 5 weist insbesondere eine dreidimensionale Faltung, das heißt Faltungen in mindestens zwei nicht parallelen Ebenen auf.Generally, the facet mirror 10 . 11 are arranged such that the beam path of the illumination radiation 5 not uniplanar runs. The beam path of the illumination radiation 5 In particular, it has a three-dimensional convolution, that is, convolutions in at least two non-parallel planes.

Der erste Facettenspiegel 10 ist mit anderen Worten aus der Beleuchtungs-Hauptebene 8 herausgedreht. Er ist in x-Richtung zur Beleuchtungs-Hauptebene 18 versetzt angeordnet. Hierdurch wirkt die Drehung des zweiten Facettenspiegels 11 der des ersten Facettenspiegels 10 nicht mehr entgegen. Es ist möglich, bei gleicher Orientierung des Strahlungsquellenmoduls relativ zur Gravitation, die Einfallswinkel der Beleuchtungsstrahlung 5 am ersten Facettenspiegel 10 erheblich zu reduzieren.The first facet mirror 10 in other words, from the main illumination plane 8th unscrewed. It is in the x-direction to the main illumination plane 18 staggered. As a result, the rotation of the second facet mirror acts 11 that of the first facet mirror 10 no longer contrary. It is possible, with the same orientation of the radiation source module relative to gravity, the angle of incidence of the illumination radiation 5 at the first facet mirror 10 to reduce considerably.

Im Folgenden werden weitere Aspekte des Beleuchtungssystems 1, insbesondere der Feldfacettenspiegel 10, 11, beschrieben.Below are other aspects of the lighting system 1 , in particular the field facet mirror 10 . 11 , described.

Eine Konsequenz der 3D-Faltung des Strahlengangs der Beleuchtungsstrahlung 5 ist, dass eine sich aus der Trajektorie der Zinntröpfchen, welche zur Erzeugung des Plasmas in der Strahlungsquelle 8 dienen, ergebende Obskuration 34 nicht mehr parallel zur x-Richtung, das heißt nicht mehr parallel zur langen Ausdehnung des Objektfeldes 2 ist, sondern schräg verläuft. Dies ist exemplarisch in den 3 bis 8 dargestellt. Hierdurch wird die effiziente Abdeckung des Fernfeldes durch die Facetten 31 des ersten Facettenspiegels 10 erschwert. A consequence of the 3D folding of the beam path of the illumination radiation 5 is that one is derived from the trajectory of the tin droplets, which is used to generate the plasma in the radiation source 8th serve, resulting obscuration 34 no longer parallel to the x-direction, ie no longer parallel to the long extension of the object field 2 is, but runs obliquely. This is exemplary in the 3 to 8th shown. This will provide the efficient coverage of the far field through the facets 31 of the first facet mirror 10 difficult.

Der erste Facettenspiegel 10 kann makroskopische, insbesondere monolithisch ausgebildete Facetten 31 aufweisen. Es ist insbesondere möglich, den ersten Facettenspiegel 10 ausschließlich mit ersten Facetten 31 auszubilden, welche jeweils eine durchgehende, einfach zusammenhängende Reflexionsfläche aufweisen.The first facet mirror 10 can macroscopic, in particular monolithically formed facets 31 exhibit. It is possible, in particular, the first facet mirror 10 exclusively with first facets 31 form, each having a continuous, simply contiguous reflection surface.

Alternativ hierzu kann der erste Facettenspiegel 10 eine Vielspiegel-Anordnung (Multi Mirror Array, MMA), insbesondere ein MEMS-MMA aufweisen. Er kann insbesondere insgesamt als MEMS-MMA ausgebildet sein. Für Details einer entsprechenden Ausbildung sei beispielsweise auf die WO 2009/100856 A1 verwiesen, deren Inhalt hiermit vollständig in die vorliegende Anmeldung integriert sei.Alternatively, the first facet mirror 10 a multi-mirror array (MMA), in particular having a MEMS MMA. In particular, it can be designed overall as a MEMS MMA. For details of an appropriate training is for example on the WO 2009/100856 A1 reference, the content of which is hereby fully integrated into the present application.

Entsprechendes gilt für den zweiten Facettenspiegel 11. Die Facetten des zweiten Facettenspiegels 11 können makroskopisch, insbesondere monolithisch ausgebildet sein. Sie können jeweils eine durchgehende, einfach zusammenhängende Reflexionsfläche aufweisen. Der zweite Facettenspiegel 11 kann auch als MMA, insbesondere als MEMS-MMA ausgebildet sein. The same applies to the second facet mirror 11 , The facets of the second facet mirror 11 can be macroscopic, in particular monolithic. They can each have a continuous, simply coherent reflection surface. The second facet mirror 11 can also be designed as MMA, in particular as MEMS MMA.

Im Falle einer Ausbildung des Facettenspiegels 10 und/oder 11 als MEMS-MMA werden die entsprechenden Facetten durch eine Gruppierung von Mikrospiegeln zu Einzelspiegelgruppen 33 gebildet. Diese Gruppierung ist flexibel wählbar und veränderbar. Bei den Facetten handelt es sich in diesem Fall um virtuelle Facetten. Sie können im Wesentlichen einfach zusammenhängend ausgebildet sein. Dies ist nicht zwingend nötig. Sie können insbesondere auch mehrere Teilbereiche aufweisen, die untereinander unzusammenhängend ausgebildet sind.In case of formation of the facet mirror 10 and or 11 As MEMS-MMA, the corresponding facets become a grouping of micromirrors into individual mirror groups 33 educated. This grouping is flexibly selectable and changeable. The facets in this case are virtual facets. They can be essentially simply connected. This is not absolutely necessary. In particular, they can also have a plurality of subregions which are designed to be incoherent with one another.

Bezüglich einer Gruppierung der Einzelspiegel zu Einzelspiegelgruppen 33 sei auf die DE 10 2014 217 611 verwiesen, die hiermit ebenfalls vollständig als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung in diese integriert ist. Regarding a grouping of the individual mirrors into individual mirror groups 33 be on the DE 10 2014 217 611 referenced, which is hereby also incorporated in its entirety as part of the present application.

Die Einzelspiegel des ersten Facettenspiegels 10 können insbesondere zu Einzelspiegelgruppen gruppiert sein, welche aus nicht zusammenhängenden Einzelspiegel-Untergruppen aufgebaut sind. Die zur selben Einzelspiegelgruppe gehörenden Einzelspiegel-Untergruppen werden dennoch über ein und dieselbe Facette des zweiten Facettenspiegels 11 in das Objektfeld 2 abgebildet.The individual mirrors of the first facet mirror 10 may in particular be grouped into individual mirror groups, which are composed of non-contiguous individual mirror subgroups. Nevertheless, the individual mirror subgroups belonging to the same individual mirror group will have one and the same facet of the second facet mirror 11 in the object field 2 displayed.

Die Einzelspiegel des ersten Facettenspiegels 10 sind insbesondere verlagerbar, insbesondere verschwenkbar. Hierdurch ist eine Zuordnung der Einzelspiegel des ersten Facettenspiegels 10 zu den Einzelspiegeln des zweiten Facettenspiegels 11 veränderbar, insbesondere flexibel wählbar. Die Facetten des ersten Facettenspiegels 10 werden daher auch als schaltbar bezeichnet. The individual mirrors of the first facet mirror 10 are in particular displaced, in particular pivotable. This results in an assignment of the individual mirrors of the first facet mirror 10 to the individual mirrors of the second facet mirror 11 changeable, in particular flexibly selectable. The facets of the first facet mirror 10 are therefore also referred to as switchable.

Die Zuordnung jeweils einer der ersten Facetten des ersten Facettenspiegels 10 zu einer der zweiten Facetten des zweiten Facettenspiegels 11 dient der Ausbildung eines sogenannten Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung zumindest eines Teilbereichs des Objektfeldes 2. The assignment in each case one of the first facets of the first facet mirror 10 to one of the second facets of the second facet mirror 11 serves to form a so-called illumination channel for illuminating at least a portion of the object field 2 ,

Die Einzelspiegel des ersten Facettenspiegels 10 können jeweils eine Seitenlänge von weniger als 10 mm, insbesondere weniger als 5 mm, insbesondere weniger als 2 mm, insbesondere im Mikrometerbereich haben. Sie werden daher auch als Mikrospiegel bezeichnet. The individual mirrors of the first facet mirror 10 each may have a side length of less than 10 mm, in particular less than 5 mm, in particular less than 2 mm, in particular in the micrometer range. They are therefore also referred to as micromirrors.

Der erste Facettenspiegel 10 kann insbesondere eine Vielzahl von Modulen 32 mit MEMS-MMA aufweisen. Eine exemplarische Überdeckung des ersten Facettenspiegels 10 mit Modulen 32 ist in 3 dargestellt. Alternative Anordnungen der Module 32 sind ebenso möglich. The first facet mirror 10 In particular, a variety of modules 32 with MEMS-MMA. An exemplary overlap of the first facet mirror 10 with modules 32 is in 3 shown. Alternative arrangements of the modules 32 are also possible.

Die Module können vorzugsweise beliebig aneinandergesetzt werden. Hierdurch lässt sich die Gesamtreflexionsfläche des ersten Facettenspiegels 10 im Wesentlichen beliebig erweitern. Für weitere Details der MEMS-MMA sei auf die WO 2009/100856 A1 und die WO 2012/130768 A2 verwiesen, die hiermit beide als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung in diese integriert sind.The modules can preferably be put together arbitrarily. This allows the total reflection surface of the first facet mirror 10 essentially expand arbitrarily. For further details of the MEMS MMA, please refer to the WO 2009/100856 A1 and the WO 2012/130768 A2 referenced, both of which are hereby incorporated as part of the present application in this.

Vorzugsweise umfasst sowohl der erste Facettenspiegel 10 als auch der zweite Facettenspiegel 11 derartige MEMS-MMA. Die beiden Facettenspiegel 10, 11 sind insbesondere als MEMS-MMA ausgebildet.Preferably, both the first facet mirror comprises 10 as well as the second facet mirror 11 such MEMS MMA. The two facet mirrors 10 . 11 are in particular designed as MEMS MMA.

Der zweite Facettenspiegel 11 kann beabstandet zu einer Pupillenebene des Beleuchtungssystems 1 angeordnet sein. Bezüglich der Zuordnungen der Einzelspiegelgruppen 33 des ersten Facettenspiegels 10 zu Facetten des zweiten Facettenspiegels 11 und ein Verfahren zum Bestimmen von derartigen Zuordnungen wird auf die DE 10 2014 217 611 verwiesen.The second facet mirror 11 may be spaced from a pupil plane of the illumination system 1 be arranged. Regarding the assignments of the individual mirror groups 33 of the first facet mirror 10 to facets of the second facet mirror 11 and a method for determining such assignments is applied to DE 10 2014 217 611 directed.

Die Beleuchtung des Objektfeldes 2 mit Beleuchtungsstrahlung 5 kann insbesondere nach Art eines spekularen Reflektors erfolgen. Das Prinzip des spekularen Reflektors ist beispielsweise bekannt aus der US 2006/0132747 A1 . The illumination of the object field 2 with illumination radiation 5 can be done in particular in the manner of a specular reflector. The principle of the specular reflector is known, for example from the US 2006/0132747 A1 ,

In der 4 ist exemplarisch ein Puzzle von Einzelspiegelgruppen 33 auf dem ersten Facettenspiegel 10 dargestellt, welches sich im Falle eines spekularen Reflektors mit unterschiedlich großen Teilfeldern ergab. Der Anteil der genutzten Mikrospiegel liegt bei über 94%. Die Puzzleeffizienz lag bei über 97%. In the 4 is an example of a puzzle of individual mirror groups 33 on the first facet mirror 10 shown, which resulted in the case of a specular reflector with different size subfields. The proportion of micromirrors used is over 94%. The puzzle efficiency was over 97%.

Während in 4 der Fall für ein kreisringsegmentförmiges Objektfeld dargestellt ist, zeigt 5 exemplarisch eine entsprechende Belegung des ersten Facettenspiegels 10 mit Einzelspiegelgruppen 33 für den Fall eines rechteckigen Objektfeldes 2. Die Puzzleeffizienz lag wiederum bei über 97%. Auch bei den Belegungen des ersten Facettenspiegels 10 mit Einzelspiegelgruppen 33 gemäß einer der 4 oder 5 tragen die Facetten des zweiten Facettenspiegels 11 ein Bild des von der Strahlungsquelle 8 erzeugten Plasmas. Sie bilden insbesondere die Facetten des ersten Facettenspiegels 10 in das Objektfeld 2 ab. Allerdings können sie im Falle eines spekularen Reflektors nicht mehr das gesamte Objektfeld 2 ausleuchten, ohne den gewünschten Bereich der Pupille zu verlassen. While in 4 the case for a circular segment-shaped object field is shown, shows 5 an example of a corresponding assignment of the first facet mirror 10 with individual mirror groups 33 in the case of a rectangular object field 2 , The puzzle efficiency was again over 97%. Also with the assignments of the first facet mirror 10 with individual mirror groups 33 according to one of 4 or 5 wear the facets of the second facet mirror 11 an image of the radiation source 8th generated plasma. In particular, they form the facets of the first facet mirror 10 in the object field 2 from. However, in the case of a specular reflector, they can no longer cover the entire object field 2 illuminate without leaving the desired area of the pupil.

Zur Beleuchtung des Objektfeldes 2 werden sehr viele unterschiedliche Teilfelder überlagert. Die Überlagerung dieser Teilfelder erlaubt es, die Form des Fernfeldes sehr gut nachzubilden. Da die Teilfelder in Anzahl und Form von der Pupillenform abhängen, müssen die Teilfelder für ein flexibles System virtuell sein. Sie werden insbesondere durch eine Gruppierung von Mikrospiegeln gebildet. Vorzugsweise sind die Facetten des zweiten Facettenspiegels 11 schaltbar, das heißt insbesondere verlagerbar. Hierdurch wird es ermöglicht, die Parkettierung des Fernfeldes sehr effizient zu machen. Durch Verwendung von schaltbaren Facetten auf dem zweiten Facettenspiegel 11 ist es insbesondere möglich, die energetische Effizienz zu verbessern. Diese entspricht der Packungseffizienz der Mikrospiegel unter Berücksichtigung des Fernfeldprofils und der nichtspiegelnden Anteile der Mikrospiegelanordnung. To illuminate the object field 2 many different subfields are superimposed. The superposition of these subfields makes it possible to reproduce the shape of the far field very well. Because the subfields depend on the shape of the pupil in number and shape, the subfields for a flexible system must be virtual. They are formed in particular by a grouping of micromirrors. Preferably, the facets of the second facet mirror are 11 switchable, that is especially relocatable. This makes it possible to make the tiling of the far field very efficient. By using switchable facets on the second facet mirror 11 In particular, it is possible to improve energy efficiency. This corresponds to the packing efficiency of the micromirrors taking into account the far-field profile and the non-specular components of the micromirror arrangement.

Aufgrund der dreidimensionalen Faltung der Beleuchtungsstrahlung im Beleuchtungssystem 1 ist die Obskuration 34 nicht parallel zur x-Achse, das heißt nicht parallel zur langen Seite des Objektfeldes 2 ausgerichtet. Sie ist insbesondere nicht parallel zu den Urbildern des Objektfeldes 2 im Bereich des ersten Facettenspiegels 10 ausgerichtet. Ihre Ausrichtung kann insbesondere mit der langen Seite der Urbilder des Objektfeldes 2 einen Winkel von mehr als 20° einschließen. Due to the three-dimensional folding of the illumination radiation in the illumination system 1 is the obscuration 34 not parallel to the x-axis, that is not parallel to the long side of the object field 2 aligned. In particular, it is not parallel to the original images of the object field 2 in the area of the first facet mirror 10 aligned. Their alignment can be particularly with the long side of the original images of the object field 2 enclose an angle of more than 20 °.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Orientierung der Obskuration 34 durch eine Veränderung der Einschussrichtung der Zinntröpfchen in den Plasmaerzeugungsbereich der Strahlungsquelle 8 verändert werden kann. Hierdurch kann die Parkettierung des ersten Facettenspiegels 10 verbessert, insbesondere vereinfacht werden.According to the invention, it has been recognized that the orientation of obscuration 34 by a change in the direction of insertion of the tin droplets into the plasma generation region of the radiation source 8th can be changed. This allows the tiling of the first facet mirror 10 improved, in particular simplified.

In der 6 ist exemplarisch der nutzbare Bereich des ersten Facettenspiegels 10 gemäß 3 dargestellt unter der Randbedingung, dass die beiden Facettenspiegel 10, 11 einen Wabenkondensor bilden, und ausschließlich Facetten des ersten Facettenspiegels 10 zur Beleuchtung des Objektfeldes 2 verwendet werden, welche dieses vollständig ausleuchten. In diesem Fall sinkt der Anteil der nutzbaren Einzelspiegel auf etwa 68%. Eine tatsächliche Belegung des ersten Facettenspiegels 10 mit Einzelspiegelgruppen 33, welche erste Facetten 31 bilden, ist für diesen Fall in der 7 dargestellt. In the 6 is exemplary of the usable range of the first facet mirror 10 according to 3 shown under the boundary condition that the two facet mirrors 10 . 11 form a honeycomb condenser, and only facets of the first facet mirror 10 for illuminating the object field 2 be used, which fully illuminate this. In this case, the proportion of usable individual levels drops to about 68%. An actual assignment of the first facet mirror 10 with individual mirror groups 33 , which first facets 31 is in the case for this case 7 shown.

Der Anteil der genutzten Mikrospiegel lässt sich auch in diesem Fall auf über 87% steigern, wenn zugelassen wird, dass die Facetten des ersten Facettenspiegels 10, welche virtuell oder physisch ausgebildet sein können, nicht komplett ausgeleuchtet sind, beziehungsweise nicht zu einer vollständigen Ausleuchtung des Objektfeldes 2 führen. Eine entsprechende Belegung des ersten Facettenspiegels 10 mit Einzelspiegelgruppen 33 ist exemplarisch in der 8 dargestellt. Dies führt allerdings zu Beleuchtungskanälen, welche innerhalb des auszuleuchtenden Teilbereichs des Objektfeldes 2 ausgehen. In diesem Fall muss somit ein Kompromiss zwischen Transmission und Eigenschaften der Pupille, beispielsweise Homogenität der Beleuchtung und/oder Pupillenfüllgrad, gefunden werden.The proportion of micromirrors used in this case can also be increased to over 87%, if the facets of the first facet mirror are allowed 10 , which may be virtually or physically formed, are not completely illuminated, or not to a complete illumination of the object field 2 to lead. A corresponding assignment of the first facet mirror 10 with individual mirror groups 33 is exemplary in the 8th shown. However, this leads to illumination channels, which within the part of the object field to be illuminated 2 out. In this case, therefore, a compromise between transmission and properties of the pupil, for example, homogeneity of the illumination and / or Pupillenfüllgrad, must be found.

In diesem Fall kann der erste Facettenspiegel 10 aus makroskopischen, insbesondere monolithischen Facetten gebildet sein. Er kann jedoch auch ebenso wie vorhergehend beschrieben aus MEMS-MMA bestehen oder zumindest derartige MEMS-MMA umfassen. Die Facetten des ersten Facettenspiegels 10 können mit anderen Worten physisch oder virtuell gebildet sein.In this case, the first facet mirror 10 be formed from macroscopic, especially monolithic facets. However, it may also consist of MEMS-MMA as described above or at least comprise such MEMS-MMA. The facets of the first facet mirror 10 In other words, they can be physically or virtually formed.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass durch Zulassen teilweise ausgeleuchteter Facetten 31 auf dem ersten Facettenspiegel 10 der Anteil der genutzten Einzelspiegel und damit der genutzten Fläche des ersten Facettenspiegels 10 insbesondere im Bereich der Obskuration 34 vergrößert werden kann. Dies ist insbesondere im Falle einer schräg verlaufenden Obskuration 34 vorteilhaft.According to the invention, it has been recognized that by allowing partially illuminated facets 31 on the first facet mirror 10 the proportion of single mirrors used and thus the used area of the first facet mirror 10 especially in the field of obscuration 34 can be increased. This is especially true in the case of an oblique obscuration 34 advantageous.

Der zweite Facettenspiegel 11 kann in einer Pupillenebene angeordnet sein. Er kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene angeordnet sein.The second facet mirror 11 may be arranged in a pupil plane. It can also be arranged at a distance from a pupil plane.

Die Facetten des zweiten Facettenspiegels 11 können statisch ausgebildet sein. Sie können auch schaltbar, insbesondere verlagerbar ausgebildet sein. The facets of the second facet mirror 11 can be static. They can also be designed to be switchable, in particular displaceable.

Im Falle von makroskopischen Facetten auf dem ersten Facettenspiegel 10 sind vorzugsweise zusätzliche statische oder bewegliche Blenden auf dem ersten Facettenspiegel 10 vorgesehen. Diese dienen der Stabilisierung des Systems bezüglich Fernfeldverschiebungen. Für Details sei auf die US 2008/0278704 A1 verwiesen.In the case of macroscopic facets on the first facet mirror 10 are preferably additional static or movable apertures on the first facet mirror 10 intended. These serve to stabilize the system with respect to far field shifts. For details be on the US 2008/0278704 A1 directed.

Die Blenden im Bereich des ersten Facettenspiegels 10 können außerdem zu einer Unicom-Funktionalität führen. Für Details eines Unicoms sei beispielsweise auf die WO 2013/152951 A1 und die US 2008/0278704 A1 verwiesen. The apertures in the area of the first facet mirror 10 may also result in Unicom functionality. For details of a Unicome, for example, refer to the WO 2013/152951 A1 and the US 2008/0278704 A1 directed.

Im Falle einer Ausbildung des ersten Facettenspiegels 10 als MEMS-MMA kann auf zusätzliche Blenden im Bereich des ersten Facettenspiegels 10 prinzipiell verzichtet werden. In diesem Fall kann ein scharfer Rand des Fernfeldes und/oder eine Unicom-Funktionalität dadurch erreicht werden, dass ausschließlich von der Strahlungsquelle 8 beleuchtete Bereiche auf dem ersten Facettenspiegel 10 zur Ausbildung von virtuellen Facetten genutzt werden. Die nicht oder nur teilweise ausgeleuchteten Mikrospiegel können weggeschaltet werden.In case of formation of the first facet mirror 10 As MEMS MMA can be used on additional apertures in the area of the first facet mirror 10 in principle be waived. In this case, a sharp edge of the far field and / or a Unicom functionality can be achieved by excluding the radiation source 8th illuminated areas on the first facet mirror 10 to Training to be used by virtual facets. The non-illuminated or only partially illuminated micromirrors can be switched off.

Die Projektionsbelichtungsanlage 30 mit dem Beleuchtungssystem 1 gemäß der vorhergehenden Beschreibung wird zur Herstellung mikro- oder nanostrukturierter Bauelemente, beispielsweise Speicherchips, wie folgt eingesetzt: Zunächst wird der Wafer 28, auf den zumindest abschnittsweise eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht ist, bereitgestellt. Außerdem wird das Retikel 4 mit abzubildenden Strukturen bereitgestellt. Mit der Projektionsbelichtungsanlage 30 wird dann wenigstens ein Abschnitt des Retikels 4 auf einen Abschnitt der lichtempfindlichen Schicht auf dem Wafer 28 projiziert. The projection exposure machine 30 with the lighting system 1 According to the preceding description, the production of micro- or nanostructured components, for example memory chips, is carried out as follows: First, the wafer 28 on which at least in sections a layer of a photosensitive material is applied. In addition, the reticle 4 provided with structures to be imaged. With the projection exposure system 30 then at least a portion of the reticle 4 to a portion of the photosensitive layer on the wafer 28 projected.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2008/0278704 A1 [0002, 0019, 0097, 0098]
US 2009/0316130 A1 [0002, 0067]
US 6859328 B2 [0056]
WO 2009/100856 A1 [0073, 0082]
DE 102014217611 [0076, 0084]
WO 2012/130768 A2 [0082]
US 2006/0132747 A1 [0085]
WO 2013/152951 A1 [0098]

Claims

Illumination optics for the transfer of illumination radiation ( 5 ) to an object field ( 2 ) with 1.1. a first facet mirror ( 10 ) with 1.1.1. a plurality of individual mirrors which form first facets or can be grouped into first facets, and 1.2. a second facet mirror ( 11 ) with 1.2.1. a plurality of individual mirrors which form second facets or can be grouped into second facets, 1.3. wherein in each case one of the first facets of one of the second facets for forming a lighting channel for illuminating at least a portion of the object field ( 2 ), 1.4. where the facet mirrors ( 10 . 11 ) are arranged such that the beam path of the illumination radiation ( 5 ) is not uniplanar, and 1.5. wherein at least a subset of the illumination channels upon complete loading of the first facet mirror ( 10 ) with illumination radiation ( 5 ) to an illumination of partial areas of the object field ( 2 ), which are smaller than the object field ( 2 ).

Illumination optics according to claim 1, characterized in that the first facet mirror ( 10 ) is designed as a multi-mirror arrangement with a plurality of micromirrors.

Illumination optics according to one of the preceding claims, characterized in that the first facet mirror ( 10 ) is arranged such that the illumination radiation ( 5 ) an angle of incidence on the individual mirrors of the first facet mirror ( 10 ), which is smaller than 19 °.

Illumination optics according to one of the preceding claims, characterized in that the individual mirrors of the first facet mirror ( 10 ) have a radiation-reflective coating which is optimized for angles of incidence of less than 19 °.

Illumination optics according to one of the preceding claims, characterized in that the facet mirrors ( 10 . 11 ) form a honeycomb condenser.

Illumination optics according to one of the preceding claims, characterized in that the first facet mirror ( 10 ) has macroscopic facets.

Illumination optics according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of the first facet mirror ( 10 ) Diaphragms are arranged.

Illumination optics according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second facet mirror ( 11 ) is arranged spaced from a pupil plane of the illumination optics.

Illumination optics, in particular according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a tiltable reticle holder.

Radiation source module for generating illumination radiation ( 5 ) with 10.1. a droplet generator for generating droplets and 10.2. a device for injecting the droplets into a plasma generation region along a predetermined trajectory, 10.3. wherein the course of the trajectory is variable by means of the device.

Lighting system ( 1 ) for a projection exposure apparatus ( 30 ) 11.1. an illumination optical system according to one of claims 1 to 9 and / or 11.2. A radiation source module according to claim 10.

Projection exposure apparatus ( 30 ) with 12.1. an illumination optical system according to one of claims 1 to 9 and / or 12.2. a radiation source module according to claim 10 and 12.3. a projection optics ( 29 ) for mapping one in the object field ( 2 ) arranged reticles ( 4 ) on a wafer ( 28 ).

Method for producing a microstructured or nanostructured component comprising the following steps: - providing a projection exposure apparatus ( 30 ) according to claim 12, - providing a reticle ( 4 ) with structures to be imaged, - providing a wafer ( 28 ), on which at least in sections a layer of a photosensitive material is applied, - projecting at least a portion of the reticle ( 4 ) on a portion of the photosensitive layer on the wafer ( 28 ) using the projection exposure apparatus ( 30 ).

Component produced by a method according to claim 13.