DE102016205624B4 - Illumination optics for EUV projection lithography, illumination system, projection exposure apparatus and method for projection exposure - Google Patents

Illumination optics for EUV projection lithography, illumination system, projection exposure apparatus and method for projection exposure Download PDF

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Abstract

Beleuchtungsoptik (4; 27) für die EUV-Projektionslithografie zur Führung von Beleuchtungslicht (16) längs eines Beleuchtungslicht-Strahlengangs von einer Lichtquelle (2) zu einem Objektfeld (5), in dem ein abzubildendes Objekt (7) anordenbar ist, – mit einem ersten Facettenspiegel (19) mit einer Mehrzahl erster monolithischer Facetten (20) zur reflektierenden Führung von Teilbündeln eines Bündels des Beleuchtungslichts (16), – mit einem zweiten Facettenspiegel (21), angeordnet im Beleuchtungslicht-Strahlengang nach dem ersten Facettenspiegel (19), mit einer Mehrzahl zweiter Facetten (22) zur reflektierenden Führung der von den ersten Facetten (20) reflektierten Teilbündel, sodass über mindestens einige der ersten Facetten (20) und die über die reflektierende Bündelführung zugeordneten zweiten Facetten (22) Objektfeld-Ausleuchtungskanäle (28) vorgegeben sind, über die jeweils das gesamte Objektfeld (5) mit dem Beleuchtungslicht (16) ausleuchtbar ist, wobei den Objektfeld-Ausleuchtungskanälen (28) jeweils genau eine erste Facette (20) und genau eine zweite Facette (22) zugeordnet, – wobei die ersten Facetten (20) zu einer Abbildung eines Lichtquellenobjekts (2; 30), bei dem es sich um die Lichtquelle (2) oder um einen nachgelagerten Zwischenfokus (30) handelt, in eine der Anzahl der Objektfeld-Ausleuchtungskanäle (28) entsprechende Anzahl von Lichtquellenbildern (31), angeordnet auf den zweiten Facetten (22), ausgeführt sind, – wobei für mindestens einige Objektfeld-Ausleuchtungskanäle (28) gilt, dass das dem jeweiligen Objektfeld-Ausleuchtungskanal (28i) zugeordnete Lichtquellenbild (31i) beinhaltet: – ein erstes Lichtquellen-Teilbild (Bi l), erzeugt durch einen ersten Facettenabschnitt (Al) der dem jeweiligen Objektfeld-Ausleuchtungskanal (28i) zugeordneten ersten Facette (20), – mindestens ein zweites Lichtquellen-Teilbild (Bi 2; Bi 3), erzeugt durch einen zweiten Facettenabschnitt (A2; A3) der dem jeweiligen Objektfeld-Ausleuchtungskanal (28i) zugeordneten ersten Facette (20), wobei der erste Facettenabschnitt (A1) und der zweite Facettenabschnitt (A2; A3) nicht miteinander überlappen, – wobei Zentren der mindestens zwei Lichtquellen-Teilbilder (Bi 1, Bi 2; Bi 1, Bi 3) einen Abstand zueinander haben, der größer ist als ein mittlerer 1/e2-Durchmesser der beiden Lichtquellen-Teilbilder (Bi 1, Bi 2; Bi 1, Bi 3).Illumination optics (4; 27) for the EUV projection lithography for guiding illuminating light (16) along an illumination light beam path from a light source (2) to an object field (5) in which an object (7) to be imaged can be arranged, - with a first facet mirror (19) having a plurality of first monolithic facets (20) for reflectingly guiding partial bundles of a bundle of illumination light (16), with a second facet mirror (21) arranged in the illumination light beam path after the first facet mirror (19) a plurality of second facets (22) for the reflective guidance of the partial beams reflected by the first facets (20) so that object field illumination channels (28) are predetermined via at least some of the first facets (20) and the second facets (22) assigned via the reflective beam guide are over which each of the entire object field (5) with the illumination light (16) is illuminable, wherein the Objektfe ld illumination channels (28) each exactly one first facet (20) and exactly one second facet (22) associated, - wherein the first facets (20) to an image of a light source object (2; 30), which is the light source (2) or a downstream intermediate focus (30), in a number of light source images (31), corresponding to the number of the object field illumination channels (28), arranged on the second facets (22). , wherein for at least some object field illumination channels (28), the light source image (31i) associated with the respective object field illumination channel (28i) comprises: a first light source field (Bi l) generated by a first facet section (Al) the first facet (20) associated with the respective object field illumination channel (28i), - at least one second light source partial image (Bi 2; Bi 3), generated by a second facet section (A2; A3) of the respective object field illumination channel (28i) associated first facet (20), wherein the first facet portion (A1) and the second facet portion (A2; A3) do not overlap with each other, - wherein centers of the at least two Lich source subfields (Bi 1, Bi 2; Bi 1, Bi 3) have a distance from one another that is greater than a mean 1 / e 2 diameter of the two light source fields (Bi 1, Bi 2, Bi 1, Bi 3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithografie zur Führung von Beleuchtungslicht hin zu einem Objektfeld, in dem eine Lithografiemaske anordenbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Beleuchtungssystem mit einer derartigen Beleuchtungsoptik, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen Beleuchtungssystem, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauteils, insbesondere eines Halbleiterchips, mit Hilfe einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage und ein mit diesem Verfahren hergestelltes mikro- beziehungsweise nanostrukturiertes Bauteil.The invention relates to an illumination optics for EUV projection lithography for guiding illumination light toward an object field in which a lithography mask can be arranged. Furthermore, the invention relates to an illumination system with such an illumination optical system, a projection exposure apparatus with such an illumination system, a method for producing a microstructured or nanostructured component, in particular a semiconductor chip, with the aid of such a projection exposure apparatus and a microstructured or nanostructured component produced by this method.

Eine Beleuchtungsoptik der eingangs genannten Art ist bekannt aus der WO 2010/037453 A1 und der US 2010/0231880 A1 . Aus der WO 2013/139635 A1 ist eine Beleuchtungsoptik bekannt, bei der die ersten Facetten nicht monolithisch ausgeführt sind, sondern als Gruppen von voneinander separaten Einzelspiegeln. Aus DE 10 2010 062 779 A1 ist eine Beleuchtungsoptik für die Projektionslithografie mit einem ersten und einem zweiten Facettenspiegel zur Führung von Beleuchtungslicht zu einem Objektfeld, wobei die ersten und zweiten Facetten der Spiegel einander so zugeordnet sind, dass individuelle Objektfeld-Ausleuchtungskanäle gebildet werden, über die das Objektfeld überlagernd ausgeleuchtet wird, bekannt.An illumination optics of the type mentioned is known from the WO 2010/037453 A1 and the US 2010/0231880 A1 , From the WO 2013/139635 A1 For example, illumination optics is known in which the first facets are not monolithic, but rather groups of separate individual mirrors. Out DE 10 2010 062 779 A1 is an illumination optical system for projection lithography having a first and a second facet mirror for guiding illuminating light to an object field, wherein the first and second facets of the mirrors are associated with one another such that individual object field illumination channels are formed over which the object field is superimposed, known.

Aus US 2013/0100426 A1 ist eine Beleuchtungsoptik für die Projektionslithografie mit einem Facettenspiegel zur Führung von Beleuchtungslicht zu einem Objektfeld, wobei die Facetten des Spiegels aus einzelnen Abschnitten mit voneinander verschiedener Oberflächenorientierung aufgebaut sind, bekannt.Out US 2013/0100426 A1 is an illumination optical system for projection lithography with a facet mirror for guiding illumination light to an object field, wherein the facets of the mirror are composed of individual sections with mutually different surface orientation, known.

Ziel der Beleuchtung ist es, das Beleuchtungslicht, das über verschiedene Ausleuchtungskanäle der Beleuchtungsoptik geführt ist, möglichst verlustfrei im Beleuchtungsfeld zu überlagern. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsoptik bereitzustellen, mit der eine Optimierung einer Beleuchtung und insbesondere eine optimierte Überlagerung des über verschiedene Ausleuchtungskanäle geführten Beleuchtungslichts im Beleuchtungsfeld geschaffen ist.The aim of the illumination is to superimpose the illumination light, which is guided via different illumination channels of the illumination optics, as loss-free as possible in the illumination field. It is an object of the present invention to provide an illumination optical system with which an optimization of illumination and in particular an optimized superimposition of the illumination light guided via different illumination channels in the illumination field is created.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Beleuchtungsoptik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved by an illumination optical system with the features specified in claim 1.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine Unterteilung eines auf der jeweiligen zweiten Facette eines der Objektfeld-Ausleuchtungskanäle angeordneten Lichtquellenbildes in mehrere Lichtquellen-Teilbilder, die nicht überlappen und durch nicht überlappende Abschnitte der zugehörigen ersten Facette erzeugt werden, die Möglichkeit schafft, Abbildungsfehler auszugleichen. Derartige Abbildungsfehler können aufgrund unterschiedlicher geometrischer Anordnungen der Objektfeld-Ausleuchtungskanäle, insbesondere aufgrund unterschiedlicher räumlicher Anordnungen der Objektfeld-Ausleuchtungskanäle, entstehen. Der jeweilige Objektfeld-Ausleuchtungskanal wird hinsichtlich der Lichtquellen-Abbildung auf den zweiten Facetten aufgefächert, wodurch verschiedene Bereiche dieses Objektfeld-Ausleuchtungskanals durch die Reflexion an unterschiedlichen Abschnitten der zweiten Facette unterschiedlich beeinflusst werden können.According to the invention, it has been recognized that dividing a light source image arranged on the respective second facet of one of the object field illumination channels into a plurality of light source partial images that do not overlap and are produced by non-overlapping portions of the associated first facet makes it possible to compensate for imaging errors. Such aberrations may arise due to different geometric arrangements of the object field illumination channels, in particular due to different spatial arrangements of the object field illumination channels. The respective object field illumination channel is fanned out with respect to the light source imaging on the second facets, whereby different regions of this object field illumination channel can be influenced differently by the reflection at different sections of the second facet.

Die Anordnungs- und Abstandsbedingung für die Lichtquellen-Teilbilder kann für mindestens 10% aller Objektfeld-Ausleuchtungskanäle gelten. Diese Bedingung kann für mindestens 20%, für mindestens 30%, für mindestens 40%, für mindestens 50% oder auch für einen noch größeren Anteil der Objektfeld-Ausleuchtungskanäle gelten.The placement and spacing condition for the light source fields may apply to at least 10% of all object field illumination channels. This condition can be valid for at least 20%, for at least 30%, for at least 40%, for at least 50% or for an even larger proportion of the object field illumination channels.

Die Aufteilung des jeweiligen Lichtquellenbilds auf den zweiten Facetten in mehrere Lichtquellen-Teilbilder kann durch eine entsprechende Formgestaltung der verschiedenen Facettenabschnitte der ersten Facette erfolgen, mit denen die verschiedenen Lichtquellen-Teilbilder auf der zweiten Facette erzeugt werden. Die Form der jeweiligen gesamten ersten Facette kann von einer Kegelschnittfläche abweichen und kann beispielsweise näherungsweise durch ein tordiertes Ellipsoid beschrieben werden. Auch näherungsweise ein tordierter Torus ist möglich.The division of the respective light source image on the second facets into a plurality of light source partial images can be effected by a corresponding shaping of the various facet segments of the first facet with which the different light source partial images are generated on the second facet. The shape of the respective entire first facet may deviate from a conic section surface and may for example be approximately described by a twisted ellipsoid. Also approximately a twisted torus is possible.

Für ausgewählte erste Facettenabschnitte können die hierdurch erzeugten Lichtquellen-Teilbilder einen Abstand zueinander haben, der doppelt so groß ist wie ein mittlerer Durchmesser der beiden Lichtquellen-Teilbilder. Der Durchmesser des jeweiligen Lichtquellen-Teilbildes ist der doppelte Radius, an dem eine Intensität des Beleuchtungslichts auf einen Anteil 1/e2 einer Maximalintensität im Zentrum des Lichtquellen-Teilbilds abgefallen ist. Die Facetten des ersten Facettenspiegels sind nicht diskret in voneinander separierte Facettenabschnitte unterteilt. Bei den Abschnitten der ersten Facette handelt es sich um Bereiche der ersten Facette, die an ihren Bereichsgrenzen kontinuierlich in die sonstige erste Facette übergehen. Dieses Abstands/Durchmesserverhältnis kann größer sein als zwei, kann größer sein als drei, kann größer sein als vier und kann auch noch größer sein.For selected first facet sections, the light source partial images produced in this way can have a distance from one another which is twice as large as a mean diameter of the two light source partial images. The diameter of the respective light source field is twice the radius at which an intensity of the illumination light has dropped to a proportion 1 / e 2 of a maximum intensity in the center of the light source field. The facets of the first facet mirror are not discretely subdivided into separate facet sections. The sections of the first facet are areas of the first facet, which at their area boundaries continuously merge into the other first facet. This distance / diameter ratio may be greater than two, may be greater than three, may be greater than four and may be even greater.

Mehr als zwei Lichtquellen-Teilbilder nach Anspruch 2 erhöhen die Freiheitsgrade zur Korrektur von Abbildungsfehlern aufgrund der unterschiedlichen geometrischen Führung der Objektfeld-Ausleuchtungskanäle.More than two light source fields according to claim 2 increase the degrees of freedom for the correction of aberrations due to the different geometric guidance of the object field illumination channels.

Entsprechendes gilt für eine Anordnung der Lichtquellen-Teilbilder nach Anspruch 3. The same applies to an arrangement of the light source fields according to claim 3.

Bei einer Gestaltung der zweiten Facetten nach Anspruch 4 kommen die Vorteile der Beleuchtungsoptik besonders gut zum Tragen. Insbesondere kann mit Hilfe der Unterteilung der Lichtquellenbilder in Lichtquellen-Teilbilder auf den Pupillenfacetten eine unerwünschte Verdrehung der Abbildung der ersten Facetten in das Objektfeld korrigiert bzw. kompensiert werden.In a design of the second facets according to claim 4, the advantages of the illumination optics come particularly well to fruition. In particular, by means of the subdivision of the light source images into light source partial images on the pupil facets, an undesired rotation of the image of the first facets into the object field can be corrected or compensated.

Eine Krümmungsvariation nach Anspruch 5 ermöglicht eine Korrektur auch größerer Abbildungs-Abweichungen bzw. eine gezielte Aufspaltung der Lichtquellen-Abbildung in voneinander separierte Lichtquellen-Teilbilder. Die Krümmung ist dabei der Kehrwert des Krümmungsradius eines Kugelflächenabschnitts, der an den entsprechenden Reflexionsflächenabschnitt der zweiten Facette angepasst ist. Diese Krümmungsbedingung kann für mindestens 10%, für mindestens 20%, für mindestens 30%, für mindestens 40%, für mindestens 50% oder auch für einen noch größeren Anteil der zweiten Facetten des zweiten Facettenspiegels gelten. Die Krümmung der zweiten Facette kann über die Ausdehnung der zweiten Facette um mindestens 15%, um mindestens 20% oder auch um mindestens 25% variieren.A curvature variation according to claim 5 makes it possible to correct even larger imaging deviations or a specific splitting of the light source image into light source partial images separated from one another. The curvature is the reciprocal of the radius of curvature of a spherical surface section, which is adapted to the corresponding reflection surface portion of the second facet. This curvature condition may be for at least 10%, at least 20%, at least 30%, at least 40%, at least 50%, or even an even greater proportion of the second facets of the second facet mirror. The curvature of the second facet may vary by at least 15%, at least 20%, or at least 25% over the extent of the second facet.

Entsprechendes gilt für die Krümmungsbedingung nach Anspruch 6.The same applies to the curvature condition according to claim 6.

Die Krümmnungs-Abweichung kann mindestens 12,5%, mindestens 15%, mindestens 17,5% oder auch mindestens 20% betragen.The curvature deviation may be at least 12.5%, at least 15%, at least 17.5% or even at least 20%.

Die Variante „Abbildung in den Mittelpunkt des Objektfeldes” kommt zum Tragen, wenn diese Abbildung durch die jeweilige zweite Facette direkt, also ohne nachgeordnete weitere Abbildungskomponente, erfolgt. Die Variante „Abbildung in das Objektfeld-Urbild” kommt dann zum Tragen, wenn der Mittelpunkt der ersten Facette durch die zugehörige zweite Facette in ein Objektfeld-Urbild abgebildet wird, welches real oder virtuell von nachfolgenden Abbildungskomponenten in den Objektfeld-Mittelpunkt abgebildet wird.The variant "imaging into the center of the object field" comes into play, if this mapping takes place directly through the respective second facet, ie without a further subordinate imaging component. The variant "mapping into the object field preimage" comes into play when the center of the first facet is imaged by the associated second facet in an object field preimage, which is imaged real or virtual by subsequent imaging components in the object field center.

Ein Feldfacettenspiegel nach Anspruch 7 hat sich in einer Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithografie bewährt.A field facet mirror according to claim 7 has proven itself in an illumination optical system for EUV projection lithography.

Bei kippbaren ersten Facetten nach Anspruch 8 kommt die aufgrund der Aufteilung der Lichtquellen-Teilbilder ermöglichte Abbildungsfehler-Korrektur besonders gut zum Tragen.With tiltable first facets according to claim 8, the aberration correction made possible by the division of the light source partial images is particularly effective.

Ein Pupillenfacettenspiegel nach Anspruch 9 hat sich in einer Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithografie bewährt.A pupil facet mirror according to claim 9 has proven itself in an illumination optical system for EUV projection lithography.

Die Vorteile eines Beleuchtungssystems nach Anspruch 10, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 11, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 12 und eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauteils nach Anspruch 13 entsprechen denen, die vorstehend in Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik bereits erläutert wurden. Das Bauteil nach Anspruch 13 kann mit hoher struktureller Auflösung hergestellt sein.The advantages of a lighting system according to claim 10, a projection exposure apparatus according to claim 11, a manufacturing method according to claim 12 and a micro- or nanostructured component according to claim 13 correspond to those which have already been explained above with reference to the illumination optics according to the invention. The component according to claim 13 can be produced with high structural resolution.

Auf diese Weise kann beispielsweise ein Halbleiterchip mit hoher Integrations- beziehungsweise Speicherdichte hergestellt werden. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In this way, for example, a semiconductor chip with high integration or storage density can be produced. Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

1 schematisch einen Meridionalschnitt durch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie; 1 schematically a meridional section through a projection exposure system for EUV projection lithography;

2 stark schematisch einen Strahlengang einer alternativen Beleuchtungsoptik für die Projektionsbelichtungsanlage zwischen einer Zwischenfokusebene und einer Objektebene; 2 very schematically a beam path of an alternative illumination optics for the projection exposure system between a Zwischenfokusebene and an object plane;

3 stark schematisch eine erste Facette eines ersten Facettenspiegels der Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage nach den 1 oder 2, drei zweite Facetten dieser Beleuchtungsoptik sowie ein über die Beleuchtungsoptik ausgeleuchtetes Objektfeld, wobei Strahlengänge, ausgehend von drei ausgewählten Orten auf der ersten Facette für drei unterschiedliche Kippstellungen der ersten Facette und damit für drei entsprechend ausgewählte Objektfeld-Ausleuchtungskanäle mit der jeweils zugeordneten zweiten Facette zwischen der ersten Facette und dem Objektfeld dargestellt sind. 3 strongly schematically a first facet of a first facet mirror of the illumination optics of the projection exposure apparatus according to the 1 or 2 , three second facets of this illumination optical system and an illuminated via the illumination optics object field, wherein beam paths, starting from three selected locations on the first facet for three different tilt positions of the first facet and thus for three appropriately selected object field illumination channels with the respectively associated second facet between the first facet and the object field are shown.

1 zeigt schematisch in einem Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikro-Lithographie. Zur Projektionsbelichtungsanlage 1 gehört eine Licht- beziehungsweise Strahlungsquelle 2. Ein Beleuchtungssystem 3 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat eine Beleuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines mit einem Objektfeld 5 zusammenfallenden Beleuchtungsfeldes in einer Objektebene 6. Das Beleuchtungsfeld kann auch größer sein als das Objektfeld 5. Belichtet wird hierbei ein Objekt in Form eines im Objektfeld 5 angeordneten Retikels 7, das von einem Objekt- beziehungsweise Retikelhalter 8 gehalten ist. Das Retikel 7 wird auch als Lithographiemaske bezeichnet. Der Objekthalter 8 ist über einen Objektverlagerungsantrieb 9 längs einer Verlagerungsrichtung verlagerbar. Eine Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem ebenfalls nicht dargestellten Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 synchronisiert zum Objekthalter 8 ebenfalls längs der Verlagerungsrichtung verlagerbar. 1 schematically shows in a meridional section a projection exposure system 1 for micro-lithography. To the projection exposure system 1 belongs to a light or radiation source 2 , A lighting system 3 the projection exposure system 1 has a lighting look 4 to expose one with an object field 5 coincident illumination field in an object plane 6 , The illumination field can also be larger than the object field 5 , An object in the form of an object field is exposed in this case 5 arranged reticle 7 that of an object or reticle holder 8th is held. The reticle 7 is also called lithography mask. The object holder 8th is about a object displacement drive 9 displaceable along a displacement direction. A projection optics 10 serves to represent the object field 5 in a picture field 11 in an image plane 12 , A structure is shown on the reticle 7 on a photosensitive layer in the area of the image field 11 in the picture plane 12 arranged wafers 13 , The wafer 13 is from a likewise not shown wafer holder 14 held. The wafer holder 14 is via a wafer displacement drive 15 synchronized to the object holder 8th also displaceable along the displacement direction.

Bei der Strahlungsquelle 2 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle mit einer emittierten Nutzstrahlung im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Es kann sich dabei um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine GDPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, gasdischarge-produced plasma) oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, laser-produced plasma) handeln. Auch eine Strahlungsquelle, die auf einem Synchrotron oder auf einem freien Elektronenlaser (FEL) basiert, ist für die Strahlungsquelle 2 einsetzbar. Informationen zu einer derartigen Strahlungsquelle findet der Fachmann beispielsweise aus der US 6,859,515 B2 . EUV-Strahlung 16, die von der Strahlungsquelle 2 ausgeht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt. Ein entsprechender Kollektor ist aus der EP 1 225 481 A bekannt. Nach dem Kollektor 17 propagiert die EUV-Strahlung 16 durch eine Zwischenfokusebene 18, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 19 trifft. Der Feldfacettenspiegel 19 ist ein erster Facettenspiegel der Beleuchtungsoptik 4. Der Feldfacettenspiegel 19 hat eine Mehrzahl von Feldfacetten 20 (vgl. 2), die in der 1 nicht dargestellt sind. Die Feldfacetten 20 sind als monolithische Facetten ausgeführt. Eine Reflexionsfläche jeder der Feldfacetten 20 ist also einteilig und ist insbesondere nicht in eine Mehrzahl von Einzelspiegelchen unterteilt.At the radiation source 2 It is an EUV radiation source with an emitted useful radiation in the range between 5 nm and 30 nm. It can be a plasma source, for example a GDPP source (plasma generation by gas discharge, gasdischarge-produced plasma) or an LPP source. Source (plasma generation by laser, laser-produced plasma) act. Also, a radiation source based on a synchrotron or on a free electron laser (FEL) is for the radiation source 2 used. Information about such a radiation source is the expert, for example from the US Pat. No. 6,859,515 B2 , EUV radiation 16 coming from the radiation source 2 emanating from a collector 17 bundled. A corresponding collector is from the EP 1 225 481 A known. After the collector 17 propagates the EUV radiation 16 through an intermediate focus level 18 before moving to a field facet mirror 19 meets. The field facet mirror 19 is a first facet mirror of the illumination optics 4 , The field facet mirror 19 has a plurality of field facets 20 (see. 2 ), which in the 1 are not shown. The field facets 20 are designed as monolithic facets. A reflection surface of each of the field facets 20 is therefore one-piece and in particular is not subdivided into a plurality of individual mirrors.

Der Feldfacettenspiegel 19 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Objektebene 6 optisch konjugiert ist.The field facet mirror 19 is in a plane of illumination optics 4 arranged to the object level 6 is optically conjugated.

Die EUV-Strahlung 16 wird nachfolgend auch als Beleuchtungslicht oder als Abbildungslicht bezeichnet.The EUV radiation 16 is hereinafter also referred to as illumination light or as imaging light.

Nach dem Feldfacettenspiegel 19 wird die EUV-Strahlung 16 von einem Pupillenfacettenspiegel 21 reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 21 ist ein zweiter Facettenspiegel der Beleuchtungsoptik 4. Der Pupillenfacettenspiegel 21 ist in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Zwischenfokusebene 18 und zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist oder mit dieser Pupillenebene zusammenfällt. Der Pupillenfacettenspiegel 21 hat eine Mehrzahl von Pupillenfacetten 22 (vgl. 2), die in der 1 nicht dargestellt sind. Mit Hilfe der Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels 21 und einer nachfolgenden abbildenden optischen Baugruppe in Form einer Übertragungsoptik 23 mit in der Reihenfolge des Strahlengangs bezeichneten Spiegeln 24, 25 und 26 werden die Feldfacetten 20 des Feldfacettenspiegels 19 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der letzte Spiegel 26 der Übertragungsoptik 23 ist ein Spiegel für streifenden Einfall („Grazing Incidence-Spiegel”). Die Komponenten 24 bis 26 dienen zur Abbildung eines virtuellen Objektfeld-Urbildes, welches von der jeweiligen Pupillenfacette 22 erzeugt wird, in das Objektfeld.After the field facet mirror 19 becomes the EUV radiation 16 from a pupil facet mirror 21 reflected. The pupil facet mirror 21 is a second facet mirror of the illumination optics 4 , The pupil facet mirror 21 is in a pupil plane of the illumination optics 4 arranged to the Zwischenfokusebene 18 and to a pupil plane of the projection optics 10 is optically conjugated or coincides with this pupil plane. The pupil facet mirror 21 has a plurality of pupil facets 22 (see. 2 ), which in the 1 are not shown. With the help of the pupil facets of the pupil facet mirror 21 and a subsequent imaging optical assembly in the form of a transmission optics 23 with mirrors in the order of the beam path 24 . 25 and 26 become the field facets 20 of the field facet mirror 19 in the object field 5 displayed. The last mirror 26 the transmission optics 23 is a grazing incidence mirror. The components 24 to 26 serve to image a virtual object field prototype, which of the respective pupil facet 22 is generated in the object field.

Zur Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen ist in der Zeichnung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem als globales Koordinatensystem für die Beschreibung der Lageverhältnisse von Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage 1 zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 eingezeichnet. Die x-Achse verläuft in der 1 senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein. Die y-Achse verläuft in der 1 nach rechts und parallel zur Verlagerungsrichtung des Objekthalters 8 und des Waferhalters 14. Die z-Achse verläuft in der 1 nach unten, also senkrecht zur Objektebene 6 und zur Bildebene 12.To facilitate the description of positional relationships is in the drawing, a Cartesian xyz coordinate system as a global coordinate system for the description of the positional relationships of components of the projection exposure system 1 between the object plane 6 and the picture plane 12 located. The x-axis runs in the 1 perpendicular to the drawing plane into this. The y-axis runs in the 1 to the right and parallel to the direction of displacement of the object holder 8th and the wafer holder 14 , The z-axis runs in the 1 down, that is perpendicular to the object plane 6 and to the picture plane 12 ,

Die x-Dimension über das Objektfeld 5 beziehungsweise das Bildfeld 11 wird auch als Feldhöhe bezeichnet.The x-dimension over the object field 5 or the image field 11 is also called field height.

2 zeigt eine alternative Führung des Beleuchtungslichts 16 zwischen der Zwischenfokusebene 18 und der Bildebene 5 beim Einsatz einer zur Beleuchtungsoptik 4 alternativen Beleuchtungsoptik 27, die bei der Projektionsbelichtungsanlage 1 zum Einsatz kommen kann. Dargestellt ist stark schematisch der Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 zwischen der Zwischenbildebene 18 und der Objektebene 6. Komponenten der Beleuchtungsoptik 27, die denjenigen der Beleuchtungsoptik 4 entsprechen, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. Anders als bei der Beleuchtungsoptik 4 ist bei der Beleuchtungsoptik 27 der Pupillenfacettenspiegel 21 die einzige Komponente der Übertragungsoptik 23. 2 shows an alternative guidance of the illumination light 16 between the intermediate focus level 18 and the picture plane 5 when using a for lighting optics 4 alternative lighting optics 27 that at the projection exposure machine 1 can be used. Shown is very schematically the beam path of the illumination light 3 between the intermediate image plane 18 and the object plane 6 , Components of the illumination optics 27 that of those of the illumination optics 4 have the same reference numbers and will not be discussed again in detail. Unlike the illumination optics 4 is in the lighting optics 27 the pupil facet mirror 21 the only component of the transmission optics 23 ,

Die Pupillenfacetten 22 des Pupillenfacettenspiegels 21 der Beleuchtungsoptik 27 bilden die Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 19 also direkt, also ohne zwischengelagertes Objektfeld-Urbild, einander überlagernd in das Objektfeld 5 ab. Der Pupillenfacettenspiegel 21 ist im Falle der Beleuchtungsoptik 27 direkt in einer Pupillenebene der nachfolgenden Projektionsoptik 10 angeordnet.The pupil facets 22 of the pupil facet mirror 21 the illumination optics 27 form the field facets of the field facet mirror 19 that is, directly, without an interposed object field preimage overlapping one another in the object field 5 from. The pupil facet mirror 21 is in the case of lighting optics 27 directly in a pupil plane of the subsequent projection optics 10 arranged.

Bei der Reflexion am Feldfacettenspiegel 19 wird ein Gesamt-Bündel des Beleuchtungslichts 16 aufgrund der Reflexion an der Mehrzahl der Feldfacetten 20 in eine entsprechende Mehrzahl von Beleuchtungslicht-Teilbündeln aufgeteilt. Über die Feldfacetten 20 und die über die reflektierende Bündelführung jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 22 sind Objektfeld-Ausleuchtungskanäle 28 (vgl. 3) vorgegeben. Über diese Ausleuchtungskanäle 28 ist jeweils das gesamte Objektfeld 5 mit dem Beleuchtungslicht 16 ausleuchtbar. Jedem der Objektfeld-Ausleuchtungskanäle 28 ist genau eine Feldfacette 20 und genau eine Pupillenfacette 22 zugeordnet.During reflection at the field facet mirror 19 becomes a total bundle of illumination light 16 due to reflection at the majority of field facets 20 divided into a corresponding plurality of illumination light sub-beams. About the field facets 20 and the pupil facets respectively assigned via the reflective bundle guide 22 are object field illumination channels 28 (see. 3 ). About these illumination channels 28 is the entire object field 5 with the illumination light 16 illuminative. Each of the object field illumination channels 28 is exactly a field facet 20 and exactly one pupil facet 22 assigned.

Jede der Feldfacetten 20 ist zwischen verschiedenen Kippstellungen mit Hilfe eines in der 3 schematisch angedeuteten Kippantriebs 29 umstellbar. Die Anzahl dieser Kippstellungen ist je nach Ausführung der Beleuchtungsoptik 4, 27 unterschiedlich. Es kann sich um zwei, um drei, um vier, um fünf oder um eine noch größere Anzahl von Kippstellungen der Feldfacetten 20 handeln. Die Feldfacetten 20 des Feldfacettenspiegels 19 können auch in verschiedene Anzahlen von Kippstellungen umstellbar sein. Schließlich ist es möglich, dass zumindest einige der Feldfacetten 20 nicht verkippbar sind. Bereiche des Feldfacettenspiegels 19 mit nicht verkippbaren Feldfacetten 20 können insgesamt monolithisch ausgeführt sein.Each of the field facets 20 is between different tilt positions with the help of one in the 3 schematically indicated tilting drive 29 convertible. The number of these tilt positions is depending on the design of the illumination optics 4 . 27 differently. It can be two, three, four, five, or an even greater number of tilting of the field facets 20 act. The field facets 20 of the field facet mirror 19 can also be convertible into different numbers of tilt positions. Finally, it is possible that at least some of the field facets 20 not tiltable. Regions of the field facet mirror 19 with non-tiltable field facets 20 can be made entirely monolithic.

3 zeigt stark schematisch eine Führung ausgewählter Einzelstrahlen 16 i des Beleuchtungslichts für insgesamt drei Kippstellungen einer der Feldfacetten 20, die in der 3 links dargestellt ist. Zu jeder dieser drei Kippstellungen gehört genau ein Objektfeld-Ausleuchtungskanal 28 1, 28 2, 28 3 mit genau einer zugeordneten Pupillenfacette 22 1, 22 2, 22 3. 3 shows very schematically a guide of selected individual beams 16 i of the illumination light for a total of three tilt positions of one of the field facets 20 in the 3 is shown on the left. Each of these three tilt positions has exactly one object field illumination channel 28 1 , 28 2 , 28 3 with exactly one associated pupil facet 22 1 , 22 2 , 22 3 .

Die Feldfacetten 20 können rechteckig oder gebogen ausgeführt sein. Die Pupillenfacetten 22 können rund, quadratisch, rechteckig oder auch hexagonal ausgeführt sein. Sowohl die Feldfacette 20 als auch die Pupillenfacetten 22 sind in der 3 in einer Aufsicht dargestellt, wobei die unterschiedlichen Kippstellungen der Feldfacette 20 nicht berücksichtigt sind.The field facets 20 can be rectangular or curved. The pupil facets 22 can be round, square, rectangular or even hexagonal. Both the field facet 20 as well as the pupil facets 22 are in the 3 shown in a plan, with the different tilt positions of the field facet 20 are not taken into account.

Das Objektfeld 5 ist in der 3 rechts dargestellt. Die drei Pupillenfacetten 22 1 bis 22 3 sind zwischen der Feldfacette 20 und dem Objektfeld 5 dargestellt. Die Abstände zwischen den drei Pupillenfacetten 22 1 bis 22 3 und der Feldfacette 20 einerseits sowie dem Objektfeld 5 andererseits sind in der 3 nicht maßstäblich und stark verkürzt.The object field 5 is in the 3 shown on the right. The three pupil facets 22 1 to 22 3 are between the field facet 20 and the object field 5 shown. The distances between the three pupil facets 22 1 to 22 3 and the field facet 20 on the one hand and the object field 5 On the other hand, in the 3 not to scale and greatly shortened.

Weiterhin ist in der 3 die Fortsetzung eines Strahlengangs der jeweiligen Einzelstrahlen 16 i zwischen den Pupillenfacetten 22 1 bis 22 3 und dem Objektfeld 5 für den jeweiligen Objektfeld-Ausleuchtungskanal 28 1 bis 28 3 dargestellt.Furthermore, in the 3 the continuation of a beam path of the respective individual beams 16 i between the pupil facets 22 1 to 22 3 and the object field 5 for the respective object field illumination channel 28 1 to 28 3 shown.

Bei der schematischen Darstellung der Führung der Einzelstrahlen 16 i zwischen der Feldfacette 20 und dem Objektfeld 5 ist eine Beleuchtungsoptik nach Art der Beleuchtungsoptik 27 angenommen, bei der die Pupillenfacetten 22 die jeweilige Feldfacette 20 direkt in das Objektfeld 5 abbilden. Bei der alternativen Beleuchtungsoptik 4 wäre im Strahlengang der Einzelstrahlen 16 i zwischen der jeweiligen Pupillenfacette 22 i und dem Objektfeld 5 noch eine Strahlführung über die weiteren Spiegel der Übertragungsoptik 23 gegeben.In the schematic representation of the leadership of the individual beams 16 i between the field facet 20 and the object field 5 is an illumination optics on the type of illumination optics 27 assumed that the pupil facets 22 the respective field facet 20 directly into the object field 5 depict. In the alternative illumination optics 4 would be in the beam path of the individual rays 16 i between the respective pupil facet 22 i and the object field 5 nor a beam guide on the other mirror of the transmission optics 23 given.

Die Feldfacetten 20 dienen zur Abbildung eines Lichtquellenobjektes, bei der dargestellten Ausführung zur Abbildung eines Zwischenfokus 30 in der Zwischenfokusebene 18 (vgl. 1) in eine der Anzahl der Objektfeld-Ausleuchtungskanäle 28 i entsprechende Anzahl von Lichtquellenbildern 31 i, die jeweils auf den Pupillenfacetten 22 i angeordnet sind. Wie der 3 zu entnehmen ist, sind die Lichtquellenbilder 31 i, die den jeweiligen Objektfeld-Ausleuchtungskanälen 28 i zugeordnet sind, in verschiedene Lichtquellenbilder Bi j unterteilt. Das jeweils gesamte Lichtquellenbild 31 i auf der jeweiligen Pupillenfacette 22 i ist in der 3 durch eine gestrichelte Bildkontur angedeutet, in die die Lichtquellen-Teilbilder Bi j eingeschrieben sind.The field facets 20 serve to image a light source object, in the illustrated embodiment for imaging an intermediate focus 30 in the Zwischenfokusebene 18 (see. 1 ) into one of the number of object field illumination channels 28 i corresponding number of light source images 31 i , each on the pupil facets 22 i are arranged. Again 3 it can be seen, are the light source images 31 i , the respective object field illumination channels 28 i are divided into different light source images B i j . The entire light source image 31 i on the respective pupil facet 22 i is in the 3 indicated by a dashed image contour, in which the light source fields B i j are inscribed.

Diese Unterteilung der Lichtquellenbilder 31 i in Lichtquellen-Teilbilder Bi j ist in der 3 durch die ausgewählten Einzelstrahlen 16 des Beleuchtungslichts verdeutlicht, die von drei unterschiedlichen, voneinander beabstandeten Feldfacettenabschnitten A1, A2 und A3 der Feldfacette 20 ausgehen. Die Feldfacettenabschnitte A1, A2 und A3 werden zur Erläuterung der Unterteilung der Lichtquellenbilder 31 i nachfolgend herangezogen. Von den Feldfacettenabschnitten A1, A2 und A3 gehen Beleuchtungslicht-Strahlengänge aus, die jeweils gewisse Abbildungsbedingungen, die nachfolgend noch erläutert werden, erfüllen. Abschnittsgrenzen des jeweiligen Feldfacettenabschnitts Ai sind in der Darstellung willkürlich gewählt und gehen kontinuierlich in die sonstige Feldfacette 20 über.This subdivision of the light source images 31 i in light source fields B i j is in the 3 through the selected single beams 16 of the illumination light, that of three different, spaced apart field facet sections A 1 , A 2 and A 3 of the field facet 20 out. The field facet sections A 1 , A 2 and A 3 will be used to explain the division of the light source images 31 i used below. From the field facet sections A 1 , A 2 and A 3 go out illumination light beam paths, each of which fulfill certain imaging conditions, which will be explained below. Section boundaries of the respective field facet section A i are chosen arbitrarily in the illustration and go continuously into the other field facet 20 above.

Der erste Feldfacettenabschnitt A1 ist in Bezug auf die x-Koordinate im linken Drittel der Feldfacette 20 angeordnet. Der zweite Feldfacettenabschnitt A2 ist in Bezug auf die x-Koordinate im mittleren Drittel der Feldfacette 20 angeordnet. Der dritte Feldfacettenabschnitt A3 ist in Bezug auf die x-Koordinate im rechten Drittel der Feldfacette 20 angeordnet. Die drei Feldfacettenabschnitte A1, A2 und A3 überlappen nicht miteinander.The first field facet section A 1 is in the left third of the field facet with respect to the x coordinate 20 arranged. The second field facet section A 2 is in the middle third of the field facet with respect to the x coordinate 20 arranged. The third field facet section A 3 is in the right third of the field facet with respect to the x coordinate 20 arranged. The three field facet sections A 1 , A 2 and A 3 do not overlap each other.

Je nach Kippstellung der Feldfacette 20 beaufschlagt der vom ersten Feldfacettenabschnitt A1 ausgehende Einzelstrahl 16 ein Lichtquellen-Teilbild B1 i auf der jeweiligen Pupillenfacette 22 i. Entsprechendes gilt für die Einzelstrahlen 16, die vom zweiten und vom dritten Feldfacettenabschnitt A2, A3 ausgehen, und ein Lichtquellen-Teilbild B2 i und B3 i beaufschlagen. Die Lichtquellen-Teilbilder B1 j überlappen auf der jeweiligen Pupillenfacette 22 i jeweils nicht miteinander. Ein Abstand benachbarter Lichtquellen-Teilbilder Bi j zueinander ist also größer als ein mittlerer Durchmesser der Lichtquellen-Teilbilder Bi j.Depending on the tilt position of the field facet 20 acts on the emanating from the first field facet section A 1 single beam 16 a light source field B 1 i on the respective pupil facet 22 i . The same applies to the individual beams 16 from the second and third field facet sections A 2 , A 3 , and a light source field B 2 i and B 3 i . The light source fields B 1 j overlap on the respective pupil facet 22 i do not use each other. A distance of adjacent light source fields B i j to each other is thus greater than a mean diameter of the light source fields B i j .

Die Anordnung der Lichtquellen-Teilbilder Bi j auf den Pupillenfacetten 22 i kann für die verschiedenen, über die Kippstellungen genau einer Feldfacette 20 zugeordneten Pupillenfacetten 22 i unterschiedlich sein, wie in der 3 dargestellt.The arrangement of the light source fields B i j on the pupil facets 22 i can for the different, about the tilt positions exactly one field facet 20 associated pupil facets 22 i be different as in the 3 shown.

Auf der in der 3 oberen Pupillenfacette 22 1 liegen die Lichtquellen-Teilbilder Bi 1, B1 2 und B1 3, die durch Beaufschlagung von den drei Feldfacettenabschnitten A1, A2 und A3 in einer ersten Kippstellung der Feldfacette 20 generiert werden, direkt untereinander, haben also in guter Näherung die gleichen x-Koordinate. Auf der mittleren Pupillenfacette 22 2 liegen die entsprechenden drei Lichtquellen-Teilbilder B2 1, B2 2 und B2 3, die in der zweiten Kippstellung der Feldfacette 20 erzeugt werden, aufgereiht längs einer Diagonalen. Auf der unteren Pupillenfacette 22 3 liegen die drei Lichtquellen-Teilbilder B3 1, B3 2, B3 3, die in der dritten Kippstellung der Feldfacette 20 erzeugt werden, aufgereiht in etwa auf einer C-förmigen Bahn.On the in the 3 upper pupil facet 22 1 are the light source fields B i 1 , B 1 2 and B 1 3 , by applying the three field facet sections A 1 , A 2 and A 3 in a first tilted position of the field facet 20 are generated directly among each other, so they have the same x coordinate to a good approximation. On the middle pupil facet 22 2 are the corresponding three light source fields B 2 1 , B 2 2 and B 2 3 , in the second tilt position of the field facet 20 be generated, strung along a diagonal. On the lower pupil facet 22 3 are the three light source fields B 3 1 , B 3 2 , B 3 3 , in the third tilt position of the field facet 20 be generated, strung approximately in a C-shaped path.

Die Bildabschnitte Ci der Feldfacettenabschnitte Ai im Objektfeld 5 liegen an Orten im Objektfeld 5, die der Anordnung der Feldfacettenabschnitte Ai auf der Feldfacette 20 entsprechen. Insbesondere sind die Bildabschnitte Ci in ihrer Größe und Lage unabhängig von der gewählten Kippstellung des Feldfacettenspiegels 20. Der Bildabschnitt C1 liegt dabei im linken Drittel des Objektfeldes 5, der Bildabschnitt C2 im mittleren Drittel des Objektfeldes 5 und der Bildabschnitt C3 im rechten Drittel des Objektfeldes 5, jeweils bezogen auf die x-Koordinate, also auf die Feldhöhe.The image sections C i of the field facet sections A i in the object field 5 lie in places in the object field 5 , the arrangement of the field facet sections A i on the field facet 20 correspond. In particular, the image sections C i are independent in their size and position of the selected tilt position of the field facet mirror 20 , The image section C 1 lies in the left third of the object field 5 , the image section C 2 in the middle third of the object field 5 and the image section C 3 in the right third of the object field 5 , in each case based on the x-coordinate, ie on the field height.

Generell gilt, dass die Lichtquellen-Teilbilder Bi j auf der jeweiligen Pupillenfacette 22 i längs einer krummlinigen Bahn angeordnet sein können.In general, the light source partial images B i j on the respective pupil facet 22 i can be arranged along a curvilinear path.

Damit die Pupillenfacetten 22 i die Abbildung der Facettenabschnitte Aj auf die Bildabschnitt Cj über die jeweiligen Beaufschlagungsregionen der Lichtquellen-Teilbilder Bi j gewährleisten, haben die Pupillenfacetten 22 i eine Krümmung, die über die x-Ausdehnung und/oder die über die y-Ausdehnung der Reflexionsfläche der jeweiligen Pupillenfacette 22 i um mindestens 10% variiert.So that the pupil facets 22 i have the image of the facet portions A j on the image portion C j over the respective impingement regions of the light source partial images B i j , have the pupil facets 22 i is a curvature that exceeds the x-dimension and / or the y-dimension of the reflection surface of the respective pupil facet 22 i varies by at least 10%.

Damit die Einzelstrahlen 16 von den verschiedenen Feldfacettenabschnitten Ai auf die verschiedenen Lichtquellen-Teilbilder Bi j gelenkt werden, haben die Reflexionsflächen der Feldfacetten 20 eine entsprechend von einer Kegelschnittfläche, insbesondere von einer Ellipsoid-Fläche abweichende Form, die näherungsweise als tordiertes Ellipsoid beschrieben werden kann. Bei einer alternativen Ausführung der Reflexionsflächen der Feldfacetten 20 können diese näherungsweise als tordierter Torus beschrieben werden. Als Torsion wird in diesem Zusammenhang (tordiertes Ellipsoid/tordierter Torus) eine lokale Verdrehung der jeweiligen Raumform um eine Achse verstanden, wobei eine Amplitude dieser lokalen Verdrehung insbesondere näherungsweise linear von einer Position entlang der Verdrehachse abhängt.So that the single rays 16 are directed from the different field facet sections A i to the different light source fields B i j , have the reflection surfaces of the field facets 20 a correspondingly deviating from a conic sectional area, in particular of an ellipsoidal surface shape, which can be described approximately as a twisted ellipsoid. In an alternative embodiment of the reflective surfaces of the field facets 20 These can be described approximately as a twisted torus. In this context, torsion (twisted ellipsoid / twisted torus) is understood to mean a local rotation of the respective spatial form about an axis, an amplitude of this local rotation in particular approximately linearly depending on a position along the axis of rotation.

Für die Pupillenfacetten 22 i gilt, dass eine mittlere Krümmung der Pupillenfacetten 22 i von einer nominellen Krümmung ρ0 zur Abbildung eines Mittelpunktes, also des mittleren Facettenabschnitts A2, der Feldfacette 20 des zugehörigen Objektfeld-Ausleuchtungskanals 28 i in einen Mittelpunkt, also in den mittleren Bildabschnitt C2, des Objektfeldes oder, im Falle der Beleuchtungsoptik 4, in einen Mittelpunkt eines in das Objektfeld 5 abzubildenden Objektfeld-Urbildes um mindestens 10% abweicht.For the pupil facets 22 i holds that a mean curvature of the pupil facets 22 i of a nominal curvature ρ 0 for imaging a center point, that is to say the middle facet section A 2 , of the field facet 20 of the associated object field illumination channel 28 i in a center, that is, in the middle image section C 2 , of the object field or, in the case of the illumination optics 4 , in a center of one in the object field 5 to be imaged by at least 10%.

Für diese nominelle Krümmung ρ0 gilt: ρ0 = ½[1/a + 1/b] For this nominal curvature ρ 0 : ρ 0 = ½ [1 / a + 1 / b]

Hierbei gilt, dass a der Abstand ist zwischen dem mittleren Facettenabschnitt A2 und der Pupillenfacette 22 und b der Abstand zwischen der Pupillenfacette 22 und dem mittleren Abschnitt C2 des Objektfeldes 5.In this case, a is the distance between the middle facet section A 2 and the pupil facet 22 and b is the distance between the pupil facet 22 and the middle section C 2 of the object field 5 ,

Die vorstehend im Zusammenhang mit der 3 erläuterten Abbildungsbedingungen müssen nicht für alle Feldfacetten 20 und auch nicht für alle Pupillenfacetten 22 gelten.The above in connection with the 3 Illustrated imaging conditions need not apply to all field facets 20 and not for all pupil facets 22 be valid.

Aufgrund der Aufteilung der Lichtquellenbilder 31 i in Lichtquellen-Teilbilder Bi j ergibt sich die Möglichkeit einer Abbildungsfehlerkorrektur, die aufgrund der verschiedenen dreidimensionalen Verläufe der Objektfeld-Ausleuchtungskanäle 28 i in der Beleuchtungsoptik 4 bzw. 27 entstehen. Es ergibt sich eine präzise Überlagerung der Bilder der Feldfacetten 20, für die vorstehend im Zusammenhang mit der 3 erläuterten Abbildungsbedingungen gelten, im Objektfeld 5.Due to the division of the light source images 31 i in light source fields B i j there is the possibility of an aberration correction, due to the different three-dimensional curves of the object field illumination channels 28 i in the illumination optics 4 respectively. 27 arise. This results in a precise superimposition of the images of the field facets 20 , for the above in connection with the 3 Illustrated imaging conditions apply, in the object field 5 ,

Bei der Projektionsbelichtung mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird zunächst mit Hilfe des vorstehend erläuternden Einstellungsverfahrens eine Beleuchtungsgeometrie eingestellt. Dann wird wenigstens ein Teil des Retikels 7 im Objektfeld 5 auf einen Bereich der lichtempfindlichen Schicht auf den Wafer 13 im Bildfeld 11 zur lithografischen Herstellung eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauteils, insbesondere eines Halbleiterbauteils, beispielsweise eines Mikrochips, abgebildet. Hierbei werden das Retikel 7 und der Wafer 13 zeitlich synchronisiert in der y-Richtung kontinuierlich im Scannerbetrieb verfahren.In the projection exposure using the projection exposure system 1 First, an illumination geometry is set with the aid of the above-explained adjustment method. Then at least part of the reticle becomes 7 in the object field 5 on a portion of the photosensitive layer on the wafer 13 in the image field 11 for the lithographic production of a microstructured or nanostructured component, in particular a semiconductor component, for example a microchip. This will be the reticle 7 and the wafer 13 synchronized in time in the y-direction continuously in scanner operation.

Claims (12)

Beleuchtungsoptik (4; 27) für die EUV-Projektionslithografie zur Führung von Beleuchtungslicht (16) längs eines Beleuchtungslicht-Strahlengangs von einer Lichtquelle (2) zu einem Objektfeld (5), in dem ein abzubildendes Objekt (7) anordenbar ist, – mit einem ersten Facettenspiegel (19) mit einer Mehrzahl erster monolithischer Facetten (20) zur reflektierenden Führung von Teilbündeln eines Bündels des Beleuchtungslichts (16), – mit einem zweiten Facettenspiegel (21), angeordnet im Beleuchtungslicht-Strahlengang nach dem ersten Facettenspiegel (19), mit einer Mehrzahl zweiter Facetten (22) zur reflektierenden Führung der von den ersten Facetten (20) reflektierten Teilbündel, sodass über mindestens einige der ersten Facetten (20) und die über die reflektierende Bündelführung zugeordneten zweiten Facetten (22) Objektfeld-Ausleuchtungskanäle (28) vorgegeben sind, über die jeweils das gesamte Objektfeld (5) mit dem Beleuchtungslicht (16) ausleuchtbar ist, wobei den Objektfeld-Ausleuchtungskanälen (28) jeweils genau eine erste Facette (20) und genau eine zweite Facette (22) zugeordnet, – wobei die ersten Facetten (20) zu einer Abbildung eines Lichtquellenobjekts (2; 30), bei dem es sich um die Lichtquelle (2) oder um einen nachgelagerten Zwischenfokus (30) handelt, in eine der Anzahl der Objektfeld-Ausleuchtungskanäle (28) entsprechende Anzahl von Lichtquellenbildern (31), angeordnet auf den zweiten Facetten (22), ausgeführt sind, – wobei für mindestens einige Objektfeld-Ausleuchtungskanäle (28) gilt, dass das dem jeweiligen Objektfeld-Ausleuchtungskanal (28 i) zugeordnete Lichtquellenbild (31 i) beinhaltet: – ein erstes Lichtquellen-Teilbild (Bi l), erzeugt durch einen ersten Facettenabschnitt (Al) der dem jeweiligen Objektfeld-Ausleuchtungskanal (28 i) zugeordneten ersten Facette (20), – mindestens ein zweites Lichtquellen-Teilbild (Bi 2; Bi 3), erzeugt durch einen zweiten Facettenabschnitt (A2; A3) der dem jeweiligen Objektfeld-Ausleuchtungskanal (28 i) zugeordneten ersten Facette (20), wobei der erste Facettenabschnitt (A1) und der zweite Facettenabschnitt (A2; A3) nicht miteinander überlappen, – wobei Zentren der mindestens zwei Lichtquellen-Teilbilder (Bi 1, Bi 2; Bi 1, Bi 3) einen Abstand zueinander haben, der größer ist als ein mittlerer 1/e2-Durchmesser der beiden Lichtquellen-Teilbilder (Bi 1, Bi 2; Bi 1, Bi 3).Illumination optics ( 4 ; 27 ) for the EUV projection lithography for guiding illumination light ( 16 ) along an illumination light beam path from a light source ( 2 ) to an object field ( 5 ), in which an object to be imaged ( 7 ) can be arranged, - with a first facet mirror ( 19 ) having a plurality of first monolithic facets ( 20 ) for the reflective guidance of partial bundles of a bundle of illumination light ( 16 ), - with a second facet mirror ( 21 ) arranged in the illumination light beam path after the first facet mirror ( 19 ), with a plurality of second facets ( 22 ) for the reflective guidance of the first facets ( 20 ) reflected sub-beams, so that over at least some of the first facets ( 20 ) and the second facets assigned via the reflective bundle guide ( 22 ) Object field illumination channels ( 28 ), over which in each case the entire object field ( 5 ) with the illumination light ( 16 ) is illuminable, wherein the object field illumination channels ( 28 ) exactly one first facet ( 20 ) and exactly one second facet ( 22 ), the first facets ( 20 ) to an image of a light source object ( 2 ; 30 ), which is the light source ( 2 ) or a downstream intermediate focus ( 30 ) into one of the number of object field illumination channels ( 28 ) corresponding number of light source images ( 31 ) arranged on the second facets ( 22 ), wherein - for at least some object field illumination channels ( 28 ), that the respective object field illumination channel ( 28 i ) associated light source image ( 31 i ) includes: - a first light source field (B i l ), generated by a first facet section (A l ) of the respective object field illumination channel (B i l ) 28 i ) associated first facet ( 20 ), - at least one second light source partial image (B i 2 ; B i 3 ), generated by a second facet section (A 2 ; A 3 ) of the respective object field illumination channel ( 28 i ) associated first facet ( 20 ), wherein the first facet section (A 1 ) and the second facet section (A 2 ; A 3 ) do not overlap one another, - wherein centers of the at least two light source partial images (B i 1 , B i 2 ; B i 1 , B i 3 ) are spaced apart from one another by an average 1 / e 2 diameter of the two light source fields (B i 1 , B i 2 , B i 1 , B i 3 ). Beleuchtungsoptik nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehr als zwei Lichtquellen-Teilbilder (Bi 1, Bi 2, Bi 3), die durch nicht miteinander überlappende Facettenabschnitte (A1, A2, A3) einer der ersten Facetten (20) erzeugt werden, wobei die Liclitquellen-Teilbilder (Bi 1, Bi 2, Bi 3) einen Abstand zueinander haben, der größer ist als ein mittlerer Durchmesser der Lichtquellen-Teilbilder (Bi 1, Bi 2, Bi 3).Illumination optics according to claim 1, characterized by more than two light source partial images (B i 1 , B i 2 , B i 3 ), which are not overlapped by facet sections (A 1 , A 2 , A 3 ) of one of the first facets ( 20 ), wherein the light source sub-images (B i 1 , B i 2 , B i 3 ) have a distance which is greater than a mean diameter of the light source fields (B i 1 , B i 2 , B i 3 ). Beleuchtungsoptik nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mehr als zwei Lichtquellen-Teilbilder (Bi 1, Bi 2, Bi 3) auf der zweiten Facette (22 3) längs einer krummlinigen Bahn angeordnet sind.Illumination optics according to claim 2, characterized in that the more than two light source partial images (B i 1 , B i 2 , B i 3 ) on the second facet ( 22 3 ) are arranged along a curvilinear path. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Facetten (22) zu einer Abbildung der ersten Facetten (20) des zugehörigen Objektfeld-Ausleuchtungskanals (28) in das Objektfeld (5) ausgeführt sind.Illumination optics according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second facets ( 22 ) to an image of the first facets ( 20 ) of the associated object field illumination channel ( 28 ) in the object field ( 5 ) are executed. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens einige der zweiten Facetten (22) gilt, dass eine Krümmung der zweiten Facette (22) über die Ausdehnung der zweiten Facette (22) um mindestens 10% variiert.Illumination optics according to one of claims 1 to 4, characterized in that for at least some of the second facets ( 22 ) holds that a curvature of the second facet ( 22 ) about the extent of the second facet ( 22 ) varies by at least 10%. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens einige der zweiten Facetten (22) gilt, dass eine mittlere Krümmung der zweiten Facette (22) von einer nominellen Krümmung ρ0 zur Abbildung eines Mittelpunktes (A2) der ersten Facette (20) des zugehörigen Objektfeld-Ausleuchtungskanals (28) in einen Mittelpunkt des Objektfeldes (C2) oder eines in das Objektfeld (5) abzubildenden Objektfeld-Urbildes um mindestens 10% abweicht.Illumination optics according to one of claims 1 to 5, characterized in that for at least some of the second facets ( 22 ) holds that an average curvature of the second facet ( 22 ) of a nominal curvature ρ 0 for imaging a center (A 2 ) of the first facet ( 20 ) of the associated object field illumination channel ( 28 ) in a center of the object field (C 2 ) or one in the object field ( 5 ) to be imaged by at least 10%. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Feldfacettenspiegel als ersten Facettenspiegel (19).Illumination optics according to one of Claims 1 to 6, characterized by a field facet mirror as first facet mirror ( 19 ). Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch kippbare erste Facetten (20) zur Vorgabe verschiedener Objektfeld-Ausleuchtungskanäle (28).Illumination optics according to one of Claims 1 to 7, characterized by tiltable first facets ( 20 ) for specifying various object field illumination channels ( 28 ). Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Pupillenfacettenspiegel als zweiten Facettenspiegel (21).Illumination optics according to one of Claims 1 to 8, characterized by a pupil facet mirror as the second facet mirror ( 21 ). Beleuchtungssystem (3) – mit einer Beleuchtungsoptik (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, – mit einer Projektionsoptik (10) zur Abbildung des Objektfeldes (5) in ein Bildfeld (11).Lighting system ( 3 ) - with an illumination optics ( 4 ) according to one of claims 1 to 9, - with a projection optics ( 10 ) for mapping the object field ( 5 ) in an image field ( 11 ). Projektionsbelichtungsanlage (1) – mit einem Beleuchtungssystem (3) nach Anspruch 10, – mit einer EUV-Lichtquelle (2), – mit einem Objekthalter (8) zur Halterung eines Objektes (7) im Objektfeld (5), der über einen Objektverlagerungsantrieb (9) längs einer Verlagerungsrichtung (y) verlagerbar ist, – mit einem Waferhalter (14) zur Halterung eines Wafers (13) im Bildfeld (11), der über einen Waferverlagerungsantrieb (15) längs der Verlagerungsrichtung (y) verlagerbar ist.Projection exposure apparatus ( 1 ) - with a lighting system ( 3 ) according to claim 10, - with an EUV light source ( 2 ), - with an object holder ( 8th ) for holding an object ( 7 ) in the object field ( 5 ), which via an object displacement drive ( 9 ) along a displacement direction (y) is displaceable, - with a wafer holder ( 14 ) for holding a wafer ( 13 ) in the image field ( 11 ) via a wafer displacement drive ( 15 ) along the displacement direction (y) is displaceable. Verfahren zur Projektionsbelichtung mit folgenden Schritten: – Bereitstellen einer Projektionsbelichtungsanlage (1) nach Anspruch 11, – Bereitstellen eines Wafers (13), – Bereitstellen einer Lithographiemaske (7), – Projizieren wenigstens eines Teils der Lithographiemaske (7) auf einen Bereich einer lichtempfindlichen Schicht des Wafers (13) mit Hilfe der Projektionsoptik (10) der Projektionsbelichtungsanlage (1). Method of projection exposure comprising the following steps: - providing a projection exposure apparatus ( 1 ) according to claim 11, - providing a wafer ( 13 ), - providing a lithography mask ( 7 ), - projecting at least part of the lithography mask ( 7 ) to a portion of a photosensitive layer of the wafer ( 13 ) with the aid of the projection optics ( 10 ) of the projection exposure apparatus ( 1 ).
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