DE102016207487A1 - Microlithographic projection exposure machine - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projektionsobjektiv, wobei die Beleuchtungseinrichtung im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage eine in einer Objektebene des Projektionsobjektivs angeordnete Maske mit elektromagnetischer Strahlung beleuchtet und das Projektionsobjektiv diese Objektebene auf eine Bildebene abbildet, mit wenigstens einem optischen Element, auf welches im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage elektromagnetische Strahlung mit über einen Winkelbereich von wenigstens 3° variierendem Einfallswinkel auftrifft, wobei die mittlere Wellenlänge dieser elektromagnetischen Strahlung als Funktion des Einfallswinkels um wenigstens 0.5% variiert.The present invention relates to a microlithographic projection exposure apparatus comprising an illumination device and a projection objective, wherein the illumination device illuminates a mask arranged in an object plane of the projection objective with electromagnetic radiation during operation of the projection exposure apparatus and the projection objective images this object plane onto an image plane with at least one optical element. on which in the operation of the projection exposure apparatus electromagnetic radiation impinges over an angular range of at least 3 ° varying angle of incidence, wherein the mean wavelength of this electromagnetic radiation as a function of the angle of incidence varies by at least 0.5%.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage.The present invention relates to a microlithographic projection exposure apparatus.

Stand der TechnikState of the art

Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCDs, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen. Microlithography is used to fabricate microstructured devices such as integrated circuits or LCDs. The microlithography process is carried out in a so-called projection exposure apparatus which has an illumination device and a projection objective. The image of a mask (= reticle) illuminated by means of the illumination device is hereby projected onto a substrate (eg a silicon wafer) coated with a photosensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection objective in order to apply the mask structure to the photosensitive coating of the Transfer substrate.

In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsbelichtungsanlagen, d.h. bei Wellenlängen unterhalb von 15 nm (z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm), werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet.In EUV-designed projection exposure equipment, i. at wavelengths below 15 nm (e.g., about 13 nm or about 7 nm), mirrors are used as optical components for the imaging process due to the lack of availability of suitable transparent refractive materials.

Solche EUV-Spiegel weisen ein Spiegelsubstrat und einen aus einer Vielzahl von Schichtpaketen aufgebauten Schichtstapel zur Reflexion der auf die optische Wirkfläche auftreffenden elektromagnetischen Strahlung auf. Der Schichtstapel weist seinerseits eine alternierende Abfolge aus einem Material mit vergleichsweise größerem Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge und einem Material mit vergleichsweise kleinerem Brechungsindex bei der Arbeitswellenlänge auf. An sämtlichen Grenzflächen finden jeweils Teilreflexionen statt, welche an den Oberflächen zum Material mit größerem Brechungsindex jeweils ohne Phasensprung und an den Oberflächen zum Material mit kleinerem Brechungsindex jeweils mit einem Phasensprung von 180° erfolgen. Ein zusätzlicher Phasenunterschied ergibt sich durch die Dicke der einzelnen Schichten des Schichtstapels. In der Gesamtüberlagerung aller Teilreflexionen tragen sämtliche Grenzflächen konstruktiv zur Überlagerung bei.Such EUV mirrors have a mirror substrate and a layer stack composed of a multiplicity of layer packages for reflecting the electromagnetic radiation impinging on the optical active surface. The layer stack in turn has an alternating sequence of a material with a comparatively larger refractive index at the operating wavelength and a material with a comparatively smaller refractive index at the operating wavelength. In each case, partial reflections take place at all interfaces, which take place at the surfaces of the material with a higher refractive index in each case without a phase jump and at the surfaces to the material with a smaller refractive index in each case with a phase jump of 180 °. An additional phase difference results from the thickness of the individual layers of the layer stack. In the total superposition of all partial reflections, all interfaces contribute constructively to the superimposition.

Wünschenswert ist grundsätzlich eine möglichst hohe Reflektivität der einzelnen EUV-Spiegel bzw. Schichtstapel, um eine hinreichend hohe Gesamtreflektivität sicherzustellen. Ein hierbei in der Praxis auftretendes Problem ist, dass auf den EUV-Spiegeln vorgesehene Vielfachschichtsysteme bzw. Reflexionsschichtstapel jeweils nur für eine sehr begrenzte Bandbreite von Einfallswinkeln geeignet sind. Infolgedessen werden die Reflexionseigenschaften eines Spiegels dann verschlechtert, wenn sich dieser an einer Position befindet, an der vergleichsweise große Variationen des Einfallswinkels auftreten. Je nach dem konkreten Aufbau der Projektionsbelichtungsanlage können derartige optische Elemente mit hohem Einfallswinkelintervallbereich in der Beleuchtungseinrichtung und/oder im Projektionsobjektiv vorhanden sein. In principle, the highest possible reflectivity of the individual EUV mirrors or layer stacks is desirable in order to ensure a sufficiently high overall reflectivity. A problem which arises in practice in this case is that multilayer systems or reflection layer stacks provided on the EUV mirrors are respectively suitable only for a very limited range of angles of incidence. As a result, the reflection characteristics of a mirror are deteriorated when it is at a position where comparatively large variations of the incident angle occur. Depending on the specific structure of the projection exposure apparatus, such optical elements with a high incident angle interval range can be present in the illumination device and / or in the projection objective.

Im Ergebnis führt das vorstehend beschriebene Problem zu einer Reduzierung der Gesamttransmission durch die Projektionsbelichtungsanlage und damit zu einer Beeinträchtigung von deren Leistungsfähigkeit. As a result, the problem described above leads to a reduction in the total transmission through the projection exposure apparatus and thus to a deterioration in their performance.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage bereitzustellen, welche eine Steigerung der Gesamttransmission elektromagnetischer Strahlung im Lithographieprozess ermöglicht.Against the above background, it is an object of the present invention to provide a microlithographic projection exposure apparatus which enables an increase in the total transmission of electromagnetic radiation in the lithographic process.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the features of independent claim 1.

Eine erfindungsgemäße mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projektionsobjektiv, wobei die Beleuchtungseinrichtung im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage eine in einer Objektebene des Projektionsobjektivs angeordnete Maske mit elektromagnetischer Strahlung beleuchtet und das Projektionsobjektiv diese Objektebene auf eine Bildebene abbildet, weist auf

  • – wenigstens ein optisches Element, auf welches im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage elektromagnetische Strahlung mit über einen Winkelbereich von wenigstens 3° variierendem Einfallswinkel auftrifft,
  • – wobei die mittlere Wellenlänge dieser elektromagnetischen Strahlung als Funktion des Einfallswinkels um wenigstens 0.5% variiert.
A microlithographic projection exposure apparatus according to the invention, with a lighting device and a projection lens, wherein the illumination device illuminates a mask arranged in an object plane of the projection lens with electromagnetic radiation during operation of the projection exposure apparatus and the projection objective images this object plane onto an image plane
  • At least one optical element on which, during operation of the projection exposure apparatus, electromagnetic radiation is incident with an angle of incidence varying over an angular range of at least 3 °,
  • - Wherein the mean wavelength of this electromagnetic radiation as a function of the angle of incidence varies by at least 0.5%.

Dabei kann die Variation der mittleren Wellenlänge um wenigstens 0.5% insbesondere auf den maximalen Wert der mittleren Wellenlänge bezogen sein.In this case, the variation of the mean wavelength can be related by at least 0.5%, in particular to the maximum value of the mean wavelength.

Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, dem Problem einer ausgeprägten Variation des Einfallswinkels an einem optischen Element – und einer hiermit ohne weitere Maßnahmen einhergehenden Verschlechterung von dessen Reflektivität – dadurch Rechnung zu tragen, dass bewusst eine Richtungsabhängigkeit der mittleren Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung eingeführt wird, mit anderen Worten also die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung als zusätzlicher Freiheitsgrad zur Optimierung der Reflektivität des betreffenden optischen Elements und damit der Gesamttransmission der Projektionsbelichtungsanlage genutzt wird. In particular, the present invention is based on the concept of taking into account the problem of pronounced variation of the angle of incidence on an optical element-and of a deterioration of its reflectivity, which is hereby accompanied by no further measures, that a directional dependence of the mean wavelength of the electromagnetic radiation is deliberately introduced, in other words the wavelength of the electromagnetic radiation is used as an additional degree of freedom for optimizing the reflectivity of the relevant optical element and thus the overall transmission of the projection exposure apparatus.

Grundsätzlich kann etwa bei Positionierung des vorstehend genannten reflektiven optischen Elements in einer Pupillenebene oder einer pupillennahen Ebene die betreffende Richtungsvariation der mittleren Wellenlänge über eine Ortsabhängigkeit der mittleren Wellenlänge in einer Fourier-konjugierten Ebene, d.h. in einer Feldebene bzw. einer feldnahen Ebene, erzeugt werden. Basically, for example, in positioning the above-mentioned reflective optical element in a pupil plane or a pupil-near plane, the respective direction variation of the center wavelength may be determined by a location dependency of the center wavelength in a Fourier conjugate plane, i. in a field level or a near-field level, are generated.

Dem erfindungsgemäßen Konzept liegt die Überlegung zugrunde, dass abhängig vom jeweiligen Einfallswinkel, unter welchem die elektromagnetische Strahlung auf das Vielfachschichtsystem eines EUV-Spiegels auftrifft, die Wellenlänge dieser Strahlung unterschiedliche Werte aufweisen muss, damit für ein- und denselben Schichtstapel eine konstruktive Interferenz der durch Teilreflexionen an den einzelnen Übergängen zwischen den Schichtstapeln erzeugten Teilstrahlen stattfinden kann. So ist im Falle eines vergleichsweise großen Einfallswinkels eine größere Wellenlänge (d.h. eine langwelligere elektromagnetische Strahlung) als bei vergleichsweise kleinerem Einfallswinkel der elektromagnetischen Strahlung erforderlich, damit die für die konstruktive Interferenz relevante Projektion auf die Normalenrichtung des Vielfachschichtsystems in beiden Fällen übereinstimmt. The concept according to the invention is based on the consideration that, depending on the respective angle of incidence, under which the electromagnetic radiation impinges on the multilayer system of an EUV mirror, the wavelength of this radiation must have different values, so that for one and the same layer stack a constructive interference of the partial reflections Partial beams generated at the individual transitions between the layer stacks can take place. Thus, in the case of a comparatively large angle of incidence, a larger wavelength (i.e., a longer wavelength electromagnetic radiation) is required than at a comparatively smaller angle of incidence of the electromagnetic radiation, so that the constructive interference relevant projection on the normal direction of the multilayer system is the same in both cases.

Dieser Sachverhalt ist lediglich schematisch in 1 für zwei auf ein Vielfachschichtsystem 100 auftreffende, unterschiedliche Strahlungswellen 101, 102 mit voneinander verschiedener Wellenlänge angedeutet, wobei die Strahlungswelle 102 mit größerer Wellenlänge und größerem Einfallswinkel auf das Vielfachschichtsystem 100 auftrifft als die Strahlungswelle 101. This situation is only schematic in 1 for two on a multi-layer system 100 striking, different radiation waves 101 . 102 indicated with mutually different wavelength, wherein the radiation wave 102 with larger wavelength and larger angle of incidence on the multilayer system 100 hits as the radiation wave 101 ,

Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Element eine Pupillenfacette eines Pupillenfacettenspiegels.According to one embodiment, the optical element is a pupil facet of a pupil facet mirror.

Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Element ein Spiegel des Projektionsobjektivs, insbesondere einer der beiden bezogen auf den optischen Strahlengang letzten Spiegel des Projektionsobjektivs.According to one embodiment, the optical element is a mirror of the projection lens, in particular one of the two with respect to the optical beam path last mirror of the projection lens.

Gemäß einer Ausführungsform wird die Variation der mittleren Wellenlänge durch wenigstens ein bezogen auf den optischen Strahlengang vor dem optischen Element angeordnetes, weiteres optisches Element bewirkt.According to one embodiment, the variation of the central wavelength is effected by at least one further optical element arranged in front of the optical element with respect to the optical beam path.

Gemäß einer Ausführungsform ist dieses wenigstens eine weitere optische Element ein Spiegel mit einer ortsabhängigen Beschichtung.According to one embodiment, this at least one further optical element is a mirror with a location-dependent coating.

Gemäß einer Ausführungsform ist dieser Spiegel ein Kollektorspiegel einer zur Erzeugung der elektromagnetischen Strahlung vorgesehenen Plasmalichtquelle.According to one embodiment, this mirror is a collector mirror of a plasma light source provided for generating the electromagnetic radiation.

Gemäß einer Ausführungsform ist dieser Spiegel eine Feldfacette eines Feldfacettenspiegels.According to one embodiment, this mirror is a field facet of a field facet mirror.

Gemäß einer Ausführungsform ist das wenigstens eine weitere optische Element ein Gitter.According to one embodiment, the at least one further optical element is a grid.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur mikrolithographischen Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente.The invention further relates to a method for the microlithographic production of microstructured components.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen. Further embodiments of the invention are described in the description and the dependent claims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Problems; 1 a schematic representation for explaining an underlying problem of the present invention;

2–9 schematische Darstellungen zur Erläuterung unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung; und 2 - 9 schematic representations for explaining different embodiments of the invention; and

10 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Aufbaus einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage. 10 a schematic representation for explaining the possible structure of a designed for operation in the EUV projection exposure system.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

10 zeigt zunächst eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage, in welcher die vorliegende Erfindung realisierbar ist. 10 shows first a schematic representation of an exemplary designed for operation in the EUV projection exposure apparatus in which the present invention is feasible.

Gemäß 10 weist eine Beleuchtungseinrichtung in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 900 einen Feldfacettenspiegel 903 und einen Pupillenfacettenspiegel 904 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 903 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 901 und einen Kollektorspiegel 902 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 904 sind ein erster Teleskopspiegel 905 und ein zweiter Teleskopspiegel 906 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 907 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 951–956 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 921 auf einem Maskentisch 920 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes Substrat 961 auf einem Wafertisch 960 befindet. According to 10 has a lighting device in a designed for EUV projection exposure system 900 a field facet mirror 903 and a pupil facet mirror 904 on. On the field facet mirror 903 the light becomes one Light source unit, which is a plasma light source 901 and a collector mirror 902 includes, steered. In the light path after the pupil facet mirror 904 are a first telescope mirror 905 and a second telescope mirror 906 arranged. In the light path below is a deflection mirror 907 arranged, which reflects the radiation impinging on an object field in the object plane of a six mirror 951 - 956 comprehensive projection lens steers. At the location of the object field is a reflective structure-bearing mask 921 on a mask table 920 arranged, which is imaged by means of the projection lens in an image plane in which a substrate coated with a photosensitive layer (photoresist) 961 on a wafer table 960 located.

Im Weiteren wird das erfindungsgemäße Konzept anhand unterschiedlicher Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die schematischen Abbildungen von 2–9 erläutert.In the following, the inventive concept will be described on the basis of different embodiments and with reference to the schematic illustrations of FIG 2 - 9 explained.

Dabei wird jeweils davon ausgegangen, dass innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage zumindest ein optisches Element vorhanden ist, welches aufgrund einer an der betreffenden Position besonders großen Variation des Einfallswinkels der elektromagnetischen Strahlung hinsichtlich des eingangs beschriebenen Problems einer Abnahme der Gesamttransmission der Projektionsbelichtungsanlage besonders kritisch ist. In each case, it is assumed that at least one optical element is present within the projection exposure apparatus, which is particularly critical due to a particularly large variation of the angle of incidence of the electromagnetic radiation with respect to the above-described problem of a decrease in the total transmission of the projection exposure apparatus.

In einem ersten, in 3a–b schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel kann es sich bei diesem Element um eine (hier mit „320“ bezeichnete) Pupillenfacette des Pupillenfacettenspiegels der Beleuchtungseinrichtung handeln. Dabei kann etwa der Einfallswinkel der auf diese Pupillenfacette 320 auftreffenden elektromagnetischen Strahlung z.B. in einem Einfallswinkelbereich von wenigstens 10° variieren. In a first, in 3a -B schematically illustrated embodiment, this element may be a (here with " 320 "Pupil facet of the pupil facet mirror of the illumination device. Here, for example, the angle of incidence on this pupil facet 320 incident electromagnetic radiation, for example, in an incident angle range of at least 10 ° vary.

Erfindungsgemäß wird nun zur Überwindung des mit diesem Einfallswinkelbereich einhergehenden Problems mangelnder Reflektivität an der Pupillenfacette 320 eine Richtungsabhängigkeit der mittleren Wellenlänge eingeführt, was wiederum vorzugsweise durch Erzeugung einer Ortsabhängigkeit in einer Fourier-konjugierten Ebene erfolgt. Hierzu bietet sich insbesondere eine Feldfacette 310 des Feldfacettenspiegels an, so dass gemäß einer Ausführungsform die betreffende Feldfacette 310 mit einer ortsabhängigen Beschichtung bzw. einem ortsabhängigen Schichtdickenverlauf versehen wird mit der Folge, dass sich nach Reflexion an der Feldfacette 310 eine Ortsabhängigkeit des Wellenlängenspektrums ergibt, die wiederum am Ort der Pupillenfacette 320 zur erwünschten Richtungsabhängigkeit der mittleren Wellenlänge führt. According to the invention, to overcome the problem associated with this angle of incidence range, a lack of reflectivity at the pupil facet will now be overcome 320 introduced a directional dependence of the central wavelength, which in turn is preferably done by generating a positional dependence in a Fourier-conjugate plane. In particular, a field facet is suitable for this purpose 310 of the field facet mirror, so that according to an embodiment, the field facet concerned 310 is provided with a location-dependent coating or a location-dependent layer thickness profile with the result that after reflection at the field facet 310 gives a location dependence of the wavelength spectrum, which in turn at the location of the pupil facet 320 leads to the desired directional dependence of the mean wavelength.

Zusätzlich oder alternativ zur vorstehend beschriebenen ortsabhängigen Beschichtung der Feldfacette 310 kann eine Richtungsabhängigkeit der mittleren Wellenlänge auch bereits im sogenannten Zwischenfokus erzeugt werden, über welchen die elektromagnetische EUV-Strahlung z.B. von einer Plasmalichtquelle nach Reflexion an einem Kollektorspiegel in die Beleuchtungseinrichtung eingekoppelt wird. Diese Anordnung ist lediglich schematisch in 8 angedeutet, wobei der Kollektorspiegel mit „800“, der Zwischenfokus mit „IF“ und mit „810“ ein Targetmaterial (z.B. Zinntröpfchen) bezeichnet ist, welches nach Übergang in den Plasmazustand die erwünschte EUV-Strahlung emittiert. Zur Bereitstellung des erfindungsgemäßen, ortsabhängigen Wellenlängenspektrums kann hier der Kollektorspiegel 800 mit einer ortsabhängigen Beschichtung versehen werden, so dass vom Kollektorspiegel 800 zum Zwischenfokus IF gelangende Strahlungsanteile 831, 832 voneinander verschiedene Wellenlängen besitzen. Additionally or alternatively to the above-described location-dependent coating of the field facet 310 a directional dependence of the mean wavelength can also be generated already in the so-called intermediate focus, via which the electromagnetic EUV radiation is coupled, for example, from a plasma light source after reflection on a collector mirror in the illumination device. This arrangement is merely schematic in FIG 8th indicated, the collector mirror with " 800 ", The intermediate focus with" IF "and with" 810 "A target material (eg, tin droplets) is designated, which emits the desired EUV radiation after transfer to the plasma state. To provide the location-dependent wavelength spectrum according to the invention, the collector mirror can be used here 800 be provided with a location-dependent coating, so that from the collector mirror 800 Radiation components reaching the intermediate focus IF 831 . 832 have different wavelengths from each other.

Die Erfindung ist hinsichtlich der Erzeugung der Richtungsabhängigkeit der mittleren Wellenlänge am Ort des oben beschriebenen, für die Gesamttransmission besonders kritischen optischen Elements wie z.B. der Pupillenfacette nicht auf die obigen Beispiele der ortsabhängigen Beschichtung einer Feldfacette oder des Kollektorspiegels beschränkt. In weiteren Ausführungsformen kann die betreffende Richtungsabhängigkeit der mittleren Wellenlänge auch zusätzlich oder alternativ durch ein anderes geeignetes Element im optischen System erzielt werden. The invention is in view of the generation of the directional dependence of the mean wavelength at the location of the above-described, for the overall transmission particularly critical optical element such. of the pupil facet is not limited to the above examples of the field-dependent coating of a field facet or the collector mirror. In further embodiments, the respective directional dependence of the mean wavelength may also be additionally or alternatively achieved by another suitable element in the optical system.

In weiteren Ausführungsformen kann es sich bei dem hinsichtlich der Gesamttransmission des optischen Systems aufgrund eines vergleichsweise großen Einfallswinkelbereichs besonders kritischen optischen Element auch um einen Spiegel des Projektionsobjektivs handeln. Lediglich beispielhaft ist in 4a–b ein bildebenenseitig vorletzter Spiegel des Projektionsobjektivs mit „401“ bezeichnet, von welchem aus die EUV-Strahlung über einen bildebenenseitig letzten Spiegel 402 auf den in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordneten Wafer 450 trifft. Dieses Beispiel zeigt eine Anordnung zur Vermeidung einer Obskuration bzw. einer Spiegelöffnung im bildebenenseitig letzten Spiegel, wie sie zum Vergleich in 7a–b dargestellt ist (wobei in 7 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit im Vergleich zu 4 um „300“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind und wobei gemäß 7 eine Spiegelöffnung 702a im bildebenenseitig letzten Spiegel 702 vorhanden ist). In further embodiments, the optical element which is particularly critical with regard to the total transmission of the optical system due to a comparatively large angle of incidence range can also be a mirror of the projection objective. For example only is in 4a -B a pen-level side penultimate mirror of the projection lens with " 401 "Denotes, from which the EUV radiation over a bildebenenseitig last mirror 402 on the wafer arranged in the image plane of the projection lens 450 meets. This example shows an arrangement for avoiding an obscuration or a mirror opening in the image plane side last mirror, as they are used for comparison in 7a -B is shown (where in 7 analogous or substantially functionally identical components compared to 4 around " 300 "Are designated by reference numerals and wherein according to 7 a mirror opening 702a in the image plane last mirror 702 is available).

Unter erneuter Bezugnahme auf 4a–b ist der bildebenenseitig vorletzte Spiegel 401 zur Vermeidung der gemäß 7a–b vorhandenen Obskuration im bildebenenseitig letzten Spiegel in seiner Position vergleichsweise weit nach außen hin verschoben bzw. „herausgeklappt“, was jedoch mit einer zunehmenden „Winkelbelastung“, also einer zunehmenden Größe des Intervalls unterschiedlicher Einfallsrichtungen an jeweils einem Ort auf dem Spiegel 401, einhergeht. Infolgedessen kann der bildebenenseitig vorletzte Spiegel 401 gemäß 4a–b ebenfalls eine Reduzierung der Reflektivität aufweisen und damit eine unerwünschte Abnahme der Gesamttransmission durch das optische System bzw. die Projektionsbelichtungsanlage bewirken. Referring again to 4a -B is the second-to-last penultimate mirror 401 to avoid the according to 7a -B existing obscuration in the image-plane last mirror in his Position shifted comparatively far outward or "folded out", but with an increasing "angular load", ie an increasing size of the interval of different directions of incidence at a respective location on the mirror 401 , goes along with it. As a result, the second-to-last penultimate mirror 401 according to 4a -B also have a reduction in reflectivity and thus cause an undesirable decrease in total transmission through the optical system and the projection exposure system.

Zur Überwindung dieses Problems bzw. zur Vermeidung einer mit dem großen Einfallswinkelbereich am vorletzten Spiegel 401 einhergehenden Reflexionsabnahme kann nun gemäß der Erfindung analog zu der zuvor anhand von 3a–b beschriebenen Ausführungsform eine Richtungsabhängigkeit der mittleren Wellenlänge am Ort dieses Spiegels 401 bewirkt werden, was wiederum insbesondere durch Bereitstellung einer Ortsabhängigkeit in der mittleren Wellenlänge in einer Fourier-konjugierten Ebene (z.B. am Ort des Feldfacettenspiegels, des Kollektorspiegels oder auch an einem anderen Element wie z.B. einem feldnahen Spiegel im Projektionsobjektiv oder an der Maske bzw. dem Retikel) realisiert werden kann. To overcome this problem or to avoid one with the large incident angle range on the penultimate mirror 401 accompanying reflection decrease can now according to the invention analogous to that previously based on 3a -B described embodiment, a directional dependence of the mean wavelength at the location of this mirror 401 in turn, in particular by providing a spatial dependence in the middle wavelength in a Fourier-conjugate plane (eg at the location of the field facet mirror, the collector mirror or on another element such as a near-field mirror in the projection lens or on the mask or the reticle ) can be realized.

Im Ergebnis kann so z.B. erreicht werden, dass die in 5 mit „501“, „502“ und „503“ bezeichneten Strahlenbündel voneinander verschiedene Wellenlängen aufweisen, wobei z.B. die mittlere Wellenlänge vom Strahlenbündel 501 über das Strahlenbündel 502 bis zum Strahlenbündel 503 zunehmen kann. As a result, it can be achieved, for example, that the in 5 With " 501 "," 502 " and " 503 "Designated radiation beam from each other have different wavelengths, for example, the average wavelength of the beam 501 over the beam 502 to the beam 503 can increase.

6 zeigt eine beispielhafte Variation des Einfallswinkels in Abhängigkeit vom Ort des Auftreffens der elektromagnetischen Strahlung auf den vorletzten Spiegel 401 sowie dem Ort des Auftreffens auf den Wafer 450. 6 shows an exemplary variation of the angle of incidence as a function of the location of the impact of the electromagnetic radiation on the penultimate mirror 401 as well as the location of the impact on the wafer 450 ,

Hinsichtlich des konkreten Verlaufs der erfindungsgemäß erzeugten Ortsabhängigkeit der mittleren Wellenlänge sind in 2a bis 2d vier beispielhafte Verläufe dargestellt, wobei 2a ein Wellenlängenspektrum 210 am Ort des Retikels oder des Wafers zeigt, welches einen parabelförmigen Verlauf zeigt und insbesondere über ein Maximum der Wellenlänge verläuft. Mit der Koordinate x ist hier die Koordinate quer zur Scanrichtung (welche in y-Richtung verläuft) bezeichnet. 2b zeigt zum Vergleich ein Wellenlängenspektrum 220 mit einem linearen Verlauf, wobei die mittlere Wellenlänge gemäß 2b entlang der x-Richtung monoton abnimmt. 2c zeigt in Analogie zu 2a ein Wellenlängenspektrum 230 mit parabelförmigem Verlauf, der allerdings über ein Minimum der Wellenlänge verläuft. 2d zeigt in Analogie zu 2b ein Wellenlängenspektrum 240 mit linearem Verlauf, der allerdings von einer y-Koordinate, die im Wesentlichen parallel zur Scanrichtung verläuft, abhängt. Die in 2b und 2d gezeigten, linearen Verläufe können insbesondere für die Ausführungsform von 4b bzw. 5, d.h. zur Realisierung der Richtungsabhängigkeit der mittleren Wellenlänge an einem Spiegel des Projektionsobjektivs (insbesondere dem bildebenenseitig vorletzten Spiegel) geeignet sein. Der parabelförmige Verlauf des Wellenlängenspektrums 210 von 2c kann beispielsweise für das Ausführungsbeispiel von 3a–b, d.h. zur Erzeugung der Richtungsabhängigkeit der mittleren Wellenlänge an der Pupillenfacette 320 in der Beleuchtungseinrichtung, geeignet sein. With regard to the specific course of the spatial dependence of the mean wavelength generated according to the invention, in 2a to 2d illustrated four exemplary courses, wherein 2a a wavelength spectrum 210 at the location of the reticle or wafer, which shows a parabolic course and in particular runs over a maximum of the wavelength. The coordinate x denotes the coordinate transverse to the scanning direction (which runs in the y direction). 2 B shows for comparison a wavelength spectrum 220 with a linear course, the mean wavelength according to 2 B decreases monotonically along the x-direction. 2c shows in analogy to 2a a wavelength spectrum 230 with a parabolic shape, but running over a minimum of the wavelength. 2d shows in analogy to 2 B a wavelength spectrum 240 with a linear course, but which depends on a y-coordinate, which runs essentially parallel to the scan direction. In the 2 B and 2d shown, linear gradients, in particular for the embodiment of 4b respectively. 5 , ie, be suitable for realizing the directional dependence of the central wavelength on a mirror of the projection lens (in particular the image plane side penultimate mirror). The parabolic shape of the wavelength spectrum 210 from 2c For example, for the embodiment of 3a -B, ie for the generation of the directional dependence of the mean wavelength on the pupil facet 320 in the lighting device, be suitable.

In weiteren Ausführungsformen kann die erfindungsgemäße Erzeugung einer Richtungsabhängigkeit der mittleren Wellenlänge auch durch ein optisches Gitter realisiert werden. Hierbei kann ausgenutzt werden, dass die Richtung der vom Gitter in einer bestimmten Beugungsordnung abgelenkten elektromagnetischen Strahlung ebenfalls von der Wellenlänge abhängt. In further embodiments, the generation according to the invention of a directional dependence of the mean wavelength can also be realized by an optical grating. It can be exploited here that the direction of the electromagnetic radiation deflected by the grating in a certain diffraction order also depends on the wavelength.

9 zeigt in lediglich schematischer Darstellung ein Gitter 970, welches die von einer Lichtquelle in Form eines Freie-Elektronen-Lasers (FEL) 960 auftreffende Strahlung in für sich bekannter Weise zu unterschiedlichen Projektionsbelichtungsanlagen („Scanner“) 981, 982 und 983 ablenkt, wobei sich für jede einzelne dieser Projektionsbelichtungsanlagen 981–983 wiederum eine (hier durch das Gitter 970 erzeugte) Ortsabhängigkeit der mittleren Wellenlänge ergibt, die analog zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen genutzt werden kann. 9 shows only a schematic representation of a grid 970 that of a light source in the form of a free-electron laser (FEL) 960 impinging radiation in a manner known per se to different projection exposure systems ("scanners") 981 . 982 and 983 deflects, with each one of these projection exposure systems 981 - 983 turn one (here through the grid 970 produced) spatial dependence of the average wavelength, which can be used analogously to the embodiments described above.

In Ausführungsformen der Erfindung kann eine gegebenenfalls auftretende, unerwünschte Ortsabhängigkeit der numerischen Apertur (NA) des Projektionsobjektivs dadurch berücksichtigt werden, dass der betreffende Effekt in einer feldabhängigen OPC („Optical Proximity Correction“) vorgehalten wird. OPC bedeutet, dass die auf der strukturtragenden Maske 921 (gemäß 10) angeordneten Strukturen nicht bis auf eine Vergrößerung exakt den auf dem Substrat 961 zu erzeugenden Strukturen ähneln, sondern in beabsichtigter Weise davon abweichen, um die Veränderung der Form der Strukturen bei der Abbildung durch die Projektionsbelichtungsanlage auszugleichen.In embodiments of the invention, an optionally occurring, undesired spatial dependence of the numerical aperture (NA) of the projection lens can be taken into account by keeping the relevant effect in a field-dependent OPC ("Optical Proximity Correction"). OPC means that on the structure-bearing mask 921 (according to 10 ) arranged structures not to an enlargement exactly on the substrate 961 structures to be generated, but intentionally deviate therefrom to compensate for the change in the shape of the structures as they are imaged by the projection exposure equipment.

Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.While the invention has been described in terms of specific embodiments, numerous variations and alternative embodiments, e.g. by combination and / or exchange of features of individual embodiments. Accordingly, it will be understood by those skilled in the art that such variations and alternative embodiments are intended to be embraced by the present invention, and the scope of the invention is limited only in terms of the appended claims and their equivalents.

Claims (9)

Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projektionsobjektiv, wobei die Beleuchtungseinrichtung im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage eine in einer Objektebene des Projektionsobjektivs angeordnete Maske mit elektromagnetischer Strahlung beleuchtet und das Projektionsobjektiv diese Objektebene auf eine Bildebene abbildet, mit • wenigstens einem optischen Element, auf welches im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage elektromagnetische Strahlung mit über einen Winkelbereich von wenigstens 3° variierendem Einfallswinkel auftrifft; • wobei die mittlere Wellenlänge dieser elektromagnetischen Strahlung als Funktion des Einfallswinkels um wenigstens 0.5% variiert.Microlithographic projection exposure system, with a lighting device and a projection lens, wherein the illumination device illuminates a arranged in an object plane of the projection lens mask with electromagnetic radiation during operation of the projection exposure system and the projection lens images this object plane on an image plane, with At least one optical element, on which during operation of the projection exposure apparatus electromagnetic radiation impinges over an angular range of at least 3 ° varying angle of incidence; Where the mean wavelength of this electromagnetic radiation varies as a function of the angle of incidence by at least 0.5%. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses optische Element eine Pupillenfacette eines Pupillenfacettenspiegels ist.Microlithographic projection exposure apparatus according to claim 1, characterized in that said optical element is a pupil facet of a pupil facet mirror. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses optische Element ein Spiegel des Projektionsobjektivs, insbesondere einer der beiden bezogen auf den optischen Strahlengang letzten Spiegel des Projektionsobjektivs, ist.Microlithographic projection exposure apparatus according to claim 1, characterized in that this optical element is a mirror of the projection lens, in particular one of the two with respect to the optical beam path last mirror of the projection lens. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese Variation der mittleren Wellenlänge durch wenigstens ein bezogen auf den optischen Strahlengang vor diesem optischen Element angeordnetes weiteres optisches Element bewirkt wird.Microlithographic projection exposure apparatus according to one of Claims 1 to 3, characterized in that this variation of the mean wavelength is effected by at least one further optical element arranged in front of this optical element with respect to the optical beam path . Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieses wenigstens eine weitere optische Element ein Spiegel mit einer ortsabhängigen Beschichtung ist.Microlithographic projection exposure apparatus according to claim 4, characterized in that this at least one further optical element is a mirror with a location-dependent coating. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Spiegel ein Kollektorspiegel einer zur Erzeugung der elektromagnetischen Strahlung vorgesehenen Plasmalichtquelle ist.Microlithographic projection exposure apparatus according to Claim 5, characterized in that this mirror is a collector mirror of a plasma light source provided for generating the electromagnetic radiation. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Spiegel eine Feldfacette eines Feldfacettenspiegels ist.Microlithographic projection exposure apparatus according to claim 5, characterized in that said mirror is a field facet of a field facet mirror. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieses wenigstens eine weitere optische Element ein Gitter ist.Microlithographic projection exposure apparatus according to claim 4, characterized in that this at least one further optical element is a grating. Verfahren zur mikrolithographischen Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente mit folgenden Schritten: • Bereitstellen eines Substrats, auf das zumindest teilweise eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht ist; • Bereitstellen einer Maske, die abzubildende Strukturen aufweist; • Bereitstellen einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und • Projizieren wenigstens eines Teils der Maske auf einen Bereich der Schicht mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage.Method for the microlithographic production of microstructured components with the following steps: Providing a substrate on which at least partially a layer of a photosensitive material is applied; Providing a mask having structures to be imaged; Providing a microlithographic projection exposure apparatus according to one of the preceding claims; and Projecting at least a portion of the mask onto a portion of the layer using the projection exposure apparatus.
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