DE102017201373A1 - Microlithographic projection exposure machine - Google Patents

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DE102017201373A1
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Michael Patra
Stig Bieling
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Carl Zeiss SMT GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projektionsobjektiv, wobei die Beleuchtungseinrichtung im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage eine in einer Objektebene (OP) des Projektionsobjektivs angeordnete Maske mit elektromagnetischer Strahlung beleuchtet und das Projektionsobjektiv diese Objektebene (OP) auf eine Bildebene (IP) abbildet, wobei die Projektionsbelichtungsanlage eine Detektoranordnung (160) aufweist, welche zur Detektion elektromagnetischer Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 50nm bis 800nm ausgestaltet ist, die im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage (100) von in der Projektionsbelichtungsanlage vorhandenem Spülgas emittiert wird.The 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 (OP) of the projection objective with electromagnetic radiation during operation of the projection exposure apparatus and the projection objective images this object plane (OP) onto an image plane (IP) wherein the projection exposure apparatus comprises a detector arrangement (160) which is designed to detect electromagnetic radiation in a wavelength range of 50 nm to 800 nm, which is emitted during operation of the projection exposure apparatus (100) by flushing gas present in the projection exposure apparatus.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der Erfindung Field of the invention

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

Stand der Technik State 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 here 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.

Im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage besteht dabei der Bedarf nach einer regelmäßigen Überwachung der Intensität der Beleuchtungsstrahlung, um z.B. die Dosis, mit welcher der Wafer belichtet wird, trotz gegebenenfalls auftretender Transmissionsänderungen innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage und/oder gegebenenfalls auftretender Schwankungen der Leistung der die in die Beleuchtungseinrichtung der Projektionsbelichtungsanlage eintretende Beleuchtungsstrahlung erzeugenden Lichtquelle mit möglichst hoher Genauigkeit konstant halten zu können. In the operation of the projection exposure apparatus there is a need for regular monitoring of the intensity of the illumination radiation, e.g. the dose with which the wafer is exposed, despite possibly occurring changes in the transmission within the projection exposure system and / or possibly occurring fluctuations in the power of the light source in the illumination device of the projection exposure system generating illumination radiation generating light source to keep constant with the highest possible accuracy.

Hierzu ist in einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Beleuchtungseinrichtung – wie in 4a angedeutet – der Einsatz von Energiesensoren 410 bekannt, welche neben einem zur Belichtung der Maske und damit auch des Wafers genutzten Bereich 400 der Retikelausleuchtung angeordnet sind. For this purpose, a lighting device designed for operation in the EUV - as in 4a indicated - the use of energy sensors 410 known, which in addition to a used for the exposure of the mask and thus also the wafer area 400 the reticle illumination are arranged.

Diese Ausgestaltung hat jedoch den Nachteil, dass die erforderlich werdende Überstrahlung des Nutzbereichs der Maske mit einem Lichtverlust einhergeht. Ferner wird gegebenenfalls nur ein verhältnismäßig geringer Anteil der Ausleuchtung z.B. eines in der Beleuchtungseinrichtung eingesetzten Feldfacettenspiegels auch zur Ausleuchtung der Energiesensoren verwendet, was dann problematisch ist, wenn der betreffende Anteil nicht für die gesamte Ausleuchtung des Feldfacettenspiegels repräsentativ ist. Wie in 4a–b angedeutet werden sowohl Energiesensoren als auch Nutzbereich des Retikels gleichzeitig von einer Feldfacette ausgeleuchtet. Die Bilder 420 der einzelnen Feldfacetten sind zueinander etwas horizontal verschoben. Dies bedeutet, dass die Urbilder sowohl der Energiesensoren als auch des Nutzbereichs der Maske auf jeder Feldfacette relativ zur Berandung der Feldfacette etwas verschoben sind. Auf dem Feldfacettenspiegel sehen die Urbilder der Energiesensoren wie in 4b angedeutet aus. However, this embodiment has the disadvantage that the required over-radiation of the useful range of the mask is accompanied by a loss of light. Furthermore, if appropriate, only a relatively small proportion of the illumination of, for example, a field facet mirror used in the illumination device is also used to illuminate the energy sensors, which is problematic if the relevant component is not representative of the total illumination of the field facet mirror. As in 4a Both energy sensors and useful range of the reticle are simultaneously illuminated by a field facet. The pictures 420 The individual field facets are shifted slightly horizontally. This means that the archetypes of both the energy sensors and the useful area of the mask on each field facet are shifted slightly relative to the boundary of the field facet. On the field facet mirror, the archetypes of the energy sensors see as in 4b indicated from.

Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf DE 10 2014 219 649 A1 verwiesen. The prior art is merely an example DE 10 2014 219 649 A1 directed.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION

Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage bereitzustellen, welche eine Überwachung der Intensität der Beleuchtungsstrahlung bzw. eine Dosiskontrolle der Waferbelichtung unter Vermeidung der vorstehend beschriebenen Probleme ermöglicht. Against the above background, it is an object of the present invention to provide a microlithographic projection exposure apparatus which enables monitoring of the intensity of the illumination radiation or dose control of the wafer exposure while avoiding the problems described above.

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

Die 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, wobei die Projektionsbelichtungsanlage eine Detektoranordnung aufweist, welche zur Detektion elektromagnetischer Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 50nm und 800nm ausgestaltet ist, die im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage von in der Projektionsbelichtungsanlage vorhandenem Spülgas emittiert wird. The invention relates to a microlithographic projection exposure apparatus with 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, the projection exposure apparatus comprising a detector arrangement is designed for the detection of electromagnetic radiation in a wavelength range between 50nm and 800nm, which is emitted during operation of the projection exposure of existing in the projection exposure system purge gas.

Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, zur Ermittlung der Intensität der Beleuchtungsstrahlung in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage (sowie einer hierauf basierenden Regelung der Lichtquelle) den Umstand zu nutzen, dass ein innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage ohnehin zur Eliminierung von Kontaminationen vorhandenes Spülgas (z.B. Wasserstoff mit einem Druck von einigen Pascal) elektromagnetische (insbesondere EUV-)Strahlung absorbiert und diese hierbei absorbierte Energie wiederum in Form von elektromagnetischer Strahlung wieder abgibt, wobei die zuletzt genannte, vom Spülgas abgegebene elektromagnetische Strahlung zur Dosiskontrolle verwendet werden kann. Dabei kann größenordnungsmäßig pro Meter Laufweg z.B. etwa 1% der EUV-Strahlung absorbiert werden, wobei diese absorbierte Energie von den Spülgas- bzw. Wasserstoffatomen dann in Form von elektromagnetischer Strahlung wieder abgegeben wird. Die von Wasserstoff als Spülgas abgegebene Strahlung liegt im sichtbaren und nahen UV-Bereich und ist damit wesentlich einfacher als EUV-Strahlung nachweisbar. The present invention is based in particular on the concept of determining the intensity of the illumination radiation in a microlithographic projection exposure apparatus (and a regulation of the light source based thereon) to use the circumstance that a purge gas present within the projection exposure apparatus anyway for the elimination of contaminants (eg hydrogen with a Pressure of a few pascal) absorbs electromagnetic (in particular EUV) radiation and in turn releases this energy absorbed in the form of electromagnetic radiation, with the latter electromagnetic radiation emitted by the purge gas being used for dose control. For example, about 1% of the EUV radiation can be absorbed on the order of magnitude per meter of travel, whereby this absorbed energy from the purge gas or hydrogen atoms is then in the form of electromagnetic energy Radiation is released again. The radiation emitted by hydrogen as purge gas is in the visible and near UV range and is therefore much easier to detect than EUV radiation.

Im Ergebnis kann so eine Dosiskontrolle auch unter Vermeidung der eingangs beschriebenen, bei Verwendung herkömmlicher Energiesensoren vorhandenen Nachteile erzielt werden. As a result, such a dose control can be achieved while avoiding the disadvantages described above, which are present when using conventional energy sensors.

Gemäß einer Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Detektoranordnung bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung vor der Objektebene des Projektionsobjektivs angeordnet. Hierdurch kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass das Retikel selbst sowohl reflektierende als auch absorbierende Bereiche aufweist, so dass im Falle einer Platzierung der erfindungsgemäßen Detektoranordnung stromabwärts des Retikels die besagte ortsabhängige Reflektivität des Retikels berücksichtigt werden müsste. According to one embodiment, the detector arrangement according to the invention is arranged in front of the object plane of the projection objective with respect to the light propagation direction. This can take into account the fact that the reticle itself has both reflective and absorbing regions, so that in the case of a placement of the detector arrangement according to the invention downstream of the reticle said position-dependent reflectivity of the reticle would have to be considered.

Insbesondere kann die erfindungsgemäße Detektoranordnung zwischen dem objektebenenseitig letzten optischen Element der Beleuchtungseinrichtung und dem Retikel angeordnet sein, wodurch eine Anordnung möglichst nahe am Wafer, jedoch noch innerhalb der Beleuchtungseinrichtung realisiert werden kann. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Ausgestaltung beschränkt, so dass auch eine Platzierung der Detektoranordnung stromabwärts des Retikels von der vorliegenden Erfindung umfasst sein soll. In particular, the detector arrangement according to the invention can be arranged between the object-side-side last optical element of the illumination device and the reticle, whereby an arrangement as close as possible to the wafer, but still within the illumination device can be realized. However, the invention is not limited to such a configuration, so that a placement of the detector array downstream of the reticle of the present invention should be included.

Gemäß einer Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Detektoranordnung eine zeitliche Auflösung von mehr als 10kHz auf. Eine solch hohe zeitliche Auflösung (d.h. die Verwendung entsprechend schneller „Sensoren“) ermöglicht es, dem Umstand Rechnung zu tragen, dass nur ein Teil der von dem Spülgas abgegebenen elektromagnetischen Strahlung eine direkte Folge der vorherigen Absorption von EUV-Strahlung ist. Ein anderer Teil der vom Spülgas (z.B. Wasserstoff) abgegebenen elektromagnetischen Strahlung ist hingegen eine Folge der Erwärmung des Spülgases durch elektromagnetische Strahlung in anderen Wellenlängenbereichen der in die Projektionsbelichtungsanlage (z.B. bei Verwendung einer Plasmaquelle) eintretenden Strahlung. Eine Trennung der vom Spülgas aufgrund vorheriger EUV-Absorption abgegebenen Strahlung von der Strahlung anderer Ursache kann dann nach dem bekannten Prinzip der Lock-In-Technik erfolgen, um den zeitlich unabhängigen Offset der Intensität der vom Spülgas abgegebenen elektromagnetischen Strahlung von der Emission aufgrund der vorangehenden EUV-Anregung zu trennen. Hierbei kann ausgenutzt werden, dass die Energieabgabe etwa von Wasserstoffatomen auf vergleichsweise sehr kurzer Zeitskale (im Zeitraum einiger Dutzend Nanosekunden) erfolgt. According to one embodiment, the detector arrangement according to the invention has a time resolution of more than 10 kHz. Such a high temporal resolution (i.e., use of correspondingly fast "sensors") makes it possible to account for the fact that only a portion of the electromagnetic radiation emitted by the purge gas is a direct consequence of the prior absorption of EUV radiation. On the other hand, another part of the electromagnetic radiation emitted by the purge gas (e.g., hydrogen) is a consequence of heating the purge gas by electromagnetic radiation in other wavelength ranges of the radiation entering the projection exposure equipment (e.g., using a plasma source). A separation of the radiation emitted by the purge gas due to prior EUV absorption radiation of other cause can then be done according to the known principle of the lock-in technique to the time-independent offset the intensity of the emitted by the purge gas electromagnetic radiation from the emission due to the preceding Separate EUV proposal. In this case, it can be exploited that the release of energy takes place, for example, from hydrogen atoms over a comparatively very short time scale (over a period of a few tens of nanoseconds).

Gemäß einer Ausführungsform wird das durch die erfindungsgemäße Detektoranordnung bereitgestellte Signal zur Regelung der Lichtquelle verwendet. Hierdurch kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass sich sowohl die Transmission in der mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage als auch die Strahlungsleistung der Lichtquelle zeitlich relativ schnell verändern können, wobei erfindungsgemäß mit der o.g. Regelung die letztlich auf Waferebene erzielte Lichtleistung konstant gehalten werden kann. According to one embodiment, the signal provided by the detector arrangement according to the invention is used to control the light source. This can take into account the fact that both the transmission in the microlithographic projection exposure apparatus and the radiation power of the light source can change relatively quickly over time, according to the invention with the o.g. Control which ultimately achieved at the wafer level light output can be kept constant.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Projektionsbelichtungsanlage ferner eine Hilfslichtquelle zur zusätzlichen Anregung von in der Projektionsbelichtungsanlage vorhandenem Spülgas zur Absorption und anschließenden Emission elektromagnetischer Strahlung durch das Spülgas auf. According to one embodiment, the projection exposure apparatus further comprises an auxiliary light source for the additional excitation of flushing gas present in the projection exposure apparatus for the absorption and subsequent emission of electromagnetic radiation by the flushing gas.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Projektionsbelichtungsanlage für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere von weniger als 15nm, ausgelegt. According to one embodiment, the projection exposure apparatus is designed for a working wavelength of less than 30 nm, in particular less than 15 nm.

Die Erfindung betrifft weiter auch 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 ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Es zeigen: Show it:

1a–b schematische Darstellungen zur Erläuterung eines möglichen Aufbaus sowie des Funktionsprinzips einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1a -B are schematic diagrams for explaining a possible structure and the operating principle of a designed for operation in the EUV projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention;

2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines möglichen Aufbaus gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2 a schematic representation for explaining a possible structure according to another embodiment of the present invention;

3a–b Diagramme zur Erläuterung eines weiteren Aspekts der Erfindung; und 3a -B diagrams for explaining a further aspect of the invention; and

4a–b schematische Darstellungen zur Erläuterung von bei einer herkömmlichen Dosismessung in einer Projektionsbelichtungsanlage auftretenden Problemen. 4a -B are schematic diagrams for explaining problems occurring in a conventional dose measurement in a projection exposure apparatus.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

1a zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage, in welcher die vorliegende Erfindung realisierbar ist. 1a shows a schematic representation of an exemplary designed for operation in the EUV projection exposure equipment in which the present invention is feasible.

Gemäß 1a weist eine Beleuchtungseinrichtung 101 in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 100 insbesondere einen Feldfacettenspiegel 110 (mit Facetten 111) und einen Pupillenfacettenspiegel 120 (mit Facetten 121) auf. Auf den Feldfacettenspiegel 110 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit 105, welche eine Plasmalichtquelle 106 und einen Kollektorspiegel 107 umfasst, gelenkt. Die Spiegelelemente bzw. Facetten 111 des Feldfacettenspiegels 110 sind unabhängig voneinander verstellbar, wodurch sich unterschiedliche Beleuchtungswinkelverteilungen auf einer in der Objektebene OP des Projektionsobjektivs 100 angeordneten Maske M realisieren lassen. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 120 sind ein erster Teleskopspiegel 131 und ein zweiter Teleskopspiegel 132 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 140 angeordnet, der die auf ihn auftreffende Strahlung auf ein Objektfeld 145 in der Objektebene OP eines sechs Spiegel M1–M6 umfassenden Projektionsobjektivs 150 lenkt. Am Ort des Objektfeldes 145 ist eine reflektive strukturtragende Maske M angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs 150 in eine Bildebene IP abgebildet wird. According to 1a has a lighting device 101 in a projection exposure system designed for EUV 100 in particular a field facet mirror 110 (with facets 111 ) and a pupil facet mirror 120 (with facets 121 ) on. On the field facet mirror 110 becomes the light of a light source unit 105 , which is a plasma light source 106 and a collector mirror 107 includes, steered. The mirror elements or facets 111 of the field facet mirror 110 are independently adjustable, resulting in different illumination angle distributions on one in the object plane OP of the projection lens 100 let arranged mask M realize. In the light path after the pupil facet mirror 120 are a first telescope mirror 131 and a second telescope mirror 132 arranged. In the light path below is a deflection mirror 140 arranged, the radiation impinging on him on an object field 145 in the object plane OP of a six-mirror M1-M6 projection lens 150 directs. At the place of the object field 145 is a reflective structure-bearing mask M arranged using the projection lens 150 is mapped into an image plane IP.

Die Erfindung ist nicht auf den in 1a gezeigten konkreten Aufbau beschränkt, sondern grundsätzlich in einer Projektionsbelichtungsanlage beliebigen Aufbaus realisierbar. The invention is not on the in 1a limited shown concrete construction, but in principle in a projection exposure system of any structure feasible.

1b zeigt zur Erläuterung einer Ausführungsform der Erfindung eine lediglich schematische, stark vereinfachte Darstellung eines Ausschnitts der Beleuchtungseinrichtung 101, wobei hier der Einfachheit halber nur einige der Komponenten dargestellt sind. Gemäß 1b trifft die EUV-Strahlung der Lichtquelle 105 über einen Zwischenfokus auf den Feldfacettenspiegel 110 sowie den in Lichtausbreitungsrichtung nachfolgenden Pupillenfacettenspiegel 120, von welchem das Beleuchtungslicht schließlich auf die strukturtragende Maske M trifft. 1b to illustrate an embodiment of the invention is a merely schematic, greatly simplified representation of a section of the illumination device 101 , wherein for the sake of simplicity, only some of the components are shown here. According to 1b meets the EUV radiation of the light source 105 via an intermediate focus on the field facet mirror 110 and the pupil facet mirror following in the light propagation direction 120 of which the illumination light finally hits the structure-bearing mask M.

Erfindungsgemäß ist gemäß 1b eine Detektoranordnung 160 vorgesehen, welche zur Detektion elektromagnetischer Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 50nm und 800nm ausgestaltet ist und dazu dient, die Intensität der elektromagnetischen Strahlung zu bestimmen, welche von dem in der Projektionsbelichtungsanlage vorhandenen Spülgas (im Beispiel Wasserstoff) aufgrund vorheriger Absorption von EUV-Licht emittiert wird. Mit „165“ ist das Detektionsgebiet bezeichnet, in welchem die Intensität der elektromagnetischen Strahlung durch die Detektoranordnung 160 ermittelt wird. According to the invention is according to 1b a detector arrangement 160 which is designed for the detection of electromagnetic radiation in a wavelength range between 50 nm and 800 nm and serves to determine the intensity of the electromagnetic radiation emitted by the purge gas present in the projection exposure apparatus (in the example hydrogen) due to prior absorption of EUV light , The term "165" denotes the detection area in which the intensity of the electromagnetic radiation is detected by the detector arrangement 160 is determined.

Das Volumen des Lithographiesystems, in welchem die Abstrahlung des Spül- bzw. Wasserstoffgases gemessen wird, liegt vorzugsweise (jedoch ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre) möglichst dicht an der Maske M, jedoch außerhalb eines Bereichs, in dem sich Beleuchtungsstrahlengang (vor der Maske) und Objektivstrahlengang (nach der Maske) gegebenenfalls überlappen. Da bei der Messung mit der erfindungsgemäßen Detektoranordnung 160 die gesamte x- und y-Ausdehnung des Strahlengangs aufintegriert wird, ist die gemessene Gesamtintensität charakteristisch für das gesamte Retikel. Eine Überstrahlung der Maske ist nicht notwendig. The volume of the lithography system in which the emission of the purge or hydrogen gas is measured is preferably (but without the invention being limited thereto) as close as possible to the mask M, but outside a region in which the illumination beam path (in front of the mask ) and the lens path (after the mask) may overlap. As in the measurement with the detector arrangement according to the invention 160 the entire x- and y-extension of the beam path is integrated, the measured total intensity is characteristic for the entire reticle. An over-radiation of the mask is not necessary.

Da die in der erfindungsgemäßen Detektoranordnung 160 verwendeten Detektoren keine signifikante räumliche Auflösung benötigen, können Standardelementen z.B. in Form integrierender Photodioden verwendet werden. Des Weiteren wird keine signifikante Wellenlängenauflösung bei der erfindungsgemäßen Detektoranordnung 160 benötigt, da eine gegebenenfalls temperaturabhängige Aufteilung der vom Spülgas emittierten elektromagnetischen Strahlung auf unterschiedliche Wellenlängen ohne Weiteres durch Kalibrierung berücksichtigt werden kann. Die erfindungsgemäße Detektoranordnung 160 weist jedoch vorzugsweise eine hohe Reproduktionsgenauigkeit (z.B. von wenigstens 0.5% über einen Zeitraum von 15 Minuten) insofern auf, als unabhängig von Auftreffort, Richtung und Auftreffzeitpunkt der zur Detektoranordnung 160 gelangenden Strahlung für die gleiche Lichtintensität jederzeit das gleiche Messsignal geliefert werden sollte. Since in the detector arrangement according to the invention 160 used detectors do not require significant spatial resolution, standard elements can be used for example in the form of integrating photodiodes. Furthermore, no significant wavelength resolution in the detector arrangement according to the invention 160 required because an optionally temperature-dependent distribution of the electromagnetic radiation emitted by the purge gas to different wavelengths can be readily taken into account by calibration. The detector arrangement according to the invention 160 However, it preferably has a high reproduction accuracy (eg of at least 0.5% over a period of 15 minutes) insofar as independent of place of impact, direction and impact time of the detector to the arrangement 160 reaching radiation for the same light intensity at any time the same measurement signal should be delivered.

In weiteren Ausführungsformen kann die erfindungsgemäße Detektoranordnung auch außerhalb des Vakuumgehäuses der Projektionsbelichtungsanlage angeordnet und z.B. unter Verwendung eines im Vakuumgehäuse befindlichen Fensters über eine Glasfaseranordnung oder dergleichen optische angebunden sein. In further embodiments, the detector arrangement according to the invention can also be arranged outside the vacuum housing of the projection exposure apparatus and e.g. be optically connected using a vacuum housing via a glass fiber array or the like.

2 zeigt ebenfalls in schematischer Darstellung einen Ausschnitt einer Beleuchtungseinrichtung zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform, bei welcher bei im Übrigen zu 1b analogem Aufbau eine zusätzliche Hilfslichtquelle 170 eingesetzt wird. Durch diese Hilfslichtquelle 170 kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass das von der Detektoranordnung 160 bereitgestellte Messsignal nicht nur proportional zur EUV-Strahlungsintensität, sondern auch zur Dichte des Spülgases (z.B. Wasserstoff) ist, wobei die letztere Größe zeitlich fluktuieren kann. 2 also shows a schematic representation of a section of a lighting device for explaining a further embodiment, in which by the way to 1b analogous structure an additional auxiliary light source 170 is used. Through this auxiliary light source 170 can be taken into account the fact that the of the detector assembly 160 provided measurement signal is not only proportional to the EUV radiation intensity, but also to the density of purge gas (eg hydrogen), the latter size can fluctuate over time.

Die Hilfslichtquelle 170 kann Licht beliebiger Wellenlänge emittieren (beispielsweise sichtbares Licht abgeben) und einfach konstruiert sein. Über die Hilfslichtquelle 170 kann eine regelmäßige Anregung des Spülgases im Detektionsgebiet 165 erfolgen, wobei diese regelmäßige Anregung zu einer jeweils kurzzeitigen Erhöhung der von der Detektoranordnung 160 gemessenen Intensität führt und wobei aus dem Messsignal der Beitrag der Hilfslichtquelle 170 extrahiert werden kann. The auxiliary light source 170 can emit light of any wavelength (eg, emit visible light) and be easily constructed. About the auxiliary light source 170 can be a regular excitation of the purge gas in the detection area 165 take place, this regular excitation to a short-term increase of the detector array 160 measured intensity leads and wherein from the measurement signal, the contribution of the auxiliary light source 170 can be extracted.

In 3 ist in beispielhaften Diagrammen der zeitliche Verlauf der anregenden EUV-Strahlung (3b) und des Messsignals der vom Spülgas bzw. Wasserstoff abgegebenen Intensität (3a) angegeben. Das Signal gemäß 3a ist eine Messgröße, wohingegen für das Signal gemäß 3b nur der Zeitpunkt des Pulses bekannt ist. Durch Korrelation der beiden Informationen können der Offset der Wasserstofflinienintensität eliminiert sowie auch die Dichte des Spülgases bestimmt werden. In 3 is an exemplary diagram of the time course of stimulating EUV radiation ( 3b ) and the measurement signal of the emitted by the purge gas or hydrogen intensity ( 3a ). The signal according to 3a is a measured quantity, whereas for the signal according to 3b only the timing of the pulse is known. By correlating the two information, the offset of the hydrogen line intensity can be eliminated as well as the density of the purge gas can be determined.

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.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102014219649 A1 [0006] DE 102014219649 A1 [0006]

Claims (8)

Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projektionsobjektiv, wobei die Beleuchtungseinrichtung im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage eine in einer Objektebene (OP) des Projektionsobjektivs angeordnete Maske mit elektromagnetischer Strahlung beleuchtet und das Projektionsobjektiv diese Objektebene (OP) auf eine Bildebene (IP) abbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsbelichtungsanlage eine Detektoranordnung (160) aufweist, welche zur Detektion elektromagnetischer Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 50nm und 800nm ausgestaltet ist, die im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage von in der Projektionsbelichtungsanlage (100) vorhandenem Spülgas emittiert wird. A microlithographic projection exposure apparatus with an illumination device and a projection objective, wherein the illumination device illuminates a mask arranged in an object plane (OP) of the projection objective with electromagnetic radiation during operation of the projection exposure apparatus and the projection objective images this object plane (OP) onto an image plane (IP), characterized in that the projection exposure apparatus has a detector arrangement ( 160 ), which is designed for the detection of electromagnetic radiation in a wavelength range between 50 nm and 800 nm, which, during operation of the projection exposure apparatus in the projection exposure apparatus (US Pat. 100 ) existing purge gas is emitted. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoranordnung (160) bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung vor der Objektebene (OP) angeordnet ist. Microlithographic projection exposure apparatus according to claim 1, characterized in that the detector arrangement ( 160 ) is arranged in front of the object plane (OP) relative to the light propagation direction. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoranordnung (160) zwischen dem objektebenenseitig letzten optischen Element der Beleuchtungseinrichtung (101) und der Objektebene (OP) angeordnet ist. Microlithographic projection exposure apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the detector arrangement ( 160 ) between the object-side-side last optical element of the illumination device ( 101 ) and the object plane (OP) is arranged. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoranordnung (160) eine zeitliche Auflösung von mehr als 10kHz aufweist. Microlithographic projection exposure apparatus according to one of claims 1 to 3, characterized in that the detector arrangement ( 160 ) has a temporal resolution of more than 10kHz. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner eine Regelung der Lichtquelle auf Basis von durch die erfindungsgemäße Detektoranordnung (160) bereitgestellten Signalen aufweist. Microlithographic projection exposure apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a regulation of the light source on the basis of the detector arrangement according to the invention ( 160 ) has provided signals. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner eine Hilfslichtquelle (170) zur zusätzlichen Anregung von in der Projektionsbelichtungsanlage (100) vorhandenem Spülgas zur Absorption und anschließenden Emission elektromagnetischer Strahlung durch das Spülgas aufweist. Microlithographic projection exposure apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises an auxiliary light source ( 170 ) for additional excitation of in the projection exposure apparatus ( 100 ) has existing purge gas for absorption and subsequent emission of electromagnetic radiation through the purge gas. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere von weniger als 15nm, ausgelegt ist. Microlithographic projection exposure apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed for a working wavelength of less than 30 nm, in particular less than 15 nm. 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 (M), die abzubildende Strukturen aufweist; • Bereitstellen einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und • Projizieren wenigstens eines Teils der Maske (M) auf einen Bereich der Schicht mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage (100). A method for the microlithographic production of microstructured components comprising the following steps: providing a substrate on which at least partially a layer of a photosensitive material is applied; Providing a mask (M) having structures to be imaged; Providing a microlithographic projection exposure apparatus ( 100 ) according to any one of the preceding claims; and projecting at least part of the mask (M) onto a region of the layer by means of the projection exposure apparatus ( 100 ).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102014219649A1 (en) 2013-11-22 2015-05-28 Carl Zeiss Smt Gmbh Arrangement of an energy sensor device

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