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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen EUV-Facettenspiegel für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage. Ferner betrifft die Erfindung ein Beleuchtungssystem mit einem derartigen EUV- Facettenspiegel, ein optisches System mit einem derartigen Beleuchtungssystem, eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System, ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteils und ein mit diesem Verfahren hergestelltes mikro- bzw. nanostrukturiertes Bauteil.
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Stand der Technik
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Eine Unterdrückung von Falschlicht, also Licht mit einer Wellenlänge, die sich von der des EUV-Nutzlichtes unterscheidet, durch ein Beugungsgitter, das auf einer optischen Komponente der Beleuchtungsoptik aufgebracht ist, ist prinzipiell bekannt, beispielsweise aus der
US 2013/0335816 A1 .
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Allerdings haben derartige Beugungsgitter den Nachteil, dass deren Aufbringung zusätzliche Herstellungskosten verursacht und die Reflektivität bei der Wellenlänge des Nutzlichtes reduziert. Eine solche Reduktion der Reflektivität kann beispielsweise durch Imperfektionen, also Fehler, des Beugungsgitters bedingt sein.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen EUV-Facettenspiegel bereitzustellen, der eine sehr gute Unterdrückung von einfallendem Falschlicht bei gleichzeitig hoher Reflektivität bei der Wellenlänge des EUV-Nutzlichtes, also bei gleichzeitig hoher Effizienz, ermöglicht. Zudem sollen die Herstellungskosten möglichst gering gehalten werden.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen EUV-Facettenspiegel mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass das Falschlicht bei Verwendung einer LPP-Lichtquelle (LPP = laser produced plasma, lasererzeugtes Plasma; zur detaillierteren Funktionsweise einer LPP-Lichtquelle siehe 2 sowie die zugehörige Beschreibung) als EUV-Lichtquelle nicht isotrop, also anisotrop, vom Plasma-Quellbereich abgestrahlt wird, sondern stark gerichtet ist. Dabei hängt die Abstrahlrichtung des Falschlichtes stark vom Auftreffort des Pumplasers auf dem Plasma-Quellbereich und/oder dem Sn-Tröpfchen der LPP-Lichtquelle ab. Das Falschlicht wird von einem EUV-Kollektor auf einen EUV-Facettenspiegel gerichtet. Abhängig vom Auftreffpunkt des Pumplasers der LPP-Lichtquelle auf dem Plasma-Quellbereich und/oder dem Sn-Tröpfchen fällt somit das Falschlicht nur auf einen bestimmten Bereich des EUV-Facettenspiegels. Erfindungsgemäß wurde weiter erkannt, dass ein EUV-Facettenspiegel, bei dem nur dieser bestimmte Bereich zum Abführen von Falschlicht ausgeführt ist, sowohl die Gesamt-Reflektivität bei der Wellenlänge des EUV-Nutzlichtes, also die Effizienz, erhöht als auch die Fertigungskosten reduziert. Der Bereich zur Führung des EUV-Nutzlichtes und der Bereich zur Abführung von Falschlicht sind erfindungsgemäß nicht deckungsgleich ausgestaltet. In einer Ausführungsform wird zum Abführen des Falschlichtes ein Beugungsgitter verwendet, wobei nicht der gesamte EUV-Facettenspiegel mit einem Beugungsgitter ausgeführt ist. Stattdessen wird nur der Bereich des EUV-Facettenspiegels mit einem Beugungsgitter ausgeführt, auf den ein Großteil des Falschlichtes auftrifft. In einer weiteren Ausführungsform wird das Falschlicht durch eine Öffnung in dem Bereich des auftreffenden Falschlichtes abgeführt, wobei in diesem Bereich Facetten eingespart werden, was ebenfalls zu einer Reduktion der Herstellungskosten führt. Eine besonders hohe Effizienz bezüglich der EUV-Reflektivität des Facettenspiegels bei gleichzeitiger Falschlicht-Unterdrückung wird erzielt, wenn höchstens 50%, insbesondere höchstens 25%, insbesondere höchstens 20%, insbesondere höchstens 15%, insbesondere höchstens 10%, insbesondere höchstens 5%, des EUV-Facettenspiegels zum Abführen von Falschlicht ausgelegt sind. Es versteht sich von selbst, dass ein Bereich von größer 0% zum Abführen von Falschlicht ausgelegt ist, also ein Bereich zum Abführen von Falschlicht tatsächlich vorhanden ist. Das Falschlicht kann auch zu einer Lichtfalle hin abgeführt werden und/oder durch eine Blende und/oder einen Absorber absorbiert werden. Der Absorber kann thermisch vom Facettenspiegel entkoppelt sein. Eine aufwendige Kühlung des Facettenspiegels kann dann entfallen.
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Bei dem Falschlicht kann es sich um am Plasma-Quellbereich und/oder am Sn-Tröpfchen reflektiertes Laser-Pumplicht handeln. Bei der Falschlichtstrahlung kann es sich um Licht im IR-Bereich handeln, insbesondere um Licht mit einer Wellenlänge von ungefähr 1 µm oder von ungefähr 10 µm, abhängig davon, welcher Pumplaser verwendet wird.
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Erfindungsgemäß wird somit ein EUV-Facettenspiegel für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage, wobei der Facettenspiegel zur Führung von EUV-Nutzlicht, welches von einem Plasma-Quellbereich emittiert wird, ausgeführt ist, zur Lösung der Aufgabe verwendet. Ein erster Bereich des erfindungsgemäßen Facettenspiegels ist zur Beaufschlagung mit vom Plasma-Quellbereich emittierter Strahlung ausgeführt. Ein zweiter Bereich, welcher ein Teilbereich des ersten Bereichs ist, ist zur Führung des EUV-Nutzlichts ausgeführt ist. Ein dritter Bereich, welcher ein Teilbereich des ersten Bereichs ist, ist zum Abführen von Falschlicht, dessen Wellenlänge sich von der des Nutzlichtes unterscheidet, ausgeführt. Der zweite Bereich und der dritte Bereich sind nicht deckungsgleich. Der dritte Bereich umfasst höchstens 50%, insbesondere höchstens 25%, insbesondere höchstens 20%, insbesondere höchstens 15%, insbesondere höchstens 10%, insbesondere höchstens 5%, des ersten Bereichs.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der dritte Bereich des EUV-Facettenspiegels zusammenhängend ausgestaltet. Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn der Facettenspiegel ein Feldfacettenspiegel ist. In einem solchen Fall kann der Bereich, in dem ein Großteil des Falschlichts auf den Feldfacettenspiegel trifft, zusammenhängend sein. „Zusammenhängend“ bedeutet hier, insbesondere bezogen auf einen Facettenspiegel, dass es eine Einhüllende gibt, die alle Facetten des dritten Bereichs umschließt, und dass diese Einhüllende zusammenhängend ist und sich in dem Bereich der Einhüllenden keine Facetten befinden, die nicht, insbesondere nicht mindestens teilweise, dem dritten Bereich zugeordnet sind.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der dritte Bereich elliptisch, kreisrund oder polygonal, insbesondere rechteckig, ausgestaltet ist. Aufgrund der beispielsweise runden oder elliptischen Geometrie des Plasma-Quellbereichs und/oder des Sn-Tröpfchens sowie des beispielsweise runden oder elliptischen Querschnitts des Laser-Pumplichts sowie der nachfolgenden beispielsweise rotationssymmetrischen Abbildung durch den Kollektor kann der Bereich mit dem erhöhten Falschlicht-Anteil auf dem Facettenspiegel, insbesondere auf dem Feldfacettenspiegel, elliptisch oder kreisrund geformt sein. Eine solche elliptische Ausgestaltung des dritten Bereichs kann insbesondere bei der Verwendung von gebogenen Feldfacetten vorteilhaft sein, da diese Geometrie gut an die gebogenen Feldfacetten angepasst sein kann. Es kann aber auch vorteilhaft sein, einen polygonalen, insbesondere einen rechteckigen Bereich zum Abführen des Falschlichtes auszuführen, beispielsweise weil ein rechteckiger Bereich besser an die Geometrie der Facetten angepasst sein kann, insbesondere bei der Verwendung von rechteckigen Feldfacetten oder der Betrachtung von ganzen Feldfacetten-Riegeln oder polygonalen, insbesondere rechteckigen Pupillenfacetten.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der EUV-Facettenspiegel mindestens eine Symmetrieachse auf und der dritte Bereich ist asymmetrisch bezüglich der Symmetrieachse angeordnet.
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Der Begriff „Symmetrieachse“ kann sich auf die Anordnung der Einzelfacetten beziehen, wobei die Einzelfacetten symmetrisch zur Symmetrieachse angeordnet sind. Alternativ kann sich der Begriff Symmetrieachse auch auf den Facettenspiegel selbst beziehen, beispielsweise auf dessen Außenkontur. Auch die Koordinatenrichtungen x, y, y' und y" können als Symmetrieachsen des EUV-Facettenspiegels angesehen werden. Verallgemeinert ausgedrückt ist der dritte Bereich derart auf dem Facettenspiegel angeordnet, dass der dritte Bereich nicht rotationssymmetrisch zum geometrischen Mittelpunkt der Oberfläche des Facettenspiegels angeordnet ist. Gemäß einer Ausführungsform ist der dritte Bereich dezentriert zum ersten Bereich und/oder zum zweiten Bereich angeordnet.
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Eine solche Anordnung des dritten Bereiches ist besonders vorteilhaft, wenn das Laser-Pumplicht den Plasma-Quellbereich und/oder das Sn-Tröpfchen asymmetrisch bzw. dezentriert trifft, wodurch das Falschlicht ebenfalls asymmetrisch bzw. dezentriert auf den EUV-Feldfacettenspiegel auftrifft.
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Das Falschlicht trifft das Sn-Tröpfchen asymmetrisch bzw. dezentriert, wenn eine Reflexion des Laser-Pumplichts, die sog. Laser-Pumplichtreflexion, am Sn-Tröpfchen nicht in die Pumplichtquelle zurück reflektiert wird, sondern wenn die Laser-Pumplichtreflexion vom Sn-Tröpfchen um einen Winkel ungleich 0° und ungleich 180°, insbesondere um einen Winkel im Bereich zwischen 90° und 170° relativ zum Laser-Pumplicht abgelenkt wird.
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Gemäß einer Ausführungsform unterteilt die mindestens eine Symmetrieachse den Facettenspiegel in einen ersten Abschnitt und in einen zweiten Abschnitt, wobei der dritte Bereich vollständig in dem ersten Abschnitt des Facettenspiegels angeordnet ist. Eine solche Ausführung ist besonders vorteilhaft, wenn das Laser-Pumplicht den Plasma-Quellbereich und/oder das Sn-Tröpfchen derart asymmetrisch bzw. dezentriert trifft, dass Falschlicht lediglich auf den ersten Abschnitt des Facettenspiegels auftrifft.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der dritte Bereich des EUV-Facettenspiegel aus mindestens zwei nicht zusammenhängenden Teilbereichen ausgestaltet. Eine solche Ausführung ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Facettenspiegel ein Pupillenfacettenspiegel ist. Dann sind beispielsweise einer Feldfacette, die in einem Bereich mit viel Falschlicht angeordnet ist, ein, zwei, drei, vier, fünf oder mehrere Pupillenfacetten zugeordnet, auf die das EUV-Nutzlicht dieser Feldfacette gerichtet werden kann. Eine Unterdrückung des Falschlichts kann dann auch mittels der zugeordneten Pupillenfacetten vorgenommen werden. In einer Ausführung sind dann die dieser Feldfacette zugeordneten Pupillenfacetten zum Abführen von Falschlicht, beispielsweise mittels eines Beugungsgitters, ausgestaltet.
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„Nicht zusammenhängend“ bedeutet hier, insbesondere bezogen auf einen Facettenspiegel, dass es keine Einhüllende gibt, die alle Facetten des dritten Bereichs umschließt und zusammenhängend ist und sich in dem Bereich der Einhüllenden keine Facetten befinden, die nicht dem dritten Bereich zugeordnet sind.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Facettenspiegel eine Vielzahl an Einzelfacetten, wobei zumindest einige der Einzelfacetten vollständig im dritten Bereich angeordnet sind. Eine solche Ausführung hat den Vorteil, dass diese Facetten vollständig zum Abführen von Falschlicht ausgelegt sind. Solche Facetten können leichter herstellbar sein, da beispielsweise die ganze Facette mit einem Beugungsgitter versehen wird und nicht nur ein Teil dieser Facette. Insbesondere im Falle von Feldfacetten ergibt sich dadurch, dass die sog. Uniformity, also die gleichförmige Ausleuchtung des Objektfeldes, nicht negativ durch etwaige Grenzen zwischen Bereichen auf dieser Facette mit Beugungsgitter und Bereichen ohne Beugungsgitter beeinflusst wird. Im Falle eines Pupillenfacettenspiegels sind die einzelnen Pupillenfacetten entweder vollständig in dem dritten Bereich oder vollständig außerhalb des dritten Bereiches angeordnet.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Facettenspiegel eine Vielzahl an Einzelfacetten, wobei entweder zumindest einige der Einzelfacetten lediglich teilweise außerhalb des dritten Bereichs angeordnet sind oder zumindest einige der Einzelfacetten als teilweise Facetten ausgeführt sind, wobei die teilweisen Facetten lediglich einen Teilbereich einer normalen Einzelfacette umfassen, und wobei die teilweisen Facetten außerhalb des dritten Bereichs angeordnet sind. Eine solche Ausführung ermöglicht insbesondere im Falle von mit einem großen Aspekt-Verhältnis ausgeführten Feldfacetten, dass der dritte Bereich unabhängig von der Auslegung und/oder Form der Feldfacetten möglichst klein ausgestaltet werden kann. Dies führt dazu, dass die Effizienz eines solchen Facettenspiegels möglichst hoch ist.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Facettenspiegel eine Vielzahl an Einzelfacetten, wobei mindestens eine der Einzelfacetten eine kleinere Spiegelfläche aufweist als eine andere Einzelfacette und wobei die Einzelfacetten außerhalb des dritten Bereichs angeordnet sein können. Die Spiegelfläche ist der Teil der Einzelfacette, der zur Führung des EUV-Nutzlichts ausgelegt ist. Eine solche Ausführung ermöglicht insbesondere im Falle von mit einem großen Aspekt-Verhältnis ausgeführten Feldfacetten, dass der dritte Bereich unabhängig von der Auslegung und/oder Form der Feldfacetten möglichst klein ausgestaltet werden kann. Dies führt dazu, dass die Effizienz eines solchen Facettenspiegels möglichst hoch ist.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der dritte Bereich einen Teilbereich des zweiten Bereichs. Es kann auch sein, dass der dritte Bereich ein Teilbereich, insbesondere ein echter Teilbereich, des zweiten Bereichs ist. Solche Ausführungen bieten den Vorteil, dass sich der dritte Bereich zum Abführen des Falschlichtes und der zweite Bereich zum Führen des Nutzlichtes zumindest teilweise überlappen. Somit wird zumindest ein Teil des dritten Bereiches zusätzlich zur Führung von EUV-Nutzlicht verwendet, was die Effizienz erhöht. Weiterhin weist der Teil des zweiten Bereiches, der nicht zum dritten Bereich gehört, eine hohe Reflektivität hinsichtlich des EUV-Nutzlichtes auf, was ebenfalls zu einer hohen Effizienz führt.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der dritte Bereich ein Beugungsgitter auf. Ein solcher dritter Bereich mit einem Beugungsgitter kann sowohl zur Abführung von Falschlicht als auch zur Führung von EUV-Nutzlicht verwendet werden und erhöht somit die Effizienz.
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Ein Beugungsgitter kann als laminares Gitter ausgeführt sein. Das Beugungsgitter kann als Binärgitter, als mehrstufiges Gitter oder als Blaze-Gitter ausgeführt sein. Das Beugungsgitter kann durch materialabtragende Bearbeitung oder durch Ätzen, insbesondere durch Maskenätzen, hergestellt werden. Eine Beugungseffizienz des Beugungsgitters kann in der 0. Ordnung sehr gering sein. Eine Unterdrückung des Beugungsgitters, also ein Verhältnis zwischen einer Beugungseffizienz in der 0. Ordnung und einer Beugungseffizienz in höheren Ordnungen, kann kleiner sein als 1/100 und kann insbesondere 1/1.000 betragen. Das Gitter kann im Substrat oder in einer reflektierenden Schicht, insbesondere in einem Vielschichtsystem, aufgebracht sein.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Beugungsgitter eine Gitterperiode von mindestens 100 µm auf. Eine solche Gitterperiode ist besonders geeignet zur Abführung von Falschlicht mit einer Wellenlänge eines Pumplasers von beispielsweise ungefähr 1 µm oder ungefähr 10 µm, insbesondere, wenn die Abstände zwischen Kollektor, Feldfacettenspiegel, Pupillenfacettenspiegel und Objektfeld jeweils in der Größenordnung von 1 m liegen.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Beugungsgitter eine Gitterperiode von höchstens 3000 µm, insbesondere von höchstens 2000 µm, insbesondere von höchstens 800 µm, auf. Eine solche Gitterperiode ist besonders geeignet zur Abführung von Falschlicht mit einer Wellenlänge eines Pumplasers von beispielsweise ungefähr 1 µm oder ungefähr 10 µm, insbesondere, wenn die Abstände zwischen Kollektor, Feldfacettenspiegel, Pupillenfacettenspiegel und Objektfeld jeweils in der Größenordnung von 1 m liegen.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Beugungsgitter eine Gitterperiode zwischen 100 µm und 3000 µm, insbesondere zwischen zwischen 100 µm und 2000 µm, insbesondere zwischen zwischen 100 µm und 800 µm, auf.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der dritte Bereich disjunkt zu dem zweiten Bereich. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht eine besonders effiziente Unterdrückung des Falschlichts, da dann entweder eine sehr effiziente räumliche Trennung von Falschlicht und EUV-Nutzlicht möglich ist, beispielsweise bei einer Ausführung des dritten Bereichs als Durchtrittsöffnung am Facettenspiegel, oder eine Absorption mittels Absorbern im dritten Bereich möglich ist. Auf eine Reflexionseffizienz für das Nutzlicht muss dann in dem dritten Bereich nicht geachtet werden, was die Herstellungskosten senkt. Insbesondere ein Reflexionsgitter am Ort des Falschlicht-Abschnitts ist nicht erforderlich.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der dritte Bereich als Öffnung im erster Bereich ausgeführt ist. Damit lässt sich sehr effizient eine räumliche Trennung von Falschlicht und EUV-Nutzlicht erreichen. Zudem führt dies zu einem besonders kostengünstigen Kollektor, da in der Bereich der Öffnung keine Facetten erforderlich sind. Das Falschlicht kann nach Durchtritt durch diese Öffnung im ersten Bereich über eine Lichtfalle abgeführt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Facettenspiegel als Feldfacettenspiegel und/oder als Pupillenfacettenspiegel ausgeführt. Bei Verwendung von dritten Bereichen zum Abführen von Falschlicht sowohl auf dem Feld- als auch auf dem Pupillenfacettenspiegel kann die Effizienz der Falschlichtunterdrückung weiter erhöht werden. Die Verwendung von dritten Bereichen zum Abführen von Falschlicht auf dem Pupillenfacettenspiegel ist vorteilhaft, da die sog. Uniformity, also die gleichförmige Ausleuchtung des Objektfeldes, nicht negativ durch etwaige Imperfektionen, also Fehler, des Beugungsgitters beeinflusst wird, da die Pupillenfacetten nicht in einer Feldebene angeordnet sind und etwaige Imperfektionen, also Fehler, somit nicht in das Objektfeld abgebildet werden. Zudem können die Pupillenfacetten flächenmäßig kleiner sein als die Feldfacetten, wodurch sich eine kleinere mit einem Beugungsgitter zu beaufschlagende Fläche ergeben kann und somit die Herstellungskosten noch weiter reduziert werden können.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Beleuchtungssystem eine Beleuchtungsoptik mit einem erfindungsgemäßen EUV-Facettenspiegel zur Beleuchtung eines Objektfeldes, in dem ein Retikel anordenbar ist, mit dem EUV-Nutzlicht.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein optisches System ein oben genanntes Beleuchtungssystem mit einem erfindungsgemäßen EUV-Facettenspiegel und eine EUV-Lichtquelle umfassend den Plasma-Quellbereich.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das optische System eine EUV-Lichtquelle mit einer Pumplichtquelle, wobei die EUV-Lichtquelle derart ausgeführt ist, dass während des Betriebs Laser-Pumplicht aus der Pumplichtquelle ein sich im Plasma-Quellbereich befindliches Sn-Tröpfchen dezentriert trifft.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die EUV-Lichtquelle des optischen Systems derart ausgeführt ist, dass das vom Plasma-Quellbereich abgestrahlte Falschlicht anisotrop abgestrahlt wird.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die EUV-Lichtquelle des optischen Systems einen Sn-Tröpfchengenerator. Die EUV-Lichtquelle ist derart ausgeführt, dass während des Betriebs Laser-Pumplicht der Pumplichtquelle ein sich im Plasma-Quellbereich befindliches Sn-Tröpfchen, welches von dem Sn-Tröpfchengenerator erzeugt wurde, derart trifft, dass eine Laser-Pumplichtreflexion des Laser-Pumplichts am Sn-Tröpfchen um einen Winkel β im Bereich zwischen 90° und 170° relativ zum auf das Sn-Tröpfchen einfallenden Laser-Pumplicht abgelenkt wird.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein optisches System ein Beleuchtungssystem und eine EUV-Lichtquelle, wobei das optische System derart ausgeführt ist, dass mindestens 50% des Falschlichts, das auf den ersten Bereich des Facettenspiegels auftrifft, auf den dritten Bereich auftrifft.
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Solche oben genannten optischen Systeme ermöglichen eine besonders effiziente Unterdrückung von Falschlicht bei gleichzeitiger hoher Effizienz hinsichtlich der Reflektivität von EUV-Nutzlicht. Zudem sind die Herstellungskosten solcher optischen Systeme reduziert.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage ein optisches System oder ein Beleuchtungssystem und eine Projektionsoptik zur Abbildung des Objektfeldes in ein Bildfeld, in welchem ein Wafer anordenbar ist, auf welches ein Abschnitt des Retikels abzubilden ist.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Bauteils folgende Verfahrensschritte:
- - Bereitstellen eines Retikels und eines Wafers,
- - Projizieren einer Struktur auf dem Retikel auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers mithilfe obiger Projektionsbelichtungsanlage,
- - Erzeugen einer Mikro- bzw. Nanostruktur auf dem Wafer.
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Gemäß einer Ausführungsform wird ein strukturiertes Bauteil, insbesondere ein Halbleiter-Bauteil, insbesondere ein Speicherchip, nach obigem Verfahren hergestellt.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1 schematisch eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithographie;
- 2 eine Lichtquelle der EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit einem EUV-Kollektor zur Führung von EUV-Nutzlicht von einem Plasma-Quellbereich hin zu einem EUV-Feldfacettenspiegel einer Beleuchtungsoptik der EUV-Projektionsbelichtungsanlage;
- 3 schematisch einen möglichen Strahlengang von Laser-Pumplicht einer LPP-Lichtquelle über einen Zwischenfokus hin zu einem EUV-Feldfacettenspiegel;
- 4 schematisch einen möglichen Strahlengang von Laser-Pumplicht von einem Zwischenfokus hin zu einem erfindungsgemäßen EUV-Feldfacettenspiegel sowie einen EUV-Pupillenfacettenspiegel;
- 5 schematisch einen möglichen Strahlengang von Laser-Pumplicht von einem Zwischenfokus über einen erfindungsgemäßen EUV-Feldfacettenspiegel hin zu einem EUV-Pupillenfacettenspiegel sowie ein Objektfeld;
- 6 bis 11 schematisch Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen EUV-Feldfacettenspiegels; und
- 12 schematisch einen EUV-Pupillenfacettenspiegel gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie mit einer Lichtquelle 2 für EUV-Nutzlicht 3. Die Lichtquelle 2 ist eine EUV-Lichtquelle, die Licht in einem Wellenlängenbereich beispielsweise zwischen 5 nm und 30 nm, insbesondere zwischen 5 nm und 15 nm, erzeugt. Bei der Lichtquelle 2 kann es sich insbesondere um eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 13,5 nm oder um eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 6,9 nm handeln. Auch andere EUV-Wellenlängen sind möglich.
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Eine Beleuchtungsoptik 6 umfasst einen Feldfacettenspiegel FF und einen Pupillenfacettenspiegel PF und führt das EUV-Nutzlicht von der Lichtquelle 2 zu einem Objektfeld 4. Der Feldfacettenspiegel FF ist in einer Feldebene, d.h. in einer zum Objektfeld 4 konjugierten Ebene angeordnet. Der Pupillenfacettenspiegel PF ist in einer Pupillenebene angeordnet. Alternativ zum Pupillenfacettenspiegel kann auch ein zweiter Facettenspiegel, der nicht in einer Pupillenebene angeordnet ist, vorhanden sein. Rein optional kann zwischen dem Pupillenfacettenspiegel PF und dem Objektfeld 4 ein feldformender Spiegel 9 für streifenden Einfall (GI-Spiegel, „grazing incidence“-Spiegel) im Strahlengang angeordnet sein.
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Die Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels
PF sind Teil einer Übertragungsoptik, die die Feldfacetten des Feldfacettenspiegels
FF einander überlagernd in das Objektfeld
4 überführen und insbesondere abbilden. Ausführungen für den Feldfacettenspiegel
FF und den Pupillenfacettenspiegel
PF sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der eingangs zitierten
DE 10 2009 045 096 A1 , bekannt.
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Mit einer Projektionsoptik
7 wird das Objektfeld
4 in ein Bildfeld in einer Bildebene mit einem vorgegebenen Verkleinerungsmaßstab abgebildet. Hierfür einsetzbare Projektionsoptiken sind beispielweise bekannt aus der
DE 10 2012 202 675 A1 .
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Das Objektfeld 4 und das Bildfeld 8 können rechteckig sein. Alternativ ist es auch möglich, das Objektfeld 4 und Bildfeld 8 gebogen bzw. gekrümmt, also insbesondere teilringförmig auszuführen. Das Objektfeld 4 und das Bildfeld 8 haben ein xy-Aspektverhältnis größer als 1. Das Objektfeld 4 hat also eine längere Objektfelddimension in der x-Richtung und eine kürzere Objektfelddimension in der y-Richtung. Diese Objektfelddimensionen verlaufen längs der Koordinatenrichtungen x und y in 1, wobei die x-Richtung des rechtshändigen Koordinatensystems in die Zeichenebene hinein zeigt.
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Die Projektionsbelichtungsanlage 1 ist vom Scannertyp. Sowohl das Retikel 10 als auch der Wafer 11 werden beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 in der y-Richtung gescannt. Auch ein Steppertyp der Projektionsbelichtungsanlage 1, bei dem zwischen einzelnen Belichtungen des Wafers 11 eine schrittweise Verlagerung des Retikels 10 und des Wafers 11 in der y-Richtung erfolgt, ist möglich. Diese Verlagerungen erfolgen synchronisiert zueinander durch entsprechende Ansteuerung der Verlagerungsantriebe.
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2 zeigt eine Lichtquelle 2 und einen Feldfacettenspiegel FF. Bei der Lichtquelle 2 handelt es sich um eine LPP-Lichtquelle. Zur Plasmaerzeugung werden Sn-Tröpfchen 15 (Sn-Tröpfchen) von einem Sn-Tröpfchengenerator 16 in einer Tröpfchenabfolge erzeugt. Eine Flugbahn der Sn-Tröpfchen 15 verläuft quer zu einer optischen Achse 17 des EUV-Nutzlichts 3, wobei die optische Achse 17 gleichzeitig eine optische Achse der Lichtquelle 2 darstellen kann. Die Sn-Tröpfchen 15 bewegen sich zwischen dem Sn-Tröpfchengenerator 16 und einer Sn-Auffang-Vorrichtung 18, wobei sie einen Plasma-Quellbereich 19 durchtreten. Das EUV-Nutzlicht wird vom Plasma-Quellbereich 19 emittiert. Im Plasma-Quellbereich 19 wird das dort ankommende Sn-Tröpfchen 15 mit Laser-Pumplicht 20 einer Pumplichtquelle 21 beaufschlagt. Bei der Pumplichtquelle 21 kann es sich um eine Infrafrot-Laserquelle handeln, beispielsweise um einen CO2-Laser. Auch eine andere IR-Laserquelle ist möglich, insbesondere ein Festkörperlaser, beispielsweise ein Nd:YAG-Laser.
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Das Pumplicht 20 wird über einen Spiegel 22, bei dem es sich um einen geregelt verkippbaren Spiegel handeln kann, und über eine Fokussierlinse 23 in den Plasma-Quellbereich 19 überführt. Durch die Pumplichtbeaufschlagung wird aus dem im Plasma-Quellbereich 19 ankommenden Sn-Tröpfchen 15 ein das EUV-Nutzlicht 3 emittierendes Plasma erzeugt. Ein Strahlengang des EUV-Nutzlichts 3 ist in der 2 zwischen dem Plasma-Quellbereich 19 und dem Feldfacettenspiegel FF dargestellt, wobei das EUV-Nutzlicht von einem EUV-Kollektor 24 reflektiert wird. Der EUV-Kollektor 24 hat eine Laser-Durchtrittsöffnung 25 für das über die Fokussierlinse 23 hin zum Plasma-Quellbereich 19 fokussierte Laser-Pumplicht 20. Der Kollektor 24 kann als Ellipsoidspiegel ausgeführt sein und überführt das vom Plasma-Quellbereich 19, der in einem Ellipsoidbrennpunkt angeordnet sein kann, emittierte EUV-Nutzlicht 3 in einen Zwischenfokus IF des EUV-Nutzlichts 3, der im anderen Ellipsoidbrennpunkt des Kollektors 24 angeordnet sein kann.
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Der Feldfacettenspiegel FF ist im Strahlengang des EUV-Nutzlichts 3 nach dem Zwischenfokus IF im Bereich eines Fernfeldes des EUV-Nutzlichts 3 angeordnet. Der EUV-Kollektor 24 und weitere Komponenten der Lichtquelle 2, bei denen es sich um den Sn-Tröpfchengenerator 16, die Sn-Auffang-Vorrichtung 18 und die Fokussierlinse 23 handeln kann, können in einem Vakuumgehäuse angeordnet sein. Im Bereich eines Eintritts des Laser-Pumplichts 20 in das Vakuumgehäuse befindet sich ein Pumplicht-Eintrittsfenster 29. Im Bereich des Zwischenfokus 27 bildet eine Zwischenfokusblende 27 eine Durchtrittsöffnung 28.
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Bei 2 zeigt die x-Richtung des eingezeichneten rechtshändigen Koordinatensystems aus der Zeichenebene heraus.
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Anhand von 3 wird ein Aspekt der Erfindung erläutert. 3 zeigt einen Strahlengang des Laser-Pumplichts 20 zwischen der Fokussierlinse 23 und dem Feldfacettenspiegel FF. Das von der Fokussierlinse 23 fokussierte Laser-Pumplicht 20 wird im Plasma-Quellbereich 19 von dem Sn-Tröpfchen 15 und/oder von bereits entstandenem Plasma teilweise reflektiert. Diese Laser-Pumplichtreflexion 31 wird über den EUV-Kollektor 24 auf den EUV-Feldfacettenspiegel FF gerichtet. Das Sn-Tröpfchen 15 liegt beim Auftreffen des Laser-Pumplichts derart an einem Ort und in einer Form vor, sodass die vom Sn-Tröpfchen reflektierte Laser-Pumplichtreflexion 31 nicht in die Pumplichtquelle 21 zurücktrifft. Die Laser-Pumplichtreflexion 31 verlässt das Sn-Tröpfchen 15 mit einem Ausfallswinkel, der im Bereich zwischen 5° und 35° liegen kann und der beim in der 3 dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 20° beträgt. In einer Ausführungsform trifft das Laser-Pumplicht 20 der Pumplichtquelle 21 während des Betriebs ein sich im Plasma-Quellbereich 19 befindliches Sn-Tröpfchen 15, welches von dem Sn-Tröpfchengenerator 16 erzeugt wurde, derart, dass eine Laser-Pumplichtreflexion 31 des Laser-Pumplichts 20 am Sn-Tröpfchen 15 um einen Winkel β im Bereich zwischen 90° und 170°, insbesondere im Bereich zwischen 110° und 170°, insbesondere im Bereich von ungefähr 140°, relativ zum auf das Sn-Tröpfchen 15 einfallenden Laser-Pumplichts 20 abgelenkt wird. Der Winkel β ist in 3 eingezeichnet.
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Die vom Sn-Tröpfchen 15 reflektierte Laser-Pumplichtreflexion 31 trifft auf den EUV-Kollektor 24 in einer in Bezug auf die Laser-Durchtrittsöffnung 25 sowie in Bezug auf die optische Achse 17 dezentrierten Bereich auf. Die Laser-Pumplichtreflexion 31 wird weiter vom Kollektor auf den Feldfacettenspiegel FF reflektiert und trifft dort auf einen ebenfalls dezentrierten Bereich 32 auf, der im Folgenden auch als vierter Bereich 32 bezeichnet wird. Nur als Hinweis zur Darstellung in den 3 bis 5 wird hier angemerkt, dass die beiden Markierungen bzw. sehr kurzen Striche, denen das Bezugszeichen 32 zugeordnet ist, den vierten Bereich 32 umschließen, was sofort klar wird, wenn man diesen vierten Bereich 32 in 6, die einen anderen Blickwinkel auf den Facettenspiegel FF gewährt, betrachtet; selbiges gilt auch für die Bereiche 33 und 36.
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Dieser vierte Bereich 32 kann vollständig mit einem optischen Beugungsgitter 33 für das Laser-Pumplicht 20 abgedeckt sein. Der Feldfacettenspiegel FF weist einen ersten Bereich 34 zur Beaufschlagung mit vom Plasma-Quellbereich 19 emittierter Strahlung 3, 31 auf. Weiter weist der Feldfacettenspiegel einen zweiten Bereich 35 auf, welcher ein Teilbereich des ersten Bereichs 34 ist, und welcher zur Führung von EUV-Nutzlicht 3 ausgeführt ist. Ein dritter Bereich 36, welcher ein Teilbereich des ersten Bereichs 34 ist, ist zum Abführen von Falschlicht 31, welches eine sich vom Nutzlicht 3 unterscheidende Wellenlänge aufweist, ausgeführt. Der vierte Bereich 32 ist ein Teilbereich des dritten Bereichs 36. Der dritte Bereich 36 kann somit größer ausgeführt sein als der vierte Bereich 32, damit beispielsweise auch bei etwaigen Variationen des Auftreffortes des Laser-Pumplichts 20 auf das Sn-Tröpfchen 15 und der damit verbundenen Verschiebung des vierten Bereichs 32 auf dem Facettenspiegel FF die Laser-Pumplichtreflexion 31 weiterhin in dem zum Abführen des Falschlichts 31 ausgeführten dritten Bereich 36 liegt. Mit anderen Worten ausgedrückt umfasst der dritte Bereich 36 vollständig den vierten Bereich 32, in dem ein großer Teil des Falschlichts 31 voraussichtlich auftrifft, sowie einen zusätzlichen „Sicherheits“-Bereich, der derart ausgestaltet ist, dass der große Teil des Falschlichts 31 höchstwahrscheinlich auch bei etwaigen dynamischen Störungen, Variationen bzw. Schwankungen noch in diesem Bereich auftrifft.
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In einer Ausführungsform weist dieser dritte Bereich 36 ein Beugungsgitter auf.
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In einer anderen Ausführungsform weist der dritte Bereich 36 des Facettenspiegels eine Durchtrittsöffnung auf. In dieser Ausführungsform kann hinter dem Feldfacettenspiegel FF eine Lichtfalle 42 angeordnet sein.
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Der zweite Bereich 35 und der dritte Bereich 36 sind nicht deckungsgleich. Der dritte Bereich 36 umfasst höchsten 50%, insbesondere höchstens 25%, insbesondere höchstens 20%, insbesondere höchstens 15%, insbesondere höchstens 10%, insbesondere höchstens 5%, des ersten Bereichs 34.
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Damit ist ein EUV-Facettenspiegel nach Anspruch 1 gezeigt.
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In einer Ausführungsform kann der zweite Bereich 35 mindestens 70%, insbesondere mindestens 75%, insbesondere mindestens 80%, insbesondere mindestens 85%, insbesondere mindestens 90%, insbesondere mindestens 95%, insbesondere mindestens 99% des ersten Bereichs 34 umfassen.
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4 zeigt den Strahlengang des Nutzlichts 3 sowie der Laser-Pumplichtreflexion 31 im Bereich des Zwischenfokus IF, des Feldfacettenspiegels FF und des Pupillenfacettenspiegels PF. In dieser Ausführungsform ist der dritte Bereich 36 zum Abführen des Falschlichts 3 mit einem Beugungsgitter 33 versehen.
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Gleiche Bezugszeichen, die bereits voranstehend erläutert wurden, werden nachfolgend nicht nochmals detailliert erläutert. Es wird hiermit auf die entsprechenden voranstehenden Abschnitte verwiesen.
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Außerhalb des Bereichs des Beugungsgitters 33, also außerhalb des dritten Bereichs 36, ist der erste Bereich 34 ohne Beugungsgitter und insbesondere als unstrukturierte Reflexionsfläche für das EUV-Nutzlicht 3 ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders hohe Effizienz bei der Reflexion des EUV-Nutzlichts 3 bei gleichzeitiger guter Unterdrückung des Falschlichts 31. Zudem sind die Fertigungskosten dadurch geringer.
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Die Funktion des Beugungsgitters 33 ist in der 4 verdeutlicht. Die vom Sn-Tröpfchen 15 reflektierte Laser-Pumplichtreflexion 31 wird vom Beugungsgitter 33 auf dem Feldfacettenspiegel FF gebeugt. In der 4 ist der Strahlengang einer +1. Ordnung 37 der gebeugten Laser-Pumplichtreflexion 31 und einer -1. Ordnung 38 der gebeugten Laser-Pumplichtreflexion 31 dargestellt. Diese Beugungsordnungen 37, 38 treffen nicht auf den Pupillenfacettenspiegel PF, sondern werden als Falschlicht 31 durch das Beugungsgitter 33 abgeführt und von Lichtfallen 42 absorbiert. Alternativ können diese Beugungsordnungen 37, 38 auch anderweitig vom Strahlengang des Nutzlichts 3 weggeführt werden.
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Die 0. Beugungsordnung 40 würde, ähnlich dem Strahlengang des EUV-Nutzlichts 3, auf den Pupillenfacettenspiegel auftreffen. Allerdings ist die Beugungseffizienz des Beugungsgitters 33 in dieser 0. Beugungsordnung 40 um mehrere Größenordnungen geringer als die Beugungseffizienz in den +/-1. Ordnungen 37, 38. Ein Unterdrückungsverhältnis kann dabei bei 1/100 bis hin 1/1.000 liegen. Die Intensität des auf den Pupillenfacettenspiegel PF auftreffenden Falschlichts 31, d.h. der 0. Beugungsordnung 40 der Laser-Pumplichtreflexion 31, ist also vernachlässigbar gering.
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Auch anderweitige Strahlung, deren Wellenlänge sich von der Wellenlänge des Laser-Pumplichts 20 und gleichzeitig von der Wellenlänge des EUV-Nutzlichts 3 unterscheidet, kann unerwünschtes Licht darstellen, welches mit dem Beugungsgitter 33 auf Feldfacettenspiegel FF unterdrückt wird.
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Das Beugungsgitter 33 ist als laminares Gitter ausgeführt, also als Gitter mit einer Recht-Profilstruktur, wobei Profiltäler die gleiche Erstreckung haben wie Profilberge. Alternativ zur Gestaltung als laminares Gitter kann das Beugungsgitter 33 auch als Blazegitter ausgeführt sein.
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Das Beugungsgitter 33 auf den Feldfacetten 51, 51a, 101, 102 kann gerade, parallele Strukturen aufweisen. Insbesondere können diese geraden Strukturen parallel zur längeren Ausdehnungsrichtung der Feldfacetten 51, 51a, 101, 102 und somit in x-Richtung ausgerichtet sein. Das Beugungsgitter 33 kann auch gebogene, parallele Strukturen aufweisen. Insbesondere können diese gebogenen, parallelen Strukturen parallel zu der gebogenen Außenkante der gebogenen Feldfacetten 51, 51a, 101, 102 ausgerichtet sein und insbesondere denselben Krümmungsradius aufweisen. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass durch derartige Strukturen des Beugungsgitters 33 die gleichmäßige Ausleuchtung des Objektfeldes 4 durch die Feldfacetten 51, 51a, 101, 102 mit Beugungsgitter 33 nicht gestört wird.
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Das Beugungsgitter 33 kann bei allen in dieser Anmeldung beschriebenen Ausführungsformen mit Hilfe der nachfolgend beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
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Das Beugungsgitter 33 kann mit Hilfe einer materialabtragenden Bearbeitung oder durch ein Ätzverfahren, insbesondere durch ein Maskenätzen hergestellt werden. Bei dem materialabtragenden Verfahren kann es sich um ein Drehverfahren handeln, bei dem ein spanabhebendes Werkzeug gesteuert und synchronisiert zur Drehung des Kollektor-Werkstücks mit diesem im Bereich des Beugungsgitters 33 in Eingriff gebracht wird und ansonsten wieder außer Eingriff gebracht wird.
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Weitere mögliche Verfahren zur Herstellung des Beugungsgitters 33 sind lithografische Methoden oder Laser-Materialbearbeitung durch direktes Schreiben des Beugungsmusters mit einem Materialbearbeitungslaser. Zu den lithografischen Methoden kann auch ein lokales Abformen von einer Masterstruktur durch direktes In-Kontakt-Bringen mit dem Kollektor-Grundkörper am Ort des Beugungsgitters 33 gehören.
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Bei der Ausführung nach 4 umfasst der dritte Bereich 36 ein Teilbereich des zweiten Bereichs 35. Der dritte Bereich 36 kann auch ein echter Teilbereich, insbesondere ein echter Teilbereich, des zweiten Bereichs 35 sein. Der dritte Bereich 36 dient in diesen Fällen sowohl zur Führung des EUV-Nutzlichts 3 als auch zum Abführen von Falschlicht 31 mittels des Beugungsgitters 33. Der nicht mit dem Beugungsgitter versehene andere Teilbereich des zweiten Bereich 35 kann daher derart ausgeführt sein, dass die Reflektivität bezüglich des EUV-Nutzlichts 3 maximal ist. Dies verhindert Verluste bei der Reflexion des EUV-Nutzlichts 3 aufgrund von Imperfektionen, also Fehler, des Beugungsgitters 33.
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Der Feldfacettenspiegel FF kann als Spiegel für im Wesentlichen senkrechtren Einfall („normal incidence“-Spiegel, NI-Spiegel) des EUV-Nutzlichts 3 ausgeführt sein. Der zweite Bereich 35 kann also zum Einfall des EUV-Nutzlichts 3 mit einem Einfallswinkel vom höchstens 45° ausgeführt sein.
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5 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die +1. Ordnung 37 der gebeugten Laser-Pumplichtreflexion 31 und die -1. Ordnung 38 der gebeugten Laser-Pumplichtreflexion nicht wie in 4 am Pupillenfacettenspiegel PF vorbeigeführt werden, sondern auf den Pupillenfacetten PF auftreffen. Dies kann der Fall sein, wenn die Periode des Beugungsgitters 33 und der Abstand zwischen Feldfacettenspiegel FF und Pupillenfacettenspiegel PF derart ausgeführt sind, dass die Beugungsordnungen räumlich nicht hinreichend weit getrennt sind und somit ebenfalls auf den Pupillenfacettenspiegel PF auftreffen. Dabei treffen die 0. Beugungsordnung 40, die jedoch eine vernachlässigbar geringe Intensität aufweist, sowie das EUV-Nutzlicht 3 des an einer einzelnen Feldfacette reflektierten Lichts auf eine einzelne erste Pupillenfacette und werden zum Objektfeld 4 geführt. Das von derselben einzelnen Feldfacette in die Beugungsordnungen 37, 38 gebeugte Falschlicht trifft dagegen auf andere einzelne Pupillenfacetten und wird von diesen anderen Pupillenfacetten nicht zum Objektfeld 4 gelenkt. Stattdessen können die Beugungsordnungen 37, 38 zu einer oder mehreren Lichtfallen 42 gelenkt werden. Eine derartige Ablenkung der Beugungsordnungen 37, 38 weg vom Objektfeld 4 ergibt sich aufgrund der geometrischen Anordnung und Ausrichtung der anderen einzelnen Pupillenfacetten, die wiederum andere einzelne Feldfacetten in das Objektfeld 4 abbilden, nicht jedoch die oben genannte erste einzelne Feldfacette.
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6 zeigt eine Ausführungsform eines Feldfacettenspiegels FF mit gebogenen Feldfacetten 51. Alternativ können jedoch auch andere Feldfacettenformen, beispielsweise rechteckige Feldfacetten, verwendet werden. Bei den Koordinatensystemen in den 6 bis 11 stimmt die x-Achse jeweils mit der x-Achse der Koordinatensysteme in den 1 und 2 überein. Die y'-Achse kann sich jedoch durch einen Winkel zu der y-Achse aus den 1 und 2 unterscheiden. Der vorstehend beschriebene vierte Bereich 32, in den die Laser-Pumplichtreflexion 31 trifft, sowie der dritte Bereich 36 zur Abführung von Falschlicht sind in diesem Ausführungsbeispiel elliptisch, und damit jeweils für sich genommen zusammenhängend, ausgebildet. Im dritten Bereich 36 ist ein Beugungsgitter 33 zum Abführen von Falschlicht 31 vorhanden. In einer geometrisch sehr ähnlichen Ausführung nach 9 sind in dem ebenfalls elliptisch geformten dritten Bereich 41 keine Feldfacetten 51, 51a, 101, 102 vorhanden. Das Falschlicht 31 tritt in dieser Ausführungsform entweder durch den Feldfacettenspiegel FF hindurch und kann anschließend durch eine Lichtfalle 42 absorbiert werden oder es kann eine absorbierende Schicht, also ein Absorber 43, im dritten Bereich 41 vorhanden sein. Der Absorber 43 kann thermisch vom Facettenspiegel FF oder PF entkoppelt sein. Eine aufwendige Kühlung des Facettenspiegel FF oder PF kann dann entfallen.
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In den beiden Ausführungsformen gemäß den Figuren 6 und 9 können auch Facetten 101 bzw. 102 vorhanden sein, die - verglichen mit einer „vollständigen“, „normalen“ Feldfacette 51 - lediglich teilweise außerhalb des dritten Bereichs 36 bzw. 41 angeordnet sind. Diese Facetten können dann im Falle der Ausführung nach 6 nur in dem Teil der Facette 101 ein Beugungsgitter 33 aufweisen, der in dem dritten Bereich 36 liegt. In dem Bereich außerhalb des dritten Bereichs 36 würde diese Facetten 101 dann kein Beugungsgitter 33 aufweisen. In ähnlicher Weise kann es gemäß der Ausführung nach 9 auch teilweise Facetten 102 geben, die beispielsweise nur aus einem Teilbereich einer „vollständigen“, also einer „normalen“, Facette 51 bestehen, wobei der Teilbereich außerhalb des dritten Bereichs 41 angeordnet sein kann. Somit sind Einzelfacetten 102, deren Spiegelfläche kleiner ist als die einer anderen Einzelfacette 51, und die außerhalb des dritten Bereichs angeordnet sein können, offenbart. Die Spiegelfläche ist der Teil einer Facette 51, 102, der zur Führung des EUV-Nutzlichts ausgelegt ist und entspricht dem in 9 in der Draufsicht auf den Facettenspiegel FF dargestellten Teil der Einzelfacetten 51, 102. Solche „teilweisen“ Feldfacetten 102 nach 9, also Einzelfacetten mit einer kleineren Spiegelfläche als die anderer Einzelfacetten, könnten zudem für eine weiterführende Korrektur der Uniformity, also zur gleichmäßigen Ausleuchtung des Objektfeldes 4, genutzt werden. Alternativ können nach einer Ausführungsform gemäß 6 die Facetten 101, die zumindest teilweise in den dritten Bereich 36 fallen, auch vollständig mit einem Beugungsgitter 33 versehen sein. Dies hat den Vorteil, dass jede Einzelfacette 51, 51a, 101 für sich genommen das Objektfeld gleichmäßig ausleuchtet.
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In einer Ausführungsform weist der Facettenspiegel FF oder PF eine Symmetrieachse 201 oder 202 auf, wobei der dritte Bereich 36, 41, 43 asymmetrisch bezüglich der Symmetrieachse 201 oder 202 angeordnet ist.
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In einer Ausführungsform unterteilt die Symmetrieachse 201 oder 202 den Facettenspiegel FF in einen ersten Abschnitt und in einen zweiten Abschnitt, wobei der dritte Bereich 36, 41, 43 vollständig in dem ersten Abschnitt des Facettenspiegels FF angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass der zweite Abschnitt, also die andere Hälfte des Facettenspiegels FF, keinen dritten Bereich 36, 41, 43 zum Abführen von Falschlicht aufweist und somit derart ausgeführt ist, dass dieser eine maximale Reflektivität bezüglich des EUV-Nutzlichts 3 und somit eine hohe Effizienz aufweist bei gleichzeitig niedrigeren Herstellungskosten. Die Unterdrückung des Falschlichts 31 wird dann durch den dritten Bereich 36, 41, 43 gewährleistet, die zum Abführen von Falschlicht 31 ausgeführt ist.
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In 7 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Feldfacettenspiegels dargestellt, bei der zwei mögliche vierte Bereiche 32a und 32b vorhanden sind, in denen eine Laser-Pumplichtreflexion 31 auftreffen kann. Beide vierten Bereiche 32a und 32b liegen innerhalb eines rechteckigen, also polygonalen, dritten Bereichs 36, der zum Abführen von Falschlicht 31, insbesondere mittels eines Beugungsgitters 33, ausgeführt ist. In analoger Weise ist in 10 ein rechteckiger, also polygonaler Bereich 41 gezeigt, in dem wiederum eine Durchtrittsöffnung 41 oder alternativ ein absorbierender Bereich 43, wie vorab beschrieben, vorhanden sein kann. In beiden Ausführungsformen nach 7 oder nach 10 kann es wie bereits oben beschrieben auch wieder Facetten 101 bzw. 102 geben mit den im Zusammenhang mit den 6 und 9 beschriebenen Ausführungsformen dieser Facetten 101 bzw. 102.
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In 10 ist eine Ausführung mit einem zweiten Bereich 35a und einem weiteren zweiten Bereich 35b gezeigt, die durch den dritten Bereich 41 räumlich voneinander getrennt und somit nicht zusammenhängend ausgebildet sind. Die beiden zweiten Bereiche 35a und 35b können als separate, also mechanisch getrennte Feldfacettenspiegel FF ausgeführt sein.
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In den 8 bzw. 11 ist der dritte Bereich 36 bzw. 41 zum Abführen von Falschlicht segmentförmig, insbesondere kreissektorförmig ausgeführt. Der dritte Bereich 36 bzw. 41 überdeckt ein Viertel, also höchstens 25%, des ersten Bereichs 34. Bei 8 ist der dritte Bereich 36 als Beugungsgitter 33 ausgeführt. Bei einer Ausführung nach 11 ist der dritte Bereich 41 als Durchtrittsöffnung 41 oder alternativ als absorbierender Bereich 43 ausgeführt. In beiden Ausführungsformen nach 8 oder nach 11 kann es wie bereits oben beschrieben auch wieder Facetten 101 bzw. 102 geben mit den im Zusammenhang mit den 6 und 9 beschriebenen Ausführungsformen dieser Facetten 101 bzw. 102.
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Bei den Ausführungsformen gemäß den 9, 10 und 11 stellt der dritte Bereich 41 einen vom zweiten Bereich 35 getrennten Teil des ersten Bereichs 34 des Facettenspiegels FF dar. Dabei wird der dritte Bereich 41 jeweils nicht zur Führung des EUV-Nutzlichts 3 verwendet. Der dritte Bereich 41 kann als Öffnung im zweiten Bereich 35 ausgeführt sein und stellt eine Durchtrittsöffnung 41 für die Laser-Pumplichtreflexion 31 dar. Die Laser-Pumplichtreflexion 31 kann dann mittels einer hinter dem Facettenspiegel FF angeordneten Lichtfalle 42 abgeführt werden. Alternativ kann der dritte Bereich 41 auch statt der Durchtrittsöffnung einen Absorber 43, wie oben bereits beschrieben, aufweisen.
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Ein Grundkörper des Facettenspiegel FF oder PF kann aus Aluminium, Kupfer, Silizium, Siliziumverbindungen wie SiSiC, Legierungen mit dem Bestandteil Kupfer und/oder Aluminium oder pulvermetallurgisch hergestellten Legierungen von Kupfer und Aluminiumoxid hergestellt sein.
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12 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Facettenspiegels als Pupillenfacettenspiegel PF. Bei dem Koordinatensystem in der 12 stimmt die x-Achse jeweils mit der x-Achse der Koordinatensysteme in den 1 und 2 sowie 6 bis 11 überein. Die y"-Achse kann sich jedoch durch einen Winkel zu der y-Achse aus den 1 und 2 sowie zu der y'-Achse aus den 6 bis 11 unterscheiden. Der Pupillenfacettenspiegel PF weist eine Vielzahl von Pupillenfacetten 61, 61a, 61b und 61c auf. Die Pupillenfacetten 61, 61a, 61b, 61c in 12 sind rechteckig ausgeführt. In einer alternativen Ausführungsform sind die Pupillenfacetten 61, 61a, 61b, 61c polygonal, insbesondere rechteckig, oder hexagonal ausgeführt. Die Pupillenfacetten 61, 61a, 61b, 61c können auch unterschiedlich groß und/oder unterschiedlich orientiert sein und/oder unterschiedliche Geometrien aufweisen. Die Form der Pupillenfacetten ist für die Umsetzung der Erfindungsidee nicht wesentlich.
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Eine Feldfacette 51, 51a des Feldfacettenspiegels FF kann einer, zwei, drei, vier, fünf oder mehr Pupillenfacetten zugeordnet sein, d.h. diese Feldfacette 51, 51a kann derart orientiert bzw. geregelt verkippt werden, dass diese abhängig von der Schaltstellung der Feldfacette, beispielsweise der Feldfacette 51a, lediglich beispielsweise und abhängig von der Schaltstellung die Pupillenfacetten 32a, 32b oder 32c ausleuchtet. Nachfolgend wird rein exemplarisch die Feldfacette 51a aus einer der 6, 7 oder 8 betrachtet. In den 6 und liegt diese Feldfacette 51a fast vollständig in dem vierten Bereich 32 und liegt somit in einem Bereich, in den die Laser-Pumplichtreflexion 31 trifft. Es wird nun rein exemplarisch angenommen, dass diese Feldfacette 51a derart geregelt verkippt werden kann, dass diese entweder die Pupillenfacette 61a oder 61b oder 61c ausleuchtet. Diese Aktuierung der Feldfacette 51a, bzw. das Hin- und Herschalten, ist in durch die Doppelpfeile zwischen den Pupillenfacetten 61a, 61b und 61c angedeutet. Erfindungsgemäß kann nun alternativ oder zusätzlich zu einem Beugungsgitter 33 auf der Feldfacette 51a auch ein Beugungsgitter 33 auf den Pupillenfacetten 61a, 61b und 61c aufgebracht werden. Das Falschlicht 31, welches dann in die vierten Bereiche 32a, 32b oder 32c auf den Pupillenfacetten 61a, 61b oder 61c trifft, wird dann an einem Beugungsgitter 33 auf den Pupillenfacetten 61a, 61b und 61c gebeugt und trifft nicht in das Objektfeld 4, sondern kann beispielsweise durch eine Lichtfalle 42 oder einen Absorber 43 absorbiert werden. Alternativ können an den Orten der Pupillenfacetten 61a, 61b und 61c auch stattdessen Öffnungen 41 zum Abführen des Falschlichts 31 vorhanden sein. Ein Vorteil einer Ausführung mit einem Beugungsgitter 33 auf den Pupillenfacetten 61, 61a, 61b, 61c statt auf den Feldfacetten 51, 51a ist, dass die Uniformity, also die gleichmäßige Ausleuchtung des Objektfeldes 4 durch ein solches Beugungsgitter 33 nicht gestört wird, da die Pupillenfacetten 61, 61a, 61b und 61c in einer Pupillenebene, d.h. in einer zur Feldebene konjugierten Ebene, angeordnet sind. Ein Vorteil, wenn ein Beugungsgitter 33 sowohl auf den Feldfacetten 51a als auch auf den Pupillenfacetten 61a, 61b und 61c aufgebracht ist, ist ein stärkere Unterdrückung des Falschlichts 31 durch die zweifache Beugung. In 7 liegt die Feldfacette 51a zwar nicht in einem der vierten Bereiche 32a oder 32b, jedoch liegt die Feldfacette 51a in dem dritten Bereich 36, der zum Abführen von Falschlicht 31 ausgeführt ist. Analog zur obigen Ausführung kann diese Feldfacette 51a aus 7 in einer weiteren Ausführungsform beispielsweise den Pupillenfacetten 61a, 61b und 61c aus 12 zugeordnet sein. Die Pupillenfacetten 61a, 61b und 61c sind dann beispielsweise entweder mit einem Beugungsgitter 33 versehen oder alternativ durch Durchtrittsöffnungen 41 oder Absorber 43 ersetzt. Das Falschlicht 31 tritt in einer Ausführungsform entweder durch den Pupillenfacettenspiegel PF hindurch und kann anschließend durch eine Lichtfalle 42 absorbiert werden oder es kann eine absorbierende Schicht, also ein Absorber 43, in einem dritten Bereich 41 am Pupillenfacettenspiegel PF vorhanden sein. Der Absorber 43 kann thermisch vom Facettenspiegel PF entkoppelt sein. Eine aufwendige Kühlung des Facettenspiegels PF kann dann entfallen.
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Somit ist ein EUV-Facettenspiegel PF gezeigt, wobei der wobei der dritte Bereich 36, 41, 43 disjunkt zu dem zweiten Bereich 35 ist. Weiter ist damit ein EUV-Facettenspiegel PF gezeigt, bei dem der dritte Bereich 36, 41, 43 polygonal, insbesondere rechteckig, insbesondere quadratisch, ausgestaltet ist. Weiter ist damit ein EUV-Facettenspiegel PF gezeigt, bei dem der dritte Bereich 36, 41, 43 aus mindestens zwei nicht zusammenhängenden Teilbereichen, welche den Bereichen der Facetten 61a, 61b, 61c entsprechen, ausgestaltet ist.
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Das Beugungsgitter 33 auf den Pupillenfacetten 61, 61a, 61b, 61c kann gerade, parallele Strukturen aufweisen. Insbesondere können diese geraden Strukturen parallel zur längeren Objektfelddimension des Objektfeldes 4 und somit in x-Richtung ausgerichtet sein. Das Beugungsgitter 33 kann auch gebogene, parallele Strukturen aufweisen. Insbesondere können diese gebogenen, parallelen Strukturen ebenfalls parallel zu der gebogenen Außenkante eines gebogenen Objektfeldes 4 ausgerichtet sein und insbesondere denselben Krümmungsradius aufweisen. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass dadurch die +1. Ordnung 37 der gebeugten Laser-Pumplichtreflexion 31 und die -1. Ordnung 38 der gebeugten Laser-Pumplichtreflexion 31 in gebogene Bereiche um das Objektfeld 4 abgestrahlt werden und somit leichter abgeführt werden können. Zudem ermöglicht dies eine bessere Unterdrückung des Falschlichts 31, da das Beugungsgitter 33 derart ausgestaltet sein kann, dass die Beugungsordnungen 37, 38 vollständig außerhalb des gebogenen Objektfeldes 4 liegen.
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Zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauteils wird die Projektionsbelichtungsanlage 1 folgendermaßen eingesetzt: das Retikel 10 und der Wafer 11 werden bereitgestellt. Nachfolgend wird eine Struktur auf dem Retikel 10 auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers 11 mithilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 projiziert. Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird dann eine Mikro- oder Nanostruktur auf dem Wafer 11 und somit das mikrostrukturierte Bauteil erzeugt.
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Bezugszeichenliste
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- FF
- Feldfacettenspiegel
- PF
- Pupillenfacettenspiegel
- IF
- Zwischenfokus
- 1
- EUV- Projektionsbelichtungsanlage
- 2
- EUV-Lichtquelle
- 3
- EUV-Nutzlicht
- 4
- Objektfeld
- 6
- Beleuchtungsoptik
- 7
- Projektionsoptik
- 8
- Bildfeld
- 9
- feldformender Spiegel
- 10
- Retikel
- 11
- Wafer
- 15
- Sn-Tröpfchen
- 16
- Sn-Tröpfchengenerator
- 17
- Optische Achse
- 18
- Sn-Auffang-Vorrichtung
- 19
- Plasma-Quellbereich
- 20
- Laser-Pumplicht
- 21
- Pumplichtquelle
- 22
- Pumplicht-Spiegel
- 23
- Fokussierlinse
- 24
- EUV-Kollektor
- 25
- Laser-Durchtrittsöffnung am Kollektor
- 27
- Zwischenfokusblende
- 28
- Durchtrittsöffnung am Zwischenfokus (IF)
- 29
- Pumplicht-Eintrittsfenster
- 31
- Laser-Pumplichtreflexion
- 32, 32a, 32b, 32c
- vierter Bereich („IR“)
- 33
- Beugungsgitter
- 34
- erster Bereich („gesamt“)
- 35, 35a, 35b
- zweiter Bereich („EUV“)
- 37, 38
- gebeugtes Laser-Pumplicht
- 40
- ungebeugtes Licht
- 36, 41, 43
- dritter Bereich („Abführen von Falschlicht“)
- 41
- Durchtrittsöffnung am FF oder PF
- 42
- Lichtfalle
- 43
- Absorber
- 51, 51a, 101, 102
- Feldfacette
- 61, 61a, 61b, 61c
- Pupillenfacette
- 201, 202
- Symmetrieachse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009045096 A1 [0002, 0045]
- US 2013/0335816 A1 [0003]
- DE 102012202675 A1 [0046]
