DE102017221420A1

DE102017221420A1 - Euv-beleuchtungssystem und verfahren zum erzeugen einer beleuchtungsstrahlung

Info

Publication number: DE102017221420A1
Application number: DE102017221420.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Patra
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2018-11-29

Abstract

EUV-Beleuchtungssystem (102) für eine EUV-Lithographieanlage (100A), wobei:
das EUV-Beleuchtungssystem (102) einen Feldfacettenspiegel (110) und einen Pupillenfacettenspiegel (112) umfasst;
der Feldfacettenspiegel (110) entlang des Strahlengangs zwischen einem Zwischenfokus (201) einer EUV-Strahlungsquelle (106A) und dem Pupillenfacettenspiegel (112) angeordnet ist;
der Feldfacettenspiegel (110) eine Mehrzahl von Feldfacetten (202a - 202f) umfasst, wobei zumindest eine der Feldfacetten (202a - 202f) einen Facettenkörper mit einer gekrümmten Reflexionsfläche (203a - 203f) umfasst, wobei eine Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche (203a - 203f) veränderbar ist;
der Pupillenfacettenspiegel (112) eine Mehrzahl von Pupillenfacetten (205a - 205g) mit einer optisch aktiven Pupillenfacettenfläche umfasst;
die zumindest eine Feldfacette (202a - 202f) des Feldfacettenspiegels (110) mehreren Pupillenfacetten (205a - 205g) des Pupillenfacettenspiegels (112) zugeordnet ist;
die zumindest eine Feldfacette (202a - 202f) des Feldfacettenspiegels (110) derart zwischen mehreren Kipppositionen (P1-P3) kippbar ist, dass sie in einer jeweiligen Kippposition (P1-P3) den Zwischenfokus (201) der EUV-Strahlungsquelle (106A) in Richtung auf eine jeweilige der Kippposition (P1-P3) zugeordnete Pupillenfacettenfläche (206a - 206g) einer Pupillenfacette (205a - 205g) der zugeordneten Pupillenfacetten (205a - 205g) mit einem Abbildungslichtbündel (212) abbildet; und
die Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche (203a - 203f) zum Verringern einer von dem Abbildungslichtbündel (212) bestrahlten Fläche der jeweiligen der Kippposition (P1-P3) zugeordneten Pupillenfacettenfläche (206a - 206g) der Pupillenfacette (205a - 205g) veränderbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein EUV-Beleuchtungssystem für eine EUV-Lithographieanlage, eine Lithographieanlage sowie ein Verfahren zum Erzeugen einer Beleuchtungsstrahlung mit einem EUV-Beleuchtungssystem.
Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystem angeordnetes Substrat (z. B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV-Lithographieanlagen (extreme ultraviolette Lithographieanlage) entwickelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, insbesondere 13,5 nm verwenden. Bei solchen EUV-Lithographieanlagen müssen wegen der hohen Absorption der meisten Materialien von Licht dieser Wellenlänge reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von - wie bisher - brechenden Optiken, das heißt Linsen, eingesetzt werden.
Ein EUV-Beleuchtungssystem einer EUV-Lithographieanlage umfasst insbesondere einen Feldfacettenspiegel und einen Pupillenfacettenspiegel. Der Feldfacettenspiegel und der Pupillenfacettenspiegel können als sogenannte Facettenspiegel ausgebildet sein, wobei derartige Facettenspiegel oftmals jeweils mehrere hundert Facetten aufweisen. Die Facetten des Feldfacettenspiegels werden auch als „Feldfacetten“ und die Facetten des Pupillenfacettenspiegels als „Pupillenfacetten“ bezeichnet. Mehrere Pupillenfacetten können einer Feldfacette zugeordnet sein. Um eine gute Beleuchtung bei einer hohen numerischen Apertur zu erhalten ist wünschenswert, dass die eine Feldfacette zwischen den ihr zugeordneten Pupillenfacetten schaltbar ist.
Die WO 2010/034472 A1 beschreibt ein Beleuchtungssystem für eine Lithographieanlage, welches einen einzigen Facettenspiegel umfasst. Der Facettenspiegel umfasst eine Vielzahl von Facetten, die unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Die Form der Facetten kann durch ein Temperatursteuerungsgerät verändert werden.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes EUV-Beleuchtungssystem für eine EUV-Lithographieanlage zu schaffen.
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein EUV-Beleuchtungssystem für eine EUV-Lithographieanlage vorgeschlagen, wobei:

das EUV-Beleuchtungssystem einen Feldfacettenspiegel und einen Pupillenfacettenspiegel umfasst;
der Feldfacettenspiegel entlang des Strahlengangs zwischen einem Zwischenfokus einer EUV-Strahlungsquelle und dem Pupillenfacettenspiegel angeordnet ist;
der Feldfacettenspiegel eine Mehrzahl von Feldfacetten umfasst, wobei zumindest eine der Feldfacetten einen Facettenkörper mit einer gekrümmten Reflexionsfläche umfasst, wobei eine Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche veränderbar ist;
der Pupillenfacettenspiegel eine Mehrzahl von Pupillenfacetten mit einer optisch aktiven Pupillenfacettenfläche umfasst;
die zumindest eine Feldfacette des Feldfacettenspiegels mehreren Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels zugeordnet ist;
die zumindest eine Feldfacette des Feldfacettenspiegels derart zwischen mehreren Kipppositionen kippbar ist, dass sie in einer jeweiligen Kippposition den Zwischenfokus der EUV-Strahlungsquelle in Richtung auf eine jeweilige der Kippposition zugeordnete Pupillenfacettenfläche einer Pupillenfacette der zugeordneten Pupillenfacetten mit einem Abbildungslichtbündel abbildet; und
die Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche zum Verringern einer von dem Abbildungslichtbündel bestrahlten Fläche der jeweiligen der Kippposition zugeordneten Pupillenfacettenfläche der Pupillenfacette veränderbar ist.

Das EUV-Beleuchtungssystem, im Folgenden auch „Beleuchtungssystem“, umfasst insbesondere entlang des Strahlengangs die EUV-Strahlungsquelle, den Zwischenfokus der EUV-Strahlungsquelle, den Feldfacettenspiegel und den Pupillenfacettenspiegel.
Die EUV-Strahlungsquelle kann z.B. eine Plasmaquelle oder ein Synchotron sein und Strahlungen im EUV-Bereich (extrem ultravioletter Bereich), also insbesondere im Wellenlängenbereich von 5nm bis 30nm, erzeugen und aussenden. Die durch die EUV-Strahlungsquelle erzeugten Strahlungen können durch einen Kollektor gebündelt werden.
Die erzeugten Strahlungen werden insbesondere durch ein optisches System in Richtung zu einem Objektfeld der EUV-Lithographieanlage, in das eine Lithographiephotomaske angeordnet werden kann, geleitet. Man spricht auch von ein Retikel. Das optische System kann den Feldfacettenspiegel und den Pupillenfacettenspiegel umfassen. In Ausführungsformen umfasst das optische System weitere Spiegel, die z.B. entlang des Strahlengangs nach dem Pupillenfacettenspiegel angeordnet sind.
Unter Strahlengang wird insbesondere der geometrische Verlauf der durch die EUV-Strahlungsquelle erzeugten Strahlungen durch das optische System bezeichnet. Der Strahlengang kann einer Hauptrichtung der Strahlungen durch das EUV-Beleuchtungssystem und/oder durch das optische System entsprechen.
Der Zwischenfokus der EUV-Strahlungsquelle, im Folgenden auch „Zwischenfokus“, kann auch als eine Aperturblende betrachtet werden. Der Zwischenfokus kann eine ausgangsseitige Öffnung der EUV-Strahlungsquelle sein, die ein in das optische System eintretendes Strahlenbündel begrenzt. Die Öffnung weist insbesondere einen runden Querschnitt auf.
Der Feldfacettenspiegel kann entlang des Strahlengangs unmittelbar nach dem Zwischenfokus angeordnet sein. Der Feldfacettenspiegel kann eine Vielzahl von Feldfacetten umfassen, insbesondere mehrere hundert Stück. Die Feldfacetten können jede eine aktive Fläche bzw. Feldfacettenfläche oder Reflexionsfläche aufweisen, die eine von dem Zwischenfokus einfallende Strahlung in Richtung zu dem Pupillenfacettenspiegel hin reflektiert. Wenn im Folgenden beschrieben wird, dass eine Strahlung auf der Feldfacette eintrifft und/oder, dass eine Feldfacette eine Strahlung reflektiert, handelt es sich insbesondere um die Feldfacettenfläche, auf der die Strahlung eintrifft und/oder die die Strahlung reflektiert.
Der Pupillenfacettenspiegel kann entlang des Strahlengangs unmittelbar nach dem Feldfacettenspiegel angeordnet sein. Der Pupillenfacettenspiegel kann eine Vielzahl von Pupillenfacetten umfassen, insbesondere mehrere hundert Stück. Die Pupillenfacetten können jede eine aktive Fläche bzw. Pupillenfacettenfläche aufweisen, die eine von dem Feldfacettenspiegel einfallende Strahlung in Richtung zu dem Objektfeld mit der Lithographiephotomaske hin reflektiert. Wenn im Folgenden beschrieben wird, dass eine Strahlung auf der Pupillenfacette eintrifft und/oder, dass eine Pupillenfacette eine Strahlung reflektiert, handelt es sich insbesondere um die Pupillenfacettenfläche, auf der die Strahlung eintrifft und/oder die die Strahlung reflektiert.
Die zumindest eine Feldfacette des Feldfacettenspiegels hat insbesondere mehrere ihr zugeordneten Pupillenfacetten. Zum Beispiel sind der zumindest einen Feldfacette vier unterschiedliche Pupillenfacetten zugeordnet. Die der zumindest einen Feldfacette zugeordneten Pupillenfacetten können in dem Pupillenfacettenspiegel beabstandet angeordnet sein, d.h., die der zumindest einen Feldfacette zugeordneten Pupillenfacetten sind vorteilhafterweise nicht benachbart. Alternativ können die der zumindest einen Feldfacette zugeordneten Pupillenfacetten in dem Pupillenfacettenspiegel nebeneinander angeordnet sein.
In jede der Kipppositionen kann die zumindest eine Feldfacette insbesondere eine auf die Feldfacette tretende Strahlung in Richtung auf die der Kippposition zugeordneten Pupillenfacette reflektieren. In einer ersten Kippposition kann die zumindest eine Feldfacette somit beispielsweise den Zwischenfokus der EUV-Strahlungsquelle mit einem Abbildungslichtbündel auf eine erste zugeordnete Pupillenfacette abbilden. In einer weiteren, zweiten Kippposition kann die zumindest eine Feldfacette z.B. den Zwischenfokus der EUV-Strahlungsquelle mit einem Abbildungslichtbündel auf eine andere, zweite zugeordnete Pupillenfacette abbilden. Man kann auch sagen, dass die zumindest eine Feldfacette zwischen den einzelnen ihr zugeordneten Pupillenfacetten schaltbar ist. Zum Kippen der Feldfacette kann ein Aktuator verwendet werden.
Ein Abstand von der zumindest einen Feldfacette zu der der Kippposition zugeordneten Pupillenfacette ist insbesondere für jede der Kipppositionen unterschiedlich. Dadurch ergibt sich, dass ein durch die zumindest eine Feldfacette erzeugtes Bild des Zwischenfokus in einigen Kipppositionen vor oder hinter der Pupillenfacettenfläche der der Kippposition zugeordneten Pupillenfacette fokussiert werden kann. Insbesondere kann das Bild des Zwischenfokus, das auf der Pupillenfacette abgebildet wird, defokussiert sein.
Für die durch eine Lithographieanlage erreichbare Auflösung ist es vorteilhaft, wenn eine möglichst kleine Fläche des Pupillenfacettenspiegels ausgeleuchtet wird, insbesondere die Pupillenfacetten also möglichst klein ausgebildet werden können. Die Fläche einer Pupillenfacette, die ausgeleuchtet wird, wird auch als bestrahlte Fläche bezeichnet.
Bei einem defokussierten Bild des Zwischenfokus auf einer Pupillenfacette muss diese größer als eigentlich notwendig ausgebildet werden, wodurch eine größere Fläche des Pupillenfacettenspiegels, also eine größerer beleuchtete Fläche, ausgeleuchtet wird. Das Verhältnis der bestrahlten Fläche relativ zu der gesamten Pupillenfacettenfläche des Pupillenfacettenspiegels (also zur Fläche, die von der Lithographieanlage maximal aufgenommen werden kann), wird auch als „Pupillenfüllgrad“ bezeichnet. Üblicherweise werden kleine ungefüllte Bereiche, inbesondere Bereiche, die kleiner als die Fläche einer Pupillenfacette sind, innerhalb eines ansonsten gefüllten Bereichs bei der Berechnung des Pupillenfüllgrades mitgereechnet.
Er wird insbesondere vorgeschlagen, die Reflexionsfläche der zumindest einen Feldfacette derart zu krümmen, dass die von dem Abbildungslichtbündel bestrahlte Fläche der der Kippposition zugeordneten Pupillenfacettenfläche verringert wird. Dadurch kann z.B. der Pupillenfüllgrad der Pupillenfacette reduziert werden. Die Krümmung der Reflexionsfläche wirkt insbesondere den Abstandsunterschieden zwischen der Feldfacette und den jeweiligen zu den Kipppositionen zugeordneten Pupillenfacetten entgegen.
Eine Veränderung der Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche entspricht insbesondere eine Veränderung eines Radius der gekrümmten Reflexionsfläche. Die Krümmungsveränderung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass zumindest ein Aktuator auf die zumindest eine Feldfacette wirkt, um diese mehr oder weniger zu krümmen, wie z.B. in der DE 10 2015 223 518 A1 gezeigt. Auf die DE 10 2015 223 518 A1 wird hiermit vollinhaltlich Bezug genommen. Alternativ kann die Krümmungsveränderung durch eine thermische Aktuierung der zumindest einen Feldfacette, zum Beispiel mit einem Heizelement und/oder einem Kühlelement, verändert werden. Es ist auch möglich, die Krümmung der Reflexionsfläche durch ein Beaufschlagen eines magnetischen und/oder elektrischen Feldes zu verändern. Eine weitere Möglichkeit zur Änderung der Krümmung der Reflexionsfläche wäre, die zumindest eine Feldfacette als einen MEMS-Spiegel (microelectro-mechanical-system) auszubilden. Insbesondere wird die Materialzusammensetzung der zumindest einen Feldfacette derart gewählt, dass die Krümmung der Reflexionsfläche leicht veränderbar ist.
Die Krümmung der Reflexionsfläche wird insbesondere um circa 10% verändert. Unter Reduzieren ist insbesondere ein Optimieren zu verstehen. Die bestrahlte Fläche kann insbesondere gegenüber der Fläche, die durch eine Feldfacette mit einer nicht gekrümmten Reflexionsfläche bestrahlt worden wäre, reduziert sein.
Die Krümmung der Reflexionsfläche wird insbesondere derart verändert, dass der Zwischenfokus fokussiert auf die Pupillenfacette abgebildet wird. Durch das Verringern der bestrahlten Fläche kann beispielsweise die Auflösung der gesamten EUV-Lithographieanlage erhöht werden. Die erhöhte Auflösung ermöglicht ein Drucken von feineren Strukturen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Abbildungslichtbündel diejenigen Lichtstrahlen, mit Hilfe deren der Zwischenfokus der EUV-Strahlungsquelle auf die Pupillenfacettenfläche abgebildet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das EUV-Beleuchtungssystem eine Abbildungsfläche, in der der Zwischenfokus der EUV-Strahlungsquelle abgebildet wird, wobei das Verändern der Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche die Abbildungsfläche verschiebt.
Die Abbildungsfläche ist insbesondere eine fiktive Fläche, in der der Zwischenfokus der EUV-Strahlungsquelle perfekt fokussiert abgebildet wird. Die Abbildungsfläche ist insbesondere keine Ebene sondern vielmehr eine freiförmige Fläche.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche derart veränderbar, dass ein Abstand zwischen der Abbildungsfläche und der bestrahlten Pupillenfacettenfläche der Pupillenfacette reduziert wird.
Die Veränderung der Krümmung verschiebt die Abbildungsfläche beispielsweise derart, dass sie sich der bestrahlten Pupillenfacettenfläche nährt. In Ausführungsformen wird die Krümmung derart verändert, dass die Abbildungsfläche mit der bestrahlten Pupillenfacettenfläche übereinstimmt. Dadurch kann die bestrahlte Fläche der Pupillenfacettenfläche besonders reduziert werden und das Bild des Zwischenfokus kann fokussiert auf die Pupillenfacettenfläche abgebildet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche derart veränderbar, dass die von dem Abbildungslichtbündel bestrahlte Fläche der Pupillenfacettenfläche der Pupillenfacette minimiert ist.
Feldfacetten sind oftmals länglich, d.h., sie sind entlang einer ersten Richtung deutlich länger als entlang einer dazu orthogonalen zweiten Richtung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Krümmung der Reflexionsfläche primär entlang dieser ersten Richtung verändert. Insbesondere beträgt der Unterschied zwischen der Richtung der maximalen Ausdehung der Feldfacette und der Richtung der maximalen Veränderung einer Krümmung der Reflexionsfläche 10° oder weniger.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist jede der Feldfacetten des Feldfacettenspiegels die Eigenschaften der zumindest einen Feldfacette auf, wobei insbesondere:

alle Feldfacetten des Feldfacettenspiegels einen Facettenkörper mit einer gekrümmten Reflexionsfläche umfassen, wobei eine Krümmung der jeweiligen gekrümmten Reflexionsflächen veränderbar ist;
jeder der Feldfacetten des Feldfacettenspiegels mehreren Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels zugeordnet sind;
jede der Feldfacetten des Feldfacettenspiegels derart zwischen mehreren Kipppositionen kippbar ist, dass sie in einer jeweiligen Kippposition den Zwischenfokus der EUV-Strahlungsquelle in Richtung auf eine jeweilige der Kippposition zugeordnete Pupillenfacettenfläche einer Pupillenfacette der ihr zugeordneten Pupillenfacetten mit einem Abbildungslichtbündel abbildet; und
die Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche der jeweiligen Feldfacetten zum Verringern einer von dem Abbildungslichtbündel bestrahlten Fläche der jeweiligen der Kippposition zugeordneten Pupillenfacettenfläche der Pupillenfacette veränderbar ist.

Insbesondere sind alle Feldfacetten des Feldfacettenspiegels wie die zuvor und im Folgenden beschriebene zumindest eine Feldfacette ausgebildet. Die Krümmung jeder Reflexionsfläche kann z.B. für jede Feldfacette einzeln verändert werden. Die Krümmungen der jeweiligen Reflexionsflächen sind nicht alle gleich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Verhältnis einer Summe der bestrahlten Flächen der gesamten Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels zu einer Gesamtfläche des Pupillenfacettenspiegels reduziert.
Das Verhältnis der Summe der bestrahlten Flächen der gesamten Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels zu der Gesamtfläche des Pupillenfacettenspiegels kann durch die Änderung der Krümmung aller Feldfacetten reduziert werden. Die Summe der bestrahlten Flächen kann auch als gesamte bestrahlte Fläche des Pupillenfacettenspiegels betrachtet werden. Das Verhältnis wird insbesondere dadurch reduziert, dass die bestrahlte Fläche des Pupillenfacettenspiegels reduziert wird. Insgesamt kann dadurch die Auflösung der EUV-Lithographieanlage erhöht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das EUV-Beleuchtungssystem ein Objektfeld zum Aufnehmen einer Lithographiephotomaske, wobei das EUV-Beleuchtungssystem eingerichtet ist, mit der EUV-Strahlungsquelle Strahlungen zu erzeugen und mit diesen die Lithographiephotomaske in dem Objektfeld zu beleuchten. Die Strahlungen sind insbesondere diejenigen, die durch die zumindest eine Feldfacette auf die zugeordnete Pupillenfacette abgebildet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist jede der Pupillenfacetten geeignet, das abgebildete Abbildungslichtbündel in Richtung zu einer Strahlführungsoptik hin zu reflektieren, wobei die Strahlführungsoptik entlang des Strahlengangs nach dem Pupillenfacettenspiegel angeordnet ist und die einzelnen durch die Pupillenfacetten reflektierten Abbildungslichtbündel hin zu einem Objektfeld, in dem eine Lithographiephotomaske anordenbar ist, zu führen. Die Strahlführungsoptik ist insbesondere Teil des zuvor beschriebenen optischen Systems.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche mehrere diskrete Werte und/oder beliebige Werte in einem vorbestimmten Bereich annehmen. Insbesondere kann der Radius der Reflexionsfläche mehrere diskrete Werte und/oder beliebige Werte in einem vorbestimmten Bereich annehmen. Jeder diskrete Wert kann eine der Kipppositionen zugeordnet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die zumindest eine Feldfacette aus einem Formgedächtnismaterial, insbesondere aus Nitinol, gebildet. Ein Formgedächtnismaterial ist insbesondere ein Material, dass mindestens zwei unterschiedliche Kristallstrukturen besitzt. Zwischen diesen Kristallstrukturen kann beispielsweise mittels einer Temperaturänderung, einer Druckänderung und/oder einer Magnetfeldänderung geschaltet werden. Das Formgedächtnismaterial kann insbesondere in Abhängigkeit von der Temperatur, dem Druck und/oder dem Magnetfeld mehrere diskrete Formen annehmen, die jede eine unterschiedliche Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche aufweisen.
Nitinol ist ein Beispiel für ein verwendbares Formgedächtnismaterial und ist aus einer Legierung aus Titan und Nickel gebildet. Es können auch andere Formgedächtnismaterialien verwendet werden, wobei z.B. darauf zu achten ist, dass eine Umwandlungstemperatur des Materials nicht zu niedrig ist, weil der Feldfacettenspiegel aufgrund der auffallenden Strahlung bereits ziemlich warm wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das EUV-Beleuchtungssystem ein der zumindest einen Feldfacette zugeordnetes Heizelement. Das Heizelement kann dazu dienen, die Krümmungsveränderung der Reflexionsfläche einzuleiten. Das Heizelement kann an einer Rückseite der zumindest einen Feldfacette, die der Reflexionsfläche entgegengesetzt ist, angeordnet sein. Insbesondere ist das Heizelement nützlich, falls die Feldfacette aus mehreren Materialien mit unterschiedlichen Wärmekoeffizienten gebildet ist und/oder falls die Feldfacette aus einem thermisch aktivierbaren Formgedächtnismaterial gebildet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die zumindest eine Feldfacette länglich, insbesondere quaderförmig, rechteckig oder ringsegmentförmig, ausgebildet.
Eine quaderförmige Feldfacette ist beispielsweise zwischen 4 und 8 cm lang, zwischen 0,5 und 3 cm breit und zwischen 0,2 und 3 cm hoch. Die Reflexionsfläche der zumindest einen Feldfacette ist insbesondere rechteckig.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das EUV-Beleuchtungssystem einen der zumindest einen Feldfacette zugeordneten Kippaktuator zum Kippen der zumindest einen Feldfacette in die mehreren Kipppositionen, wobei
der Kippaktuator eingerichtet ist, die Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche der zumindest einen Feldfacette durch ein Anschlagen an die zumindest eine Feldfacette zu verändern.
Insbesondere wird derselbe Kippaktuator verwendet, um sowohl die Feldfacette in die mehreren Kipppositionen zu kippen, als auch um die Krümmung der Reflexionsfläche zu verändern. Der Kippaktuator kann z.B. durch einen mechanischen Anschlag die Reflexionsfläche mehr oder weniger verbiegen. In Ausführungsformen weist die zumindest eine länglich ausgebildete Feldfacette zwei voneinander beabstandete Enden auf, wobei die Feldfacette an dem einen Ende um eine Drehachse drehbar befestigt ist und an dem anderen Ende eine äußere Kraft erfährt, die durch einen mechanischen Anschlag aufgetragen wird und die Krümmung der Reflexionsfläche verändert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die zumindest eine Feldfacette aus mindestens zwei unterschiedlichen Materialien gebildet. Die zwei unterschiedlichen Materialien weisen insbesondere unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Die zwei unterschiedlichen Materialien befinden sich insbesondere getrennt in der zumindest einen Feldfacette. Die Materialzusammensetzung der Feldfacette kann innerhalb der Feldfacette ortsabhängig gestaltet sein.
Die Feldfacette kann zum Beispiel mehrere Schichten auch unterschiedlichen miteinander verbundenen Materialien aufweisen. Die mehreren Schichten können unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, sodass sich die eine Schicht bei einer Temperaturveränderung mehr als die andere ausdehnt und somit die Krümmung der Reflexionsfläche verändert wird. Die mehreren Schichten können auch unterschiedlich auf ein Magnetfeld reagieren.
In Ausführungsformen ist eine Dichte des Materials, das die Feldfacette bildet, entlang der Feldfacette nicht konstant. Insbesondere variiert die Loch- bzw. Porendichte entlang der Feldfacette. Dadurch variiert insbesondere auch eine Biegesteifigkeit der Feldfacette entlang ihrer Länge.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche der zumindest einen Feldfacette durch ein Verändern einer Höhe der zumindest einen Feldfacette, insbesondere durch Magnetostriktion und/oder Elektrostriktion, verändert.
Insbesondere wird die Höhe der zumindest einen Feldfacette ortsabhängig verändert. Ein Volumen der Feldfacette kann dabei unverändert bleiben. Zur Änderung der Höhe kann der Effekt der Magnetostriktion genutzt werden, indem ein Magnetfeld an die Feldfacette angelegt wird, welches zu einer Ausdehnungsveränderung entlang der Magnetfeldrichtung führt. In Ausführungsformen ist die zumindest eine Feldfacette aus Terfenol-D ausgebildet. Terfenol-D ist eine Legierung aus Terbium, Eisen und Dysprosium.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die zumindest eine Feldfacette zumindest teilweise aus elektroaktiven Polymeren gebildet ist. In Ausführungsformen ist die Krümmung der Reflexionsfläche der teilweise aus elektroaktiven Polymeren gebildeten Feldfacette durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Feldfacette veränderbar. Beim Anlegen der elektrischen Spannung kommt es insbesondere zu einer Polarisation der elektroaktiven Polymere und zu einer Ladungsträgerbewegung, die eine Form der Feldfacette und somit eine Krümmung der Reflexionsfläche verändert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das EUV-Beleuchtungssystem einen der zumindest einen Feldfacette zugeordneten Piezo-Aktuator zum Verändern der Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche der zumindest einen Feldfacette umfasst.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine EUV-Lithographieanlage mit einem EUV-Beleuchtungssystem gemäß dem ersten Aspekt oder gemäß einer Ausführungsform des ersten Aspekts zum Erzeugen einer Strahlung und zum Beleuchten einer Lithographiephotomaske in einem Objektfeld, und einem Projektionssystem zur Abbildung der Lithographiephotomaske auf einen Wafer vorgeschlagen.
Gemäß einer dritten Aspekt wird ein Verfahren zum Erzeugen einer Beleuchtungsstrahlung mit einem EUV-Beleuchtungssystem für eine EUV-Lithographieanlage, wobei:

das EUV-Beleuchtungssystem einen Feldfacettenspiegel und einen Pupillenfacettenspiegel umfasst;
der Feldfacettenspiegel entlang des Strahlengangs zwischen einem Zwischenfokus einer EUV-Strahlungsquelle und dem Pupillenfacettenspiegel angeordnet ist;
der Feldfacettenspiegel eine Mehrzahl von Feldfacetten umfasst, wobei zumindest eine der Feldfacetten einen Facettenkörper mit einer gekrümmten Reflexionsfläche umfasst, wobei eine Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche veränderbar ist;
der Pupillenfacettenspiegel eine Mehrzahl von Pupillenfacetten mit einer optisch aktiven Pupillenfacettenfläche umfasst;
die zumindest eine Feldfacette des Feldfacettenspiegels mehreren Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels zugeordnet ist;
wobei das Verfahren umfasst:
- Kippen der zumindest eine Feldfacette des Feldfacettenspiegels zwischen mehreren Kipppositionen derart, dass sie in einer jeweiligen Kippposition den Zwischenfokus der EUV-Strahlungsquelle in Richtung auf eine jeweilige der Kippposition zugeordnete Pupillenfacettenfläche einer Pupillenfacette der zugeordneten Pupillenfacetten mit einem Abbildungslichtbündel abbildet; und
- Verändern der Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche zum Verringern einer von dem Abbildungslichtbündel bestrahlten Fläche der jeweiligen der Kippposition zugeordneten Pupillenfacettenfläche der Pupillenfacette.

Gemäß einer Ausführungsform wird das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt zum Beleuchten einer Lithographiephotomaske in einem Objektfeld mit einem EUV-Beleuchtungssystem gemäß dem ersten Aspekt oder gemäß einer Ausführungsform des ersten Aspekts vorgeschlagen.
Die für die vorgeschlagene Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt oder gemäß einer Ausführungsform des ersten Aspekts beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren gemäß dem dritten Aspekt entsprechend.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren werden das EUV-Beleuchtungssystem und das Verfahren zum Erzeugen einer Beleuchtungsstrahlung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

1A zeigt eine schematische Ansicht einer EUV-Lithographieanlage;
1B zeigt eine schematische Ansicht einer DUV-Lithographieanlage;
2 zeigt einen Teil eines EUV-Beleuchtungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform;
3A und 3B zeigen weitere Darstellungen des Teils des EUV-Beleuchtungssystems gemäß der ersten Ausführungsform;
3C, 3D und 3E zeigen Beispiele für Draufsichten auf eine Pupillenfacette;
4 zeigt ein erstes Beispiel für eine Feldfacettenanordnung;
5 zeigt ein Verhältnis zwischen Umwandlungstemperatur und Nickelanteil der Nitinol-Legierung;
6 zeigt ein zweites Beispiel für eine Feldfacettenanordnung;
7 zeigt ein Verhältnis zwischen einem Beigemoment und einer Position entlang eines Balkens;
8 zeigt ein Verhältnis zwischen einer Höhe eines Balkens und einer Position entlang des Balkens;
9A und 9B zeigen ein erstes Beispiel einer Feldfacette;
10 zeigt Elastizitätsmodulwerte für unterschiedliche Materialien;
11 zeigt ein Verhältnis zwischen einer Krümmungsänderung Δρ und einer Höhe eines Balkens für unterschiedliche Materialien;
12 zeigt ein drittes Beispiel für eine Feldfacettenanordnung;
13 zeigt ein zweites Beispiel einer Feldfacette;
14 zeigt ein drittes Beispiel einer Feldfacette;
15 zeigt ein viertes Beispiel einer Feldfacette;
16A und 16B zeigen ein fünftes Beispiel einer Feldfacette;
17 zeigt eine Tabelle mit Wärmeausdehnungskoeffizienten von unterschiedlichen Materialien;
18A und 18B zeigen ein viertes Beispiel einer Feldfacettenanordnung;
19A und 19B zeigen ein fünftes Beispiel einer Feldfacettenanordnung;
20 zeigt eine weitere Darstellung des fünften Beispiel der Feldfacettenanordnung; und
21 zeigt ein sechstes Beispiel einer Feldfacettenanordnung.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist. Soweit ein Bezugszeichen vorliegend mehrere Bezugslinien aufweist, heißt dies, dass das entsprechende Element mehrfach vorhanden ist. Bezugszeichenlinien, die auf verdeckte Details weisen, sind gestrichelt dargestellt. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.
1A zeigt eine schematische Ansicht einer EUV-Lithographieanlage 100A, welches als EUV-Beleuchtungssystem ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und ein Projektionssystem 104 umfasst. Dabei steht EUV für „extremes Ultraviolett“ (Engl.: extreme ultraviolet, EUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 und 30 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projektionssystem 104 sind jeweils in einem nicht gezeigten Vakuum-Gehäuse vorgesehen, wobei jedes Vakuum-Gehäuse mit Hilfe einer nicht dargestellten Evakuierungsvorrichtung evakuiert wird. Die Vakuum-Gehäuse sind von einem nicht dargestellten Maschinenraum umgeben, in welchem die Antriebsvorrichtungen zum mechanischen Verfahren beziehungsweise Einstellen der optischen Elemente vorgesehen sind. Ferner können auch elektrische Steuerungen und dergleichen in diesem Maschinenraum vorgesehen sein. Weiterhin ist es möglich, das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projektionssystem 104 zusammen mit der noch zu beschreibenden Photomaske 120 und/oder dem Spiegel 122 in einem gemeinsamen Vakuum-Gehäuse anzuordnen.
Die EUV-Lithographieanlage 100A weist eine EUV-Lichtquelle (im Folgenden auch EUV-Strahlungsquelle) 106A auf. Als EUV-Lichtquelle 106A kann beispielsweise eine Plasmaquelle (oder ein Synchrotron oder ein freie-Elektronen-Laser) vorgesehen sein, welche Strahlung 108A im EUV-Bereich (extrem ultravioletter Bereich), also z.B. im Wellenlängenbereich von 5 nm bis 30 nm, aussendet. Im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 wird die EUV-Strahlung 108A geformt und die gewünschte Betriebswellenlänge aus der EUV-Strahlung 108A herausgefiltert. Die von der EUV-Lichtquelle 106A erzeugte EUV-Strahlung 108A weist eine relativ niedrige Transmissivität durch Luft auf, weshalb die Strahlführungsräume im Strahlungs- und Beleuchtungssystem 102 und im Projektionssystem 104 evakuiert sind. Alternativ können Strahlführungsräume im Strahlungs- und Beleuchtungssystem 102 und im Projektionssystem 104 von einem Spülgas geringer Dichte, insbesondere von Wasserstoff mit einem Druck von einigen Pascal, durchflossen werden.
Das in 1A dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 weist fünf Spiegel 110, 112, 114, 116, 118 auf. Nach dem Durchgang durch das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 wird die EUV-Strahlung 108A auf eine Photomaske (Engl.: reticle) 120 geleitet. Die Photomaske 120 ist ebenfalls als reflektives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 102, 104 angeordnet sein. Weiter kann die EUV-Strahlung 108A mittels eines Spiegels 122 auf die Photomaske 120 gelenkt werden. Die Photomaske 120 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 104 verkleinert auf einen Wafer 124 oder dergleichen abgebildet wird.
Das Projektionssystem 104 (auch als Projektionsobjektiv bezeichnet) weist sechs Spiegel M1 bis M6 zur Abbildung der Photomaske 120 auf den Wafer 124 auf. Dabei können einzelne Spiegel M1 bis M6 des Projektionssystems 104 symmetrisch zu einer optischen Achse 126 des Projektionssystems 104 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Spiegel der EUV-Lithographieanlage 100A nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Spiegel vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel in der Regel an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.
1B zeigt eine schematische Ansicht einer DUV-Lithographieanlage 100B, welche ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und ein Projektionssystem 104 umfasst. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 kann identisch zu dem in Bezug auf die 1A beschriebene Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 sein. Dabei steht DUV für „tiefes Ultraviolett“ (Engl.: deep ultraviolet, DUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 und 250 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projektionssystem 104 können - wie bereits mit Bezug zu 1A beschrieben - in einem Vakuumgehäuse angeordnet und/oder von einem Maschinenraum mit entsprechenden Antriebsvorrichtungen umgeben sein. Insbesondere für Arbeitswellenlängen zwischen 150 nm und 200 nm kann der Strahlführungsraum von Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und Projektionssystem 104 mit einem in diesem Wellenlängenbereich transparenten Gas, insbesondere Stickstoff, gefüllt sein.
Die DUV-Lithographieanlage 100B weist eine DUV-Lichtquelle 106B auf. Als DUV-Lichtquelle 106B kann beispielsweise ein ArF-Excimerlaser vorgesehen sein, welcher Strahlung 108B im DUV-Bereich bei beispielsweise 193 nm emittiert.
Das in 1B dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 leitet die DUV-Strahlung 108B auf eine Photomaske 120. Die Photomaske 120 ist als transmissives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 102, 104 angeordnet sein. Die Photomaske 120 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 104 verkleinert auf einen Wafer 124 oder dergleichen abgebildet wird.
Das Projektionssystem 104 weist mehrere Linsen 128 und/oder Spiegel 130 zur Abbildung der Photomaske 120 auf den Wafer 124 auf. Dabei können einzelne Linsen 128 und/oder Spiegel 130 des Projektionssystems 104 symmetrisch zur optischen Achse 126 des Projektionssystems 104 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Linsen und Spiegel der DUV-Lithographieanlage 100B nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Linsen und/oder Spiegel vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel in der Regel an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt. Unabhängig von einer Anordnung der Linsen 128 und/oder Spiegel 130, die symmetrisch oder asymmetrisch zur optischen Achse 126 ist, kann der genutzte Bereich dieser Elemente symmetrisch oder asymmetrisch zur optischen Achse liegen.
Ein Luftspalt zwischen der letzten Linse 128 und dem Wafer 124 kann durch ein flüssiges Medium 132 ersetzt sein, welches einen Brechungsindex > 1 aufweist. Das flüssige Medium kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf.
Die 2 zeigt einen Ausschnitt des Strahlformungs- und Beleuchtungssystems 102 aus der 1A, wobei das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 ein EUV-Beleuchtungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform ist.
Der in der 2 dargestellte Teil des EUV-Beleuchtungssystems 102 umfasst die EUV-Lichtquelle 106A als EUV-Strahlungsquelle, einen Zwischenfokus 201 der EUV-Lichtquelle, den Spiegel 110 als Feldfacettenspiegel und den Spiegel 112 als Pupillenfacettenspiegel. Der Pupillenfacettenspiegel ist zumindest näherungsweise in einer Eintrittspupillenebene des Projektionssystems 104 oder einer dazu konjugierten Ebene angeordnet.
Der Zwischenfokus 201 ist die Aperturblende der EUV-Lichtquelle 106A. Der Einfachheit halber unterscheiden wir in der folgenden Beschreibung nicht zwischen der Aperturblende zur Erzeugung des Zwischenfokus und dem eigentlichen Zwischenfokus, also der Öffnung in dieser Aperturblende.
Der Feldfacettenspiegel 110 umfasst eine Feldfacettenhalterung 204, an der eine Mehrzahl von Feldfacetten 202a - 202f befestigt sind. Die Feldfacetten 202a - 202f können identisch ausgebildet sein, sich aber auch unterscheiden, insbesondere in der Form ihrer Berandung und/oder der Krümmung der Reflexionsfläche 203a - 203f. In der folgenden Beschreibung beziehen wir uns nur auf die Feldfacette 202c. Von der Strahlung 108A ist nur der Teil dargestellt, der die Feldfacette 202c trifft. Durch die EUV-Lichtquelle 106A wird der gesamte Feldfacettenspiegel 110 ausgeleuchtet.
Die Feldfacette 202c hat einen länglichen Facettenkörper mit einer gekrümmten Reflexionsfläche 203c. Die Reflexionsfläche 203c dient als aktive Fläche dazu, die EUV-Strahlung 108A in Richtung zu dem Pupillenfacettenspiegel 112 zu reflektieren.
Der Pupillenfacettenspiegel 112 umfasst eine Mehrzahl von Pupillenfacetten 205a - 205g, die durch eine Pupillenfacettenhalterung 207 gehalten werden. Jede der Pupillenfacetten 205a - 205g weist eine Pupillenfacettenfläche 206a - 206g auf, auf die EUV-Strahlungen 108A gestrahlt werden können.
Der Feldfacette 202c sind die Pupillenfacetten 205c, 205d und 205e zugeordnet. Die Feldfacette 202c ist durch einen nicht dargestellten Aktuator zwischen mehreren Kipppositionen P1 - P3, im Folgenden auch Positionen, kippbar. In der Position P1 bildet die Feldfacette 202c den Zwischenfokus 201 mit einem Abbildungslichtbündel 212 auf die Pupillenfacette 205c ab (nicht dargestellt). In der Position P2 (in der 2 dargestellt) bildet die Feldfacette 202c den Zwischenfokus 201 mit einem Abbildungslichtbündel 212 auf die Pupillenfacette 205d ab. In der Position P3 (nicht dargestellt) bildet die Feldfacette 202c den Zwischenfokus 201 mit einem Abbildungslichtbündel 212 auf die Pupillenfacette 205e ab. Die Pupillenfacette 205c, 205d bzw. 205e bildet die Feldfacette 202c auf die hier nicht dargestellte Photomaske 120 oder in deren Nähe ab.
In jeder der Positionen P1- P3 bestrahlt das Abbildungslichtbündel 212 einen Teil der der Position P1 - P3 zugeordneten Pupillenfacettenfläche 206a - 206g. Die Auswirkung des Umschaltens zwischen den Positionen P1- P3 und das Bestrahlen der Pupillenfacettenflächen 206a - 206g wird im Folgenden mit Bezug auf die 3A und 3B näher beschrieben.
Die 3A und 3B zeigen weitere Darstellungen des Systems aus der 2. In der 3A sind die EUV-Lichtquelle 106A, der Zwischenfokus 201, der Feldfacettenspiegel 110 und der Pupillenfacettenspiegel 112 der Darstellung wegen in einer Linie dargestellt. Tatsächlich sind sie aber wie in der 2, also in bestimmten Winkeln zueinander, angeordnet.
Die 3A zeigt die Feldfacette 202c in der Position P2, wobei eine Krümmung der Reflexionsfläche 203c nicht verändert wurde und insbesondere nicht an die Position P2 angepasst wurde. Wie in der 3A dargestellt, umfasst die EUV-Lichtquelle 106A eine Plasmaquelle 208 zum Erzeugen der EUV-Strahlungen 108A und einen Kollektor 209 zum Bündeln der EUV-Strahlungen 108A.
Die Feldfacette 202c projiziert ein Bild des Zwischenfokus 201 mit dem Abbildungslichtbündel 212 auf die Pupillenfacette 205d. Die Pupillenfacettenfläche 206d der Pupillenfacette 205d entspricht jedoch nicht genau einer Abbildungsfläche 210, in der das Bild des Zwischenfokus 201 perfekt fokussiert wird. Stattdessen ist die Pupillenfacettenfläche 206d in der 3A näher an der Feldfacette 202c als die Abbildungsfläche 210, sodass die Abbildung des Zwischenfokus 201 mit dem Abbildungslichtbündel 212 auf die Pupillenfacette 205d nicht fokussiert ist. Zwischen der Pupillenfacettenfläche 206d und der Abbildungsfläche 210 liegt ein Abstand d.
Dieses nicht fokussierte Bild ist dadurch charakterisiert, dass eine durch das Abbildungslichtbündel 212 bestrahlte Fläche 211, die durch die in der 3A jeweils zwei nebeneinander dargestellten Linien begrenzt ist, groß ist. Dieses liegt daran, dass die Krümmung der Reflexionsfläche 203c der Feldfacette 202c nicht optimiert wurde. Die durch das Abbildungslichtbündel 212 bestrahlte Fläche 211 ist in der 3C dargestellt. Die 3C zeigt eine Draufsicht auf die Pupillenfacettenfläche 206d der Pupillenfacette 205d, welche im Wesentlichen rechteckig ist und eine Länge L₁ und eine Breite B₁ hat. Die durch das Abbildungslichtbündel 212 bestrahlte Fläche der Pupillenfacettenfläche 206d, die der bestrahlten Fläche 211 entspricht, ist in der 3C schraffiert dargestellt. Wie in der 3C dargestellt, ist die bestrahlte Fläche 211 groß: die bestrahlte Fläche 211 deckt fast die gesamte Pupillenfacettenfläche 206d ab.
Die 3B zeigt die Feldfacette 202c in der Position P2 nach einer Veränderung der Krümmung der Reflexionsfläche 203c, insbesondere nach einer Optimierung der Krümmung der Reflexionsfläche 203c der Feldfacette 202c. In der 3B wurde die Krümmung der Reflexionsfläche 203c derart geändert, dass sie den Abstand d zwischen der Pupillenfacettenfläche 206d und der Abbildungsfläche 210 reduzieren. In der 3B ist der Abstand d null, sodass die Pupillenfacettenfläche 206d und die Abbildungsfläche 210 übereinander liegen. Die Abbildung des Zwischenfokus 201 mit dem Abbildungslichtbündel 212 auf die Pupillenfacette 205d ist in der 3B perfekt fokussiert und die bestrahlte Fläche 211 ist gegenüber der bestrahlten Fläche 211 in der 3A deutlich reduziert.
Die reduzierte bestrahlte Fläche 211 ist in der 3D deutlich zu sehen. Die 3D zeigt eine weitere Draufsicht auf die Pupillenfacettenfläche 206d der Pupillenfacette 205d mit Länge L₁ und Breite B₁ . Die durch das Abbildungslichtbündel 212 bestrahlte Fläche der Pupillenfacettenfläche 206d, die der bestrahlten Fläche 211 nach der Veränderung der Krümmung der Reflexionsfläche 203c entspricht, ist in der 3D schraffiert dargestellt. Wie in der 3D dargestellt, ist die bestrahlte Fläche 211 gegenüber der in der 3C dargestellten bestrahlten Fläche 211 vor der Veränderung der Krümmung der Reflexionsfläche 203c deutlich verkleinert.
Dies ermöglicht es, die Pupillenfacettenfläche 206d zu verkleinern und die Pupillenfacetten 205a - 205f dichter zu packen. Dadurch kann die Auflösung der EUV-Lithographieanlage 100A erhöht werden. Eine Verkleinerung der Pupillenfacettenfläche 206d, und somit auch der Pupillenfacette 205d, ist in der 3E dargestellt. Die 3E zeigt eine Draufsicht auf die Pupillenfacettenfläche 206d der Pupillenfacette 205d, welche im Wesentlichen rechteckig ist und eine Länge L₂ und eine Breite B₂ hat, wobei L₂<L₁ und B₂<B₁ . Die schraffiert dargestellte bestrahlte Fläche 211 ist dieselbe wie in der 3D, füllt aber einen Großteil der in der 3E dargestellten Pupillenfacettenfläche 206d. Die Optimierung der Krümmung der Reflexionsfläche 203c der Feldfacette 202c ermöglicht somit eine Verkleinerung der Pupillenfacette 205d.
Im Folgenden wird beschrieben, wie die Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche verändert wird, um die bestrahlte Fläche 211, ähnlich zu den 3B, 3C und 3D zu reduzieren.
Die 4 zeigt ein erstes Beispiel für eine Feldfacettenanordnung 216, welche die Feldfacette 202c sowie eine Einrichtung 214, 215 zum Kippen der Feldfacette 202c und zum Verändern der Krümmung der Reflexionsfläche 203c umfasst. Die Feldfacettenanordnung 216 umfasst einen Aktuator 215 mit einer Achse 214, die zum Kippen der Feldfacette 202c zwischen den Positionen P1- P3 dienen. In der 4 stellen die Pfeile R die möglichen Kipprichtungen der Feldfacette 202c dar.
In die Zeichenebene hinein besitzt die Feldfacette 203c eine Ausdehnung, die signifikant kleiner als die in 4 sichtbare Ausdehnung ist. Die Feldfacette 203c kann optional zusätzlich um eine in 4 horizontale Achse gekippt werden, d.h., die Komponente 215 würde sich beispielhaft aus der Zeichenebene nach vorne bewegen, während die Feldfacette 202 sich nach hinten bewegen würde.Eine solche zusätzliche Verkippmöglichkeit ist für die folgenden Erläuterungen jedoch irrelevant und wird daher nicht weiter erwähnt werden.
In der 4 ist die Feldfacette 202c aus Nitinol gebildet, welches ein Formgedächtnismaterial ist. Die Feldfacette 202c kann, abhängig von der Temperatur, zwei unterschiedliche Formen annehmen. Eine Formveränderung der aus Nitinol gebildeten Feldfacette 202c kann durch Ändern einer Temperatur der Feldfacette 202c ausgelöst werden. Die Temperatur wird mit Hilfe von Heizelementen 213, die an einer Rückseite der Reflexionsfläche 203c der Feldfacette 202c angeordnet sind, gesteuert.
Nitinol ist eine Legierung aus Titan und Nickel. Die Umwandlungstemperatur, bei der die Form der Feldfacette 202c sich verändert, ist von der Materialzusammensetzung abhängig. Die 5 zeigt ein Verhältnis zwischen der Umwandlungstemperatur und dem Nickelanteil der Nitinol-Legierung. Die Daten aus der 5 stammen von www.wikipedia.de, abgerufen im Oktober 2017. Wie aus der 5 ersichtlich, hängt die Umwandlungstemperatur stark von der Legierung ab, sodass eine Umwandlungstemperatur beliebig gewählt werden kann. Wichtig bei der Auswahl der Umwandlungstemperatur ist, dass diese niedriger als eine normale Betriebstemperatur des Beleuchtungssystems 102 ist.
Statt der Nitinol-Legierung können zum Ausbilden der Feldfacette 202c auch andere Formgedächtnismaterialien eingesetzt werden. Es können auch Formgedächtnismaterialien benutzt werden, deren Formveränderungen durch eine Druckänderung oder eine Magnetfeldänderung veranlasst werden. Als magnetische Formgedächtnismaterialien können z.B. Nickel-Mangan-Gallium-Legierungen verwendet werden, die eine Magnetostriktion von bis zu 6% erreichen.
Die 6 zeigt ein zweites Beispiel für eine Feldfacettenanordnung 219, welche eine Feldfacette 302c sowie eine Einrichtung 217, 218, 220 zum Kippen der Feldfacette 302c und zum Verändern der Krümmung einer Reflexionsfläche 303c umfasst. Die Feldfacette 302c mit der Reflexionsfläche 303c kann anstelle der zuvor beschriebenen Feldfacette 202c mit der Reflexionsfläche 203c in dem EUV-Beleuchtungssystem 102 eingesetzt werden.
Die Feldfacette 302c ist über einen Kontakt 217 an der Feldfacettenhalterung 216 kippbar befestigt. Die Feldfacettenanordnung 219 umfasst zudem einen Aktuator 220, welcher als ein Motor ausgebildet ist. Der Aktuator 220 dient dazu, einen mechanischen Anschlag 218 zum Kippen der Feldfacette 302c zwischen mehreren Positionen P1 - P3 zu bewegen. Der mechanische Anschlag 218 übt dabei eine mehr oder weniger große äußere Druckkraft F auf die Feldfacette 302c aus. Durch diese Druckkraft F verbiegt sich die Feldfacette 302c.
In einem gestrichelt dargestellten ersten Zustand Z1 ist die auf die Feldfacette 302c ausgeübte Druckkraft F geringer als in einem zweiten Zustand Z2. In dem Zustand Z1 ist die Feldfacette 302c in der Position P1, die Krümmung der Reflexionsfläche 303c ist dabei gering. In dem Zustand Z2, der durch Aufbringen der Druckkraft F auf die Feldfacette 302c erreicht wird, ist die Feldfacette 302c in der Position P2, und die Krümmung der Reflexionsfläche 303c ist dabei höher als in dem Zustand Z1.
In einer nicht dargestellten Variante wirkt der Aktuator 220 auf den Kontakt 217 und führt zu einer Verkippung der Feldfacette 302c. (Dieses entspricht dem in 4 bereits behandelten Aktuatierungsmechanismus.) In dieser Variante ist der Anschlag 218 statisch und das Drücken der Feldfacette 302c gegen diesen Anschlag führt zu einer Verformung der Reflexionsfläche 303c der Feldfacette.
Die Feldfacette 302c kann hierbei als ein länglicher Quader ausgebildet sein, welcher auch als Balken bezeichnet werden kann. Das Verbiegen der Feldfacette 302c ist durch eine Biegesteifigkeit EI charakterisiert, die angibt, wie groß ein Biegemoment M im Verhältnis zur Krümmung der Reflexionsfläche 303c ist. Die Biegesteifigkeit EI ergibt sich als Produkt aus dem Elastizitätsmodul E des Materials, aus dem die Feldfacette 302c gefertigt ist, und dem geometrischen Flächenträgheitsmoment I. Die Krümmungsänderung Δρ kann anhand der Formel Δρ = M/(EI) berechnet werden. Für einen Balken mit Höhe h und Breite b steht die Formel $I = \frac{h^{3} b}{2}$
Die 7 zeigt, wie sich ein Balken 221 mit einer Länge L verhält, der in der Mitte 223 durch eine Kraft F_M gehalten wird und auf den an seinen beiden Enden 222 eine Kraft F_L , F_R ausgeübt wird. Der Balken 221 kann auch durch die Feldfacette 302c ersetzt werden. Der untere Teil der 7 zeigt ein Verhältnis zwischen dem Beigemoment M und einer Position x entlang des Balkens 221. Ändert man den Ursprung des Koordinatensystems derart, dass x = 0 in der Mitte des Balkens 221 liegt und x von -L/2 bis L/2 läuft, so ergibt sich M(x) = F_M(L-2|x|)/4.
Um eine konstante Krümmung zu erhalten, muss das Verhältnis M(x)/EI(x) von x unabhängig sein, also z.B. h(x)³b ∝ 1 - |x|L. Wenn die gesamte x-Abhängigkeit in der Höhe h(x) des Balkens 221 liegt, oder wenn die gesamte x-Abhängigkeit mittels der Breite b(x) erreicht werden soll, gilt z.B. h³b(x) ∝ 1 - |x|/L.
Die 8 zeigt einen Zusammenhang zwischen der Höhe des Balkens 221 (bzw. der Breite des Balkens) und einer Position x entlang des Balkens 221 für einen Balken 221, bei dem jeweils eine Kraft F_L und F_R , die an beide Enden 222 des Balkens 221 aufgebracht wird, zu einer konstanten Krümmungsänderung Δρ führt. Bei der gestrichelten Kurve b(x) ist die Höhe h konstant, bei der kontinuierlichen Kurve h(x) ist die Breite b konstant.
An Stelle einer Ortsabhängigkeit der Höhe h(x) bei Verwendung eines homogenen Materials für die Feldfacette 302c kann ein gewünschter Verlauf der Biegesteifigkeit EI(x) auch durch eine Ortsabhängigkeit der Materialzusammensetzung erreicht werden.
Die 9A und 9B zeigen mögliche Materialzusammensetzungen für die Feldfacette 302c aus der 6. In den 9A und 9B ist die Materialzusammensetzung der Feldfacette 302c ortsabhängig. Die Feldfacette 302c umfasst ein erstes Material MA1 sowie ein zweites Material MA2. Die Ausführungsform aus der 9B kann vorteilhaft sein, weil es durch diese Materialverteilung nicht wie bei einem „Bimetall“ zu einer Verformung der Feldfacette 302c auf Grund einer globalen Betriebstemperaturveränderung kommt.
Als erstes und zweites Material MA1, MA2 sollten Materialien gewählte werden, die unterschiedliche Elastizitätsmodule E aufweisen. Das erste Material MA1 hat z.B. ein deutlich größeres Elastizitätsmodul E als das zweite Material MA2. Die 10 zeigt eine Tabelle von verwendbaren Materialien. Es können auch Legierungen der angegebenen Materialien eingesetzt werden. Beispielhafte Elastizitätsmodule E sind: für Kupfer: 115GPa oder 1,15 × 10⁵ N/mm²; für Aluminium: 70GPa oder 7 × 10⁴ N/mm²; für Silizium: 150GPa oder 1,5 × 10⁵ N/mm²; für Blei: 19GPa oder 1,9 × 10⁴ N/mm²; und für Polypropylen: 1,5GPa oder 1,5 × 10³ N/mm².
Die 11 zeigt ein Verhältnis der Krümmungsänderung Δρ zur Höhe h des Balkens 221 bzw. der Feldfacette 302c für unterschiedliche Materialien, wenn eine Kraft F_M von 10N in die Mitte 223 des Balkens 221 aufgebracht wird. 10N ist die Größenordnung der Kraft, die ein Aktuator 220 der Feldfacette 302c erzeugen kann. Ein typischer Krümmungsradius einer Feldfacette 302c liegt in der Größenordnung 0,001 mm^-1. Bei einer Veränderung des Radius um 10% auf 0.0011 mm^-1 verändert sich der Krümmungsradius um 0.0001 mm^-1. Solche Krümmungsradienveränderungen sind realistisch erreichbar.
Die 12 zeigt ein drittes Beispiel für eine Feldfacettenanordnung 226. Die dargestellte Feldfacettenanordnung 226 umfasst drei Feldfacetten 227a - 227c, die jeweils über einen Kontakt 217 mit einem Fuß 225 an der Feldfacettenhalterung 204 befestigt sind. Durch ein Verkippen des Fußes 225 kann die jeweilige Feldfacette 227a - 227c verkippt werden. Der Fuß 225 der Feldfacette 227a ist links an der Feldfacette 227a angeordnet, der Fuß 225 der Feldfacette 227b ist mittig an der Feldfacette 227b angeordnet und der Fuß 225 der Feldfacette 227c ist rechts an der Feldfacette 227c angeordnet. Die Füße 225 und Kontakte 217 von benachbarten Feldfacetten 227a - 227c sind gegeneinander versetzt, wodurch die Feldfacettenanordnung 226 auch in beschränkten Volumen Anwendung finden kann. Obwohl diese nicht dargestellt sind, ist jeder der Feldfacetten 227a - 227c zusätzlich ein Aktuator 220 mit einem Anschlag 218 zugeordnet, wie in Bezug auf die 6 beschrieben. Dadurch können die Feldfacetten 227a - 227c einzeln verkippt werden und die Krümmungen der jeweiligen Reflexionsflächen 228a - 228c der Feldfacetten 227a - 227c kann verändert werden. Je nach relativer Anordnung des Fußes 225 relativ zur Feldfacette 227a - 227c führt ein Verkippen nach rechts oder aber ein Verkippen nach links zu einem Kontakt mit dem Anschlag 218 und damit zu einer Veränderung der Krümmung der jeweiligen Reflexionsflächen 228a - 228c.
Die 13 zeigt eine weitere mögliche Art, die Feldfacette 302c auszubilden, um entlang des Längenverlaufs der Feldfacette 302c die erwünschte Biegesteifigkeit EI zu erreichen. Wie in der 13 dargestellt ist eine Dichte des Materials, dass die Feldfacette 302c bildet, entlang der Länge L der Feldfacette 302c nicht konstant. An beiden Enden 222 der Feldfacette 302c ist eine Materialdichte geringer als in der Mitte 223. An den Enden 222 sind in der Feldfacette 302c mehr Löcher 224 bzw. Poren als in der Mitte 223.
Die 14 zeigt eine weitere Feldfacette 229, die auch als die Feldfacette 202c in dem EUV-Beleuchtungssystem 102 der 1 eingesetzt werden kann. Die Feldfacette 229 wird durch eine Veränderung des Höhenprofils h(x) der Feldfacette 229 verformt, sodass die Krümmung einer Reflexionsfläche 230 der Feldfacette 229 sich zwischen einem ersten Zustand Z1 und einem zweiten Zustand Z2 verändert.
Der Unterschied Δz(x) des Höhenprofils zwischen zwei Krümmungsradien R₁ und R₂ beträgt in guter Näherung $Δ z (x) = [\frac{1}{2 R_{1}} - \frac{1}{2 R_{2}}] x^{2} .$
Bei einer Feldfacette 229 mit Halbmesser 50 mm führt eine Veränderung des Radius um 10% bei einem Grundradius von 1m zu einer Höhenveränderung von 100 Mikrometer.
Zur Änderung der Höhe h der Feldfacette 229 der 14 kann der Effekt der Magnetostriktion genutzt werden. Hierzu wird ein Magnetfeld an die Feldfacette 229 angelegt, welches zu einer Ausdehnungsveränderung entlang der Richtung des Magnetfelds führt. Die Magnetostriktion ist für die meisten Materialien volumenerhaltend.
Die Feldfacette 229 kann aus Terfenol-D geformt sein. Terfenol-D ist eine Legierung aus Terbium, Eisen und Dysprosium. Bei Anlegen eines Magnetfelds kann sich die Höhe h der Feldfacette 229 um 0,002 mm ändern. Die Curie-Temperatur von Terfenol-D liegt bei 380°C. Es wäre also eine Höhe h von 50 mm notwendig, um die notwendige Höhenveränderung von 100 Mikrometer zu erreichen. Hierzu wird die Feldfacette 229 wie in der 15 ausgestaltet. Die Feldfacette 229 ist aus zwei unterschiedlichen Materialien gebildet. In einem ersten Bereich 231, wird Kupfer verwendet, während in einem zweiten Bereich 232 Terfenol-D benutzt wird.
Die 16A und 16B zeigen eine weitere Feldfacette 233, die auch als die Feldfacette 202c in dem EUV-Beleuchtungssystem 102 der 1 eingesetzt werden kann. Die Feldfacette 233 ist aus einem ersten Material 235 und einem zweiten Material 236 gebildet. Das erste und zweite Material 235, 236 haben unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten. Beispiele für verwendbare erste und zweite Materialien 235, 236 und deren Wärmeausdehnungskoeffizienten α sind in der 17 aufgeführt. Die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der beiden Materialien 235, 236 führen dazu, dass das eine Material 236 bei einer Temperaturveränderung eine größere Längenveränderung erfährt als das andere Material 235, wodurch die Feldfacette 233 sich verbiegt und die Krümmung einer Reflexionsfläche 234 der Feldfacette 233 sich verändert ( 16B). Die Feldfacette 233 ist somit als ein Bimetallschalter ausgebildet.
Der Krümmungsradius
ergibt sich aus der Formel: $κ = \frac{6 E_{1} E_{2} (h_{1} + h_{2}) h_{1} h_{2} ε}{E_{1}^{2} h_{1}^{2} + 4 E_{1} E_{2} h_{1}^{2} h_{2}^{2} + 4 E_{1} E_{2} h_{2}^{3} h_{1} + E_{2}^{2} h_{2}^{4}};$
wobei h₁ und h₂ die Höhen der beiden Materialien 235, 236 und E₁ und E₂ ihre Elastizitätsmodule sind. Ferner ist ε der relative Streckungsunterschied zwischen den beiden Materialien 235, 236. Bei Materialien 235, 236 mit identischen Höhen h₁, h₂ und identischen Elastizitätsmodulen E₁ und E₂ vereinfacht sich die obige Formel zu $κ = 3 ε / 4 h .$
Wie zuvor bereits beschrieben, ist eine Krümmung von κ = 0,1 m^-1 erwünscht. (Unter Krümmung ist hierbei nicht die tatsächliche Krümmung der Reflexionsfläche 234 zu verstehen, sondern die gewünschte Änderung der Krümmung.) Bei einer Höhe der Schichten von h=3mm ist eine relative Längenänderung von 0,0004 m notwendig.
Als erste und zweite Materialien 235, 236 können z.B. Kupfer und Invar, welche in der Tabelle der 17 aufgelistet sind, verwendet werden. Eine Temperaturveränderung von 27°C ist notwendig, um die gewünschte Änderung der Krümmung der Reflexionsfläche 234 zu erzielen. Die Temperatur der Feldfacette 233 muss also um 27°C geändert werden, um die die gewünschte Änderung der Krümmung der Reflexionsfläche 234 zu erzielen. Hierzu kann ein nicht dargestelltes Heizelement an der Feldfacette 233 vorgesehen sein.
Die Ausdehnungsveränderung des erstes oder zweiten Materials 235, 236 muss nicht durch eine Temperaturänderung beigerufen werden. Stattdessen kann auch Magnetostriktion verwendet werden, um die Ausdehnung eines der Materialien 235, 236 zu ändern.
Die 18A und 18B zeigen ein viertes Beispiel einer Feldfacettenanordnung 253 mit einer weiteren Feldfacette 237, die auch als die Feldfacette 202c in dem EUV-Beleuchtungssystem 102 der 1 eingesetzt werden kann. Die Feldfacette 237 kann auf einem einzigen Material oder, wie die Feldfacette 233 der 16A und 16B, aus mehreren Materialien gebildet sein. Wie in den 18A und 18B gezeigt, wird ein Magnetfeld 239 mit einem schaltbaren Magneten 242 auf die Feldfacette 237 aufgebracht. Die Magnetfeldstärke ist örtlich variabel. Es erfolgt zudem eine Abschirmung des Magnetfelds durch elektrisch leitfähige Substanzen der Feldfacette 237. Das in der 18A dargestellte Magnetfeld 239 ist in einem oberen Bereich 240 deutlich abgeschirmt und schwächer als in einem unteren Bereich 241. In der 18B ist die Abschirmung des Magnetfelds 239 geringer.
Bei Verwendung eines magnetostriktiven Materials führt eine Inhomogenität des Magnetfeldes 239 zu einer inhomogener Längenveränderung innerhalb der Feldfacette 237 und damit zu einer Veränderung der Krümmung der Reflexionsfläche 238.
Anstelle des Elektromagneten 242 kann auch ein Elektropermanentmagnet verwendet werden. Dieser kann mittels eines kurzzeitig fließenden Stroms ein- und ausgeschaltet werden.
Die 19A und 19B zeigen ein fünftes Beispiel einer Feldfacettenanordnung 254 mit einer weiteren Feldfacette 243, die auch als die Feldfacette 202c in dem EUV-Beleuchtungssystem 102 der 1 eingesetzt werden kann. Die Feldfacette 243 umfasst ein uniformes Material und elektroaktive Polymere 245, die bei Anlegen einer elektrischen Spannung mit einer Batterie 246 polarisiert werden (19B). Die Polarisation der elektroaktiven Polymere führt zu einer Ladungsträgerbewegung. Die beiden Seiten der Feldfacette 243 werden unterschiedlich geladen, welches zu einer Formveränderung der Feldfacette 243 führt. Wie in den 19A und 19B dargestellt führt solch eine Formveränderung der Feldfacette 243 zu einer Änderung der Krümmung einer Reflexionsfläche 244 der Feldfacette 243.
Bei einer Fläche von 5mm x 50 mm für die Feldfacette 243 führt ein Druck von 1 MPA zu einer Kraft von 250N, welche ausreichend ist, um die gewünschte Krümmungsänderung zu erzielen.
Je nach Material führt eine positive Ladung zu einer Ausdehnung oder aber zu einer Kontraktion des Materials. Die Feldfacette 243 kann alternativ auch mehrere Materialschichten 252 aufweisen. In diesem Fall kann das Anlegen einer Spannung neben der in der 20 dargestellten Krümmungsänderung auch zu einer linearen Bewegung (d.h. Ausdehnung) der Feldfacette 243 führen.
Die 21 zeigt ein sechstes Beispiel einer Feldfacettenanordnung 255 mit einer weiteren Feldfacette 243, die auch als die Feldfacette 202c in dem EUV-Beleuchtungssystem 102 der 1 eingesetzt werden kann. Der Feldfacette 202c ist ein elektroaktiver Polymeraktuator 249 zugeordnet, der auf einem harten Material 250 liegt. Der elektroaktive Polymeraktuator 249 kann durch Anlegen von Steuerspannungen 251 aktiviert werden und die Feldfacette 247 verbiegen. Dadurch wird auch die Krümmung einer Reflexionsfläche 248 verändert.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar. Die Krümmung der Reflexionsfläche 203c der Feldfacette 202c kann durch die anhand der 4 bis 21 beschriebenen Methoden verändert werden. In den Ausführungsbeispielen wurde nur die Veränderung eines Krümmungsradius entlang einer Richtung beschrieben. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele können sinngemäß auch zur Veränderung eines Krümmungsradius entlang einer hierzu orthogonalen Richtung verwendet werden. Insbesondere können entlang zweier orthogonaler Richtungen unterschiedliche Krümmungsradiusveränderungen einstellbar sein.
Die Anzahl an Feldfacetten 202a - 202f und Pupillenfacetten 205a - 205g kann beliebig gewählt werden. Es können auch mehr oder weniger Pupillenfacetten 205a - 205g einer Feldfacette 202c zugeordnet sein. Dementsprechend ist die Feldfacette 202c zwischen einer reduzierten oder erhöhten Anzahl an Positionen kippbar. Es ist möglich, die Pupillenfacetten 205a - 205g verkippbar auszuführen, wodurch eine Veränderung der Zuordnung der Feldfacetten 202a - 202f zu den Pupillenfacetten ermöglicht wird.
Bezugszeichenliste

100A: EUV-Lithographieanlage
100B: DUV-Lithographieanlage
102: Strahlformungs- und Beleuchtungssystem
104: Projektionssystem
106A: EUV-Lichtquelle
106B: DUV-Lichtquelle
108A: EUV-Strahlung
108B: DUV-Strahlung
110: Spiegel
112: Spiegel
114: Spiegel
116: Spiegel
118: Spiegel
120: Photomaske
122: Spiegel
124: Wafer
126: optische Achse
128: Linse
130: Spiegel
132: Immersionsflüssigkeit
201: Zwischenfokus
202a: Feldfacette
202b: Feldfacette
202c: Feldfacette
202d: Feldfacette
202e: Feldfacette
202f: Feldfacette
203a: gekrümmte Reflexionsfläche
203b: gekrümmte Reflexionsfläche
203c: gekrümmte Reflexionsfläche
203d: gekrümmte Reflexionsfläche
203e: gekrümmte Reflexionsfläche
203f: gekrümmte Reflexionsfläche
204: Feldfacettenhalterung
205a: Pupillenfacette
205b: Pupillenfacette
205c: Pupillenfacette
205d: Pupillenfacette
205e: Pupillenfacette
205f: Pupillenfacette
205g: Pupillenfacette
206a: Pupillenfacettenfläche
206b: Pupillenfacettenfläche
206c: Pupillenfacettenfläche
206d: Pupillenfacettenfläche
206e: Pupillenfacettenfläche
206f: Pupillenfacettenfläche
206g: Pupillenfacettenfläche
207: Pupillenfacettenhalterung
208: Plasmaquelle
209: Kollektor
210: Abbildungsfläche
211: bestrahlte Fläche
212: Abbildungslichtbündel
213: Heizelement
214: Achse
215: Aktuator
216: Feldfacettenanordnung
217: Kontakt
218: Anschlag
219: Feldfacettenanordnung
220: Aktuator
221: Balken
222: Enden
223: Mitte
224: Löcher
225: Fuss
226: Feldfacettenanordnung
227a: Feldfacette
227b: Feldfacette
227c: Feldfacette
228a: gekrümmte Reflexionsfläche
228b: gekrümmte Reflexionsfläche
228c: gekrümmte Reflexionsfläche
229: Feldfacette
230: gekrümmte Reflexionsfläche
231: erster Bereich
232: zweiter Bereich
233: Feldfacette
234: Reflexionsfläche
235: erstes Material
236: zweites Material
237: Feldfacette
238: Reflexionsfläche
239: Magnetfeld
240: oberer Bereich
241: unterer Bereich
242: Magnet
243: Feldfacette
244: gekrümmte Reflexionsfläche
245: elektroaktive Polymere
246: Batterie
247: Feldfacette
248: gekrümmte Reflexionsfläche
249: elektroaktiver Polymeraktuator
250: hartes Material
251: Steuerspannung
252: Schicht
253: Feldfacettenanordnung
254: Feldfacettenanordnung
255: Feldfacettenanordnung
302c: Feldfacette
303c: gekrümmte Reflexionsfläche
b: Breite
B₁: Breite
B₂: Breite
d: Abstand
E: Elastizitätsmodul
EI: Biegesteifigkeit
F: äußere Kraft
F_L: Kraft
F_M: Kraft
F_R: Kraft
h: Höhe
I: Flächenträgheitsmoment
L: Länge
L₁: Länge
L₂: Länge
M: Biegemoment
M1: Spiegel
M2: Spiegel
M3: Spiegel
M4: Spiegel
M5: Spiegel
M6: Spiegel
MA1: erstes Material
MA2: zweites Material
P1: Position
P2: Position
P3: Position
R: Kipprichtung
R₁: Krümmungsradius
R₂: Krümmungsradius
Z1: erster Zustand
Z2: zweiter Zustand
α: Wärmeausdehnungskoeffizienten
Δρ: Krümmungsänderung
κ: Krümmungsradius

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2010/034472 A1 [0005]
DE 102015223518 A1 [0021]

Claims

EUV-Beleuchtungssystem (102) für eine EUV-Lithographieanlage (100A), wobei: das EUV-Beleuchtungssystem (102) einen Feldfacettenspiegel (110) und einen Pupillenfacettenspiegel (112) umfasst; der Feldfacettenspiegel (110) entlang des Strahlengangs zwischen einem Zwischenfokus (201) einer EUV-Strahlungsquelle (106A) und dem Pupillenfacettenspiegel (112) angeordnet ist; der Feldfacettenspiegel (110) eine Mehrzahl von Feldfacetten (202a - 202f) umfasst, wobei zumindest eine der Feldfacetten (202a - 202f) einen Facettenkörper mit einer gekrümmten Reflexionsfläche (203a - 203f) umfasst, wobei eine Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche (203a - 203f) veränderbar ist; der Pupillenfacettenspiegel (112) eine Mehrzahl von Pupillenfacetten (205a - 205g) mit einer optisch aktiven Pupillenfacettenfläche umfasst; die zumindest eine Feldfacette (202a - 202f) des Feldfacettenspiegels (110) mehreren Pupillenfacetten (205a - 205g) des Pupillenfacettenspiegels (112) zugeordnet ist; die zumindest eine Feldfacette (202a - 202f) des Feldfacettenspiegels (110) derart zwischen mehreren Kipppositionen (P1-P3) kippbar ist, dass sie in einer jeweiligen Kippposition (P1-P3) den Zwischenfokus (201) der EUV-Strahlungsquelle (106A) in Richtung auf eine jeweilige der Kippposition (P1-P3) zugeordnete Pupillenfacettenfläche (206a - 206g) einer Pupillenfacette (205a - 205g) der zugeordneten Pupillenfacetten (205a - 205g) mit einem Abbildungslichtbündel (212) abbildet; und die Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche (203a - 203f) zum Verringern einer von dem Abbildungslichtbündel (212) bestrahlten Fläche der jeweiligen der Kippposition (P1-P3) zugeordneten Pupillenfacettenfläche (206a - 206g) der Pupillenfacette (205a - 205g) veränderbar ist.
EUV-Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, wobei das Abbildungslichtbündel (212) diejenigen Lichtstrahlen umfasst, mit Hilfe deren der Zwischenfokus (201) der EUV-Strahlungsquelle (106A) auf die Pupillenfacettenfläche (206a - 206g) abgebildet werden.
EUV-Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 oder 2, welches eine Abbildungsfläche (210), in der der Zwischenfokus (201) der EUV-Strahlungsquelle (106A) abgebildet wird, umfasst, wobei das Verändern der Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche (203a - 203f) die Abbildungsfläche (210) verschiebt.
EUV-Beleuchtungssystem nach Anspruch 3, wobei die Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche (203a - 203f) derart veränderbar ist, dass ein Abstand (d) zwischen der Abbildungsfläche (210) und der bestrahlten Pupillenfacettenfläche (206a - 206g) der Pupillenfacette (205a - 205g) reduziert wird.
EUV-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche (203a - 203f) derart veränderbar ist, dass die von dem Abbildungslichtbündel bestrahlte Fläche der Pupillenfacettenfläche (206a - 206g) der Pupillenfacette (205a - 205g) minimiert ist.
EUV-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Richtung, entlang derer die Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche (203a - 203f) maximal veränderbar ist, sich von der Richtung der maximalen Ausdehnung der Feldfacette (202a - 202f) um maximal 10° unterscheidet.
EUV-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jede der Feldfacetten (202a - 202f) des Feldfacettenspiegels (110) die Eigenschaften der zumindest einen Feldfacette (202a - 202f) aufweist, wobei insbesondere: alle Feldfacetten (202a - 202f) des Feldfacettenspiegels (110) einen Facettenkörper mit einer gekrümmten Reflexionsfläche (203a - 203f) umfassen, wobei eine Krümmung der jeweiligen gekrümmten Reflexionsflächen (203a - 203f) veränderbar ist; jeder der Feldfacetten (202a - 202f) des Feldfacettenspiegels (110) mehreren Pupillenfacetten (205a - 205g) des Pupillenfacettenspiegels (112) zugeordnet sind; jede der Feldfacetten (202a - 202f) des Feldfacettenspiegels (110) derart zwischen mehreren Kipppositionen (P1-P3) kippbar ist, dass sie in einer jeweiligen Kippposition (P1-P3) den Zwischenfokus (201) der EUV-Strahlungsquelle (106A) in Richtung auf eine jeweilige der Kippposition (P1-P3) zugeordnete Pupillenfacettenfläche (206a - 206g) einer Pupillenfacette (205a - 205g) der ihr zugeordneten Pupillenfacetten (205a - 205g) mit einem Abbildungslichtbündel (212) abbildet; und die Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche (203a - 203f) der jeweiligen Feldfacetten (202a - 202f) zum Verringern einer von dem Abbildungslichtbündel (212) bestrahlten Fläche der jeweiligen der Kippposition (P1-P3) zugeordneten Pupillenfacettenfläche (206a - 206g) der Pupillenfacette (205a - 205g) veränderbar ist.
EUV-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Verhältnis einer Summe der bestrahlten Flächen der gesamten Pupillenfacetten (205a - 205g) des Pupillenfacettenspiegels (112) zu einer Gesamtfläche des Pupillenfacettenspiegels (112) reduziert ist.
EUV-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welches ein Objektfeld zum Aufnehmen einer Lithographiephotomaske (120) umfasst, wobei das EUV-Beleuchtungssystem (102) eingerichtet ist, mit der EUV-Strahlungsquelle (106A) Strahlungen zu erzeugen und mit diesen die Lithographiephotomaske (120) in dem Objektfeld zu beleuchten.
EUV-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei jede der Pupillenfacetten (205a - 205g) geeignet ist, das abgebildete Abbildungslichtbündel (212) in Richtung zu einer Strahlführungsoptik (114, 116, 118) hin zu reflektieren, wobei die Strahlführungsoptik (114, 116, 118) entlang des Strahlengangs nach dem Pupillenfacettenspiegel (112) angeordnet ist und die einzelnen durch die Pupillenfacetten (205a - 205g) reflektierten Abbildungslichtbündel (212) hin zu einem Objektfeld, in dem eine Lithographiephotomaske (120) anordenbar ist, zu führen.
EUV-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche (203a - 203f) mehrere diskrete Werte und/oder beliebige Werte in einem vorbestimmten Bereich annehmen kann.
EUV-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die zumindest eine Feldfacette (202a - 202f) aus einem Formgedächtnismaterial, insbesondere aus Nitinol, gebildet ist.
EUV-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, welches ein der zumindest einen Feldfacette (202a - 202f) zugeordnetes Heizelement (213) umfasst.
EUV-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die zumindest eine Feldfacette (202a - 202f) länglich, insbesondere quaderförmig, rechteckig oder ringsegmentförmig, ausgebildet ist.
EUV-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, welches einen der zumindest einen Feldfacette (202a - 202f) zugeordneten Kippaktuator (215) zum Kippen der zumindest einen Feldfacette (202a - 202f) in die mehreren Kipppositionen (P1-P3) umfasst, wobei der Kippaktuator (215) eingerichtet ist, die Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche (203a - 203f) der zumindest einen Feldfacette (202a - 202f) durch ein Anschlagen an die zumindest eine Feldfacette (202a - 202f) zu verändern.
EUV-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die zumindest eine Feldfacette (202a - 202f) aus mindestens zwei unterschiedlichen Materialien (MA1, MA2) gebildet ist, und wobei die zwei unterschiedlichen Materialien insbesondere unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen.
EUV-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche (203a - 203f) der zumindest einen Feldfacette (202a - 202f) durch ein Verändern einer Höhe (h) der zumindest einen Feldfacette (202a - 202f), insbesondere durch Magnetostriktion und/oder Elektrostriktion, verändert wird.
EUV-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die zumindest eine Feldfacette (202a - 202f) zumindest teilweise aus elektroaktiven Polymeren (245) gebildet ist.
EUV-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, welches einen der zumindest einen Feldfacette (202a - 202f) zugeordneten Piezo-Aktuator zum Verändern der Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche (203a - 203f) der zumindest einen Feldfacette (202a - 202f) umfasst.
EUV-Lithographieanlage (100A) mit einem EUV-Beleuchtungssystem (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 18 zum Erzeugen einer Strahlung (108A) und zum Beleuchten einer Lithographiephotomaske (120) in einem Objektfeld, und einem Projektionssystem (104) zur Abbildung der Lithographiephotomaske (120) auf einen Wafer (124).
Verfahren zum Erzeugen einer Beleuchtungsstrahlung mit einem EUV-Beleuchtungssystem für eine EUV-Lithographieanlage (100A), wobei: das EUV-Beleuchtungssystem (102) einen Feldfacettenspiegel (110) und einen Pupillenfacettenspiegel (112) umfasst; der Feldfacettenspiegel (110) entlang des Strahlengangs zwischen einem Zwischenfokus (201) einer EUV-Strahlungsquelle (106A) und dem Pupillenfacettenspiegel (112) angeordnet ist; der Feldfacettenspiegel (110) eine Mehrzahl von Feldfacetten (202a - 202f) umfasst, wobei zumindest eine der Feldfacetten (202a - 202f) einen Facettenkörper mit einer gekrümmten Reflexionsfläche (203a - 203f) umfasst, wobei eine Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche (203a - 203f) veränderbar ist; der Pupillenfacettenspiegel (112) eine Mehrzahl von Pupillenfacetten (205a - 205g) mit einer optisch aktiven Pupillenfacettenfläche (206a - 206g) umfasst; die zumindest eine Feldfacette (202a - 202f) des Feldfacettenspiegels (110) mehreren Pupillenfacetten (205a - 205g) des Pupillenfacettenspiegels (112) zugeordnet ist; wobei das Verfahren umfasst: Kippen der zumindest eine Feldfacette (202a - 202f) des Feldfacettenspiegels (110) zwischen mehreren Kipppositionen (P1-P3) derart, dass sie in einer jeweiligen Kippposition (P1-P3) den Zwischenfokus (201) der EUV-Strahlungsquelle (106A) in Richtung auf eine jeweilige der Kippposition (P1-P3) zugeordnete Pupillenfacettenfläche (206a - 206g) einer Pupillenfacette (205a - 205g) der zugeordneten Pupillenfacetten (205a - 205g) mit einem Abbildungslichtbündel (212) abbildet; und Verändern der Krümmung der gekrümmten Reflexionsfläche (203a - 203f) zum Verringern einer von dem Abbildungslichtbündel (212) bestrahlten Fläche der jeweiligen der Kippposition (P1-P3) zugeordneten Pupillenfacettenfläche (206a - 206g) der Pupillenfacette (205a - 205g).
Verfahren nach Anspruch 21 zum Beleuchten einer Lithographiephotomaske (120) in einem Objektfeld mit einem EUV-Beleuchtungssystem (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 19.