DE102018207103A1

DE102018207103A1 - Feldfacettenspiegel

Info

Publication number: DE102018207103A1
Application number: DE102018207103.9A
Authority: DE
Inventors: Michael Patra; Johannes Eisenmenger; Thomas Fischer; Martin Meier; Johannes Zellner
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2018-05-08
Filing date: 2018-05-08
Publication date: 2019-03-21

Abstract

Ein Feldfacettenspiegel (6) für eine Beleuchtungsoptik (10) einer Projektionsbelichtungsanlage (1) umfasst eine Vielzahl von Feldfacetten (15), welche gruppenweise auf unterschiedlichen Trägern (29_i) angeordnet sind, wobei die Träger (29_i) jeweils relativ zueinander verlagerbar sind, und wobei zumindest eine Teilmenge der Feldfacetten (15) derselben Feldfacettengruppe (19_i) relativ zum jeweiligen Träger (29_i) verlagerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Feldfacettenspiegel für eine Beleuchtungsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Beleuchtungsoptik mit einem derartigen Feldfacettenspiegel, ein Beleuchtungssystem und ein optisches System mit einer derartigen Beleuchtungsoptik sowie eine entsprechende Projektionsbelichtungsanlage. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein verfahrensgemäß hergestelltes Bauelement.
Beleuchtungsoptiken für Projektionsbelichtungsanlagen umfassen oftmals zwei Facettenspiegel mit einer Vielzahl von ersten und zweiten Facetten. Hierbei sind die Facetten des ersten Facettenspiegels jeweils Facetten des zweiten Facettenspiegels zugeordnet. Hierdurch werden Beleuchtungskanäle gebildet, welche zusammengenommen ein Beleuchtungssetting zur Beleuchtung eines Objektfeldes mit einer bestimmten Beleuchtungswinkelverteilung vorgeben.
Die Facetten des ersten Facettenspiegels müssen zur Zuordnung zur jeweiligen Facette des zweiten Facettenspiegels präzise ausgerichtet, insbesondere unterschiedlich verkippt, werden. Ein entsprechender Feldfacettenspiegel ist aus der DE 10 2010 003 169 A1 bekannt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen derartigen Feldfacettenspiegel zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch einen Feldfacettenspiegel gelöst, bei welchem die Feldfacetten gruppenweise jeweils auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sind, wobei die Träger jeweils relativ zueinander verlagerbar sind, und wobei zumindest eine Teilmenge der Feldfacetten derselben Feldfacettengruppe relativ zum jeweiligen Träger verlagerbar ist.
Im Gegensatz zu einer starren Anordnung der Feldfacetten auf dem jeweiligen Träger ist hierdurch eine präzisere Ausrichtung der Feldfacetten möglich.
Durch die Anordnung der Feldfacetten auf einem verlagerbaren Träger lässt sich der notwendige Schaltrange, das heißt die maximale Verlagerbarkeit der Feldfacetten relativ zum jeweiligen Träger, der Feldfacetten verringern. Außerdem wird hierdurch die Ansteuerung vereinfacht.
Eine Reduzierung des vorzuhaltenden Schaltwinkelbereichs (Aktuatorrange) der einzelnen Feldfacetten führt zu einer signifikanten Kosteneinsparung.
Vorzugsweise sind sämtliche der Träger verlagerbar, insbesondere verkippbar. Es ist auch möglich, nur eine Teilmenge der Träger verlagerbar auszubilden.
Die Träger sind in sich jeweils starr, das heißt nicht verformbar, ausgebildet.
Die Träger weisen vorzugsweise jeweils mindestens einen Kipp-Verlagerungs-Freiheitsgrad, insbesondere zwei Kipp-Verlagerungs-Freiheitsgrade, auf.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist jeweils lediglich eine echte Teilmenge der Feldfacetten einer Gruppe relativ zum jeweiligen Träger verlagerbar. Eine hiervon disjunkte Teilmenge derselben Gruppe der Feldfacetten ist statisch auf dem jeweiligen Träger angeordnet. Hierdurch kann die Ansteuerung vereinfacht werden.
Bei den Feldfacetten handelt es sich insbesondere um makroskopische Feldfacetten. Sie dienen insbesondere jeweils zur Ausleuchtung des gesamten Objektfeldes. Es ist auch möglich, zumindest eine Teilmenge der Feldfacetten, insbesondere sämtliche der Feldfacetten, kleiner auszubilden, so dass sie lediglich einen Teilbereich des Objektfeldes, welcher kleiner als das gesamte Objektfeld ist, ausleuchten. Beispielsweise kann es sich bei den Feldfacetten auch um Mikrospiegeln handeln, welche jeweils zusammen mit einer Vielzahl von weiteren Mikrospiegeln eine virtuelle Feldfacette bilden. Für Details sei auf die DE 10 2011 006 100 A1 verwiesen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Schaltrange, das heißt die maximale Verlagerbarkeit der Träger, jeweils mindestens so groß wie der mittlere Schaltrange der auf diesem Träger angeordneten Feldfacetten relativ zum Träger. Das Verhältnis des Schaltranges des Trägers zum mittleren Schaltrange der auf diesem angeordneten Feldfacetten beträgt insbesondere mindestens 1,5, insbesondere mindestens 2, insbesondere mindestens 3, insbesondere mindestens 5.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung beträgt die Anzahl der Feldfacettengruppen mindestens vier, insbesondere mindestens sechs, insbesondere mindestens acht, insbesondere mindestens zwölf. Die Anzahl der Feldfacettengruppen entspricht hierbei insbesondere gerader der Anzahl der Träger.
Durch eine größere Anzahl der Feldfacettengruppen lässt sich die Flexibilität zur Einstellung bestimmter Beleuchtungssettings erhöhen. Eine geringere Anzahl unterschiedlicher Feldfacettengruppen führt zu einem einfacheren Aufbau des Feldfacettenspiegels.
Die Anzahl der Feldfacettengruppen ist insbesondere geradzahlig. Sie ist vorzugsweise ein ganzzahliges Vielfaches von 4. Hierdurch lassen sich typische Symmetrieeigenschaften der gewünschten Beleuchtungssettings möglichst gut nachbilden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung beträgt die Anzahl der Feldfacetten je Gruppe mindestens zwei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens sechs, insbesondere mindestens acht. Die Anzahl der Feldfacetten je Gruppe kann über hundert betragen. Sie ist vorzugsweise kleiner als hundert, insbesondere kleiner als siebzig, insbesondere kleiner als fünfzig, insbesondere höchstens zwanzig.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung beträgt die Anzahl der Feldfacettengruppen höchstens dreißig, insbesondere höchstens vierundzwanzig, insbesondere höchstens zwanzig, insbesondere höchstens sechszehn, insbesondere höchstens zwölf.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Gesamtzahl der Aktuatoren des Feldfacettenspiegels höchstens so groß wie die Summe der Anzahl der Feldfacetten und der Anzahl der Feldfacetten-Gruppen. Die Gesamtzahl der Aktuatoren des Feldfacettenspiegels kann insbesondere kleiner als die Summe der Anzahl der Feldfacetten und der Anzahl der Feldfacettengruppen sein. Sie kann insbesondere höchstens so groß sein wie die Gesamtzahl der Feldfacetten 15. Hierfür kann beispielsweise mindestens eine der Feldfacetten jeweils starr auf dem Träger angeordnet sein. Es ist auch möglich, eine Mehrzahl der Feldfacetten jeweils starr auf dem Träger anzuordnen. Es können beispielsweise mindestens 10 %, insbesondere mindestens 20 %, insbesondere mindestens 30 %, insbesondere mindestens 50 % der Feldfacetten einer Feldfacettengruppe, insbesondere jeder der Feldfacettengruppen, starr auf dem jeweiligen Träger angeordnet sein. Hierdurch wird die Anzahl der zur Verlagerung der Feldfacetten benötigten Aktuatoren erheblich reduziert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die unterschiedlichen Feldfacettengruppen jeweils Anzahlen von Feldfacetten auf, wobei die Anzahl der Feldfacetten in unterschiedlichen Feldfacettengruppen jeweils in einem ganzzahligen Verhältnis stehen. Es ist insbesondere möglich, dass sämtliche Feldfacettengruppen dieselbe Anzahl von Feldfacetten aufweisen. Das Verhältnis der Anzahlen von Feldfacetten in unterschiedlichen Feldfacettengruppen kann auch 1 : 2 oder 1 : 3 betragen. Andere Verhältnisse sind ebenso möglich. Bei diesen Angaben sind Abweichungen von bis zu 10 % möglich.
Es ist insbesondere möglich, die Anzahlen der Feldfacetten in den unterschiedlichen Feldfacettengruppen derart zu wählen, dass jede der Gruppen als Ganzes eine Strahlungsleistung reflektiert, wobei die von den unterschiedlichen Gruppen reflektierten Strahlungsleistungen in dem erwähnten ganzzahligen Verhältnis stehen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weisen die unterschiedlichen Feldfacettengruppen jeweils Anteile von Feldfacetten auf, wobei die Anzahl der Feldfacetten in unterschiedlichen Feldfacettengruppen jeweils derart gewählt sind, dass bei Beaufschlagung des Feldfacettenspiegels mit Beleuchtungsstrahlung mit einer vorgegebenen Intensitätsverteilung die Gesamtintensitäten der von den unterschiedlichen Feldfacettengruppen reflektierten Beleuchtungsstrahlung jeweils in einem ganzzahligen Verhältnis stehen.
Hierbei können vorbekannte Inhomogenitäten des Fernfeldes der Beleuchtungsstrahlung auf dem Feldfacettenspiegel berücksichtigt werden.
Durch eine derartige Anpassung der Anzahlen der Feldfacetten in den unterschiedlichen Feldfacettengruppen kann die Beleuchtung des Objektfeldes, insbesondere deren Homogenität und/oder Telezentrie verbessert werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Beleuchtungsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungsoptik mit einem Facettenspiegel gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus denen des Feldfacettenspiegels.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Beleuchtungsoptik einen Pupillenfacettenspiegel, welcher eine Mehrzahl von verlagerbaren Pupillenfacetten aufweist.
Es ist insbesondere möglich, sämtliche der Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels verlagerbar auszubilden. Es ist auch möglich, nur eine echte Teilmenge der Pupillenfacetten, beispielsweise maximal 70 %, insbesondere maximal 50 % der Pupillenfacetten verlagerbar auszubilden.
Durch eine Verlagerbarkeit der Pupillenfacetten kann insbesondere die Zuordnung von Feldfacetten unterschiedlicher Feldfacettengruppen zu ein und derselben Pupillenfacette bei Einstellung unterschiedlicher Beleuchtungssettings ermöglicht, insbesondere verbessert werden. Es ist insbesondere möglich, die präzise Ausrichtung einer derartigen Pupillenfacette an die jeweilige Position der zugeordneten Feldfacette auf dem Feldfacettenspiegel anzupassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Feldfacetten des Feldfacettenspiegels derart positionierbar, dass zur Einstellung unterschiedlicher Beleuchtungssettings jeweils unterschiedliche der Feldfacetten denselben Pupillenfacetten zuordenbar sind. Hierbei kann es sich insbesondere um Feldfacetten unterschiedlicher Gruppen handeln.
Die Beleuchtungsoptik ermöglicht insbesondere eine Einstellung von mindestens zwei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens sechs unterschiedlicher Beleuchtungssettings. Die mittels der Beleuchtungsoptik einstellbaren Beleuchtungssettings sind insbesondere ausgewählt aus folgender Gruppe: x-Dipolsetting, y-Dipolsetting, xy-Quadrupolsetting, 45°-Quadrupolsetting, Hexapolsetting, annulares Setting.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Pupillenfacetten gruppenweise den Feldfacetten zugeordnet, wobei durch eine Verlagerung eines der Träger sämtliche Feldfacetten auf diesem Träger unterschiedlichen Gruppen von Pupillenfacetten zuordenbar sind.
Durch Verlagerung eines der Träger werden sämtliche Feldfacetten auf diesem Träger gruppenweise bestimmten, jeweils disjunkten Gruppen von Pupillenfacetten zugeordnet.
Die Anzahl der Feldfacetten einer Gruppe entspricht vorzugsweise der Anzahl der Pupillenfacetten der zugeordneten Pupillenfacettengruppe. Sie ist insbesondere höchstens so groß wie die Anzahl der Pupillenfacetten der zugeordneten Pupillenfacettengruppe. Insbesondere werden sämtliche Feldfacetten einer Feldfacettengruppe jeweils unterschiedlichen Pupillenfacetten zugeordnet.
Da die Feldfacetten einer gegebenen Feldfacettengruppe durch Verlagerung des jeweiligen Trägers miteinander verlagert werden, ist die relative Anordnung der zugeordneten Pupillenfacetten vorzugsweise in allen Schaltstellungen, bis auf Abberationseffekte, identisch.
Die Feldfacetten einer Gruppe können jeweils nach einem bestimmten Zuordnungsschema den Pupillenfacetten einer bestimmten Gruppe zugeordnet werden. Hierbei kann ein identisches Zuordnungsschema für sämtliche Feld- und Pupillenfacettengruppen angewendet werden. Es ist auch möglich, für unterschiedliche Feld- und/oder Pupillenfacettengruppen unterschiedliche Zuordnungsschemata zu verwenden. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert.
Weiterhin ist die Größe der Pupillenfacettengruppe, welche von einzelnen der Feldfacettengruppen ausgeleuchtet werden, jeweils höchstens so groß wie die Größe des kleinsten einstellbaren Pols eines Beleuchtungssettings. Sofern mehrere Feldfacettengruppen zur Ausleuchtung eines bestimmten Pupillenpols beitragen, müssen die Pupillenfacetten der unterschiedlichen Pupillenfacettengruppen in diesem Pol jedoch nicht notwendigerweise in gruppenweisen disjunkten Bereichen auf dem Pupillenfacettenspiegel angeordnet sein. Es ist insbesondere möglich, zwischen zwei Pupillenfacetten einer bestimmten Gruppe Pupillenfacetten einer anderen Gruppe anzuordnen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung können die Feldfacetten der unterschiedlichen Feldfacettengruppen jeweils Gruppen von Pupillenfacetten zugeordnet werden, wobei sämtliche Feldfacetten derselben Feldfacettengruppe jeweils derselben Gruppe von Pupillenfacetten zugeordnet sind und wobei sämtliche Pupillenfacetten einer Gruppe jeweils innerhalb eines Beleuchtungspols 41_i eines Beleuchtungssettings liegen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Zuordnung der unterschiedlichen Gruppen zueinander insbesondere derart, dass alle Pole eines Beleuchtungssettings gleich hell sind, das heißt die von den unterschiedlichen Polen eines Beleuchtungssettings reflektierte Intensität der Beleuchtungsstrahlung weicht um maximal 10 %, insbesondere maximal 5 %, insbesondere maximal 3 % voneinander ab. Um dies zu erreichen, kann insbesondere vorgesehen sein, hellere und dunklere Feldfacetten in einer Feldfacettengruppe zu kombinieren und/oder hellere und dunklere Feldfacettengruppen zur Ausleuchtung eines bestimmten Pols eines Beleuchtungssettings miteinander zu kombinieren. Unter heller und dunkler sei hierbei anteilig die von den Feldfacetten beziehungsweise den Feldfacettengruppen reflektierte Intensität der Beleuchtungsstrahlung verstanden.
Zur Erzielung einer besonders hohen Uniformität der Ausleuchtung des Objektfeldes kann vorgesehen sein, jeder Gruppe von Pupillenfacetten paarweise Gruppen von Feldfacetten zuzuordnen, wobei die beiden einer Pupillenfacettengruppe zugeordneten Gruppen von Feldfacetten jeweils in einander gegenüberliegenden disjunkten Hälften des Feldfacettenspiegels liegen. Sie können insbesondere im Wesentlichen achsensymmetrisch oder punktsymmetrisch auf dem Feldfacettenspiegel angeordnet sein. Hierdurch können typische Inhomogenitäten des Fernfeldverlaufs der Beleuchtungsstrahlung auf dem Feldfacettenspiegel berücksichtigt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist im Strahlengang vor dem Feldfacettenspiegel ein Freiformspiegel angeordnet, mittels welchem eine Intensitätsverteilung der Beleuchtungsstrahlung auf dem Feldfacettenspiegel homogenisiert wird. Eine solche Strahlformung ist zum Beispiel aus der EP1938150B1 bekannt. Eine Homogenisierung der Intensitätsverteilung der Beleuchtungsstrahlung auf dem Feldfacettenspiegel vereinfacht die Bildung geeigneter Feldfacettengruppen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Beleuchtungssystem mit einer Beleuchtungsoptik gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst.
Die Vorteile ergeben sich aus den bereits beschriebenen.
Bei der Strahlungsquelle handelt es sich insbesondere um eine EUV-Strahlungsquelle, das heißt um eine Strahlungsquelle zur Erzeugung von Beleuchtungsstrahlung im EUV-Bereich, insbesondere im Wellenlängenbereich von 5 nm bis 30 nm, insbesondere beispielsweise 13,5 nm oder 6,7 nm. Als Strahlungsquelle kann beispielsweise eine Plasmaquelle oder ein Freie Elektronen Laser (FEL) dienen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein optisches System mit einer Beleuchtungsoptik gemäß der vorhergehenden Beschreibung und einer Projektionsoptik zur Abbildung eines Objektfeldes in ein Bildfeld gelöst.
Die Vorteile ergeben sich aus denen der Beleuchtungsoptik.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem optischen System gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst. Die Vorteile ergeben sich wiederum aus den bereits beschriebenen.
Weitere Vorteile der Erfindung bestehen darin, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein entsprechendes Bauelement zu verbessern. Diese Aufgaben werden durch Bereitstellung einer Projektionsbelichtungsanlage gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus den bereits genannten.
Weitere Vorteile und Details der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigen:

1 schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithographie, wobei eine Beleuchtungsoptik im Meridionalschnitt gezeigt ist,
2 perspektivisch die Anordnung von Feldfacetten in Feldfacettengruppen auf einem Feldfacettenspiegel einer Beleuchtungsoptik gemäß 1, wobei die Blickrichtung auf die Rückseite der Feldfacetten, das heißt schräg auf die den Reflexionsflächen der Feldfacetten abgewandte Seite der Facettenanordnung hin verläuft,
3A und 3B schematisch einen Ausschnitt aus dem Strahlengang der Beleuchtungsoptik im Bereich zwischen dem Feldfacettenspiegel und dem Pupillenfacettenspiegel in zwei unterschiedlichen Stellungen der Feldfacetten zur Einstellung unterschiedlicher Beleuchtungssettings,
4 eine schematische Skizze zur Erläuterung unter schiedlicher Zuordnungen zweier Feldfacettengruppen zu unterschiedlichen Gruppen von Pupillenfacetten,
5 eine schematische Darstellung gemäß 4 zur Verdeutlichung eines alternativen Zuordnungsschemas,
6 eine weitere Darstellung gemäß 4 zur Erläuterung weiterer optionaler Details der Zuordnung der Feldfacetten unterschiedlicher Feldfacettengruppen zu den Pupillenfacetten unterschiedlicher Pupillenfacettengruppen,
7 schematisch eine exemplarische Aufteilung der Bereiche auf dem Feldfacettenspiegel in vier unterschiedliche Gruppen und eine Auswahl damit einstellbarer Beleuchtungspupillen,
8 eine Darstellung gemäß 7 einer alternativen Aufteilung des Feldfacettenspiegels in unterschiedliche Feldfacettengruppen und eine Auswahl damit einstellbarer Beleuchtungspupillen,
9A, 9B und 9C schematisch drei unterschiedliche Beleuchtungspupillen zur Verdeutlichung vorteilhafter Kombinationen von Zuordnungen unterschiedlicher Feldfacettengruppen zu Pupillenfacettengruppen,
10 schematisch eine Aufsicht auf den Feldfacettenspiegel mit Hervorhebung zweier bestimmter Feldfacettengruppen und
11 schematisch einen Ausschnitt aus dem Strahlen-gang der Beleuchtungsstrahlung im Bereich vor dem Feldfacettenspiegel.

Im Folgenden werden zunächst exemplarisch die Bestandteile und der allgemeine Aufbau einer Projektionsbelichtungsanlage 1 beschrieben. Diese allgemeine Beschreibung ist rein exemplarisch zu verstehen. Sie ist insbesondere für den Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht einschränkend. Für weitere Details der exemplarisch beschriebenen Projektionsbelichtungsanlage 1 sei auf die DE 10 2010 003 169 A1 verwiesen, die hiermit vollständig als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung in diese integriert ist.
1 zeigt schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die EUV-Mikrolithographie. Als Strahlungsquelle 2 dient eine EUV-Strahlungsquelle. Hierbei kann es sich um eine LPP- (Laser Produced Plasma, lasererzeugtes Plasma) Strahlungsquelle oder um eine DPP- (Discharged Produced Plasma, gasentladungserzeugtes Plasma) Strahlungsquelle handeln. Die Strahlungsquelle 2 ist in einer Lichtquellenebene angeordnet. Die Strahlungsquelle 2 emittiert EUV-Nutzstrahlung 3 mit einer Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Die Nutzstrahlung 3 wird nachfolgend auch als Beleuchtungs- oder Abbildungslicht bezeichnet.
Das von der Strahlungsquelle emittierte Beleuchtungslicht 3 wird zunächst von einem Kollektor 4 gesammelt. Hierbei kann es sich, abhängig vom Typ der Strahlungsquelle 2, um einen Ellipsoid-Spiegel oder um einen genesteten Kollektor handeln. Nach dem Kollektor 4 durchtritt das Beleuchtungslicht 3 eine Zwischenfokusebene 5 und trifft anschließend auf einen Feldfacettenspiegel 6, der nachfolgend noch im Detail erläutert wird. Vom Feldfacettenspiegel 6 wird das Beleuchtungslicht 3 hin zu einem Pupillenfacettenspiegel 7 reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel ist in einer Pupillenebene 7a des Strahlengangs des Beleuchtungslichts 3 angeordnet. Bei der Pupillenebene 7a handelt es sich um eine Pupillenebene einer nachfolgend noch erläuterten Projektionsoptik der Projektionsbelichtungsanlage 1. Über die Facetten des Feldfacettenspiegels 6 einerseits und des Pupillenfacettenspiegels 7 andererseits wird das Beleuchtungslichtbündel in eine Mehrzahl von Ausleuchtungskanälen aufgeteilt, wobei jeder Ausleuchtungskanal durch ein Facettenpaar mit einer Feldfacette oder einer Pupillenfacette definiert ist.
Eine dem Pupillenfacettenspiegel 7 nachgeordnete Folgeoptik 8 führt das Beleuchtungslicht 3, also das Licht aller Ausleuchtungskanäle, hin zu einem Objektfeld 9. Der Feldfacettenspiegel 6, der Pupillenfacettenspiegel 7 sowie die Folgeoptik 8 sind Bestandteile einer Beleuchtungsoptik 10 zur Ausleuchtung des Objektfeldes 9. Das Objektfeld 9 ist ringbogenförmig. Das Objektfeld 9 liegt in einer Objektebene 11 einer der Beleuchtungsoptik 10 nachgeordneten Projektionsoptik 12 der Projektionsbelichtungsanlage 1. In der Pupillenebene 7a gibt eine Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichts 3 eine Beleuchtungswinkelverteilung in der Objektebene 11 vor. Die Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichts 3 in der Pupillenebene 7a wird auch als Beleuchtungssetting oder Beleuchtungspupille bezeichnet.
Eine im Objektfeld 9 angeordnete Struktur auf einem in der Zeichnung nicht dargestellten Retikel, also auf einer zu projizierenden Maske, wird mit der Projektionsoptik 12 auf ein Bildfeld 13 in einer Bildebene 14 abgebildet. Am Ort des Bildfeldes 13 ist ein in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellter Wafer angeordnet, auf den die Struktur des Retikels zur Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteils, beispielsweise eines Halbleiterchips, übertragen wird.
Die Folgeoptik 8 zwischen dem Pupillenfacettenspiegel 7 und dem Objektfeld 9 hat drei weitere EUV-Spiegel 14a, 14b, 14c. Der letzte EUV-Spiegel 14c vor dem Objektfeld 9 ist als Spiegel für streifenden Einfall (grazing incidence-Spiegel) ausgeführt. Bei alternativen Ausführungen der Beleuchtungsoptik 10 kann die Folgeoptik 8 auch mehr oder weniger Spiegel aufweisen oder sogar ganz entfallen. Im letzteren Fall wird das Beleuchtungslicht 3 vom Pupillenfacettenspiegel 7 direkt zum Objektfeld 9 geführt.
2 zeigt eine Anordnung von Feldfacetten 15 des Feldfacettenspiegels 6 stärker im Detail. Haltekomponente für die Feldfacetten 15 des Feldfacettenspiegels 6 sind in der 2 weggelassen. Schraffuren auf den Feldfacetten 15 deuten eine Intensitätsbeaufschlagung der Feldfacetten 15 mit der EUV-Nutzstrahlung 3 an. Diese Intensitätsbeaufschlagung ist um ein Zentrum des Feldfacettenspiegels 6 in etwa rotationssymmetrisch, wobei die Intensität der Beaufschlagung mit der EUV-Nutzstrahlung 3 vom Zentrum aus zum Rand hin abfällt.
Der Feldfacettenspiegel 6 ist unterteilt in zwei Spiegelhälften 16, 17 mit jeweils der Hälfte aller Feldfacetten 15. Zwischen den beiden Spiegelhälften 16, 17 verläuft ein Bauraum 18, der in der x-Richtung verläuft und in der y-Richtung eine nur gering variierende Erstreckung hat. Der Bauraum 18 entspricht einer Fernfeld-Abschattung des Beleuchtungslichts 3, die konstruktiv durch den Aufbau der Strahlungsquelle 2 und des Kollektors 4 bedingt ist.
Jede der beiden Spiegelhälften 16, 17 ist spaltenweise in Feldfacetten-Gruppen 19_i unterteilt. Die in der 2 links oben dargestellte Spiegelhälfte 19 ist dabei in die fünf Feldfacetten-Gruppen 19₁ bis 19₅ und die in der 2 rechts unten dargestellte Spiegelhälfte 17 in die Feldfacetten-Gruppen 19₆ bis 19₁₀ unterteilt. Die Feldfacetten-Gruppen 19_i der Spiegelhälften 16 und 17 sind in der 2 jeweils von links nach rechts durchnummeriert. Die insgesamt zehn Feldfacetten-Gruppen 19₁ bis 19₁₀ haben zusammen eine x-Erstreckung und eine y-Erstreckung, die gewährleisten, dass alle Feldfacetten-Gruppen 19_i (i = 1 bis 10) innerhalb eines etwa kreisförmig bzw. ellipsenförmig begrenzten Fernfeldes des Beleuchtungslichts 3 liegen. Mit einer Berandung des Fernfeldes fällt auch ein Rand einer in der 2 nicht dargestellten Trägerplatte für die Feldfacetten-Gruppen 19_i zusammen.
Die Feldfacetten 15 haben eine in Bezug auf eine Projektion auf die xy-Ebene, also in Bezug auf eine Haupt-Reflexionsebene des Feldfacettenspiegels 6, eine zueinander kongruente Bogen- bzw. Teilringform, die zur Form des Objektfeldes 9 ähnlich ist.
Das Objektfeld 9 hat ein x/y-Aspektverhältnis von 13/1. Das x/y-Aspektverhältnis der Feldfacetten 15 ist größer als 13/1. Je nach Ausführung beträgt das x/y-Aspektverhältnis der Feldfacetten 15 beispielsweise 26/1 und ist in der Regel größer als 20/1.
Insgesamt hat der Feldfacettenspiegel 6 etwa dreihundert Feldfacetten 15. Alternative Ausführungen derartiger Feldfacettenspiegel 6 können Anzahlen der Feldfacetten 15 im Bereich zwischen einigen zehn bis beispielsweise tausend haben.
Jede der Feldfacetten-Gruppen 19_i ist auf einem dieser Feldfacetten-Gruppen 19_i individuell zugeordneten Träger 29_i angeordnet. Die Träger 29_i sind in der 2 durch Rechtecke angedeutet, die die Feldfacetten-Gruppen 19_i umschreiben.
Die Feldfacetten 15 sind nicht nur in der xy-Ebene gebogen ausgeführt, sondern, um eine abbildende Wirkung herbeizuführen, auch mit konkav gekrümmten Reflexionsflächen ausgeführt. Die Mitten dieser Reflexionsflächen innerhalb jeweils einer der Feldfacetten-Gruppen 19_i verlaufen längs Tangentenlinien 39, über die die Feldfacetten-Gruppen 19_i Referenzebenen der jeweiligen Träger 29_i berühren.
Dies ist in der 2 schematisch anhand der Feldfacetten-Gruppe 28 mit dem Träger 29_i und der zugehörigen Referenzebene und der Tangentenlinie 39 angedeutet.
In der 2 sind jeweils bei 40 die Normalenvektoren der Referenzebenen der Träger 29_i eingezeichnet.
Die Feldfacetten 15 sind verlagerbar. Details der Verlagerbarkeit, insbesondere konstruktive Details, wie dies erreicht werden kann, sind bekannt. Stellvertretend sei exemplarisch auf die Beschreibung der DE 10 2011 006 100 A1 verwiesen, die hiermit vollständig als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung in diese integriert ist.
Wie in den 3A und 3B exemplarisch verdeutlicht ist, sind nicht nur die einzelnen Feldfacetten 15 relativ zu ihrem Träger 29_i verlagerbar, sondern auch die Träger 29_i selbst. Die Positionierung der Feldfacetten 15 ergibt sich aus der Positionierung ihres jeweiligen Trägers 29_i sowie ihrer relativen Verkippung auf dem Träger 29_i .
Durch die Anordnung der Feldfacetten 15 auf verlagerbaren Trägern 29_i wird es möglich, den notwendigen Schaltwinkelbereich (Schaltrange) der einzelnen Feldfacetten 15 erheblich zu reduzieren. Dies erlaubt es wiederum, die Aktuatoren und/oder die Gelenke der Feldfacetten 15 einfacher und damit kostengünstiger auszuführen. Sofern der Aktuatorrange hinreichend klein ist, kann es insbesondere ausreichend sein, auf eine aktive Regelung der Positionen der Feldfacetten 15 relativ zu ihrem Träger 29 und einen hierfür notwendigen Sensor zu verzichten.
Die Aktuatoren zur Verlagerung der Träger 29_i mit den Feldfacettengruppen 19_i können in ihrem Aufbau im Wesentlichen denen, welche aus dem Stand der Technik zur Verlagerung einzelner Facetten bekannt sind, entsprechen
Der Träger 29_i einer Feldfacettengruppe 19_i ist typischerweise deutlich größer als eine einzelne Feldfacette 15. Für einen Aktuator zur Verlagerung eines Trägers 29_i steht daher ein größerer Bauraum als für einen Aktuator zur Verlagerung einer einzelnen Feldfacette zur Verfügung. Daher kann für die Verlagerung eines Trägers 29_i ein grundlegend anderer Aktuator als für die Verlagerung einer einzelnen Feldfacette 15 verwendet werden. Insbesondere ist es möglich, zur Kühlung eines Trägers 29_i eine eigenständige Kühlvorrichtung zu verwenden, d.h., die Kühlung braucht nicht über den Aktuator, ein Gelenk oder eine Haltevorrichtung zu erfolgen, sondern kann zum Beispiel auch über Kühlschläuche möglich sein.
Eine Verringerung des notwendigen Schaltwinkelranges der einzelnen Feldfacetten 15 wird insbesondere möglich, wenn sämtliche Feldfacetten 15 einer gegebenen Feldfacettengruppe 19_i zur Ausleuchtung desselben Pols einer Pupille genutzt werden.
Die Anzahl der Feldfacettengruppen 19_i wird daher insbesondere in Abhängigkeit von den unterschiedlichen einzustellenden Beleuchtungssettings gewählt. Sie kann vier, sechs, acht oder zwölf betragen. Andere Anzahlen an Feldfacettengruppen 19_i sind ebenfalls möglich.
Die Aktuatoren zur Verlagerung der Träger 29_i mit den Feldfacetten-Gruppen 19_i werden auch als globale Aktuatoren bezeichnet. Sie weisen vorzugsweise einen größeren Schaltwinkelbereich (Schaltrange) auf, als die Einzelaktuatoren der Feldfacetten 15 zur Verlagerung der einzelnen Feldfacetten 15 relativ zu ihrem Träger 29_i . Die Einzelaktuatoren dienen insbesondere primär einer Feinjustierung der Positionen der Feldfacetten 15. Gemäß einer besonders vorteilhaften, da einfachen Ausführungsform ist zumindest ein Teil der Feldfacetten 15 starr auf dem jeweiligen Träger 29_i angeordnet. Hierdurch wird insbesondere die Aktuatorik des Feldfacettenspiegels 6 weiter vereinfacht.
Die Träger 29_i sind in ihrer Neutralstellung derart angeordnet, dass die normalen Vektoren 40 paarweise gegeneinander verkippt sind.
Durch Verlagerung eines der Träger 29_i werden sämtliche Feldfacetten 15 der auf diesem Träger 29_i angeordneten Feldfacettengruppen 19_i gleichartig durch die Beleuchtungspupille bewegt.
Vorteilhafterweise ist die relative Anordnung der einer bestimmten Feldfacettengruppe 19_i zugeordneten Gruppe von Pupillenfacetten 42 für die unterschiedlichen Schaltstellungen im Wesentlichen identisch. Abberationseffekte seien hierbei außer Acht gelassen.
Die Pupillenfacetten 42 bilden Pupillenfacetten-Gruppen 20_i . In der 4 sind beispielsweise acht Pupillenfacetten-Gruppen 20₁ bis 20₈ exemplarisch dargestellt. Hierbei bilden jeweils zwei der Pupillenfacetten-Gruppen 20_i , 20_j einen Beleuchtungspol.
Eine beispielhafte Kanalgruppierung ist exemplarisch vereinfacht in der 4 dargestellt. Die Feldfacetten 15 zweier exemplarisch dargestellter Feldfacettengruppen 19_i , 19_j sind in der 4 mit den Buchstaben A bis D bezeichnet. Die nachfolgende Ziffer (1 bis 4) bei der Angabe der Lage einer zugeordneten Pupillenfacette 42 gibt die jeweilige Schaltstellung an. Zum Beispiel ist A3 die Lage der Pupillenfacette, die der Feldfacette A in der dritten Schaltstellung des Aktuators der jeweiligen Feldfacettengruppe 19_i beziehungsweise 19_j zugeordnet ist. Die gruppenweise Zuordnung der Feldfacetten 15 zu den Pupillenfacetten 42 ist durch unterschiedliche Schraffuren dargestellt.
Befinden sich beispielsweise beide Aktuatoren der Träger 29_i , 29_j in ihrer ersten Schaltstellung, dient die Feldfacettengruppe 19_i zur Beleuchtung des oberen Pols, während die Feldfacettengruppe 19_j zur Beleuchtung des unteren Pols in der 4 dient. Eine derartige Kombination entspräche einem y-Dipolsetting.
Befänden sich beide Aktuatoren jedoch in der zweiten Schaltstellung, ergäbe dies ein x-Dipolsetting.
Die tatsächliche Anzahl und Anordnung der Feldfacetten 15 und/oder der Pupillenfacetten 42 ist üblicherweise wesentlich größer als in der 4 dargestellt.
Es ist möglich, jeder der Pupillenfacetten-Gruppen 20_i genau eine der Feldfacetten-Gruppen 19_i zuzuordnen. Hierbei können die Feldfacetten 19_i jeweils einer oder mehreren der Pupillenfacetten-Gruppen zuordenbar sein.
Es ist auch möglich, einer oder mehrerer der Pupillenfacetten-Gruppen 20_i jeweils mehrere der Feldfacetten-Gruppen 19_i zuordenbar zu machen. In diesem Fall können unterschiedliche der Feldfacetten-Gruppen 19_i , 19_j zur Ausleuchtung derselben Pupillenfacetten-Gruppe 20_i verwendet werden. Vorzugsweise sind die Pupillenfacetten 42 dieser Pupillenfacetten-Gruppe 20_i in diesem Fall justierbar, insbesondere verlagerbar. Sie können insbesondere einen oder zwei Kippfreiheitsgrade aufweisen. Sie können auch einen linearen Freiheitsgrad aufweisen. Sie können insbesondere in Richtung der optischen Achse beziehungsweise in Richtung ihrer Flächennormalen (in z-Richtung) verlagerbar sein.
Bei dem in der 4 dargestellten Beispiel erfolgt die Zuordnung der Pupillenfacetten 42 der unterschiedlichen Pupillenfacetten-Gruppen 20_i zu den Feldfacetten 15 der unterschiedlichen Feldfacetten-Gruppen 19_i jeweils nach demselben Schema. Wie in der 5 exemplarisch dargestellt ist, ist dies nicht zwingend notwendig. Es ist auch möglich, mehrere unterschiedliche Zuordnungsschemata zur Zuordnung der Pupillenfacetten 42 der unterschiedlichen Pupillenfacetten-Gruppen 20_i zu den Feldfacetten 15 unterschiedlicher der Feldfacetten-Gruppen 19_i zu verwenden.
Vorzugsweise werden die Feldfacetten 15 einer bestimmten Feldfacetten-Gruppe 19_i jedoch stets nach demselben Zuordnungsschema Pupillenfacetten 42 zugeordnet, unabhängig von der Frage, zu welcher der Pupillenfacetten-Gruppen 20_i diese Pupillenfacetten 42 gehören.
Bei den in den 4 und 5 dargestellten Alternativen sind die Pupillenfacetten 42 unterschiedlicher Pupillenfacetten-Gruppen 20_i , 20_j jeweils in disjunkten Teilbereichen auf dem Pupillenfacettenspiegel 7 angeordnet. Dies ist nicht zwingend notwendig. Wie in der 6 exemplarisch dargestellt ist, können Pupillenfacetten 42 unterschiedlicher der Pupillenfacetten-Gruppen 20_i , 20_j auch in überlappenden Teilbereichen angeordnet sein. Hierbei ist es insbesondere möglich, zwischen den Pupillenfacetten 42 der einen Pupillenfacetten-Gruppe 20_i Pupillenfacetten 42 einer anderen der Pupillenfacetten-Gruppe 20_j anzuordnen.
Die Pupillenfacetten 42 der Pupillenfacetten-Gruppen 20_i , welche von einer der Feldfacettengruppen 19_i ausgeleuchtet werden können, weisen jedoch höchstens einen Abstand auf, der maximal so groß ist wie die größte Größe des kleinsten einstellbaren Pols 41_i .
Um n unterschiedliche Pole 41_i auf dem Pupillenfacettenspiegel 7 ausleuchten zu können, sind mindestens n unterschiedliche Feldfacetten-Gruppen 19_i (i = 1 bis n) vorgesehen. Die Anzahl der Feldfacetten-Gruppen 19_i kann auch größer sein als die Anzahl der unterschiedlichen, auszuleuchtenden Pole 41_i .
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Anordnung der Feldfacetten-Gruppen 19_i auf dem Feldfacettenspiegel 6 vorzugsweise eine Spiegelsymmetrie oder eine Punktsymmetrie aufweist. Eine exemplarische Zuordnung unterschiedlicher Feldfacetten-Gruppen 19₁ bis 19₄ und zwei mögliche, unterschiedliche Zuordnungen derselben zu Pupillenfacetten-Gruppen 20_i ist schematisch in der 7 dargestellt.
Hierbei sind die Feldfacetten-Gruppen 19₁ und 19₃ beziehungsweise 19₂ und 19₄ jeweils spiegelsymmetrisch zu einer Mittenachse 43 auf dem Feldfacettenspiegel 6 angeordnet. Die Feldfacetten 19₁ und 19₂ sind spiegelsymmetrisch zur Mittenachse 44 angeordnet ebenso die Feldfacetten-Gruppen 19₃ und 19₄ .
In der oberen Hälfte der 7 sind exemplarisch zwei unterschiedliche Beleuchtungspupillen dargestellt. Bei der links dargestellten Beleuchtungspupille leuchtet die Feldfacetten-Gruppe 19₂ die Pupillenfacetten-Gruppe 20₂₁ und die Feldfacetten-Gruppe 19₄ die Pupillenfacetten-Gruppe 20₄₁ aus, während die Feldfacetten-Gruppe 19₁ die Pupillenfacetten-Gruppe 20₁₁ und die Feldfacetten-Gruppe 19₃ die Pupillenfacetten-Gruppe 20₃₁ ausleuchtet. In der rechts dargestellten Beleuchtungspupille leuchten die Feldfacetten-Gruppen 19₁ und 19₃ dieselben Pupillenfacetten-Gruppen aus wie in der links dargestellten Alternative. Die Feldfacetten-Gruppen 19₂ und 19₄ wurden jedoch derart verlagert, dass sie nun die Pupillenfacetten-Gruppen 20₂₂ und 20₄₂ ausleuchten.
Die Feldfacetten-Gruppen 19₁ und 19₃ können in diesem Fall jeweils auf einem starren, das heißt nicht-verlagerbaren Träger 29₁ , 29₃ angeordnet sein. Es ist auch möglich, auch die Träger 29₁ und 29₃ verlagerbar auszubilden. In diesem Fall sind vorzugsweise weitere Beleuchtungssettings, beispielsweise ein y-Dipolsetting, einstellbar.
Die Darstellung in 7 macht keine Aussage über die Zuordnung der einzelnen Feldfacetten 15 einer bestimmten der Feldfacetten-Gruppen 19_i zu den einzelnen Pupillenfacetten 42 einer der Pupillenfacetten-Gruppen 20_i . Wie vorhergehend bereits beschrieben, können hierfür ein fixes Zuordnungsschema oder unterschiedliche Zuordnungsschemata vorgesehen sein. Prinzipiell ist es auch möglich, die Zuordnung der einzelnen Feldfacetten 15 einer bestimmten Feldfacetten-Gruppe 19_i zu einzelnen der Pupillenfacetten 42 einer bestimmten Pupillenfacetten-Gruppe 20_i durch Verlagerung der Feldfacetten 15 relativ zum jeweiligen Träger 29_i zu verändern. Hierdurch können die Beleuchtungseigenschaften zur Beleuchtung des Objektfeldes 9, insbesondere die Homogenität und/oder die Uniformität, beeinflusst, insbesondere an vorgegebene Sollwerte angepasst werden.
In der 8 ist schematisch eine Aufteilung der Feldfacetten 15 in Feldfacetten-Gruppen 19₁ bis 19₈ dargestellt.
Die Aufteilung weist wiederum eine Symmetrie zu den Mittenachsen 43, 44 auf. Bei der in der 8 dargestellten Variante sind die Feldfacetten-Gruppen 19₃ , 19₄ , 19₇ und 19₈ jeweils nur halb so groß wie die Feldfacetten-Gruppen 19₁ , 19₂ , 19₅ und 19₆ . Allgemein weisen die unterschiedlichen Feldfacetten-Gruppen 19_i vorzugsweise ein jeweils paarweise ganzzahliges Größenverhältnis auf. Unter der Größe der Feldfacetten-Gruppen 19_i sei hierbei die Anzahl der Feldfacetten 15 der jeweiligen Feldfacetten-Gruppe 19_i oder vorzugsweise die von ihnen jeweils insgesamt reflektierte Intensität der Beleuchtungsstrahlung 3 verstanden. Bei einer homogenen Intensitätsverteilung der Beleuchtungsstrahlung 3 auf dem Feldfacettenspiegel 6 sind diese Definitionen gleichwertig. Im Falle einer inhomogenen Intensitätsverteilung der Beleuchtungsstrahlung auf dem Feldfacettenspiegel 6 kann die Anzahl der Feldfacetten 15 der unterschiedlichen Feldfacetten-Gruppen 19_i derart angepasst werden, dass die von den unterschiedlichen Feldfacetten-Gruppen 19_i reflektierte Strahlungsleistung jeweils paarweise ein ganzzahliges Verhältnis bildet, insbesondere über sämtliche der Feldfacetten-Gruppen 19_i identisch ist.
Wie in der oberen Hälfte der 8 schematisch dargestellt ist, lassen sich mit der in der unteren Hälfte der 8 dargestellten Aufteilung der Feldfacetten 15 des Feldfacettenspiegels 6 in unterschiedliche Feldfacetten-Gruppen 19₁ bis 19₈ Dipol-, Quadrupol- und Hexapolsettings einstellen, wobei die Strahlungsintensität in den unterschiedlichen Polen 41_i eines gegebenen Beleuchtungssettings jeweils identisch ist.
Wie aus der schematischen 8 exemplarisch ersichtlich ist, sind die unterschiedlichen Beleuchtungspupillenfüllungen nicht notwendigerweise paarweise disjunkt. Zum Beispiel wird der horizontale Pol 41₁ beim Quadrupolsetting unter Nutzung der Feldfacetten-Gruppe 19₁ ausgeleuchtet, während die Feldfacetten-Gruppe 19₄ nicht zur Ausleuchtung des Pols 41₁ beiträgt. Beim Hexapolsetting jedoch trägt die Feldfacetten-Gruppe 19₄ , nicht jedoch die Feldfacetten-Gruppe 19₁ , zur Ausleuchtung des Pols 41₁ bei. Dies kann dazu führen, dass dieselben Pupillenfacetten 42 bei unterschiedlichen Beleuchtungssettings von unterschiedlichen Feldfacetten 15, insbesondere von Feldfacetten 15 aus unterschiedlichen der Feldfacetten-Gruppen 19_i , ausgeleuchtet werden. Hierfür ist es von Vorteil, wenn die jeweiligen Pupillenfacetten 42 verlagerbar sind. Es kann insbesondere vorgesehen sein, eine echte Teilmenge der Pupillenfacetten 42 verlagerbar auf dem Pupillenfacettenspiegel 7 anzuordnen, während eine hiervon disjunkte echte Teilmenge der Pupillenfacetten 42 starr auf dem Pupillenfacettenspiegel 7 angeordnet ist.
Das Fernfeld auf dem Feldfacettenspiegel 6 kann inhomogen sein. Dies kann auf eine Abhängigkeit der Reflektivität des Kollektors 4 vom Einfallswinkel zurückzuführen sein. Ein wichtigerer Grund für eine Fernfeldinhomogenität kann eine Maßstabsvariation sein, die vom Kollektor 4 eingeführt wird. Am Rand des Fernfeldes kann der Abbildungsmaßstab größer sein, das heiß die Intensität der Beleuchtungsstrahlung 3 ist geringer. Eine Verringerung der Intensität der Beleuchtungsstrahlung 3 am Rand des Feldfacettenspiegels 6 führt zu einer Verringerung der von dort gesehenen Größe der Ausleuchtung des Zwischenfokus. Dies führt jedoch zu einer Verringerung der Größe der Ausleuchtung auf den den Feldfacetten 15 aus diesem Bereich zugeordneten Pupillenfacetten 42. Sofern alle Pupillenfacetten 42 gleich groß ausgebildet sind, bedeutet eine Verringerung der Intensität der Ausleuchtung am Rand des Feldfacettenspiegels 6, dass sich für die entsprechenden Kanäle in der Beleuchtungspupille eine Verringerung der Strahlungsleistung pro Pupillenfläche ergibt. Um dies zu verhindern, kann vorgesehen sein, die Größe der Pupillenfacetten 42 an die sich für die jeweiligen Kanäle ergebende Größe der Zwischenfokusausleuchtung anzupassen. Hierdurch kann insbesondere in Abhängigkeit der Intensitätsverteilung der Beleuchtungsstrahlung 3 auf dem Feldfacettenspiegel 6 eine identische Strahlungsleistung pro Pupilleneinheitsfläche erreicht werden.
Damit ist es möglich, sicherzustellen, dass jeder Pol 41_i in der Beleuchtungspupille nicht nur dieselbe Strahlungsleistung reflektiert, sondern auch dieselbe Fläche in der Pupille belegt. Die Aufteilung der Feldfacetten 15 in die unterschiedlichen Feldfacettengruppen 19_i kann insbesondere unter Beachtung dieser beiden Randbedingungen gewählt, insbesondere optimiert werden. Voraussetzung hierfür ist, dass die Intensitätsverteilung der Beleuchtungsstrahlung 3 auf dem Feldfacettenspiegel 6 bekannt ist.
Zur Beeinflussung dieser Intensitätsverteilung kann, wie in der 11 schematisch dargestellt ist, vorgesehen sein, zwischen dem Kollektor 4 und dem Feldfacettenspiegel 6 eine Strahlformungseinheit, insbesondere in Form eines Freifonnspiegels 45, anzuordnen. Mit Hilfe einer derartigen Strahlformungseinheit, insbesondere mit Hilfe einer geeigneten Freiformfläche, kann die Ausleuchtung des Fernfeldes derart umgeformt werden, dass eine zumindest näherungsweise homogene Ausleuchtung des Feldfacettenspiegels 6 erzielt wird. Homogen bezieht sich hierbei sowohl auf die Intensität als auch auf die Strahldichte.
Mit Hilfe der Strahlformungseinheit lässt sich auch die äußere Einhüllende, das heißt die Form des ausgeleuchteten Bereichs, im Bereich des Feldfacettenspiegels 6 beeinflussen. Eine solche Strahlformungseinheit ist zum Beispiel aus der EP193 8150B1 bekannt. Hierdurch lassen sich Strahlungsverluste reduzieren. Weiterhin vereinfacht eine zumindest näherungsweise Homogenisierung der Ausleuchtung des Feldfacettenspiegels 6 die im Folgenden beschriebene Zuordnung von Feldfacetten 15 zu Feldfacettengruppen 19_i .
Sofern der Feldfacettenspiegel 6 nicht vollständig homogen ausgeleuchtet wird, gibt es auf dem Feldfacettenspiegel 6 hellere und dunklere Bereiche. Dies führt zu entsprechend helleren und dunkleren Bereichen in der Ausleuchtung des Pupillenfacettenspiegels 7. Hierbei bedeutet „hell“, dass die Intensität größer ist als ein Mittelwert und „dunkel“, dass die Intensität geringer ist als ein Mittelwert.
Um unterschiedliche Beleuchtungspupillen mit einer Mehrzahl von Polen 41_i einzustellen, wobei die unterschiedlichen Pole 41_i derselben Beleuchtungspupille jeweils dieselbe Strahlungsleistung reflektieren und dieselbe Fläche in der Pupille belegen, können jeweils Feldfacetten-Gruppen 19_i aus Bereichen mit unterschiedlicher Strahlungsintensität zur Ausleuchtung der unterschiedlichen Pole 41_i kombiniert werden. In den 9A, 9B und 9C ist dies exemplarisch verdeutlicht. Hierbei ist die Strahlungsintensität der von jeweils einer der Feldfacetten-Gruppen 19_i zu einem der Pole 41_i auf dem Pupillenfacettenspiegel 7 reflektierte Beleuchtungsstrahlung 3 jeweils mit „+“, „-“ und „0“ dargestellt. „+“ steht hierbei für einen helleren Bereich, „-“ für einen dunkleren Bereich und „0“ für einen mittelhellen Bereich. Die Gesamtleistung in einem helleren Bereich beträgt I+. Die Gesamtleistung in einem dunkleren Bereich beträgt I_-. Die Gesamtleistung in einem mittelhellen Bereich ist I₀.
Die relative Pupillenfläche, die pro Einheitsleistung von einem dunkleren Bereich in der Pupille belegt wird, kann mit f_- bezeichnet werden. Die relative Pupillenfläche, die pro Einheitsleistung von einem helleren Bereich in der Pupille belegt wird, kann mit f+ bezeichnet werden. Die relative Pupillenfläche, die pro Einheitsleitung von einem mittelhellen Bereich in der Pupille belegt wird, kann mit f₀ bezeichnet werden.
In der Regel sind die Gesamtleistung I_x und die zugehörige relative Pupillenfläche f_x nicht unabhängig voneinander. Aus einer bekannten Abhängigkeit dieser beiden Größen können zusammen mit der Strahlungsleistungsgleichheitsbedingung und der Pupillenflächengleichheitsbedingung Vorgaben für die Aufteilung der Feldfacetten 15 in Feldfacetten-Gruppen 19_i abgeleitet werden.
In der 10 ist exemplarisch eine typische Anordnung von Feldfacetten 15 auf dem Feldfacettenspiegel 6 dargestellt. Die Feldfacetten 15 sind üblicherweise in Spalten, welche auch als Riegel bezeichnet werden, angeordnet. Es ist vorzugsweise vorgesehen, Feldfacetten 15 aus unterschiedlichen Riegeln auf unterschiedlichen Trägern 29_i , welche in der 10 nicht dargestellt sind, anzuordnen.
Um eine uniforme Ausleuchtung des Objektfeldes 9 zu erzielen, ist vorzugsweise vorgesehen, jeder Feldfacetten-Gruppe 19_i eine relativ zur Mittenachse 43 spiegelbildlich angeordnete weitere Feldfacetten-Gruppe 19_j zuzuordnen. Besonders vorzugsweise sind die beiden einander zugeordneten Feldfacetten-Gruppen 19_i , 19_j (in der 10: 19₁ , 19₂ ) punktsymmetrisch zu einem Mittelpunkt 46 angeordnet. Der Mittelpunkt 46 entspricht vorzugsweise gerade dem Mittelpunkt eines rotationssymmetrischen Verlaufs der Intensitätsverteilung der Beleuchtungsstrahlung 3 auf dem Feldfacettenspiegel 6.
Die jeweils einander zugeordneten Feldfacetten-Gruppen 19_i , 19_j müssen nicht exakt punktsymmetrisch oder exakt spiegelbildlich bezüglich der Mittenachse 43 angeordnet sein.
Zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauteils wird die Projektionsbelichtungsanlage 1 folgendermaßen eingesetzt: Zunächst werden das Retikel und der Wafer bereitgestellt. Anschließend wird eine Struktur auf dem Retikel auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 projiziert. Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird dann eine Mikrostruktur auf dem Wafer und somit das mikrostrukturierte Bauteil erzeugt.
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 ist als Scanner ausgeführt. Das Retikel wird dabei in der y-Richtung während der Projektionsbelichtung kontinuierlich verlagert. Alternativ ist auch eine Ausgestaltung als Stepper möglich, bei der das Retikel schrittweise in der y-Richtung verlagert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010003169 A1 [0003, 0053]
DE 102011006100 A1 [0013, 0069]
EP 1938150 B1 [0042, 0104]

Claims

Feldfacettenspiegel (6) für eine Beleuchtungsoptik (10) einer Projektionsbelichtungsanlage (1) mit einer Vielzahl von Feldfacetten (15), 1.1. wobei die Feldfacetten (15) in mehreren Feldfacettengruppen (19_i) angeordnet sind, 1.2. wobei die Feldfacetten (15) derselben Feldfacettengruppe (19_i) jeweils auf einem gemeinsamen Träger (29_i) angeordnet sind, 1.3. wobei die Träger (29_i) jeweils relativ zueinander verlagerbar sind, und 1.4. wobei zumindest eine Teilmenge der Feldfacetten (15) derselben Feldfacettengruppe (19_i) relativ zum jeweiligen Träger (29_i) verlagerbar ist.
Feldfacettenspiegel (6) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Feldfacettengruppen (19_i) mindestens vier beträgt.
Feldfacettenspiegel (6) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Feldfacettengruppen (19_i) höchstens 30 beträgt.
Feldfacettenspiegel (6) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Feldfacettengruppen (19_i) jeweils Anzahlen von Feldfacetten (15) aufweisen, wobei die Anzahlen der Feldfacetten (15) in unterschiedlichen Feldfacettengruppen (19_i) jeweils in einem ganzzahligen Verhältnis stehen.
Feldfacettenspiegel (6) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Feldfacettengruppen (19_i) jeweils Anzahlen von Feldfacetten (15) aufweisen, wobei die Anzahlen der Feldfacetten (15) in unterschiedlichen Feldfacettengruppen (19_i) jeweils derart gewählt sind, dass bei Beaufschlagung des Feldfacettenspiegels (6) mit Beleuchtungsstrahlung (3) mit einer vorgegebenen Intensitätsverteilung die Gesamtintensitäten der von den unterschiedlichen Feldfacettengruppen (19_i) reflektierten Beleuchtungsstrahlung jeweils in einem ganzzahligen Verhältnis stehen.
Beleuchtungsoptik (10) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) mit 6.1. einem Feldfacettenspiegel (6) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und 6.2. einem Pupillenfacettenspiegel (7) zur Überführung von vom Feldfacettenspiegel (6) reflektierter Beleuchtungsstrahlung (3) zu einem Objektfeld (11).
Beleuchtungsoptik (10) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Pupillenfacettenspiegel (7) eine Mehrzahl von verlagerbaren Pupillenfacetten (42) aufweist.
Beleuchtungsoptik gemäß einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldfacetten (15) des Feldfacettenspiegels (6) derart positionierbar sind, dass zur Einstellung unterschiedlicher Beleuchtungssettings denselben Pupillenfacetten (42) jeweils unterschiedliche der Feldfacetten (15) zuordenbar sind.
Beleuchtungsoptik (10) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pupillenfacetten (42) gruppenweise den Feldfacetten (15) zugeordnet sind, wobei durch eine Verlagerung eines der Träger (29_i) sämtliche Feldfacetten (15) auf diesem Träger (29_i) unterschiedlichen Gruppen von Pupillenfacetten (42) zuordenbar sind.
Beleuchtungsoptik (10) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldfacetten (15) der unterschiedlichen Feldfacettengruppen (19_i) jeweils Gruppen (20_i) von Pupillenfacetten (42) zugeordnet werden können, wobei sämtliche Feldfacetten (15) derselben Feldfacettengruppe (19_i) jeweils derselben Gruppe (20_i) von Pupillenfacetten (42) zugeordnet sind und wobei sämtliche Pupillenfacetten (42) einer Gruppe (20_i) jeweils innerhalb eines Beleuchtungspols (42_i) eines Beleuchtungssettings liegen.
Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) mit 11.1. einer Beleuchtungsoptik (10) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10 und 11.2. einer Strahlungsquelle (2) zur Erzeugung von Beleuchtungsstrahlung (3).
Optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) mit 12.1. einer Beleuchtungsoptik (10) gemäß einem der Ansprüche 6 bis und 10 12.2. einer Projektionsoptik (12) zur Abbildung eines Objektfeldes (11) in ein Bildfeld (13).
Projektionsbelichtungsanlage (1) für die Mikrolithographie mit 13.1. einem optischen System gemäß Anspruch 12 und 13.2. einer Strahlungsquelle (2) zur Erzeugung von Beleuchtungsstrahlung (3).
Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements umfassend die folgenden Schritte: 14.1. Bereitstellen eines Retikels, 14.2. Bereitstellen eines Wafers mit einer lichtempfindlichen Beschichtung, 14.3. Projizieren zumindest eines Abschnitts des Retikels auf den Wafer mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage (1) nach Anspruch 13, 14.4. Entwickeln der belichteten lichtempfindlichen Beschichtung auf dem Wafer.
Bauelement hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 14.