DE102018217707A1

DE102018217707A1 - Field facet mirror for use in illumination optics of a projection exposure apparatus for EUV projection lithography

Info

Publication number: DE102018217707A1
Application number: DE102018217707.4A
Authority: DE
Inventors: Martin Endres; Thomas Fischer; Alexander Winkler
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2018-12-27

Abstract

Ein Feldfacettenspiegel dient zum Einsatz in einer Beleuchtungsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie. Der Feldfacettenspiegel hat eine Mehrzahl von Feldfacetten (10) mit Reflexionsflächen für EUV-Beleuchtungslicht. Die Reflexionsflächen haben eine Randkontur mit zwei gegenüberliegenden längeren Facettenseiten (32, 33), gemessen längs einer Facetten-Langdimension (x), und zwei im Vergleich hierzu kurze Facettenseiten (34, 35), gemessen längs einer Facetten-Kurzdimension (y). Die längeren Facettenseiten (32, 33) zumindest einiger der Feldfacetten (10) haben eine voneinander verschieden gekrümmte Form. Zumindest eine der beiden längeren Facettenseiten (32, 33) ist asphärisch geformt. Zumindest einige der Feldfacetten (10) haben voneinander verschiedene Mittenerstreckungen (d) längs der Facetten-Kurzdimension (y). Es resultiert ein Feldfacettenspiegel, bei dem eine überlagernde Abbildung der Feldfacetten in ein Objektfeld der Projektionsbelichtungsanlage verbessert ist.A field facet mirror is used in illumination optics of a projection exposure apparatus for EUV projection lithography. The field facet mirror has a plurality of field facets (10) with reflection surfaces for EUV illumination light. The reflective surfaces have an edge contour with two opposite longer facet sides (32, 33) measured along a facet long dimension (x) and two short facet sides (34, 35) measured along a facet short dimension (y). The longer facet sides (32, 33) of at least some of the field facets (10) have a mutually differently curved shape. At least one of the two longer facet sides (32, 33) is aspherical in shape. At least some of the field facets (10) have different center extents (d) along the facet short dimension (y). The result is a field facet mirror in which an overlapping image of the field facets in an object field of the projection exposure apparatus is improved.

Description

Die Erfindung betrifft einen Feldfacettenspiegel zum Einsatz in einer Beleuchtungsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie. Ferner betrifft die Erfindung eine Beleuchtungsoptik mit einem derartigen Feldfacettenspiegel, ein optisches System mit einer derartigen Beleuchtungsoptik, ein Beleuchtungssystem mit einer derartigen Beleuchtungsoptik, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen Beleuchtungssystem, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauelements mit einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage sowie ein mit einem derartigen Herstellungsverfahren hergestelltes strukturiertes Bauelement.The invention relates to a field facet mirror for use in an illumination optical unit of a projection exposure apparatus for EUV projection lithography. The invention further relates to an illumination optical system with such a field facet mirror, to an optical system having such an illumination optical system, to a lighting system having such an illumination optical system, to a projection exposure apparatus comprising such an illumination system, to a method for producing a microstructured or nanostructured component having such a projection exposure apparatus, and to a structured component produced by such a manufacturing method.

Ein Feldfacettenspiegel der eingangsgenannten Art ist bekannt aus der US 8,717,541 B2 und der US 8,253,925 B2 .A field facet mirror of the type mentioned above is known from the US 8,717,541 B2 and the US 8,253,925 B2 ,

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Feldfacettenspiegel der eingangsgenannten Art derart weiterzubilden, dass eine einander überlagernde Abbildung der Feldfacetten des Feldfacettenspiegels in ein Objektfeld der Projektionsbelichtungsanlage verbessert ist.It is an object of the present invention to develop a field facet mirror of the aforementioned type such that an overlapping image of the field facets of the field facet mirror in an object field of the projection exposure apparatus is improved.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Feldfacettenspiegel mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved by a field facet mirror with the features specified in claim 1.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass über eine Variation der Krümmungen der längeren Facettenseiten der Feldfacette, über die Asphärizität mindestens einer der beiden längeren Facetten und über eine Variation der Mittenerstreckungen der Feldfacetten längs einer Facetten-Kurzdimension Freiheitsgrade zur Verfügung stehen, die zur Optimierung einer überlagernden Abbildung der Feldfacetten auf dem Objektfeld der Projektionsbelichtungsanlage genutzt werden können. Eine Streuung von Krümmungen resultierender Bilder der Feldfacetten in der Objektebene kann vorteilhaft reduziert werden. Die verschiedenen Mittenerstreckungen der Feldfacetten erlauben zudem eine dichtgepackte Anordnung der Feldfacetten auf dem Feldfacettenspiegel, ohne dass die verschiedenen Krümmungen der längeren Facettenseiten sich unerwünscht stark auf den Anteil nicht genutzter Flächen zwischen benachbarten Feldfacetten auswirken.According to the invention, it has been recognized that, via a variation of the curvatures of the longer facet sides of the field facet, over the asphericity of at least one of the two longer facets and over a variation of the center extents of the field facets along a facet short dimension, degrees of freedom are available which can be used to optimize a superimposed image of the facets Field facets on the object field of the projection exposure system can be used. A scattering of curvatures resulting images of the field facets in the object plane can be advantageously reduced. The various center extents of the field facets also allow densely packed array facets on the field facet mirror without the various curvatures of the longer facet sides undesirably impacting the fraction of unused areas between adjacent field facets.

Die gegenüberliegenden längeren Feldfacettenseiten der Feldfacetten können jeweils die gleiche Krümmung aufweisen. Alternativ ist es möglich, die Krümmungen der beiden längeren Facettenseiten zueinander verschieden und insbesondere angepasst an die Krümmungen der längeren Facettenseiten benachbarter Feldfacetten anzupassen. Auch dies kann die Packungsdichte auf dem Feldfacettenspiegel vorteilhaft erhöhen.The opposite longer field facet sides of the field facets can each have the same curvature. Alternatively, it is possible to adapt the curvatures of the two longer facet sides to one another differently and in particular adapted to the curvatures of the longer facet sides of adjacent field facets. This too can advantageously increase the packing density on the field facet mirror.

Die Variation der Krümmungen der längeren Facettenseiten kann zudem genutzt werden, um die insbesondere feldunabhängige Wirkung einer Beleuchtungsintensitäts-Korrekturvorrichtung zu optimieren. Auch eine Positioniergenauigkeit einer der Beleuchtungsoptik nachfolgenden Abbildung, also eine Qualität einer Ortstreue einer Strukturabbildung kann verbessert werden.The variation of the curvatures of the longer facet sides can also be used to optimize the particular field-independent effect of an illumination intensity correction device. A positioning accuracy of a subsequent image of the illumination optics, so a quality of locality of a structure image can be improved.

Eine typische Abweichung der Krümmung der längeren Feldfacettenseiten der Feldfacetten von einer mittleren Krümmung der längeren Feldfacettenseiten der Feldfacetten kann im Bereich von 15 %, kann im Bereich von
10 % oder kann auch im Bereich von 5 % liegen.A typical deviation of the curvature of the longer field facet sides of the field facets from a mean curvature of the longer field facet sides of the field facets may be in the range of 15%, in the range of
10% or even in the range of 5%.

Eine typische Abweichung der Mittenerstreckungen der Feldfacetten längs der Facetten-Kurzdimension von einem Mittelwert der Mittenerstreckungen der Feldfacetten längs der Facetten-Kurzdimension kann kleiner sein als 20 %, kann im Bereich von 15 % liegen und kann auch im Bereich von 10 % liegen.A typical deviation of the center extents of the field facets along the facet short dimension from an average of the center extents of the field facets along the facet short dimension may be less than 20%, may be in the range of 15%, and may also be in the range of 10%.

Formen der Krümmungen der längeren Facettenseiten nach den Ansprüchen 2 und 3 haben sich als besonders geeignet herausgestellt.Forms of curvatures of the longer facet sides according to claims 2 and 3 have been found to be particularly suitable.

Die Krümmung der längeren Facettenseiten kann mithilfe einer mehrparametrigen Gleichung zum Beispiel nach Art einer Asphärengleichung oder nach Art einer Freiformgleichung, bekannt aus der Reflexionsflächenbeschreibung von Spiegeln, insbesondere von Projektionsoptiken von EUV-Projektionsbelichtungsanlagen, beschreibbar sein.The curvature of the longer facet sides can be described using a multi-parameter equation, for example in the manner of an aspherical equation or in the manner of a free-form equation, known from the reflection surface description of mirrors, in particular of projection optics of EUV projection exposure apparatuses.

Formvarianten der Facetten-Randkonturen der Feldfacetten nach den Ansprüchen 4 bis 6 haben sich ebenfalls als besonders geeignet herausgestellt.Shape variants of the facet edge contours of the field facets according to claims 4 to 6 have also been found to be particularly suitable.

Die Vorteile einer Projektionsoptik nach Anspruch 7, eines optischen Systems nach Anspruch 8, eines Beleuchtungssystems nach Anspruch 9, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 10, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 11 sowie eines mikrobeziehungsweise nanostrukturierten Bauteils nach Anspruch 12 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf den erfindungsgemäßen Feldfacettenspiegel bereits erläutert wurden. Hergestellt werden kann insbesondere ein Halbleiterchip, beispielsweise ein Speicherchip.The advantages of a projection optical system according to claim 7, an optical system according to claim 8, an illumination system according to claim 9, a projection exposure apparatus according to claim 10, a manufacturing method according to claim 11 and a micro-extraction nanostructured component according to claim 12 correspond to those described above with reference to the invention Field facet mirrors have already been explained. In particular, a semiconductor chip, for example a memory chip, can be produced.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 schematisch und in Bezug auf eine Beleuchtungsoptik im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie;
2A eine Aufsicht auf einen Feldfacettenspiegel der Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage der 1, wobei Feldfacetten des Feldfacettenspiegels abweichend von der Erfindung mit jeweils gleicher Randkontur dargestellt sind;
2B eine Aufsicht auf eine Feldfacette des Feldfacettenspiegels;
3 beispielhaft einige tatsächliche Randkonturen der Feldfacetten des Feldfacettenspiegels nach 2A/2B, die im Diagramm nach 3 alle so übereinander gelegt sind, dass Zentren der Facetten genau übereinander liegen;
4 eine Aufsicht auf einen Pupillenfacettenspiegel der Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage nach 1;
5 Krümmungsradien ρ_i von Bildern der Feldfacetten des Feldfacettenspiegels in einer Objektebene der Projektionsbelichtungsanlage, aufgetragen in Abhängigkeit von einer Position der jeweiligen Feldfacette auf dem Feldfacettenspiegel längs einer y-Koordinate, die einer Objektverlagerungsrichtung der Projektionsbelichtungsanlage entspricht; und
6 wiederum die Krümmungsradien ρ_i der Bilder der Feldfacetten in der Objektebene der Projektionsbelichtungsanlage, aufgetragen in Abhängigkeit von einer Position einer Pupillenfacette, die dieser Feldfacette über einen Ausleuchtungskanal der Beleuchtungsoptik zugeordnet ist, auf dem Pupillenfacettenspiegel längs einer y-Koordinate.

An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In this show:

1 schematically and with respect to a lighting optical system in the meridional section, a projection exposure apparatus for microlithography;
2A a plan view of a field facet mirror of the illumination optics of the projection exposure of the 1 , wherein field facets of the field facet mirror are shown deviating from the invention, each with the same edge contour;
2 B a plan view of a field facet of the field facet mirror;
3 by way of example, some actual edge contours of the field facets of the field facet mirror according to FIG 2A / 2B following the diagram 3 all are superimposed so that centers of the facets lie exactly on top of each other;
4 a plan view of a pupil facet mirror of the illumination optics of the projection exposure system according to 1 ;
5 Radii of curvature ρ _i of images of the field facets of the field facet mirror in an object plane of the projection exposure apparatus, plotted against a position of the respective field facets on the field facet mirror along ay coordinate corresponding to an object displacement direction of the projection exposure apparatus; and
6 again the radii of curvature ρ _{i of} the images of the field facets in the object plane of the projection exposure apparatus, plotted as a function of a position of a pupil facet associated with this field facet via an illumination channel of the illumination optics, on the pupil facet mirror along ay coordinate.

Eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie dient zur Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten elektronischen Halbleiter-Bauelements. Eine Lichtquelle 2 emittiert zur Beleuchtung genutzte EUV-Strahlung im Wellenlängenbereich beispielsweise zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle 2 kann es sich um eine GDPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, gas discharge produced plasma) oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, laser produced plasma) handeln. Auch eine Strahlungsquelle, die auf einem Synchrotron basiert, ist für die Lichtquelle 2 einsetzbar. Informationen zu einer derartigen Lichtquelle findet der Fachmann beispielsweise in der US 6 859 515 B2 . Zur Beleuchtung und Abbildung innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird EUV-Beleuchtungslicht bzw. Beleuchtungsstrahlung in Form eines Abbildungslicht-Bündels 3 genutzt. Das Abbildungslicht-Bündel 3 durchläuft nach der Lichtquelle 2 zunächst einen Kollektor 4, bei dem es sich beispielsweise um einen genesteten Kollektor mit einem aus dem Stand der Technik bekannten Mehrschalen-Aufbau oder alternativ um einen, dann hinter der Lichtquelle 2 angeordneten ellipsoidal geformten Kollektor handeln kann. Ein entsprechender Kollektor ist aus der EP 1 225 481 A bekannt. Der Kollektor 4 kann mit einem Wellenlängenfilter zur Wellenlängenselektion des EUV-Beleuchtungslichts 3 ausgerüstet sein. Nach dem Kollektor 4 durchtritt das EUV-Beleuchtungslicht 3 zunächst eine Zwischenfokusebene 5, was zur Trennung des Abbildungslicht-Bündels 3 von unerwünschten Strahlungs- oder Partikelanteilen genutzt werden kann. Nach Durchlaufen der Zwischenfokusebene 5 trifft das Abbildungslicht-Bündel 3 zunächst auf einen Feldfacettenspiegel 6.A projection exposure machine 1 for microlithography is used to produce a micro- or nanostructured electronic semiconductor device. A light source 2 emits EUV radiation used for illumination in the wavelength range, for example between 5 nm and 30 nm. For the light source 2 it can be a GDPP source (plasma discharge by gas discharge, gas discharge produced plasma) or an LPP source (plasma generation by laser, laser produced plasma). Also, a radiation source based on a synchrotron is for the light source 2 used. Information about such a light source is the expert, for example in the US 6,859,515 B2 , For illumination and imaging within the projection exposure system 1 becomes EUV illumination light or illumination radiation in the form of an imaging light beam 3 used. The picture light bundle 3 goes through the light source 2 first a collector 4 , which is, for example, a nested collector with a known from the prior art multi-shell structure or alternatively to one, then behind the light source 2 arranged ellipsoidal shaped collector can act. A corresponding collector is from the EP 1 225 481 A known. The collector 4 can with a wavelength filter for wavelength selection of the EUV illumination light 3 be equipped. After the collector 4 passes through the EUV illumination light 3 first an intermediate focus level 5 What the separation of the picture light bundle 3 can be used by unwanted radiation or particle fractions. After passing through the Zwischenfokusebene 5 meets the picture light bundle 3 first on a field facet mirror 6 ,

2A zeigt eine Aufsicht auf den Feldfacettenspiegel 6. Dieser hat zwei Feldfacettenspiegel-Module 7, 8, die in der 2A über eine schematische Bruchlinie 9 getrennt sind; tatsächlich aber voneinander baulich separate Komponenten darstellen, also voneinander separate Module sind, die unabhängig voneinander positioniert und justiert werden können. Jedes der Module 7, 8 des Feldfacettenspiegels 6 trägt eine Mehrzahl von Feldfacetten 10. Diese Feldfacetten 10 sind in der 2A vereinfachend mit jeweils identischer, bogenförmiger Randkontur dargestellt. Tatsächlich haben die Feldfacetten 10 jeweils voneinander verschiedene Randkonturen. Details zu den Randkonturen der Feldfacetten 10 werden nachfolgend noch erläutert. Die Feldfacetten 10 haben jeweils Reflexionsflächen für das Beleuchtungslicht 3. 2A shows a plan view of the field facet mirror 6 , This has two field facet mirror modules 7 . 8th in the 2A over a schematic break line 9 are separated; but actually represent structurally separate components, so they are separate modules that can be independently positioned and adjusted. Each of the modules 7 . 8th of the field facet mirror 6 carries a plurality of field facets 10 , These field facets 10 are in the 2A simplified with each identical, arcuate edge contour shown. In fact, the field facets have 10 in each case different edge contours. Details of the edge contours of the field facets 10 will be explained below. The field facets 10 each have reflection surfaces for the illumination light 3 ,

Zur Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen ist in der Zeichnung jeweils ein kartesisches globales xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Achse verläuft in der 1 senkrecht zur Zeichenebene und aus dieser heraus. Die y-Achse verläuft in der 1 nach rechts. Die z-Achse verläuft in der 1 nach oben.To facilitate the description of positional relationships, a Cartesian global xyz coordinate system is shown in the drawing. The x-axis runs in the 1 perpendicular to the drawing plane and out of it. The y-axis runs in the 1 to the right. The z-axis runs in the 1 up.

Zur Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen bei einzelnen optischen Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird in den 2 ff. jeweils auch ein kartesisches lokales xyz- oder xy-Koordinatensystem verwendet. Die jeweiligen lokalen xy-Koordinaten spannen, soweit nichts anderes beschrieben ist, eine jeweilige Hauptanordnungsebene der optischen Komponente, beispielsweise eine Reflexionsebene, auf. Die x-Achsen des globalen xyz-Koordinatensystems und der lokalen xyz- oder xy-Koordinatensysteme verlaufen grundsätzlich parallel zueinander. Die jeweiligen y-Achsen der lokalen xyz- oder xy-Koordinatensysteme haben einen Winkel zur y-Achse des globalen xyz-Koordinatensystems, die einem Kippwinkel der jeweiligen optischen Komponente um die x-Achse entspricht.To facilitate the description of positional relationships in individual optical components of the projection exposure apparatus 1 will be in the 2 ff. in each case also uses a Cartesian local xyz or xy coordinate system. Unless otherwise described, the respective local xy coordinates span a respective main assembly plane of the optical component, for example a reflection plane. The x-axes of the global xyz coordinate system and the local xyz or xy coordinate systems are basically parallel to each other. The respective y-axes of the local xyz or xy coordinate systems have an angle to the y-axis of the global xyz coordinate system, which corresponds to a tilt angle of the respective optical component about the x-axis.

Nach Reflexion am Feldfacettenspiegel 6 trifft das in Abbildungslicht-Teilbündel, die den einzelnen Feldfacetten zugeordnet sind, aufgeteilte Abbildungslicht-Bündel 3 auf einen Pupillenfacettenspiegel 11. Das jeweilige Abbildungslicht-Teilbündel 3i des gesamten Abbildungslicht-Bündels 3 ist längs jeweils eines Abbildungslichtkanals geführt. After reflection at the field facet mirror 6 the image light bundles split into imaging light sub-bundles associated with the individual field facets 3 on a pupil facet mirror 11 , The respective imaging light sub-beam 3i of the entire picture light bundle 3 is guided along each of a picture light channel.

4 zeigt eine beispielhafte Facettenanordnung von runden Pupillenfacetten 12 des Pupillenfacettenspiegels 11, der beispielhaft mit runder Randkontur dargestellt ist. Die Pupillenfacetten 12 sind um ein Zentrum herum angeordnet. Je nach Ausführung einer Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage 1 kann im Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 11 eine Öffnung 13 vorliegen oder nicht. Wenn die Öffnung 13 vorliegt, kann der Platz in der Öffnung 13 zum Beispiel für Sensoren genutzt werden. Wenn keine Öffnung vorliegt, also auch im Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 11 die Pupillenfacetten 12 vorliegen, können auch bei einer obskurierten Ausführung einer nachfolgenden Projektionsoptik die im normalerweise geblockten Zentrum der Pupille, also im Bereich der dann nicht vorliegenden Öffnung 13, vorhandenen Pupillenfacetten für eine Dunkelfeldbeleuchtung genutzt werden, wobei über diese zentralen Pupillenfacetten transportiertes Licht nur in höherer Beugungsordnung zur Abbildung bei der Projektionsbelichtung beiträgt. 4 shows an exemplary facet arrangement of round pupil facets 12 of the pupil facet mirror 11 , which is shown by way of example with round edge contour. The pupil facets 12 are arranged around a center. Depending on the design of the illumination optics of the projection exposure system 1 can be in the center of the pupil facet mirror 11 an opening 13 present or not. If the opening 13 is present, the place in the opening 13 for example, be used for sensors. If there is no opening, so also in the center of the pupil facet mirror 11 the pupil facets 12 may be present, even in an obscured execution of a subsequent projection optics in the normally blocked center of the pupil, ie in the region of the then not present opening 13 existing pupil facets are used for a dark field illumination, whereby light transported via these central pupil facets only contributes to imaging in the projection exposure in a higher diffraction order.

In der 1 sind den Facettenspiegeln 6, 11 jeweils zugeordnet genau eine der Feldfacetten 10 und genau einer der Pupillenfacetten 12 mit einem hierüber geführten Abbildungslicht-Teilbündel 3i gezeigt.In the 1 are the facet mirrors 6 . 11 each assigned exactly one of the field facets 10 and exactly one of the pupil facets 12 with an imaging light sub-beam guided over it 3i shown.

Jedem von einer der Feldfacetten 10 reflektierten Abbildungslicht-Teilbündel 3i des EUV-Beleuchtungslichts 3 ist eine Pupillenfacette 12 zugeordnet, so dass jeweils ein beaufschlagtes Facettenpaar mit einer der Feldfacetten 10 und einer der Pupillenfacetten 12 den Abbildungslicht- bzw. Ausleuchtungskanal für das zugehörige Abbildungslicht-Teilbündel 3i des EUV-Beleuchtungslichts 3 vorgibt. Die kanalweise Zuordnung der Pupillenfacetten 12 zu den Feldfacetten 10 erfolgt abhängig von einer gewünschten Beleuchtung durch die Projektionsbelichtungsanlage 1.Each one of the field facets 10 reflected picture light sub bunch 3i of the EUV lighting light 3 is a pupil facet 12 assigned, so that in each case an acted facet pair with one of the field facets 10 and one of the pupil facets 12 the imaging light or illumination channel for the associated imaging light sub-beam 3i of the EUV lighting light 3 pretends. The channel-wise assignment of the pupil facets 12 to the field facets 10 occurs depending on a desired illumination by the projection exposure system 1 ,

Über den Pupillenfacettenspiegel 11 und eine nachfolgende, aus drei EUV-Spiegeln 14, 15, 16 bestehenden Übertragungsoptik 17 werden die Feldfacetten 10 in eine Objektebene 18 der Projektionsbelichtungsanlage 1 abgebildet. Der EUV-Spiegel 16 ist als Spiegel für streifenden Einfall (Grazing-Incidence-Spiegel) ausgeführt. In der Objektebene 18 ist ein Retikel 19 angeordnet, von dem mit dem EUV-Beleuchtungslicht 3 ein Ausleuchtungsbereich ausgeleuchtet wird, der mit einem Objektfeld 20 einer nachgelagerten Projektionsoptik 21 der Projektionsbelichtungsanlage 1 zusammenfällt. Der Ausleuchtungsbereich wird auch als Beleuchtungsfeld bezeichnet. Das Objektfeld 20 ist bogenförmig. Die Abbildungslichtkanäle werden im Objektfeld 20 überlagert. Das EUV-Beleuchtungslicht 3 wird vom Retikel 19 reflektiert. Das Retikel 19 wird von einem Objekthalter 22 gehaltert, der längs einer Objektverlagerungsrichtung (y-Richtung in der 1) mit Hilfe eines schematisch angedeuteten Objektverlagerungsantriebs 23 angetrieben verlagerbar ist.About the pupil facet mirror 11 and a subsequent one, from three EUV mirrors 14 . 15 . 16 existing transmission optics 17 become the field facets 10 in an object plane 18 the projection exposure system 1 displayed. The EUV level 16 is designed as a grazing incidence mirror. In the object plane 18 is a reticle 19 arranged, of which with the EUV illumination light 3 an illumination area is illuminated, with an object field 20 a downstream projection optics 21 the projection exposure system 1 coincides. The illumination area is also called a lighting field. The object field 20 is arcuate. The image light channels are in the object field 20 superimposed. The EUV lighting light 3 is from the reticle 19 reflected. The reticle 19 is from an object holder 22 held along an object displacement direction (y-direction in the 1 ) by means of a schematically indicated object displacement drive 23 is driven displaced.

Die Projektionsoptik 21 bildet das Objektfeld 20 in der Objektebene 18 in ein Bildfeld 24 in einer Bildebene 25 ab. In dieser Bildebene 25 ist ein Wafer 26 angeordnet, der eine lichtempfmdliche Schicht trägt, die während der Projektionsbelichtung mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 belichtet wird. Der Wafer 26, also das Substrat, auf welches abgebildet wird, wird von einem Wafer- bzw. Substrathalter 27 gehaltert, der längs der Verlagerungsrichtung y mit Hilfe eines ebenfalls schematisch angedeuteten Waferverlagerungsantriebs 28 synchron zur Verlagerung des Objekthalters 22 verlagerbar ist. Bei der Projektionsbelichtung werden sowohl das Retikel 19 als auch der Wafer 26 in der y-Richtung synchronisiert gescannt. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 ist als Scanner ausgeführt. Die Scanrichtung y ist die Objektverlagerungsrichtung.The projection optics 21 forms the object field 20 in the object plane 18 in a picture field 24 in an image plane 25 from. In this picture plane 25 is a wafer 26 arranged, which carries a light-sensitive layer, during the projection exposure with the projection exposure system 1 is exposed. The wafer 26 That is, the substrate to be imaged on is from a wafer or substrate holder 27 held along the displacement direction y by means of a likewise schematically indicated Waferverlagerungsantriebs 28 synchronous to the displacement of the object holder 22 is relocatable. In the projection exposure, both the reticle 19 as well as the wafer 26 scanned synchronized in the y-direction. The projection exposure machine 1 is designed as a scanner. The scanning direction y is the object displacement direction.

Benachbart zur Objektebene 18 angeordnet ist eine Beleuchtungsintensitäts-Korrekturvorrichtung 29. Die Korrekturvorrichtung 29, die auch als UNICOM bezeichnet wird, dient unter anderem zur Einstellung einer scanintegrierten, also in y-Richtung integrierten, Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichts über das Objektfeld 20. Die Korrekturvorrichtung 29 wird von einer Steuereinrichtung 30 angesteuert. Beispiele einer Feld-Korrektur-Vorrichtung sind bekannt aus der WO 2009/074 211 A1 , der EP 0 952 491 A2 , der DE 10 2008 013 229 A1 und aus der US 2015/0015865 A1 .Adjacent to the object plane 18 arranged is an illumination intensity correction device 29 , The correction device 29 , which is also called UNICOM, is used, among other things, to set a scan-integrated intensity distribution of the illumination light over the object field, that is integrated in the y direction 20 , The correction device 29 is from a controller 30 driven. Examples of a field correction device are known from the WO 2009/074 211 A1 , of the EP 0 952 491 A2 , of the DE 10 2008 013 229 A1 and from the US 2015/0015865 A1 ,

Der Feldfacettenspiegel 6, der Pupillenfacettenspiegel 11, die Spiegel 14 bis 16 der Übertragungsoptik 17 sowie die Korrekturvorrichtung 29 sind Bestandteile der Beleuchtungsoptik 31 der Projektionsbelichtungsanlage 1. Gemeinsam mit der Projektionsoptik 21 bildet die Beleuchtungsoptik 31 ein Beleuchtungssystem der Projektionsbelichtungsanlage 1.The field facet mirror 6 , the pupil facet mirror 11 , the mirror 14 to 16 the transmission optics 17 as well as the correction device 29 are components of the lighting optics 31 the projection exposure system 1 , Together with the projection optics 21 forms the illumination optics 31 an illumination system of the projection exposure apparatus 1 ,

Die Reflexionsfläche jeder Feldfacette 10 hat eine Randkontur mit zwei gegenüberliegenden längeren Facettenseiten 32, 33, die längs einer Facetten-Langdimension x gemessen werden, und zwei im Vergleich hierzu kurze Facettenseiten 34, 35, gemessen längs einer Facetten-Kurzdimension y, wie aus 2B deutlich wird, die genau eine der Feldfacetten 10 vergrößert zeigt.The reflection surface of each field facet 10 has a border contour with two opposite longer facet sides 32 . 33 along a faceted long dimension x are measured, and two short facet sides in comparison 34 . 35 measured along a facet short dimension y , like out 2 B it becomes clear that exactly one of the field facets 10 shows enlarged.

Die beiden längeren Facettenseiten 32, 33 verlaufen jeweils bogenförmig. The two longer facet sides 32 . 33 each arcuate.

Diese Bogenform lässt sich beispielsweise über eine Asphärengleichung annähern. Ein Beispiel für eine derartige Asphärengleichung findet sich in der DE 10 2010 029 050 A1 . Für den Parameter h ist in dieser Gleichung der Abstand des betrachteten Randkontur-Punktes von der Koordinate x = 0 in der Darstellung nach 3 einzusetzen. Ein Krümmungsradius p beziehungsweise r der Bogenform dieser längeren Facettenseiten 32, 33 ist dann über die Krümmung einer solchen Asphäre gegeben.This arch form can be approximated for example via an aspherical equation. An example of such an aspheric equation can be found in the DE 10 2010 029 050 A1 , For the parameter H In this equation, the distance of the contemplated edge contour point from the coordinate x = 0 in the representation 3 use. A radius of curvature p or r the arch shape of these longer facet sides 32 . 33 is then given about the curvature of such an asphere.

Die kurzen Facettenseiten 34, 35 verlaufen parallel zur y-Achse. Ein Zentrum Z der jeweiligen Feldfacette 10 ist definiert als derjenige Punkt auf der Reflexionsfläche der Feldfacette 10, der mittig zwischen den beiden kurzen Facettenseiten 34, 35 liegt (wiederum Koordinate x = 0 in der 3) und zudem zu den beiden längeren Facettenseiten 32, 33 jeweils den gleichen Abstand hat. Das Zentrum Z hat in der 3 entsprechend die Koordinaten xz, yz = 0,0.The short facet pages 34 . 35 run parallel to y -Axis. A center Z the respective field facet 10 is defined as the point on the reflection surface of the field facet 10 , the middle between the two short facet sides 34 . 35 lies (again coordinate x = 0 in the 3 ) and also to the two longer facet sides 32 . 33 each has the same distance. The center Z has in the 3 according to the coordinates xz . Y Z = 0.0.

Ein typisches x/y-Aspektverhältnis der Feldfacetten 10 kann im Bereich von 12/5, im Bereich von 25/4, im Bereich von 104/8, im Bereich von 20/1 oder auch im Bereich von 30/1 liegen. Auch Zwischenwerte für ein derartiges x/y-Aspektverhältnis zwischen den vorstehend genannten Grenzwerten sind möglich.A typical one x / y Aspect ratio of field facets 10 can range from 12/5, 25/4, 104/8, 20/1, 30/1. Also intermediate values for such a x / y Aspect ratio between the above limits are possible.

3 zeigt die tatsächlichen Randkonturen einiger Feldfacetten 10 des Feldfacettenspiegels 6 so übereinander gelegt, dass die Zentren Z aller Feldfacetten 10 genau aufeinander liegen. 3 shows the actual edge contours of some field facets 10 of the field facet mirror 6 so superimposed that the centers Z all field facets 10 lie exactly on each other.

Die längeren Facettenseiten 32, 33 der Feldfacetten 10 haben jeweils voneinander verschieden gekrümmte Formen, sodass nahe den kurzen Facettenseiten, also im Bereich minimaler und maximaler x-Koordinaten der Facetten-Reflexionsfläche, die längeren Facettenseiten 32, 33 stärker in y-Richtung voneinander abweichen, sodass die überlagerte Darstellung nach 3 nahe den kurzen Facettenseiten 34, 35 stärker auffächert.The longer facet sides 32 . 33 the field facets 10 each have differently curved shapes from each other, so close to the short facet sides, so in the range of minimum and maximum x Coordinates of the facet reflection surface, the longer facet sides 32 . 33 stronger in y Direction differ so that the superimposed representation after 3 near the short facet sides 34 . 35 more fanned out.

Auch im Bereich der x-Koordinate des Zentrums Z, xz, liegen die längeren Facettenseiten 32, 33 der überlagerten Feldfacetten 10 nicht exakt aufeinander, sondern es liegt bei der x-Koordinate xz des Zentrums Z eine Bandbreite der Positionen sowohl der in der 3 oberen längeren Facettenseite 32 als auch der Lage in der 3 unteren längeren Facettenseite 33 vor. Die Feldfacetten 10 haben also unterschiedliche Krümmungen der längeren Facettenseiten 32, 33 und zudem unterschiedliche Mittenerstreckungen d am Ort der x-Koordinate xz des Zentrums Z gemessen in der y-Richtung.Also in the field of x Coordinate of the center Z . xz , lie the longer facet sides 32 . 33 the superimposed field facets 10 not exactly on each other, but it is up to the x -Coordinate xz of the center Z a range of positions both in the 3 upper longer facet side 32 as well as the location in the 3 lower longer facet side 33 before. The field facets 10 So have different curvatures of the longer facet sides 32 . 33 and also different center extents d at the place of x -Coordinate x z of the center Z measured in the y -Direction.

Die längeren Facettenseiten 32, 33 können insbesondere elliptisch gekrümmt ausgeführt sein.The longer facet sides 32 . 33 may in particular be elliptically curved.

Eine Krümmung der längeren Facettenseiten 32, 33 kann auch eine Freiform-Krümmung sein, die über eine Freiform-Kurvenbeschreibung beschreibbar ist. Eine derartige Freiform-Kurvenbeschreibung findet sich beispielsweise in der US 2007/0058269 A1 .A curvature of the longer facet sides 32 . 33 may also be a free-form curvature that is writable via a free-form curve description. Such a free-form curve description can be found for example in the US 2007/0058269 A1 ,

In Bezug auf eine Gerade S, die längs der x-Koordinate xz des Zentrums Z senkrecht zur Zeichenebene der 3 verläuft, sind die
Randkonturen der Feldfacetten 10 spiegelsymmetrisch.In terms of a straight line S along the x -Coordinate xz of the center Z perpendicular to the plane of the 3 runs, are the
Edge contours of the field facets 10 mirror symmetry.

Alternative Randkonturen von Reflexionsflächen der Feldfacetten 10 sind zu keiner Achse, die durch die jeweilige Facetten-Reflexionsfläche verläuft, spiegelsymmetrisch.Alternative edge contours of reflection surfaces of the field facets 10 are mirror-symmetric to any axis passing through the respective facet reflection surface.

5 zeigt eine Abhängigkeit der Krümmungsradien ρ_i von Bilder der einzelnen Feldfacetten 10 in der Objektebene 23 von einer y-Position der jeweiligen Feldfacette 10 auf den Facettenmodulen 7, 8 des Feldfacettenspiegels 6. Die in der 2A angedeutete Bruchlinie 9 manifestiert sich in der 5 als ein mittlerer Bereich Δy, in dem nur sehr wenige Datenpunkte in der 5 vorliegen. Dargestellt ist jeweils der Bild-Krümmungsradius ρ_i des Bildes der jeweiligen längeren Facettenseite 32, 33 der Feldfacetten 10 des Feldfacettenspiegels 6. Die Krümmung ρ_i, die in der 5 aufgetragen ist, ist die Krümmung des jeweiligen Feldfacettenbildes, also die Krümmung des Bildes der jeweiligen Feldfacette 10 in der Objektebene 18 nach Abbildung über die zugehörige Pupillenfacette 12 des Pupillenfacettenspiegels 11. Bei der Ausführung, die der Auswertung nach 5 zugrunde liegt, haben die längeren Facettenseiten 32, 33 der jeweiligen Feldfacetten 10 jeweils die gleiche Krümmung p, sodass jede Feldfacette exakt einen Datenpunkt in der 5 ergibt. 5 shows a dependence of the radii of curvature ρ _i of images of the individual field facets 10 in the object plane 23 from a y-position of the respective field facet 10 on the facet modules 7 . 8th of the field facet mirror 6 , The in the 2A indicated fault line 9 manifests itself in the 5 as a middle range Δy, in which only very few data points in the 5 available. The image curvature radius ρ _{i of} the image of the respective longer facet side is shown in each case 32 . 33 the field facets 10 of the field facet mirror 6 , The curvature ρ _i , which in the 5 is plotted, is the curvature of the respective field facet image, so the curvature of the image of the respective field facet 10 in the object plane 18 as shown on the corresponding pupil facet 12 of the pupil facet mirror 11 , In the execution, the evaluation according to 5 underlying, have the longer facet sides 32 . 33 the respective field facets 10 each the same curvature p so that each field facet is exactly one data point in the 5 results.

6 zeigt Krümmungsradien ρ_i von Bildern der jeweiligen Feldfacetten 10 in der Objektebene 18, wiederum bei der Ausführung des Feldfacettenspiegels 6 mit Feldfacetten 10 mit Krümmungsdaten nach 5. Die Bildkrümmungen ρ_i sind in der 6 abhängig von der y-Position der jeweiligen Pupillenfacette 12, die der betrachteten Feldfacette 10 zugeordnet ist, auf dem Pupillenfacettenspiegel 11 aufgetragen. 6 shows radii of curvature ρ _i of images of the respective field facets 10 in the object plane 18 again in the execution of the field facet mirror 6 with field facets 10 with curvature data after 5 , The image curvatures ρ _i are in the 6 depending on the y-position of the respective pupil facet 12 , the considered field facet 10 is assigned to the pupil facet mirror 11 applied.

Als Zuordnungsbeispiel ist zu erkennen, dass das Feldfacettenbild I_max mit dem größten Krümmungsradius ρ_max, welches bei der absolut kleinsten y-Koordinate auf dem Feldfacettenspiegel-Modul 8 angeordnet ist, über eine Pupillenfacette 12, die im Bereich einer mittleren y-Koordinate y_PF des Pupillenfacettenspiegels 11 angeordnet ist, hin zum Objektfeld 20 geführt ist. Eine Feldfacette, zu der das Bild I_min mit dem kleinsten Krümmungsradius ρ_min gehört, ist ebenfalls auf dem in der 2A unteren Feldfacettenspiegel-Modul 8 mit kleinerer y-Koordinate, allerdings oberhalb der Feldfacette 10 zum Bild I_max angeordnet und hat eine zugehörige Pupillenfacette mit im Vergleich zur Pupillenfacette der Feldfacette mit Bild I_max größerer y-Koordinate.As a mapping example, it can be seen that the field facet image I _max with the largest radius of curvature ρ _max , which is at the absolute smallest y-coordinate on the field facet mirror module 8th is arranged, via a pupil facet 12 in the range of a mean y-coordinate y _{PF of} the pupil facet mirror 11 is arranged, towards the object field 20 is guided. A field facet to which the image I _min belongs to the smallest radius of curvature ρ _min , is also on the in the 2A lower field facet mirror module 8th with smaller y-coordinate, but above the field facet 10 to the picture I _max arranged and has an associated Pupillenfacette with compared to the pupil facet of Feldfacette with picture I _max larger y-coordinate.

Eine Krümmungs-Streuung beziehungsweise Bandbreite $(ρ_{max} - ρ_{min}) / (ρ_{max} + ρ_{min})$

beträgt, ausgehend von den Datenwerten für den größten Krümmungswert ρ_max und den kleinsten Krümmungswert ρ_min der Bild-Krümmungsradien ρ_i nach 5, etwa 4,3 %, liegt also bei einem Wert, der geringer ist als
10 %, insbesondere bei einem Wert, der geringer ist als 5 %.A curvature scattering or bandwidth

(ρ_{Max} - ρ_{min}) / (ρ_{Max} + ρ_{min})

is, starting from the data values for the largest curvature value ρ _max and the smallest curvature value ρ _{min of} the image curvature radii ρ _i after 5 , about 4.3%, is thus at a value that is less than
10%, in particular at a value less than 5%.

Eine Bandbreite der Krümmungsradien ρ_i der Feldfacettenbilder, gesehen über die y-Koordinate y_PF des Pupillenfacettenspiegels 11 hat eine Variation, die vergleichsweise gering ist. Dies reduziert entsprechend ein unerwünschtes Auftreten feldabhängiger Beleuchtungswinkelvariationen.A range of the radii of curvature ρ _{i of} the field facet images, seen over the y-coordinate y _{PF of} the pupil facet mirror 11 has a variation that is comparatively low. This accordingly reduces undesirable occurrence of field-dependent illumination angle variations.

Die Bandbreite der Feldkrümmungen ρ_i verläuft abhängig von der Pupillenfacettenspiegelkoordinate y_PF nicht monoton. Für kleinste y-Werte ist diese Bandbreite der Feldkrümmungen ρ_i relativ klein, ist dann für y-Werte im Bereich um y = 0 größer und nimmt hin zu maximalen y-Werten wieder ab.The bandwidth of the field curvatures ρ _i is not monotonic depending on the pupil facet mirror coordinate y _PF . For smallest y values, this bandwidth of the field curvatures ρ _{i is} relatively small, and is then in the range around for y values y = 0 increases and decreases to maximum y values again.

Die vorstehend beschriebenen Krümmungs- und Mittenerstreckungs-Variationen der Feldfacetten 10 können für einige der Feldfacetten 10 des Feldfacettenspiegels 6 oder auch für alle der Feldfacetten 10 des Feldfacettenspiegels 6 gelten. Es ist also möglich, eine derartige Variation der Krümmungsradien und/oder der Mittenerstreckungen d nur für einige der Feldfacetten 10 vorzugeben. Soweit lediglich eine Untermenge aller Feldfacetten 10 eine derartige Variation der Krümmungsradien und/oder der Mittenerstreckungen aufweist, kann diese Untermenge zusammenhängend in einem Abschnitt des Feldfacettenspiegels 6 vorliegen. Eine derartige Untermenge kann auf mehrere zusammenhängende Abschnitte auf dem Feldfacettenspiegel 6 verteilt angeordnet sein. Schließlich ist es möglich, diejenigen Feldfacetten 10, die die beschriebene Variation im Krümmungsradius und/oder in der Mittenerstreckung d haben, jeweils verteilt zwischen anderen, nicht variierenden Feldfacetten 10 auf dem Feldfacettenspiegel 6 anzuordnen.The above-described curvature and center extension variations of the field facets 10 can for some of the field facets 10 of the field facet mirror 6 or for all of the field facets 10 of the field facet mirror 6 be valid. It is thus possible to have such a variation of the radii of curvature and / or the center extents d only for some of the field facets 10 pretend. So far only a subset of all field facets 10 Having such a variation of the radii of curvature and / or the center extents, this subset may be contiguous in a portion of the field facet mirror 6 available. Such a subset may refer to several contiguous sections on the field facet mirror 6 be arranged distributed. Finally, it is possible those field facets 10 having the described variation in the radius of curvature and / or in the center extension d, each distributed between other, non-varying field facets 10 on the field facet mirror 6 to arrange.

Bei der Projektionsbelichtung werden zunächst das Retikel 19 und der Wafer 26, der eine für das Beleuchtungslicht 3 lichtempfindliche Beschichtung trägt, bereitgestellt. Anschließend wird ein Abschnitt des Retikels 19 auf den Wafer 26 mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 projiziert. Schließlich wird die mit dem Beleuchtungslicht 3 belichtete lichtempfindliche Schicht auf dem Wafer 26 entwickelt. Auf diese Weise wird ein mikro- bzw. nanostrukturiertes Bauteil beispielsweise ein Halbleiterchip hergestellt.In the projection exposure, first the reticle 19 and the wafer 26 , one for the illumination light 3 photosensitive coating carries provided. Subsequently, a section of the reticle 19 on the wafer 26 with the help of the projection exposure system 1 projected. Finally, the one with the illumination light 3 exposed photosensitive layer on the wafer 26 developed. In this way, a micro- or nanostructured component, for example, a semiconductor chip is produced.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 8717541 B2 [0002]
US 8253925 B2 [0002]
US 6859515 B2 [0015]
EP 1225481A [0015]
WO 2009/074211 A1 [0025]
EP 0952491 A2 [0025]
DE 102008013229 A1 [0025]
US 2015/0015865 A1 [0025]
DE 102010029050 A1 [0029]
US 2007/0058269 A1 [0036]

Claims

Field facet mirror (6) for use in illumination optics (31) of a projection exposure apparatus (1) for EUV projection lithography, with a plurality of field facets (10) with reflection surfaces for EUV illumination light (3), the reflective surfaces having an edge contour with two opposite longer facet sides (32, 33) measured along a facet long dimension (x) and two short facet sides (34, 35) measured along a facet short dimension (y), exhibit, wherein the longer facet sides (32, 33) of at least some of the field facets (10) have a differently curved shape, at least one of the two longer facet sides (32, 33) being aspherically shaped, - wherein at least some of the field facets (10) have different center extents (d) along the facet short dimension (y).

Field facet mirror after Claim 1 , characterized in that the two longer facet sides (32, 33) are executed aspherically curved.

Field facet mirror after Claim 1 or 2 , characterized in that at least one of the two longer facet sides (32, 33) is elliptically curved.

Field facet mirror after one of Claims 1 to 3 , characterized in that the two shorter facet sides (34, 35) of a field facet (10) are designed parallel to each other.

Field facet mirror after Claim 4 , characterized in that at least some of the field facets (10) to a center axis (S), which runs parallel to the short facet sides (34, 35), are designed mirror-symmetrically.

Field facet mirror after one of Claims 1 to 4 , characterized in that at least some of the field facets (10) are mirror-symmetrical to any axis passing through the respective facet reflection surface.

Illumination optics (31) with a field facet mirror (6) according to one of Claims 1 to 6 , for illuminating an object field (20), in which an object (19) to be imaged can be arranged.

Optical system with illumination optics (31) according to Claim 7 and with projection optics (21) for imaging the object field (20) into an image field (24) in which a substrate (26) can be arranged.

Lighting system with an illumination optics after Claim 7 and with an EUV light source (2).

Projection exposure system (1) with a lighting system according to Claim 9 and with projection optics (21) for imaging the object field (20) into an image field (24) in which a substrate (26) can be arranged.

Process for the production of structured components comprising the following steps: - providing a wafer (26) on which at least partially a layer of a photosensitive material is applied, - providing a reticle as an object (19) having structures to be imaged, - providing a projection exposure apparatus ( 1) after Claim 10 Projecting at least part of the reticle onto a region of the layer of the wafer by means of the projection exposure apparatus.

Structured component, produced by a method according to Claim 11 ,