DE102018218981A1 - Optical grid - Google Patents
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Abstract
Ein optisches Gitter (21) hat Beugungsstrukturen (24). Diese sind derart aufeinanderfolgend angeordnet, dass ihre Strukturperiode (T1, T2) über eine Gitterdimension (x) senkrecht zu einer Längserstreckung (y) der Beugungsstrukturen (24) von einer mittleren Strukturperiode um mehr als 0,1% abweicht. Es resultiert ein optisches Gitter, bei dem eine insbesondere lokale thermische Belastung einer Lichtfalle bei der Verwendung eines solchen optischen Gitters zur Falschlichtunterdrückung verringert wird. An optical grating (21) has diffraction structures (24). These are arranged successively such that their structure period (T 1 , T 2 ) deviates over a grid dimension (x) perpendicular to a longitudinal extension (y) of the diffraction structures (24) from an average structure period by more than 0.1%. The result is an optical grating, in which a particular local thermal load of a light trap is reduced in the use of such optical grating for false light suppression.
Description
Die Erfindung betrifft ein optisches Gitter. Ferner betrifft die Erfindung einen EUV-Kollektor einer Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen Gitter, ein Beleuchtungssystem mit einem derartigen EUV-Kollektor, ein optisches System mit einem derartigen Beleuchtungssystem, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System sowie ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen optischen Gitters.The invention relates to an optical grating. The invention further relates to an EUV collector of a projection exposure apparatus with such an optical grating, a lighting system with such an EUV collector, an optical system with such an illumination system, a projection exposure apparatus with such an optical system and a method for producing such an optical grating.
Ein EUV-Kollektor mit einem optischen Gitter ist bekannt aus der
Ein optisches Gitter kann zur Unterdrückung von Falschlicht einer von Nutzlicht abweichenden Wellenlänge genutzt werden. Das Falschlicht kann dann vom optischen Gitter hin zu einer Lichtfalle (beam dump) gebeugt werden, wohingegen Nutzlicht einen anderen Weg nimmt.An optical grating can be used to suppress stray light of a wavelength deviating from useful light. The false light can then be diffracted from the optical grating to a beam dump, whereas useful light takes a different path.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfmdung, ein optisches Gitter der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine insbesondere lokale thermische Belastung einer Lichtfalle bei der Verwendung eines solchen optischen Gitters zur Falschlichtunterdrückung verringert wird.It is an object of the present invention to further develop an optical grating of the type mentioned in the introduction such that a particular local thermal load of a light trap is reduced when using such an optical grating for false light suppression.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein optisches Gitter mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved by an optical grating with the features specified in claim 1.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es zur Unterdrückung von Falschlicht einer bestimmten Wellenlänge nicht erforderlich ist, Beugungsstrukturen auf einem optischen Gitter bereitzustellen, die exakt nur eine einzige Strukturperiode zur falschlichtunterdrückenden Beugung aufweisen. Beim erfindungsgemäßen optischen Gitter liegt eine Verteilung von Strukturperioden um eine mittlere Strukturperiode vor. Diese Verteilung kann diskret und/oder kontinuierlich sein. Die Verteilung der Strukturperioden kann also mehrere diskrete und voneinander verschiedene Strukturperioden aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Verteilung mindestens ein kontinuierliches Band von Strukturperioden mit einer endlichen Bandbreite aufweisen.According to the invention, it has been recognized that to suppress stray light of a certain wavelength it is not necessary to provide diffraction structures on an optical grating which have exactly only a single structure period for false-light-suppressing diffraction. In the optical grating according to the invention, there is a distribution of structure periods around an average structure period. This distribution can be discrete and / or continuous. The distribution of the structure periods can thus have a plurality of discrete and mutually different structure periods. Alternatively or additionally, the distribution may comprise at least one continuous band of structure periods having a finite bandwidth.
Die Verteilung von Strukturperioden führt zu einer Verbreiterung eines Beugungsmaximums von gebeugtem Falschlicht einer Wellenlänge, was eine thermische Belastung einer Lichtfalle, die im Bereich dieses Beugungsmaximums angeordnet sein kann, verringert. Temperaturspitzen an der Lichtfalle bzw. im Bereich der Lichtfalle können vermieden werden. Die Strukturperiode der linienhaften Beugungsstrukturen kann von einer mittleren Strukturperiode um mehr als 0,2%, um mehr als 0,3%, um mehr als 0,5%, um mehr als 1%, um mehr als 2%, um mehr als 3%, um mehr als 5% oder auch um mehr als 10% abweichen.The distribution of structure periods leads to a broadening of a diffraction maximum of diffracted stray light of a wavelength, which reduces a thermal load of a light trap, which may be arranged in the region of this diffraction maximum. Temperature peaks at the light trap or in the region of the light trap can be avoided. The structural period of the line diffraction structures may range from an average structure period of more than 0.2%, more than 0.3%, more than 0.5%, more than 1%, more than 2%, more than 3% %, by more than 5% or by more than 10%.
Bei den Beugungsstrukturen kann es sich um linienhafte Beugungsstrukturen handeln, also um Strukturen mit einem linienhaften Verlauf über eine optische Fläche des optischen Gitters. Ein derartiger linienhafter Verlauf kann längs gerade verlaufender Linien oder auch längs gekrümmter beispielsweise in Umfangsrichtung um ein Zentrum verlaufender Linien erfolgen. Bei einem derartigen linienhaften Verlauf erstrecken sich die Beugungsstrukturen jedenfalls abschnittsweise längs einer ersten Dimension, wobei eine Strukturperiode der Beugungsstrukturen in der optischen Fläche in einer zu dieser ersten Dimension senkrechten zweiten Dimension gemessen wird. Grundsätzlich kann auch längs dem dann abschnittsweise vorliegenden linienhaften Verlauf eine Periodizität vorliegen, es kann der linienhafte Verlauf also in vorgegebenen Abständen unterbrochen sein, sodass sich längs der ersten Dimension dann eine weitere Strukturperiode der Beugungsstrukturen in der optischen Fläche ergibt, was zu zusätzlichen Freiheitsgraden zur Verbreiterung eines Falschlicht-Beugungsmaximums insbesondere im Bereich einer Lichtfalle genutzt werden kann.The diffraction structures may be linear diffraction structures, ie structures with a linear course over an optical surface of the optical grating. Such a linear course can take place along straight lines or also longitudinally curved lines running around a center, for example in the circumferential direction. With such a line-like course, the diffraction structures in each case extend in sections along a first dimension, wherein a structural period of the diffraction structures in the optical surface is measured in a second dimension perpendicular to this first dimension. In principle, a periodicity may also be present along the then line-wise course, so that the linear course can be interrupted at predetermined intervals, so that along the first dimension there results a further structure period of the diffraction structures in the optical surface, which leads to additional degrees of freedom for broadening a false light diffraction maximum, in particular in the region of a light trap can be used.
Mehrere Typen von Beugungsstrukturen nach Anspruch 2 führen zu einer Verteilung der Beugungsintensitäten von Falschlicht einer Wellenlänge auf eine entsprechende Anzahl von Beugungsmaxima. Die den verschiedenen Typen zugeordneten Strukturperioden können als diskrete, voneinander verschiedene Strukturperioden vorliegen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass jeder der Typen der Beugungsstrukturen seinerseits eine kontinuierliche Verteilung von Strukturperioden um eine mittlere Typ-Strukturperiode aufweist. Es können zwei Typen, drei Typen, vier Typen, fünf Typen oder noch mehr Typen von Beugungsstrukturen vorliegen. Die Strukturperioden der verschiedenen Beugungsstruktur-Typen können voneinander um mehr als 2%, um mehr als 3%, um mehr als 4%, um mehr als 5% oder auch um mehr als 10% abweichen.Several types of diffraction structures according to
Eine doppelperiodische Anordnung nach Anspruch 3 ist in der Herstellung vergleichsweise wenig aufwendig.A double-periodic arrangement according to
Strukturperioden mit einer Häufigkeitsverteilung nach Anspruch 4 erzeugen eine vorteilhafte Ausschmierung eines Falschlicht-Beugungsmaximums. Die Halbwertsbreite kann größer sein als 2%, kann größer sein als 3%, kann größer sein als 4%, kann größer sein als 5% oder kann auch größer sein als 10% der häufigsten Strukturperiode.Structure periods with a frequency distribution according to
Eine Normalverteilung nach Anspruch 5 lässt sich mit statistischen Verfahren bei der Strukturerzeugung realisieren.A normal distribution according to
Ein Zu- oder Abnehmen der Strukturperioden nach Anspruch 6 führen ebenfalls zu einem vorteilhaften Ausschmieren eines Falschlicht-Beugungsmaximums. Eine derartige Zu- oder Abnahme wird auch als Drift der Strukturperiode bezeichnet. An increase or decrease in the structure periods according to
Die Vorteile einer optischen Komponente nach Anspruch 7 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf das optische Gitter bereits erläutert wurden.The advantages of an optical component according to
Bei der optischen Komponente mit dem erfmdungsgemäßen optischen Gitter kann es sich um einen EUV-Kollektor handeln. Alternativ oder zusätzlich zu einem Kollektor kann das optische Gitter beispielsweise auf einer Komponente einer Beleuchtungsoptik und/oder einer Projektionsoptik einer Lithographie-Projektionsbelichtungsanlage zum Einsatz kommen. Beispiele hierfür sind Facetten eines Feldfacettenspiegels, Facetten eines Pupillenfacettenspiegels, ein Falt- oder Kondensorspiegel einer Beleuchtungsoptik, der im Strahlengang vor einem Objektfeld angeordnet sein kann, oder ein Spiegel einer Projektionsoptik. Bei der optischen Komponente, die das optische Gitter trägt, kann es sich um eine Freiformflächenkomponente handeln.The optical component with the optical grating according to the invention may be an EUV collector. As an alternative or in addition to a collector, the optical grating can be used, for example, on a component of an illumination optical system and / or a projection optical system of a lithographic projection exposure apparatus. Examples of this are facets of a field facet mirror, facets of a pupil facet mirror, a folding or condenser mirror of an illumination optical system, which can be arranged in the beam path in front of an object field, or a mirror of a projection optics. The optical component carrying the optical grating may be a free-form surface component.
Alternativ kann das optische Gitter auch als Bestandteil eines Spektrometers oder als Bestandteil eines Laserresonators zum Einsatz kommen.Alternatively, the optical grating can also be used as part of a spectrometer or as part of a laser resonator.
Die Vorteile eines Beleuchtungssystems nach Anspruch 8, eines optischen Systems nach Anspruch 9 und 10 sowie einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 11 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf das optische Gitter bzw. den EUV-Kollektor bereits erläutert wurden. Bei der EUV-Lichtquelle kann es sich um eine Plasma-Lichtquelle handeln, wobei das der EUV-Erzeugung dienende Plasma über einen Pumplicht-Laser erzeugt wird. Eine Pumplicht-Wellenlänge kann im Bereich von 10,6 µm liegen.The advantages of a lighting system according to
Herstellungsverfahren nach den Ansprüchen 12 bis 14 haben sich in der Praxis bewährt.Manufacturing method according to
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithographie; -
2 in einem Meridionalschnitt einen Lichtweg hin zu und von einem Plasma-Quellbereich einer EUV-Lichtquelle der Projektionsbelichtungsanalage nach1 , wobei insbesondere eine beugende, falschlichtunterdrückende Wirkung eines optischen Gitters auf einem EUV-Kollektorspiegel dargestellt ist, der eine erste, EUV-Nutzlicht führende Komponente nach dem EUV-Quellbereich darstellt; -
3 einen Schnitt durch eine Ausführungsform des optischen Gitters, wobei eine Schnittebene senkrecht auf einer Längserstreckung der Beugungsstrukturen des optischen Gitters steht; -
4 Falschlicht-Intensitätsverteilung einer Beugungsintensität einer Variante des Gitters nach3 , aufgenommen in einem Fernfeld des Kollektorspiegels; -
5 und6 in zu den3 und4 ähnlicher Darstellung einen Schnitt durch Beugungsstrukturen sowie eine Falschlicht-Intensitätsverteilung für eine weitere Ausführung des optischen Gitters; -
7 und8 in zu den3 und4 ähnlicher Darstellung einen Schnitt durch Beugungsstrukturen sowie eine Falschlicht-Intensitätsverteilung für eine weitere Ausführung des optischen Gitters; -
9 starkschematisch eine Vorrichtung zur Herstellung von Beugungsstrukturen eines optischen Gitters; und -
10 schematisch in einer Seitenansicht eine weitere Ausführung einer Vorrichtung zur Herstellung der Beugungsstrukturen des optischen Gitters.
-
1 schematically a projection exposure system for EUV microlithography; -
2 in a meridional section, an optical path to and from a plasma source region of an EUV light source of the projection exposure system1 showing in particular a diffractive, false-light-suppressing effect of an optical grating on an EUV collector mirror, which represents a first, EUV Nutzlicht leading component to the EUV source area; -
3 a section through an embodiment of the optical grating, wherein a sectional plane is perpendicular to a longitudinal extent of the diffraction structures of the optical grating; -
4 False light intensity distribution of a diffraction intensity of a variant of the grating after3 , recorded in a far field of the collector mirror; -
5 and6 in to the3 and4 Similarly, a section through diffraction structures and a false light intensity distribution for a further embodiment of the optical grating. -
7 and8th in to the3 and4 Similarly, a section through diffraction structures and a false light intensity distribution for a further embodiment of the optical grating. -
9 Schematic diagram of a device for producing diffraction structures of an optical grating; and -
10 schematically a side view of another embodiment of an apparatus for producing the diffraction structures of the optical grating.
Eine Projektionsbelichtungsanlage
Bei der Lichtquelle
Zur Führung des Beleuchtungslichts
Nicht näher dargestellte Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels
Mit einer Projektionsoptik bzw. abbildenden Optik
Zur Erleichterung der Beschreibung der Projektionsbelichtungsanlage
Das Objektfeld
Für die Projektionsoptik
Die Abbildung durch die Projektionsoptik
In der
Die Projektionsbelichtungsanlage
Pumplicht
Sowohl das EUV-Nutzlicht
Die Spiegelfläche
Die Beugungsstrukturen
Strukturhöhen h der beiden Beugungsstruktur-Typen
Aufgrund der verschiedenen Beugungsstruktur-Typen
Die Intensitätsverteilung nach
Strukturperioden
Eine Strukturperiode T(x) als Funktion der Ortskoordinate kann allgemein geschrieben werden als T=T0+c•x. In diesem Fall ist die Zunahme der Strukturperiode T linear. A structure period T (x) as a function of the location coordinate can generally be written as T = T 0 + c • x. In this case, the increase of the pattern period T is linear.
Die Beugungsstrukturen
Zur Herstellung der Beugungsstrukturen
Soweit ein Materialabtrag zum Einsatz kommt, kann dieser chemisch erfolgen, beispielsweise durch ein Ätzverfahren, oder physikalisch, beispielsweise mechanisch oder elektromagnetisch, durch Ionenbeschuss oder galvanisch, optisch durch Laserabtrag oder thermisch durch Schmelzen.As far as a material removal is used, this can be done chemically, for example by an etching process, or physically, for example mechanically or electromagnetically, by ion bombardment or galvanically, optically by laser ablation or thermally by melting.
Ein Materialauftrag kann auch mittels PVD oder CVD erfolgen.A material application can also be carried out by means of PVD or CVD.
Bei den Strukturierungsverfahren kann auf ein Substrat ein Lack aufgetragen werden, der dann belichtet wird, wobei anschließend ein Ätzverfahren zur Strukturbildung stattfindet.In the structuring method, a lacquer can be applied to a substrate, which is then exposed, and then an etching process for patterning takes place.
Beim Bearbeiten des Substrats kann eine Relativbewegung zwischen dem Substrat und einer Strukturierungseinheit zur Erzeugung der Beugungsstruktur stattfinden.When processing the substrate, a relative movement between the substrate and a structuring unit for generating the diffraction structure can take place.
Beim Bearbeiten kann also ein mechanischer und/oder ein elektromagnetischer Abtrag von Substratmaterial erfolgen.During machining, therefore, a mechanical and / or an electromagnetic removal of substrate material can take place.
Anhand der
Der Schreibkopf
Bei der Herstellung der Beugungsstruktur
Bei einem optischen Herstellen der Beugungsstrukturen kann eine Belichtung eines mit einem Fotolack
Zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauteils wird die Projektionsbelichtungsanlage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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