DE102021204582B3

DE102021204582B3 - OPTICAL SYSTEM AND PROJECTION EXPOSURE EQUIPMENT

Info

Publication number: DE102021204582B3
Application number: DE102021204582.0A
Authority: DE
Inventors: Martin Vogt; Tanja Müller
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-05-06
Filing date: 2021-05-06
Publication date: 2022-07-07
Anticipated expiration: 2041-05-07

Abstract

Ein optisches System (100) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1), aufweisend mehrere optische Elemente (102, 104, 106), wobei zumindest eines der optischen Elemente (102, 104, 106) eine Obskuration (108) umfasst, eine Bildebene (12), einen Strahlengang (110), wobei der Strahlengang (110) durch die Obskuration (108) und über die optischen Elemente (102, 104, 106) zu der Bildebene (12) durch das optische System (100) führt, und eine Obskurationsblende (116), die in dem Strahlengang (110) angeordnet ist und diesen teilweise abschattet, wobei die Obskurationsblende (116) eine Dämpfungseinrichtung (136, 138, 140, 142) umfasst, die dazu eingerichtet ist, bei einer externen Anregung der Obskurationsblende (116) eine Schwingungsamplitude derselben zu reduzieren, und wobei die Dämpfungseinrichtung (136, 138, 140, 142) ein fluiddichtes Gehäuse (148) und einen beweglich in dem Gehäuse (148) aufgenommenen Füllstoff (152) umfasst.

An optical system (100) for a projection exposure system (1), having a plurality of optical elements (102, 104, 106), wherein at least one of the optical elements (102, 104, 106) comprises an obscuration (108), an image plane (12) , a beam path (110), the beam path (110) leading through the obscuration (108) and via the optical elements (102, 104, 106) to the image plane (12) through the optical system (100), and an obscuration diaphragm ( 116) which is arranged in the beam path (110) and partially shades it, the obscuration diaphragm (116) comprising a damping device (136, 138, 140, 142) which is set up to, when the obscuration diaphragm (116) is excited externally reducing an amplitude of vibration thereof, and wherein the damping device (136, 138, 140, 142) comprises a fluid-tight housing (148) and a filler (152) movably received in the housing (148).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage und eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System.The present invention relates to an optical system for a projection exposure system and a projection exposure system with such an optical system.

Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.Microlithography is used to produce microstructured components such as integrated circuits. The microlithography process is carried out using a lithography system which has an illumination system and a projection system. The image of a mask (reticle) illuminated by the illumination system is projected by the projection system onto a substrate coated with a light-sensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection system, for example a silicon wafer, in order to place the mask structure on the light-sensitive coating of the substrate transferred to.

Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV-Lithographieanlagen (Engl.: Extreme Ultraviolet, EUV) entwickelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, insbesondere 13,5 nm, verwenden. Bei solchen EUV-Lithographieanlagen müssen wegen der hohen Absorption der meisten Materialien von Licht dieser Wellenlänge reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von - wie bisher - brechenden Optiken, das heißt Linsen, eingesetzt werden.Driven by the striving for ever smaller structures in the production of integrated circuits, EUV (Extreme Ultraviolet, EUV) lithography systems are currently being developed, which emit light with a wavelength in the range from 0.1 nm to 30 nm, in particular 13.5 nm , use. In such EUV lithography systems, because of the high absorption of light of this wavelength by most materials, reflective optics, ie mirrors, must be used instead of—as hitherto—refractive optics, ie lenses.

Neben der Wellenlänge ist auch die numerische Apertur eine wichtige Kenngröße von Lithographieanlagen. Die numerische Apertur wird bei Lithographieanlagen mit Hilfe von Aperturblenden (auch als NA-Blenden bezeichnet) eingestellt.In addition to the wavelength, the numerical aperture is also an important parameter of lithography systems. In lithography systems, the numerical aperture is set with the aid of aperture diaphragms (also referred to as NA diaphragms).

Um eine besonders große numerische Apertur zu erreichen, sind der Anmelderin betriebsintern Optikdesigns mit einem ersten und einem zweiten Spiegel bekannt. Ein Strahlengang tritt durch eine Obskuration in dem zweiten Spiegel hindurch und wird von dem ersten Spiegel auf den zweiten Spiegel reflektiert. Der zweite Spiegel fokussiert das Licht auf eine Feldebene oder Bildebene des optischen Systems, in welcher beispielsweise eine lichtempfindliche Schicht eines zu strukturierenden Wafers angeordnet ist. Diese beiden Spiegel sind beispielsweise die letzten zwei Spiegel eines EUV-Projektionssystems, welches beispielsweise sechs, acht, zehn oder mehr Spiegel umfassen kann. Die beschriebene Anordnung mit einem ersten Spiegel und einem zweiten Spiegel ist nicht zwingend in dieser Art und Weise erforderlich. Es sind auch optische Designs denkbar, bei denen mehrere Spiegel obskuriert sind.In order to achieve a particularly large numerical aperture, optical designs with a first and a second mirror are known to the applicant in-house. A beam path passes through an obscuration in the second mirror and is reflected from the first mirror onto the second mirror. The second mirror focuses the light onto a field plane or image plane of the optical system, in which, for example, a light-sensitive layer of a wafer to be structured is arranged. These two mirrors are, for example, the last two mirrors of an EUV projection system, which can include six, eight, ten or more mirrors, for example. The described arrangement with a first mirror and a second mirror is not absolutely necessary in this way. Optical designs are also conceivable in which several mirrors are obscured.

Um die Obskuration in dem Spiegel möglichst klein zu halten, kann das Optikdesign eine Zwischenbildebene in der Nähe der Obskuration vorsehen. Entsprechend erzeugt die Obskuration eine feldabhängige Abschattung in der Austrittspupille. Um diese Feldabhängigkeit zu eliminieren, kann in einer Pupillenebene eine Obskurationsblende eingefügt werden. Es sind jedoch auch obskurierte Systeme möglich, bei denen ein Zwischenbild gegebenenfalls woanders liegt.In order to keep the obscuration in the mirror as small as possible, the optical design can provide for an intermediate image plane in the vicinity of the obscuration. Correspondingly, the obscuration generates a field-dependent shadowing in the exit pupil. In order to eliminate this field dependency, an obscuration diaphragm can be inserted in a pupil plane. However, obscured systems are also possible, in which an intermediate image may lie somewhere else.

Da die Obskurationsblende in dem Strahlengang angeordnet ist, wird in diese Wärme eingebracht, die wieder abgeführt werden muss. Die Obskurationsblende ist mit Hilfe von drahtförmigen oder stabförmigen Befestigungselementen aufgehängt, über welche die Wärme abgeführt werden kann. Die Befestigungselemente laufen quer durch den Strahlengang hindurch und schatten diesen dadurch teilweise ab. Hinsichtlich einer minimalen Abschattung des Strahlengangs ist ein möglichst kleiner Querschnitt der Befestigungselemente erstrebenswert.Since the obscuration diaphragm is arranged in the beam path, heat is introduced into it and has to be dissipated again. The obscuration screen is suspended using wire-shaped or rod-shaped fastening elements, via which the heat can be dissipated. The fasteners run across the beam path and thus partially shade it. With regard to minimal shadowing of the beam path, the smallest possible cross-section of the fastening elements is desirable.

Die Befestigungselemente sind mit Hilfe von Federelementen vorgespannt. Durch den Wärmeeintrag in die Obskurationsblende kann diese Vorspannung jedoch nachlassen. Dieser Vorspannungsverlust kann dazu führen, dass die Obskurationsblende empfindlicher für externe Anregungen wird. Wird eine Schwingungsamplitude der Obskurationsblende zu groß, kann dies dazu führen, dass Positionstoleranzen der Obskurationsblende nicht eingehalten werden können. Dies gilt es zu verbessern.The fasteners are preloaded with the help of spring elements. However, this pretension can decrease due to the heat input into the obscuration diaphragm. This loss of bias can cause the obscuration diaphragm to become more sensitive to external excitations. If an oscillation amplitude of the obscuration diaphragm becomes too large, this can result in positional tolerances of the obscuration diaphragm not being able to be maintained. This needs to be improved.

Bereits bekannt sind die US 9 521 753 B1 (elektronische Leiterplatte mit einer Schwingungsdämpfungseinrichtung, die mit Wolframkugeln gefüllt ist), die US 2012/0274769 A1 (Kamera in einem Gehäuse, welches zur Schwingungsdämpfung mit einem schwammartigen oder Styroporschaum-Material gefüllt ist), die DE 102 35 397 A1 (Kraftfahrzeuginnenspiegel mit Gehäuse, das zu Schwingungsdämpfung mit Granulat aus Kunststoff und/oder Metall gefüllt ist) und die US 4 706 788 A (säulenförmige Halterung für optische Elemente, die zur Schwingungsdämpfung mit einem Füllstoff (z.B. Bleipartikel in viskoser Flüssigkeit) gefüllt ist).They are already known U.S. 9,521,753 B1 (Electronic circuit board with a vibration damping device filled with tungsten balls), the US 2012/0274769 A1 (Camera in a housing, which is filled with a spongy or styrofoam material for vibration damping), the DE 102 35 397 A1 (Car interior mirror with housing that is filled with granules made of plastic and / or metal to dampen vibrations) and the U.S. 4,706,788 A (Column-shaped holder for optical elements, which is filled with a filler (e.g. lead particles in a viscous liquid) to dampen vibrations).

Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes optisches System bereitzustellen.Against this background, it is an object of the present invention to provide an improved optical system.

Demgemäß wird ein optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage vorgeschlagen. Das optische System umfasst mehrere optische Elemente, wobei zumindest eines der optischen Elemente eine Obskuration umfasst, eine Bildebene, einen Strahlengang, wobei der Strahlengang durch die Obskuration und über die optischen Elemente zu der Bildebene durch das optische System führt, und eine Obskurationsblende, die in dem Strahlengang angeordnet ist und diesen teilweise abschattet, wobei die Obskurationsblende eine Dämpfungseinrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, bei einer externen Anregung der Obskurationsblende eine Schwingungsamplitude derselben zu reduzieren, und wobei die Dämpfungseinrichtung ein fluiddichtes Gehäuse und einen beweglich in dem Gehäuse aufgenommenen Füllstoff umfasst.Accordingly, an optical system for a projection exposure system is proposed. The optical system comprises a plurality of optical elements, at least one of the optical elements comprising an obscuration, an image plane, a beam path, the beam path leading through the obscuration and via the optical elements to the image plane through the optical system, and an obscuration screen which is arranged in the beam path and partially shades it, wherein the obscuration screen comprises a damping device which is set up to reduce an oscillation amplitude of the obscuration screen when it is externally excited, and wherein the damping device has a fluid-tight housing and a movable in the housing included filler.

Dadurch, dass die Dämpfungseinrichtung unmittelbar an der Obskurationsblende vorgesehen ist, ist es möglich, Schwingungen der Obskurationsblende, die aus der externen Anregung resultieren, zu dämpfen. Dadurch, dass das Gehäuse fluiddicht ist, ist es insbesondere möglich, auch Füllstoffe zu verwenden, die unter der Einwirkung von Beleuchtungsstrahlung, insbesondere von EUV-Strahlung, ausgasen würden.Because the damping device is provided directly on the obscuration diaphragm, it is possible to damp vibrations of the obscuration diaphragm that result from the external excitation. The fact that the housing is fluid-tight makes it possible, in particular, to also use fillers that would outgas under the influence of illumination radiation, in particular EUV radiation.

Das optische System kann ein wie zuvor erläutertes Projektionssystem oder Projektionsobjektiv einer Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere einer EUV-Lithographieanlage, sein. Das optische System kann ein erstes optisches Element, ein zweites optisches Element und ein drittes optisches Element aufweisen. Die Anzahl der optischen Elemente ist jedoch beliebig. Zumindest eines der optischen Elemente umfasst die Obskuration. Es können jedoch auch mehrere optische Elemente jeweils eine Obskuration aufweisen.The optical system can be a projection system, as explained above, or a projection objective of a projection exposure system, in particular an EUV lithography system. The optical system can have a first optical element, a second optical element and a third optical element. However, the number of optical elements is arbitrary. At least one of the optical elements includes the obscuration. However, several optical elements can each have an obscuration.

Beispielsweise kann der Strahlengang von dem ersten optischen Element durch die Obskuration zu dem zweiten optischen Element, von dem zweiten optischen Element zu dem dritten optischen Element und von dem dritten optischen Element zu der Bildebene durch das optische System führen. In diesem Fall kann beispielsweise das dritte optische Element die Obskuration aufweisen. Diese Anordnung ist jedoch nur beispielhaft zu verstehen.For example, the beam path can lead from the first optical element through the obscuration to the second optical element, from the second optical element to the third optical element and from the third optical element to the image plane through the optical system. In this case, for example, the third optical element can have the obscuration. However, this arrangement is only to be understood as an example.

Beispielsweise kann der Strahlengang jedoch auch von dem dritten optischen Element zu dem ersten optischen Element und von dem ersten optischen Element durch die Obskuration zu dem zweiten optischen Element durch das optische System führen. Ferner kann der Strahlengang auch von dem ersten optischen Element durch die Obskuration zu dem dritten optischen Element und von dem dritten optischen Element zu dem zweiten optischen Element durch das optische System führen. Weiterhin kann der Strahlengang auch von dem ersten optischen Element zu dem dritten optischen Element und von dem dritten optischen Element durch die Obskuration zu dem zweiten optischen Element durch das optische System führen.For example, however, the beam path can also lead from the third optical element to the first optical element and from the first optical element through the obscuration to the second optical element through the optical system. Furthermore, the beam path can also lead from the first optical element through the obscuration to the third optical element and from the third optical element to the second optical element through the optical system. Furthermore, the beam path can also lead from the first optical element to the third optical element and from the third optical element through the obscuration to the second optical element through the optical system.

Gemäß einer weiteren Alternative sind nur das erste optische Element und das dritte optische Element vorgesehen. In diesem Fall führt der Strahlengang beispielsweise von dem dritten optischen Element zu dem ersten optischen Element und von dem ersten optischen Element durch die Obskuration durch das optische System. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind nur das zweite optische Element und das dritte optische Element vorgesehen. In diesem Fall kann der Strahlengang durch die Obskuration zu dem zweiten optischen Element und von dem zweiten optischen Element zu dem dritten optischen Element durch das optische System führen.According to a further alternative, only the first optical element and the third optical element are provided. In this case, the beam path leads, for example, from the third optical element to the first optical element and from the first optical element through the obscuration by the optical system. According to a further configuration, only the second optical element and the third optical element are provided. In this case, the beam path can lead through the obscuration to the second optical element and from the second optical element to the third optical element through the optical system.

Die optischen Elemente weisen vorzugsweise jeweils eine optisch wirksame oder optisch aktive Fläche auf. Die optisch aktive Fläche ist geeignet, Licht, insbesondere Beleuchtungsstrahlung oder EUV-Strahlung, zu reflektieren. Die optisch aktive Fläche kann eine Spiegelfläche sein. Die optischen Elemente können somit Spiegel sein. Die Begriffe „Spiegel“ und „optisches Element“ können daher gegeneinander getauscht werden. Die Anzahl der optischen Elemente ist beliebig. Beispielsweise können fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr optische Elemente vorgesehen sein. Die Anzahl der optischen Elemente kann gerade oder ungerade sein. Die Obskurationsblende selbst ist ebenfalls ein optisches Element oder kann als optisches Element bezeichnet werden. Jedoch weist die Obskurationsblende keine Spiegeleigenschaften auf.The optical elements preferably each have an optically effective or optically active surface. The optically active surface is suitable for reflecting light, in particular illumination radiation or EUV radiation. The optically active surface can be a mirror surface. The optical elements can thus be mirrors. The terms “mirror” and “optical element” can therefore be interchanged. The number of optical elements is arbitrary. For example, five, six, seven, eight, nine, ten or more optical elements can be provided. The number of optical elements can be even or odd. The obscuration stop itself is also an optical element or can be referred to as an optical element. However, the obscuration diaphragm has no mirror properties.

In der Bildebene kann ein zu belichtender Wafer angeordnet sein. Mit Hilfe des optischen Systems werden Objektpunkte einer Objektebene, in der eine Photomaske angeordnet sein kann, auf Bildpunkte der Bildebene abgebildet. Insbesondere ist die Obskurationsblende dazu eingerichtet, alle Schattenwürfe der Obskuration auf die Bildebene zu verdecken. Damit ist die Obskuration in der Austrittspupille feldkonstant.A wafer to be exposed can be arranged in the image plane. With the help of the optical system, object points in an object plane, in which a photomask can be arranged, are imaged onto image points in the image plane. In particular, the obscuration shutter is set up to hide all shadows cast by the obscuration on the image plane. The obscuration in the exit pupil is thus field constant.

Unter einer „Obskuration“ ist vorliegend ein Durchbruch oder ein Loch in einem der optischen Elemente zu verstehen. Der Durchbruch durchbricht beispielsweise das dritte optische Element, so dass Licht von dem ersten optischen Element durch die Obskuration hindurch auf das zweite optische Element fallen kann. Diese Anordnung ist jedoch beispielhaft zu verstehen. Unter „Licht“, „Arbeitslicht“ oder „Beleuchtungsstrahlung“ kann vorliegend EUV-Strahlung zu verstehen sein. Das heißt, die Begriffe „Licht“, „Arbeitslicht“, „Beleuchtungsstrahlung“ und „EUV-Strahlung“ können beliebig gegeneinander getauscht werden.In the present case, an “obscuration” is to be understood as meaning a breakthrough or a hole in one of the optical elements. The opening breaks through the third optical element, for example, so that light from the first optical element can fall through the obscuration onto the second optical element. However, this arrangement is to be understood as an example. In the present case, “light”, “work light” or “illuminating radiation” can be understood to mean EUV radiation. This means that the terms "light", "work light", "illuminating radiation" and "EUV radiation" can be interchanged as desired.

Dem Strahlengang folgt Licht durch das optische System. Die Obskurationsblende ist innerhalb eines Lichtbündels im Strahlengang angeordnet und blendet somit einen inneren Teil des entsprechenden Lichtbündels aus beziehungsweise schattet diesen ab. Mit „Lichtbündel“ ist hier das Arbeitslicht in dem optischen System gemeint. Im Unterscheid dazu greifen Aperturblenden von außen in das entsprechende Lichtbündel ein und blenden einen Teil desselben an seinem äußeren Umfang aus.Light follows the beam path through the optical system. The obscuration diaphragm is arranged within a light bundle in the beam path and thus hides or shades an inner part of the corresponding light bundle. With "light bundle" here is the working light meant in the optical system. In contrast to this, aperture diaphragms intervene in the corresponding light beam from the outside and hide a part of it on its outer circumference.

Dass die Dämpfungseinrichtung „dazu eingerichtet“ ist, bei der externen Anregung der Obskurationsblende die Schwingungsamplitude derselben zu reduzieren, bedeutet vorliegend, dass die Dämpfungseinrichtungen Schwingungen der Obskurationsblende derart dämpft, dass eine Auslenkung der Obskurationsblende, nämlich die Schwingungsamplitude, im Vergleich zu einer Obskurationsblende ohne eine solche Dämpfungseinrichtung verringert wird.The fact that the damping device is "set up" to reduce the oscillation amplitude of the same when the obscuration diaphragm is externally excited means in the present case that the damping device damps oscillations of the obscuration diaphragm in such a way that a deflection of the obscuration diaphragm, namely the oscillation amplitude, compared to an obscuration diaphragm without one such damping device is reduced.

Unter einem „fluiddichten“ Gehäuse ist vorliegend zu verstehen, dass weder Gase noch Flüssigkeiten von außen in das Gehäuse eindringen oder von innen aus dem Gehäuse austreten können. Dies hat zur Folge, dass für den Füllstoff auch Werkstoffe eingesetzt werden können, die unter Einwirkung der Beleuchtungsstrahlung ausgasen würden und so für einen Einsatz unter Beleuchtungsstrahlung grundsätzlich ungeeignet wären. Beispiele für derartige Werkstoffe sind Elastomere oder Flüssigkeiten.A “fluid-tight” housing is to be understood here to mean that neither gases nor liquids can penetrate the housing from the outside or escape from the housing from the inside. The consequence of this is that materials can also be used for the filler which would outgas under the influence of the illumination radiation and would therefore be fundamentally unsuitable for use under illumination radiation. Examples of such materials are elastomers or liquids.

Dass der Füllstoff in dem Gehäuse „beweglich“ aufgenommen ist, bedeutet vorliegend insbesondere, dass der Füllstoff lose in dem Gehäuse liegt. Bei einer Bewegung des Gehäuses kann sich somit der Füllstoff in dem Gehäuse bewegen. In the present case, the fact that the filler is accommodated “movably” in the housing means in particular that the filler lies loosely in the housing. When the housing moves, the filler can thus move in the housing.

Dies führt beispielsweise dazu, dass sich der Füllstoff bei einer Auslenkung der Obskurationsblende aufgrund seiner Massenträgheit zunächst nicht unmittelbar mit der Obskurationsblende mitbewegt. Dies führt zu einer Energieumwandlung und damit zu einer Reduzierung der Schwingungsamplitude. Der Füllstoff kann beispielsweise ein in dem Gehäuse aufgenommener Zylinder oder dergleichen sein. Der Füllstoff kann jedoch auch eine Vielzahl an Partikeln aufweisen und so als Schüttgut in dem Gehäuse aufgenommen sein.This means, for example, that when the obscuration diaphragm is deflected, the filler initially does not move directly with the obscuration diaphragm due to its mass inertia. This leads to an energy conversion and thus to a reduction in the vibration amplitude. The filler can be, for example, a cylinder or the like accommodated in the housing. However, the filler can also have a large number of particles and can thus be accommodated in the housing as bulk material.

Die Obskurationsblende umfasst bevorzugt einen plattenförmigen Basisabschnitt, der der Abschattung des Lichtbündels dient. Der Basisabschnitt kann beispielsweise ein dünnwandiges Stahlblech oder Aluminiumblech sein. Der Basisabschnitt ist mit Hilfe von Befestigungselementen, insbesondere in Form von Drähten oder Schneiden, abgespannt. Die Befestigungselemente sind insbesondere federvorgespannt. Die Dämpfungseinrichtung ist an dem Basisabschnitt angebracht. Es ist zumindest eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen. Die Anzahl der Dämpfungseinrichtungen ist jedoch grundsätzlich beliebig.The obscuration diaphragm preferably comprises a plate-shaped base section, which is used to shade the light beam. The base section can be, for example, a thin-walled sheet steel or aluminum sheet. The base section is braced with the aid of fastening elements, in particular in the form of wires or blades. In particular, the fastening elements are spring-loaded. The cushioning device is attached to the base portion. At least one damping device is provided. In principle, however, the number of damping devices is arbitrary.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Füllstoff pulverförmig oder flüssig.According to one embodiment, the filler is in powder form or liquid.

Beispielsweise kann der Füllstoff ein Metallpulver sein. Der Füllstoff kann jedoch auch Sand, insbesondere Quarzsand, Glaskugeln, Gummipartikel, Kunststoffpartikel oder dergleichen umfassen. Der Füllstoff kann beispielsweise auch eine Mischung aus einer Flüssigkeit und einem Feststoff sein. Beispielsweise kann der Füllstoff ein Öl umfassen, in welchem Metallpartikel fein verteilt sind.For example, the filler can be a metal powder. However, the filler can also include sand, in particular quartz sand, glass beads, rubber particles, plastic particles or the like. The filler can also be a mixture of a liquid and a solid, for example. For example, the filler may include an oil in which metal particles are finely dispersed.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Füllstoff eine Vielzahl gleichmäßig oder ungleichmäßig geformter Partikel.According to a further embodiment, the filler comprises a multiplicity of regularly or irregularly shaped particles.

Der Füllstoff kann auch eine Mischung aus gleichmäßig geformten und ungleichmäßig geformten Partikeln umfassen. Gleichmäßig geformte Partikel umfassen beispielsweise Kugeln, Würfel, Quadrate, Zylinder oder Pyramiden. Ungleichmäßig geformte Partikel sind beispielsweise Sandkörner.The filler can also comprise a mixture of uniformly shaped and irregularly shaped particles. Uniformly shaped particles include, for example, spheres, cubes, squares, cylinders or pyramids. Irregularly shaped particles are, for example, grains of sand.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Partikel elastisch verformbar.According to a further embodiment, the particles are elastically deformable.

Hierzu sind die Partikel beispielsweise aus Gummi oder einem anderen geeigneten Elastomer gefertigt. Die Partikel können auch Bleipartikel sein. Durch die elastische Verformbarkeit sind die Partikel selbst geeignet, Energie umzuwandeln.For this purpose, the particles are made of rubber or another suitable elastomer, for example. The particles can also be lead particles. Due to the elastic deformability, the particles themselves are suitable for converting energy.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Obskurationsblende eine Vorderseite, auf die im Betrieb des optischen Systems Beleuchtungsstrahlung auftrifft, und eine der Vorderseite abgewandte Rückseite, wobei die Dämpfungseinrichtung an der Rückseite vorgesehen ist.In accordance with a further embodiment, the obscuration diaphragm comprises a front side, onto which illumination radiation impinges during operation of the optical system, and a rear side facing away from the front side, with the damping device being provided on the rear side.

Vorzugsweise umfasst die Obskurationsblende, wie zuvor erwähnt, den plattenförmigen Basisabschnitt, welcher mit Hilfe der Befestigungselemente abgespannt ist. An dem Basisabschnitt ist rückseitig die Dämpfungseinrichtung vorgesehen. Alternativ kann die Dämpfungseinrichtung auch an der Vorderseite vorgesehen sein.As previously mentioned, the obscuration diaphragm preferably comprises the plate-shaped base section, which is braced with the aid of the fastening elements. The damping device is provided on the rear of the base section. Alternatively, the damping device can also be provided on the front side.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umschließt das Gehäuse einen Innenraum, in dem der Füllstoff aufgenommen ist, wobei der Füllstoff maximal 80 %, bevorzugt maximal 70 %, weiter bevorzugt maximal 60 %, weiter bevorzugt maximal 50 %, eines Volumens des Innenraums ausfüllt.According to a further embodiment, the housing encloses an interior space in which the filler is accommodated, the filler filling up a maximum of 80%, preferably a maximum of 70%, more preferably a maximum of 60%, more preferably a maximum of 50% of a volume of the interior space.

Der Innenraum kann gasgefüllt sein, beispielsweise mit Stickstoff. Alternativ kann der Innenraum auch evakuiert sein. Der Füllgrad kann je nach Anwendungsfall angepasst werden.The interior can be filled with gas, for example with nitrogen. Alternatively, the interior can also be evacuated. The degree of filling can be adjusted depending on the application.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Gehäuse zylinderförmig.According to a further embodiment, the housing is cylindrical.

Das Gehäuse ist insbesondere derart angeordnet, dass eine Symmetrieachse der zylinderförmigen Geometrie parallel zu einer Hauptbewegungsrichtung der Obskurationsblende bei einer Anregung derselben orientiert ist. Das Gehäuse kann alternativ auch quaderförmig, kugelförmig oder würfelförmig ausgebildet sein. Das Gehäuse kann grundsätzlich jede beliebige Geometrie aufweisen.The housing is arranged in particular in such a way that an axis of symmetry of the cylindrical geometry is oriented parallel to a main direction of movement of the obscuration diaphragm when the latter is excited. Alternatively, the housing can also be cuboid, spherical or cube-shaped. In principle, the housing can have any desired geometry.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das optische System ferner mehrere Dämpfungseinrichtungen, welche rasterförmig angeordnet sind.According to a further embodiment, the optical system also comprises a plurality of attenuation devices which are arranged in a grid.

Die Anzahl der Dämpfungseinrichtungen ist grundsätzlich beliebig. Es kann genau eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen sein. Es können jedoch auch zwei, drei, vier oder mehr als vier Dämpfungseinrichtungen vorgesehen sein. Besonders bevorzugt sind vier Dämpfungseinrichtungen vorgesehen. Unter „rasterförmig“ oder „musterförmig“ ist vorliegend zu verstehen, dass die Dämpfungseinrichtungen gleichmäßig verteilt in Zeilen und Spalten angeordnet sind.The number of damping devices is fundamentally arbitrary. Exactly one damping device can be provided. However, two, three, four or more than four damping devices can also be provided. Four damping devices are particularly preferably provided. “In the form of a grid” or “in the form of a pattern” is to be understood here to mean that the damping devices are arranged in rows and columns, distributed uniformly.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Dämpfungseinrichtungen spiegelsymmetrisch zu einer ersten Halbachse und/oder einer zweiten Halbachse der Obskurationsblende angeordnet.According to a further embodiment, the damping devices are arranged mirror-symmetrically to a first semi-axis and/or a second semi-axis of the obscuration diaphragm.

In diesem Fall ist die Obskurationsblende beziehungsweise deren Basisabschnitt vorzugsweise ellipsenförmig. Die Obskurationsblende kann jedoch auch kreisförmig oder rechteckförmig sein. Grundsätzlich kann die Obskurationsblende jede beliebige zweidimensionale Geometrie aufweisen.In this case, the obscuration diaphragm or its base section is preferably elliptical. However, the obscuration stop can also be circular or rectangular. In principle, the obscuration diaphragm can have any desired two-dimensional geometry.

Ferner wird eine Projektionsbelichtungsanlage mit zumindest einem derartigen optischen System vorgeschlagen.Furthermore, a projection exposure system with at least one such optical system is proposed.

Die Projektionsbelichtungsanlage kann eine EUV-Lithographieanlage oder eine DUV-Lithographieanlage sein. EUV steht für „Extreme Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. DUV steht für „Deep Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm.The projection exposure system can be an EUV lithography system or a DUV lithography system. EUV stands for "Extreme Ultraviolet" and denotes a working light wavelength between 0.1 nm and 30 nm. DUV stands for "Deep Ultraviolet" and denotes a working light wavelength between 30 nm and 250 nm.

„Ein“ ist vorliegend nicht zwingend als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die genannte Anzahl von Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist."A" is not necessarily to be understood as being limited to exactly one element. Rather, a plurality of elements, such as two, three or more, can also be provided. Any other count word used here should also not be understood to mean that there is a restriction to precisely the stated number of elements. Rather, numerical deviations upwards and downwards are possible, unless otherwise stated.

Die für das optische System beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für die vorgeschlagene Projektionsbelichtungsanlage entsprechend und umgekehrt.The embodiments and features described for the optical system apply correspondingly to the proposed projection exposure system and vice versa.

Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include combinations of features or embodiments described above or below with regard to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. The person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

1 zeigt einen schematischen Meridionalschnitt einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie;
2 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines optischen Systems für die Projektionsbelichtungsanlage;
3 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Obskurationsblende für das optische System gemäß 2;
4 zeigt eine schematische Schnittansicht der Obskurationsblende gemäß 3;
5 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht der Obskurationsblende gemäß 3; und
6 zeigt noch eine weitere schematische Schnittansicht der Obskurationsblende gemäß 3.

Further advantageous refinements and aspects of the invention are the subject matter of the dependent claims and of the exemplary embodiments of the invention described below. The invention is explained in more detail below on the basis of preferred embodiments with reference to the enclosed figures.

1 shows a schematic meridional section of a projection exposure system for EUV projection lithography;
2 shows a schematic view of an embodiment of an optical system for the projection exposure apparatus;
3 FIG. 12 shows a schematic view of an embodiment of an obscuration stop for the optical system according to FIG 2 ;
4 shows a schematic sectional view of the obscuration stop according to FIG 3 ;
5 shows a further schematic sectional view of the obscuration diaphragm according to FIG 3 ; and
6 shows yet another schematic sectional view of the obscuration stop according to FIG 3 .

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.Elements that are the same or have the same function have been provided with the same reference symbols in the figures, unless otherwise stated. Furthermore, it should be noted that the representations in the figures are not necessarily to scale.

1 zeigt eine Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage 1 (Lithographieanlage), insbesondere einer EUV-Lithographieanlage. Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Licht- beziehungsweise Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem 2 separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem 2 die Lichtquelle 3 nicht. 1 shows an embodiment of a projection exposure system 1 (lithography system), in particular an EUV lithography system. One embodiment of an illumination system 2 of the projection exposure system 1 has, in addition to a light or radiation source 3, illumination optics 4 for illuminating an object field 5 in an object plane 6. In an alternative embodiment, the light source 3 can also be provided as a module that is separate from the rest of the lighting system 2. In this case, the lighting system 2 does not include the light source 3 .

Belichtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 9, insbesondere in einer Scanrichtung, verlagerbar.A reticle 7 arranged in the object field 5 is exposed. The reticle 7 is held by a reticle holder 8 . The reticle holder 8 can be displaced via a reticle displacement drive 9, in particular in a scanning direction.

In der 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches Koordinatensystem mit einer x-Richtung x, einer y-Richtung y und einer z-Richtung z eingezeichnet. Die x-Richtung x verläuft senkrecht in die Zeichenebene hinein. Die y-Richtung y verläuft horizontal und die z-Richtung z verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der 1 längs der y-Richtung y. Die z-Richtung z verläuft senkrecht zur Objektebene 6.In the 1 a Cartesian coordinate system with an x-direction x, a y-direction y and a z-direction z is drawn in for explanation. The x-direction x runs perpendicularly into the plane of the drawing. The y-direction y runs horizontally and the z-direction z runs vertically. The scanning direction is in the 1 along the y-direction y. The z-direction z runs perpendicular to the object plane 6.

Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Projektionsoptik 10. Die Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Die Bildebene 12 verläuft parallel zur Objektebene 6. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 möglich.The projection exposure system 1 comprises projection optics 10. The projection optics 10 are used to image the object field 5 in an image field 11 in an image plane 12. The image plane 12 runs parallel to the object plane 6. Alternatively, there is also an angle other than 0° between the object plane 6 and the Image plane 12 possible.

Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung y verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.A structure on the reticle 7 is imaged onto a light-sensitive layer of a wafer 13 arranged in the region of the image field 11 in the image plane 12 . The wafer 13 is held by a wafer holder 14 . The wafer holder 14 can be displaced in particular along the y-direction y via a wafer displacement drive 15 . The displacement of the reticle 7 via the reticle displacement drive 9 on the one hand and the wafer 13 on the other hand via the wafer displacement drive 15 can be synchronized with one another.

Bei der Lichtquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Lichtquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 16 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Engl.: Laser Produced Plasma, mit Hilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Engl.: Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Engl.: Free-Electron-Laser, FEL) handeln.The light source 3 is an EUV radiation source. The light source 3 emits in particular EUV radiation 16, which is also referred to below as useful radiation, illumination radiation or illumination light. The useful radiation 16 has in particular a wavelength in the range between 5 nm and 30 nm. The light source 3 can be a plasma source, for example an LPP source (Engl .: Laser Produced Plasma, plasma generated with the help of a laser) or a DPP (Gas Discharged Produced Plasma) source. It can also be a synchrotron-based radiation source. The light source 3 can be a free-electron laser (FEL).

Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Lichtquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt. Bei dem Kollektor 17 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 kann im streifenden Einfall (Engl.: Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt werden. Der Kollektor 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.The illumination radiation 16 emanating from the light source 3 is bundled by a collector 17 . The collector 17 can be a collector with one or more ellipsoidal and/or hyperboloidal reflection surfaces. The at least one reflection surface of the collector 17 can in grazing incidence (Engl.: Grazing Incidence, GI), i.e. with angles of incidence greater than 45°, or in normal incidence (Normal Incidence, NI), i.e. with angles of incidence less than 45°, with the Illumination radiation 16 are applied. The collector 17 can be structured and/or coated on the one hand to optimize its reflectivity for the useful radiation and on the other hand to suppress stray light.

Nach dem Kollektor 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Lichtquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.After the collector 17, the illumination radiation 16 propagates through an intermediate focus in an intermediate focal plane 18. The intermediate focal plane 18 can represent a separation between a radiation source module, comprising the light source 3 and the collector 17, and the illumination optics 4.

Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20. Bei dem Umlenkspiegel 19 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 19 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 16 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 20 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, die zur Objektebene 6 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21, welche im auch als Feldfacetten bezeichnet werden können. Von diesen ersten Facetten 21 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt.The illumination optics 4 comprises a deflection mirror 19 and a first facet mirror 20 downstream of this in the beam path. The deflection mirror 19 can be a plane deflection mirror or alternatively a mirror with an effect that influences the bundle beyond the pure deflection effect. Alternatively or additionally, the deflection mirror 19 can be designed as a spectral filter, which separates a useful light wavelength of the illumination radiation 16 from stray light of a different wavelength. If the first facet mirror 20 is arranged in a plane of the illumination optics 4 which is optically conjugate to the object plane 6 as the field plane, it is also referred to as a field facet mirror. The first facet mirror 20 includes a large number of individual first facets 21, which can also be referred to as field facets. Of these first facets 21 are in the 1 only a few shown as examples.

Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.The first facets 21 can be embodied as macroscopic facets, in particular as rectangular facets or as facets with an arcuate or part-circular edge contour. The first facets 21 can be embodied as planar facets or alternatively as convexly or concavely curved facets.

Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 21 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 20 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.Like for example from the DE 10 2008 009 600 A1 is known, the first facets 21 themselves can each also be composed of a large number of individual mirrors, in particular a large number of micromirrors. The first facet mirror 20 can, in particular, be designed as a microelectromechanical system (MEMS system) be trained. For details refer to the DE 10 2008 009 600 A1 referred.

Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung y.The illumination radiation 16 runs horizontally between the collector 17 and the deflection mirror 19, ie along the y-direction y.

Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der US 2006/0132747 A1 , der EP 1 614 008 B1 und der US 6,573,978 B1 .A second facet mirror 22 is arranged downstream of the first facet mirror 20 in the beam path of the illumination optics 4. If the second facet mirror 22 is arranged in a pupil plane of the illumination optics 4, it is also referred to as a pupil facet mirror. The second facet mirror 22 can also be arranged at a distance from a pupil plane of the illumination optics 4 . In this case, the combination of the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22 is also referred to as a specular reflector. Specular reflectors are known from US 2006/0132747 A1 , the EP 1 614 008 B1 and the US 6,573,978 B1 .

Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.The second facet mirror 22 includes a plurality of second facets 23. In the case of a pupil facet mirror, the second facets 23 are also referred to as pupil facets.

Bei den zweiten Facetten 23 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.The second facets 23 can also be macroscopic facets, which can have round, rectangular or hexagonal borders, for example, or alternatively facets composed of micromirrors. In this regard, also on the DE 10 2008 009 600 A1 referred.

Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.The second facets 23 can have plane or alternatively convexly or concavely curved reflection surfaces.

Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Engl.: Fly's Eye Integrator) bezeichnet.The illumination optics 4 thus forms a double-faceted system. This basic principle is also known as a honeycomb condenser (English: Fly's Eye Integrator).

Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der zweite Facettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der DE 10 2017 220 586 A1 beschrieben ist.It can be advantageous not to arrange the second facet mirror 22 exactly in a plane which is optically conjugate to a pupil plane of the projection optics 10 . In particular, the second facet mirror 22 can be arranged tilted relative to a pupil plane of the projection optics 10, as is the case, for example, in FIG DE 10 2017 220 586 A1 is described.

Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.The individual first facets 21 are imaged in the object field 5 with the aid of the second facet mirror 22 . The second facet mirror 22 is the last beam-forming mirror or actually the last mirror for the illumination radiation 16 in the beam path in front of the object field 5.

Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, Gracing Incidence Spiegel) umfassen.In another embodiment of the illumination optics 4 that is not shown, transmission optics can be arranged in the beam path between the second facet mirror 22 and the object field 5 , which particularly contributes to the imaging of the first facets 21 in the object field 5 . The transmission optics can have exactly one mirror, but alternatively also have two or more mirrors, which are arranged one behind the other in the beam path of the illumination optics 4 . The transmission optics can in particular comprise one or two mirrors for normal incidence (NI mirror, normal incidence mirror) and/or one or two mirrors for grazing incidence (GI mirror, gracing incidence mirror).

Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.The illumination optics 4 has the version in which 1 shown, exactly three mirrors after the collector 17, namely the deflection mirror 19, the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22.

Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 4 nach dem Kollektor 17 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.In a further embodiment of the illumination optics 4, the deflection mirror 19 can also be omitted, so that the illumination optics 4 can then have exactly two mirrors after the collector 17, namely the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22.

Die Abbildung der ersten Facetten 21 mittels der zweiten Facetten 23 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 6 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.The imaging of the first facets 21 by means of the second facets 23 or with the second facets 23 and transmission optics in the object plane 6 is generally only an approximate imaging.

Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.The projection optics 10 includes a plurality of mirrors Mi, which are numbered consecutively according to their arrangement in the beam path of the projection exposure system 1 .

Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 10 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16. Die Projektionsoptik 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.At the in the 1 example shown, the projection optics 10 includes six mirrors M1 to M6. Alternatives with four, eight, ten, twelve or another number of mirrors Mi are also possible. The projection optics 10 are doubly obscured optics. The penultimate mirror M5 and the last mirror M6 each have a passage opening for the illumination radiation 16. The projection optics 10 has an image-side numerical aperture which is greater than 0.5 and which can also be greater than 0.6 and which, for example, is 0.7 or 0.75.

Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, hochreflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.Reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as free-form surfaces without an axis of rotational symmetry. Alternatively, the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as aspherical surfaces with exactly one axis of rotational symmetry of the reflection surface shape. The mirrors Mi can, like the mirrors of the lighting optics 4, have highly reflective coatings for the illumination radiation 16. These coatings can be designed as multilayer coatings, in particular with alternating layers of molybdenum and silicon.

Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung y zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 5 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 11. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung y kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.The projection optics 10 has a large object-image offset in the y-direction y between a y-coordinate of a center of the object field 5 and a y-coordinate of the center of the image field 11. This object-image offset in the y-direction y can be about as large as a z-distance between the object plane 6 and the image plane 12.

Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe ßx, ßy in x- und y-Richtung x, y auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe ßx, ßy der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (ßx, ßy) = (+/- 0,25, /+- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab ß bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab ß bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.The projection optics 10 can in particular be anamorphic. In particular, it has different imaging scales βx, βy in the x and y directions x, y. The two image scales βx, βy of the projection optics 10 are preferably at (βx, βy)=(+/−0.25, +/-0.125). A positive image scale ß means an image without image reversal. A negative sign for the imaging scale ß means imaging with image reversal.

Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung x, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.The projection optics 10 thus leads to a reduction in the ratio 4:1 in the x-direction x, ie in the direction perpendicular to the scanning direction.

Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung y, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.The projection optics 10 lead to a reduction of 8:1 in the y-direction y, ie in the scanning direction.

Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung x, y, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.Other imaging scales are also possible. Image scales with the same sign and absolutely the same in the x and y directions x, y, for example with absolute values of 0.125 or 0.25, are also possible.

Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung x, y im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 11 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 10, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung x, y sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1 .The number of intermediate image planes in the x and y directions x, y in the beam path between the object field 5 and the image field 11 can be the same or, depending on the design of the projection optics 10, can be different. Examples of projection optics with different numbers of such intermediate images in the x and y directions x, y are known from U.S. 2018/0074303 A1 .

Jeweils eine der zweiten Facetten 23 ist genau einer der ersten Facetten 21 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der ersten Facetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die ersten Facetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten zweiten Facetten 23.In each case one of the second facets 23 is assigned to precisely one of the first facets 21 in order to form a respective illumination channel for illuminating the object field 5 . In this way, in particular, lighting can result according to Köhler's principle. The far field is broken down into a large number of object fields 5 with the aid of the first facets 21 . The first facets 21 generate a plurality of images of the intermediate focus on the second facets 23 assigned to them.

Die ersten Facetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten zweiten Facette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möglichst homögen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.The first facets 21 are each imaged onto the reticle 7 by an associated second facet 23 in a superimposed manner in order to illuminate the object field 5 . In particular, the illumination of the object field 5 is as homogeneous as possible. It preferably has a uniformity error of less than 2%. Field uniformity can be achieved by superimposing different illumination channels.

Durch eine Anordnung der zweiten Facetten 23 kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der zweiten Facetten 23, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting oder Beleuchtungspupillenfüllung bezeichnet.The illumination of the entrance pupil of the projection optics 10 can be defined geometrically by arranging the second facets 23 . The intensity distribution in the entrance pupil of the projection optics 10 can be set by selecting the illumination channels, in particular the subset of the second facets 23 that guide light. This intensity distribution is also referred to as illumination setting or illumination pupil filling.

Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.A likewise preferred pupil uniformity in the area of defined illuminated sections of an illumination pupil of the illumination optics 4 can be achieved by redistributing the illumination channels.

Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.Further aspects and details of the illumination of the object field 5 and in particular the entrance pupil of the projection optics 10 are described below.

Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.The projection optics 10 can in particular have a homocentric entrance pupil. This can be accessible. It can also be inaccessible.

Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des zweiten Facettenspiegels 22 telezentrisch auf den Wafer 13 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.The entrance pupil of the projection optics 10 cannot regularly be illuminated exactly with the second facet mirror 22 . When imaging the projection optics 10, which telecentrically images the center of the second facet mirror 22 onto the wafer 13, the aperture rays often do not intersect at a single point. However, a surface can be found in which the distance between the aperture rays, which is determined in pairs, is minimal. This surface represents the entrance pupil or a surface conjugate to it in position space. In particular, this surface shows a finite curvature.

Es kann sein, dass die Projektionsoptik 10 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.The projection optics 10 may have different positions of the entrance pupil for the tangential and for the sagittal beam path. In this case, an imaging element, in particular an optical component of the transmission optics, should be provided between the second facet mirror 22 and the reticle 7 . With the help of this optical element, the under different positions of the tangential entrance pupil and the sagittal entrance pupil are taken into account.

Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 ist der zweite Facettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zur Objektebene 6 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 19 definiert ist. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.At the in the 1 shown arrangement of the components of the illumination optics 4, the second facet mirror 22 is arranged in a conjugate to the entrance pupil of the projection optics 10 surface. The first facet mirror 20 is arranged tilted to the object plane 6 . The first facet mirror 20 is tilted relative to an arrangement plane that is defined by the deflection mirror 19 . The first facet mirror 20 is tilted relative to an arrangement plane that is defined by the second facet mirror 22 .

2 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines optischen Systems 100. Das optische System 100 kann eine wie zuvor erläutertes Projektionsoptik 10 einer Projektionsbelichtungsanlage 1 oder Teil einer derartigen Projektionsoptik 10 sein. 2 shows a schematic view of an embodiment of an optical system 100. The optical system 100 can be a projection optics 10 of a projection exposure system 1, as explained above, or part of such a projection optics 10.

Das optische System 100 umfasst ein erstes optisches Element 102, ein zweites optisches Element 104 und ein drittes optisches Element 106. Die Anzahl der optischen Elemente 102, 104, 106 ist grundsätzlich beliebig. Die optischen Elemente 102, 104, 106 sind Spiegel. Insbesondere kann das erste optische Element 102 der Spiegel M4 sein, das zweite optische Element 104 kann der Spiegel M5 sein und das dritte optische Element 106 kann der Spiegel M6 der in der 1 gezeigten Projektionsoptik 10 sein.The optical system 100 comprises a first optical element 102, a second optical element 104 and a third optical element 106. The number of optical elements 102, 104, 106 is basically arbitrary. The optical elements 102, 104, 106 are mirrors. In particular, the first optical element 102 can be the mirror M4, the second optical element 104 can be the mirror M5 and the third optical element 106 can be the mirror M6 of FIG 1 Projection optics 10 shown.

In einer anderen Ausführungsform kann das optische System 100 auch mehr optische Elemente 102, 104, 106, beispielsweise neun optische Elemente 102, 104, 106, enthalten. In diesem Fall könnte es sich bei den optischen Elementen 102, 104, 106 um den siebten, achten und neunten Spiegel der Projektionsoptik 10 handeln. Es können dem dritten optischen Element 106 noch weitere Spiegel folgen.In another embodiment, the optical system 100 can also contain more optical elements 102, 104, 106, for example nine optical elements 102, 104, 106. In this case, the optical elements 102, 104, 106 could be the seventh, eighth and ninth mirror of the projection optics 10. The third optical element 106 can be followed by further mirrors.

Das dritte optische Element 106 weist eine Obskuration 108 auf. Auch das zweite optische Element 104 kann eine derartige Obskuration 108 umfassen. Die Obskuration 108 ist ein das dritte optische Element 106 vollständig durchbrechender Durchbruch oder ein das dritte optische Element 106 vollständig durchbrechendes Loch. Die Obskuration 108 kann mittig in oder an dem dritten optischen Element 106 ausgebildet sein. Die Obskuration 108 kann beispielsweise kreisförmig, elliptisch oder polygonförmig, insbesondere rechteckig oder quadratisch, sein.The third optical element 106 has an obscuration 108 . The second optical element 104 can also include such an obscuration 108 . The obscuration 108 is a breakthrough that completely breaks through the third optical element 106 or a hole that breaks through the third optical element 106 completely. The obscuration 108 can be formed centrally in or on the third optical element 106 . The obscuration 108 can, for example, be circular, elliptical or polygonal, in particular rectangular or square.

Die von der Beleuchtungsoptik 4 bereitgestellte Beleuchtungsstrahlung 16 folgt einem Strahlengang 110 (mit gestrichelten Linien dargestellt) des optischen Systems 100. Der Strahlengang 110 führt von dem ersten optischen Element 102 durch die Obskuration 108 des dritten optischen Elements 106 auf das zweite optische Element 104, von dem zweiten optischen Element 104 auf das dritte optische Element 106 und von dem dritten optischen Element 106 in die Bildebene 12, in welcher der Wafer 13 (nicht gezeigt) angeordnet ist.The illumination radiation 16 provided by the illumination optics 4 follows a beam path 110 (shown with dashed lines) of the optical system 100. The beam path 110 leads from the first optical element 102 through the obscuration 108 of the third optical element 106 to the second optical element 104, from the second optical element 104 onto the third optical element 106 and from the third optical element 106 into the image plane 12, in which the wafer 13 (not shown) is arranged.

Die zuvor beschriebene Anordnung der optischen Elemente 102, 104, 106 und der Verlauf des Strahlengangs 110 sind rein beispielhaft zu verstehen. Die optischen Elemente 102, 104, 106 können beliebig vertauscht oder in beliebiger Reihenfolge angeordnet werden. Dabei können auch einzelne optische Elemente 102, 104, 106 fehlen. Die Obskuration 108 ist auch nicht zwingend dem dritten optischen Element 106 zugeordnet. Die Obskuration 108 kann jedem der optischen Elemente 102, 104, 106 zugeordnet sein. Es können auch mehrere optische Elemente 102, 104, 106 jeweils eine Obskuration 108 aufweisen.The previously described arrangement of the optical elements 102, 104, 106 and the course of the beam path 110 are to be understood purely as an example. The optical elements 102, 104, 106 can be interchanged as desired or arranged in any order. Individual optical elements 102, 104, 106 can also be missing. The obscuration 108 is also not necessarily associated with the third optical element 106 . The obscuration 108 can be assigned to each of the optical elements 102, 104, 106. Several optical elements 102, 104, 106 can each have an obscuration 108.

Das Optikdesign des optischen Systems 100 ist derart ausgeführt, dass sich in der Nähe der Obskuration 108 eine Zwischenbildebene befindet. Dadurch kann die Obskuration 108 in dem dritten optischen Element 106 klein gehalten werden. Entsprechend befindet sich eine Pupillenebene 112 zwischen dem zweiten optischen Element 104 und dem dritten optischen Element 106. Das Optikdesign kann jedoch auch eine beliebige andere Ausgestaltung, beispielsweise mit mehreren obskurierten Elementen, aufweisen.The optical design of the optical system 100 is implemented in such a way that an intermediate image plane is located in the vicinity of the obscuration 108 . As a result, the obscuration 108 in the third optical element 106 can be kept small. Correspondingly, there is a pupil plane 112 between the second optical element 104 and the third optical element 106. However, the optical design can also have any other configuration, for example with a plurality of obscured elements.

In der Pupillenebene 112 ist eine Aperturblende 114 (auch als NA-Blende bezeichnet) vorgesehen. Die Aperturblende 114 greift von außen in den Strahlengang 110 ein und blendet entsprechend Licht an dessen äußerem Umfang aus. Unter „Licht“ ist vorliegend Arbeitslicht, das heißt solches Licht, welches die gewünschte Struktur auf dem Wafer 13 erzeugt, insbesondere die Beleuchtungsstrahlung 16, zu verstehen. Unter „Licht“ oder „Arbeitslicht“ kann demnach vorliegend die Beleuchtungsstrahlung 16 zu verstehen sein. Das heißt, die Begriffe „Licht“, „Arbeitslicht“ und „Beleuchtungsstrahlung“ können beliebig gegeneinander getauscht werden.An aperture stop 114 (also referred to as NA stop) is provided in the pupil plane 112 . The aperture stop 114 engages in the beam path 110 from the outside and correspondingly hides light on its outer circumference. In the present case, “light” is to be understood as working light, that is to say such light which produces the desired structure on the wafer 13, in particular the illumination radiation 16. Accordingly, “light” or “work light” can be understood to mean the illumination radiation 16 in the present case. This means that the terms "light", "work light" and "illuminating radiation" can be interchanged as desired.

Weiterhin ist eine Obskurationsblende 116 vorgesehen. Die Obskurationsblende 116 ist in dem Strahlengang 110 angeordnet und blendet so einen inneren Teil des Lichts aus. Die Aperturblende 114 und die Obskurationsblende 116 sind in einem zwischen dem zweiten optischen Element 104 und dem dritten optischen Element 106 vorgesehenen Zwischenraum 118 angeordnet. Der Zwischenraum 118 wird dreimal von dem Strahlengang 110 durchtreten. Eine Pupillenebene kann auch in einem nur einfach durchtretenen Bereich angeordnet sein.Furthermore, an obscuration diaphragm 116 is provided. The obscuration stop 116 is arranged in the beam path 110 and thus hides an inner part of the light. The aperture stop 114 and the obscuration stop 116 are arranged in a gap 118 provided between the second optical element 104 and the third optical element 106 . The intermediate space 118 is traversed three times by the beam path 110 . A pupil plane can also be arranged in a region that is passed through only once.

Die Aperturblende 114 kann ringförmig ausgebildet sein. Aufgrund des Umstands, dass die Pupillenebene 112 bei einem derartigen Optikdesign oft physikalisch nicht komplett zugänglich ist, da Teile der Aperturblende 114 in dem Strahlengang 110 zwischen dem dritten optischen Element 106 und der Bildebene 12 liegen würden, kann die Aperturblende 114 geteilt (sogenanntes Split-Stop-Konzept) ausgeführt werden. Mit anderen Worten erstreckt sich die Aperturblende 114 nur um einen Teil eines Umfangs eines entsprechenden Lichtkegels des Strahlengangs 110. Teile der Aperturblende 114 können auch in einer Längsrichtung des Strahlengangs 110 betrachtet zueinander versetzt angeordnet sein.The aperture stop 114 can be ring-shaped. Due to the fact that the pupil plane 112 is often not completely physically accessible in such an optical design, since parts of the aperture stop 114 would lie in the beam path 110 between the third optical element 106 and the image plane 12, the aperture stop 114 can be divided (so-called split stop concept) are executed. In other words, the aperture stop 114 extends only around part of a circumference of a corresponding light cone of the beam path 110. Parts of the aperture stop 114 can also be arranged offset relative to one another when viewed in a longitudinal direction of the beam path 110.

3 zeigt eine schematische Aufsicht einer Ausführungsform einer wie zuvor erwähnten Obskurationsblende 116. Die Obskurationsblende 116 umfasst einen scheibenförmigen oder plattenförmigen Basisabschnitt 120. In der 3 weist der Basisabschnitt 120 eine ellipsenförmige Geometrie auf. Die Geometrie des Basisabschnitts 120 kann jedoch beliebig gewählt werden. Beispielsweise ist der Basisabschnitt 120 kreisförmig, oval oder polygonförmig, insbesondere rechteckförmig oder quadratisch. Der Basisabschnitt 120 ist plattenförmig oder blechförmig. Beispielsweise kann der Basisabschnitt 120 ein Aluminiumblech oder ein Stahlblech sein. 3 FIG. 12 shows a schematic plan view of an embodiment of an obscuration stop 116 as mentioned above. The obscuration stop 116 comprises a disk-shaped or plate-shaped base section 120. In FIG 3 the base portion 120 has an elliptical geometry. However, the geometry of the base section 120 can be chosen arbitrarily. For example, the base section 120 is circular, oval or polygonal, in particular rectangular or square. The base portion 120 is plate-shaped or sheet-shaped. For example, the base portion 120 may be an aluminum sheet or a steel sheet.

Die Obskurationsblende 116 umfasst weiterhin Befestigungselemente 122, 124, 126, 128. Die Befestigungselemente 122, 124, 126, 128 sind als Drähte, Schneiden oder Stäbe ausgeführt und dienen der Positionierung der Obskurationsblende 116 in der Pupillenebene 112. Die Anzahl der Befestigungselemente 122, 124, 126, 128 ist beliebig. Zumindest sind jedoch zwei Befestigungselemente 122, 124, 126, 128 vorgesehen. Es können jedoch auch drei, vier oder mehr als vier Befestigungselemente 122, 124, 126, 128 vorgesehen sein. Die Befestigungselemente 122, 124, 126, 128 können beispielsweise mit der Aperturblende 114 oder mit einem Gehäuse des optischen Systems 100 gekoppelt sein. Die Befestigungselemente 122, 124, 126, 128 sind mit einer definierten Kraft vorgespannt. Hierzu können Federelemente, insbesondere Blattfederelemente, vorgesehen sein.The obscuration diaphragm 116 further comprises fastening elements 122, 124, 126, 128. The fastening elements 122, 124, 126, 128 are designed as wires, cutting edges or rods and serve to position the obscuration diaphragm 116 in the pupil plane 112. The number of fastening elements 122, 124 , 126, 128 is arbitrary. However, at least two fastening elements 122, 124, 126, 128 are provided. However, three, four or more than four fastening elements 122, 124, 126, 128 can also be provided. The fastening elements 122, 124, 126, 128 can be coupled to the aperture stop 114 or to a housing of the optical system 100, for example. The fastening elements 122, 124, 126, 128 are prestressed with a defined force. Spring elements, in particular leaf spring elements, can be provided for this purpose.

Die Befestigungselemente 122, 124, 126, 128 verlaufen quer durch den Strahlengang 110 hindurch. Hierdurch schatten die Befestigungselemente 122, 124, 126, 128 den Strahlengang 110 teilweise ab. Um eine möglichst geringe Abschattung zu erreichen, werden die Befestigungselemente 122, 124, 126, 128 möglichst dünn gestaltet. Die Befestigungselemente 122, 124, 126, 128 weisen beispielsweise eine Breite von 0,25 mm auf.The fastening elements 122, 124, 126, 128 run transversely through the beam path 110. As a result, the fastening elements 122, 124, 126, 128 partially shade the beam path 110. In order to achieve the least possible shading, the fastening elements 122, 124, 126, 128 are designed to be as thin as possible. The fastening elements 122, 124, 126, 128 have a width of 0.25 mm, for example.

Der Basisabschnitt 120 der Obskurationsblende 116 umfasst eine äußere lichtbestimmende Kante 130. Unter einer „lichtbestimmenden Kante“ ist vorliegend eine Kante oder Kontur der Obskurationsblende 116 zu verstehen, welche mit dem Licht, das dem Strahlengang 110 folgt, wechselwirkt. Die äußere lichtbestimmende Kante 130 kann vollständig um den Basisabschnitt 120 umlaufen. Der Basisabschnitt 120 ist spiegelsymmetrisch zu einer ersten Halbachse 132 und einer zweiten Halbachse 134 aufgebaut.The base portion 120 of the obscuration stop 116 includes an outer light-defining edge 130. A “light-defining edge” is to be understood here as an edge or contour of the obscuration stop 116, which interacts with the light that follows the beam path 110. The outer light-defining edge 130 can completely wrap around the base portion 120 . The base section 120 has a mirror-symmetrical structure with respect to a first semi-axis 132 and a second semi-axis 134 .

Im Betrieb des optischen Systems 100 wird über die Beleuchtungsstrahlung 16 Wärme W in die Obskurationsblende 116 eingebracht. Die Wärme W wird größtenteils über die Befestigungselemente 122, 124, 126, 128 abgeführt, wodurch diese sich erwärmen. Dies kann dazu führen, dass die Vorspannung, mit der die Befestigungselemente 122, 124, 126, 128 vorgespannt sind, abfällt. Bei einer dynamischen Anregung von außen begünstigt dieser Vorspannungsverlust Schwingungen der Obskurationsblende 116 in der z-Richtung z. Eine daraus resultierende Schwingungsamplitude des Basisabschnitts 120 kann bis zu 50 pm betragen. Dies gilt es zu verbessern. Da die Obskurationsblende 116 unmittelbar von der Beleuchtungsstrahlung 16 getroffen wird, verbietet sich jedoch der Einsatz von Elastomeren als Dämpfer, da diese ausgasen können.During operation of the optical system 100, heat W is introduced into the obscuration diaphragm 116 via the illumination radiation 16. The heat W is largely dissipated via the fastening elements 122, 124, 126, 128, causing them to heat up. This can result in the prestress with which the fastening elements 122, 124, 126, 128 are prestressed falling. In the event of a dynamic excitation from the outside, this loss of pretension favors oscillations of the obscuration diaphragm 116 in the z-direction z. A resulting vibration amplitude of the base section 120 can be up to 50 pm. This needs to be improved. However, since the obscuration diaphragm 116 is hit directly by the illumination radiation 16, the use of elastomers as dampers is not possible, since they can outgas.

Zum Dämpfen der Schwingungen der Obskurationsblende 116 umfasst diese mehrere Dämpfungseinrichtungen 136, 138, 140, 142. Die Dämpfungseinrichtungen 136, 138, 140, 142 sind bezüglich der Halbachsen 132, 134 spiegelsymmetrisch verteilt angeordnet. Die Anzahl der Dämpfungseinrichtungen 136, 138, 140, 142 ist grundsätzlich beliebig. Es kann genau eine Dämpfungseinrichtung 136, 138, 140, 142 vorgesehen sein. Es können jedoch auch zwei, drei, vier oder mehr als vier Dämpfungseinrichtungen 136, 138, 140, 142 vorgesehen sein.In order to dampen the vibrations of the obscuration diaphragm 116, the latter comprises a plurality of damping devices 136, 138, 140, 142. The damping devices 136, 138, 140, 142 are arranged in a mirror-symmetrical distribution with respect to the semi-axes 132, 134. The number of damping devices 136, 138, 140, 142 is basically arbitrary. Exactly one damping device 136, 138, 140, 142 can be provided. However, two, three, four or more than four damping devices 136, 138, 140, 142 can also be provided.

4 bis 6 zeigen schematische Teilschnittansichten der Obskurationsblende 116 mit den Dämpfungseinrichtungen 136, 138, 140, 142. In den 4 bis 6 sind jedoch nur die Dämpfungseinrichtungen 136, 142 gezeigt. Die Dämpfungseinrichtungen 136, 138, 140, 142 sind rückseitig an dem Basisabschnitt 120 angebracht. „Rückseitig“ heißt hier der auf die Obskurationsblende 116 einfallenden Beleuchtungsstrahlung 16 abgewandt. Die Beleuchtungsstrahlung 16 trifft auf eine Vorderseite 144 des Basisabschnitts 120 auf. An einer Rückseite 146 des Basisabschnitts 120 sind die Dämpfungseinrichtungen 136, 138, 140, 142 vorgesehen. 4 until 6 show schematic partial sectional views of the obscuration diaphragm 116 with the damping devices 136, 138, 140, 142. In the 4 until 6 however, only the damping devices 136, 142 are shown. The damping devices 136, 138, 140, 142 are attached to the rear of the base section 120. “Back” here means facing away from the illumination radiation 16 incident on the obscuration diaphragm 116 . The illumination radiation 16 impinges on a front side 144 of the base section 120 . The damping devices 136 , 138 , 140 , 142 are provided on a rear side 146 of the base section 120 .

Nachfolgend wird nur auf die Dämpfungseinrichtung 136 eingegangen. Die Dämpfungseinrichtungen 136, 138, 140, 142 sind jedoch identisch aufgebaut, so dass alle Ausführungen betreffend die Dämpfungseinrichtung 136 entsprechend auf die Dämpfungseinrichtungen 138, 140, 142 anwendbar sind.Only the damping device 136 is discussed below. The damping device However, lines 136, 138, 140, 142 are constructed identically, so that all statements relating to the damping device 136 can be applied accordingly to the damping devices 138, 140, 142.

Die Dämpfungseinrichtung 136 umfasst ein fluiddichtes Gehäuse 148. Unter „fluiddicht“ ist vorliegend zu verstehen, dass weder Gase oder Flüssigkeiten in das Gehäuse 148 eindringen noch aus diesem austreten können. Das Gehäuse 148 ist zylinderförmig. Das Gehäuse 148 kann jedoch auch kugelförmig, quaderförmig oder würfelförmig sein. Das Gehäuse 148 kann jede beliebige Geometrie aufweisen. Das Gehäuse 148 kann beispielsweise aus Stahl, insbesondere aus Edelstahl, oder aus einer Aluminiumlegierung gefertigt sein. Das Gehäuse 148 umschließt einen Innenraum 150. Der Innenraum 150 kann gasgefüllt sein, beispielsweise mit Stickstoff. Der Innenraum 150 kann jedoch auch evakuiert sein.The damping device 136 includes a fluid-tight housing 148. In the present case, “fluid-tight” is to be understood as meaning that neither gases nor liquids can penetrate into the housing 148 or escape from it. The housing 148 is cylindrical. However, the housing 148 can also be spherical, cuboid or cube-shaped. The housing 148 can have any geometry. The housing 148 can be made of steel, in particular stainless steel, or an aluminum alloy, for example. The housing 148 encloses an interior space 150. The interior space 150 can be gas-filled, for example with nitrogen. However, the interior 150 can also be evacuated.

Der Innenraum 150 ist zumindest teilweise mit einem Füllstoff 152 gefüllt. Der Füllstoff 152 umfasst eine Vielzahl an Partikeln 154, 156, von denen in den 4 bis 6 nur zwei mit einem Bezugszeichen versehen sind. Die Partikel 154, 156 können beispielsweise Sandkörner, Glaskugeln, Metallpartikel, Kunststoffpartikel, Bleipartikel, Gummipartikel oder dergleichen sein. Die Partikel 154, 156 können unregelmäßig oder regelmäßig geformt sein. Beispielsweise können die Partikel 154, 156 kugelförmig, pyramidenförmig oder triangelförmig sein. Die Partikel 154, 156 können duktil sein. In diesem Fall sind die Partikel 154, 156 beispielsweise Gummipartikel. Der Füllstoff 152 ist staubförmig oder pulverförmig.The interior 150 is at least partially filled with a filler 152 . The filler 152 includes a plurality of particles 154, 156, of which in the 4 until 6 only two are provided with a reference number. The particles 154, 156 can be, for example, grains of sand, glass beads, metal particles, plastic particles, lead particles, rubber particles or the like. The particles 154, 156 can be irregularly or regularly shaped. For example, the particles 154, 156 may be spherical, pyramidal, or triangular in shape. The particles 154, 156 can be ductile. In this case, the particles 154, 156 are, for example, rubber particles. The filler 152 is in the form of dust or powder.

Der Füllstoff 152 kann jedoch auch flüssig oder pastös sein. Der Füllstoff 152 kann auch eine Suspension, das heißt ein Gemisch aus einer Flüssigkeit mit fein in der Flüssigkeit verteilten Festkörpern sein. Beispielsweise ist der Füllstoff 152 ein Gemisch aus einem Öl und einem Metallpulver. Der Füllstoff 152 kann auch blockförmig, beispielsweise in Form eines Gummizylinders oder Kunststoffzylinders, sein.However, the filler 152 can also be liquid or pasty. The filler 152 can also be a suspension, ie a mixture of a liquid with solids finely distributed in the liquid. For example, the filler 152 is a mixture of an oil and a metal powder. The filler 152 can also be in the form of a block, for example in the form of a rubber cylinder or plastic cylinder.

Der Füllstoff 152 füllt den Innenraum 150 nicht vollständig aus. Beispielsweise nimmt der Füllstoff 152 maximal 80 %, bevorzugt maximal 70 %, weiter bevorzugt maximal 60 %, weiter bevorzugt maximal 50 %, eines Volumens des Innenraums 150 ein. Der Füllstoff 152 kann sich frei in dem Innenraum 150 bewegen.The filler 152 does not completely fill the interior space 150 . For example, the filler 152 takes up a maximum of 80%, preferably a maximum of 70%, more preferably a maximum of 60%, more preferably a maximum of 50%, of a volume of the interior space 150 . The filler 152 is free to move within the interior space 150 .

Die Funktionalität der Dämpfungseinrichtung 136 wird nachfolgend anhand der 4 bis 6 erläutert. Die 4 zeigt die Obskurationsblende 116 in einem unangeregten Zustand oder Ruhezustand. In dem Ruhezustand wird die Obskurationsblende 116 nicht von außen angeregt und schwingt daher auch nicht. Die Partikel 154, 156 des Füllstoffs 152 liegen lose aufeinander.The functionality of the damping device 136 is based on the 4 until 6 explained. the 4 12 shows the obscuration stop 116 in an unexcited or resting state. In the rest state, the obscuration diaphragm 116 is not excited from outside and therefore does not vibrate. The particles 154, 156 of the filler 152 lie loosely on one another.

Die 5 zeigt die Obskurationsblende 116 in einem angeregten Zustand. Dabei wird der Basisabschnitt 120, beispielsweise durch eine externe Anregung, entgegen der z-Richtung z in einer Schwerkraftrichtung g beschleunigt, wie mit Hilfe eines Pfeils 158 angedeutet ist. Aufgrund ihrer Masseträgheit verbleiben die Partikel 154, 156 zunächst an ihrem Ausgangsort, während sich das Gehäuse 148 mitsamt dem Basisabschnitt 120 ebenfalls entgegen der z-Richtung z bewegt. Die Partikel 154, 156 lösen sich voneinander und bewegen sich so in dem Innenraum 150, wie mit Hilfe eines Pfeils 160 dargestellt ist. Hierbei wird Energie umgewandelt und dadurch die Schwingungsamplitude des Basisabschnitts 120 reduziert.the 5 12 shows the obscuration stop 116 in an excited state. In this case, the base section 120 is accelerated, for example by an external excitation, counter to the z-direction z in a direction of gravity g, as indicated by an arrow 158 . Because of their inertia, the particles 154, 156 initially remain at their starting point, while the housing 148 together with the base section 120 also moves counter to the z-direction z. The particles 154, 156 detach from one another and thus move in the inner space 150, as represented by an arrow 160. FIG. Here, energy is converted and the vibration amplitude of the base section 120 is thereby reduced.

Die 6 zeigt, wie sich der Basisabschnitt 120 aus dem angeregten Zustand gemäß der 5 wieder zurückbewegt. Hierbei wird der Basisabschnitt 120 entlang der z-Richtung z und entgegen der Schwerkraftrichtung g beschleunigt, wie mit Hilfe eines Pfeils 162 angedeutet ist. Die Partikel 154, 156 werden dabei komprimiert, wie mit Hilfe eines Pfeils 164 illustriert ist, wodurch ebenfalls die Schwingungsamplitude des Basisabschnitts 120 reduziert wird. Die Dämpfungseinrichtung 136 wirkt somit entlang der z-Richtung z und entgegen der z-Richtung z.the 6 shows how the base portion 120 from the excited state according to FIG 5 moved back again. Here, the base section 120 is accelerated along the z-direction z and counter to the direction of gravity g, as indicated by an arrow 162 . The particles 154, 156 are thereby compressed, as illustrated by means of an arrow 164, as a result of which the vibration amplitude of the base section 120 is also reduced. The damping device 136 thus acts along the z-direction z and counter to the z-direction z.

Mit Hilfe der Dämpfungseinrichtung 136 ist es somit ohne den Einsatz von Elastomeren als Bauteil eines sogenannten Schwingungstilgers möglich, Vibrationen des Basisabschnitts 120 der Obskurationsblende 116 zu reduzieren. Insbesondere wird die Schwingungsamplitude des Basisabschnitts 120 bei externen Anregungen reduziert. Hierdurch lassen sich zulässige Positionstoleranzen des Basisabschnitts 120 besser einhalten.With the help of the damping device 136 it is thus possible to reduce vibrations of the base section 120 of the obscuration screen 116 without the use of elastomers as a component of a so-called vibration absorber. In particular, the vibration amplitude of the base portion 120 is reduced under external stimuli. As a result, permissible positional tolerances of the base section 120 can be better maintained.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.Although the present invention has been described using exemplary embodiments, it can be modified in many ways.

BezugszeichenlisteReference List

11: Projektionsbelichtungsanlageprojection exposure system
22: Beleuchtungssystemlighting system
33: Lichtquellelight source
44: Beleuchtungsoptiklighting optics
55: Objektfeldobject field
66: Objektebeneobject level
77: Retikelreticle
88th: Retikelhalterreticle holder
99: Retikelverlagerungsantriebreticle displacement drive
1010: Projektionsoptikprojection optics
1111: Bildfeldimage field
1212: Bildebenepicture plane
1313: Waferwafers
1414: Waferhalterwafer holder
1515: WaferverlagerungsantriebWafer displacement drive
1616: Beleuchtungsstrahlungillumination radiation
1717: Kollektorcollector
1818: Zwischenfokusebeneintermediate focal plane
1919: Umlenkspiegeldeflection mirror
2020: erster Facettenspiegelfirst facet mirror
2121: erste Facettefirst facet
2222: zweiter Facettenspiegelsecond facet mirror
2323: zweite Facettesecond facet
100100: optisches Systemoptical system
102102: optisches Elementoptical element
104104: optisches Elementoptical element
106106: optisches Elementoptical element
108108: Obskurationobscuration
110110: Strahlengangbeam path
112112: Pupillenebenepupil level
114114: Aperturblendeaperture stop
116116: Obskurationsblendeobscuration shutter
118118: Zwischenraumspace
120120: Basisabschnittbase section
122122: Befestigungselementfastener
124124: Befestigungselementfastener
126126: Befestigungselementfastener
128128: Befestigungselementfastener
130130: lichtbestimmende Kantelight-determining edge
132132: Halbachsesemi-axis
134134: Halbachsesemi-axis
136136: Dämpfungseinrichtungdamping device
138138: Dämpfungseinrichtungdamping device
140140: Dämpfungseinrichtungdamping device
142142: Dämpfungseinrichtungdamping device
144144: Vorderseitefront
146146: Rückseiteback
148148: GehäuseHousing
150150: Innenrauminner space
152152: Füllstofffiller
154154: Partikelparticles
156156: Partikelparticles
158158: PfeilArrow
160160: PfeilArrow
162162: PfeilArrow
164164: PfeilArrow
gG: Schwerkraftrichtungdirection of gravity
M1M1: Spiegelmirror
M2M2: Spiegelmirror
M3M3: Spiegelmirror
M4M4: Spiegelmirror
M5M5: Spiegelmirror
M6M6: Spiegelmirror
WW: Wärmewarmth

Claims

Optical system (100) for a projection exposure system (1), having a plurality of optical elements (102, 104, 106), at least one of the optical elements (102, 104, 106) comprising an obscuration (108), an image plane (12), a beam path (110), the beam path (110) passing through the obscuration (108) and via the optical elements (102, 104, 106) to the image plane (12) through the optical system (100), and an obscuration diaphragm (116) which is arranged in the beam path (110) and partially shades it, wherein the obscuration diaphragm (116) comprises at least one damping device (136, 138, 140, 142), which is set up to an external excitation of Obscuration diaphragm (116) to reduce an oscillation amplitude of the same, and wherein the damping device (136, 138, 140, 142) comprises a fluid-tight housing (148) and a filler (152) movably received in the housing (148).

Optical system after claim 1 , wherein the filler (152) is powdery or liquid.

Optical system after claim 1 or 2 wherein the filler (152) comprises a plurality of regularly or irregularly shaped particles (154, 156).

Optical system after claim 3 , wherein the particles (154, 156) are elastically deformable.

Optical system according to one of Claims 1 - 4 , wherein the obscuration diaphragm (116) comprises a front side (144), onto which illumination radiation (16) impinges during operation of the optical system (100), and a rear side (146) remote from the front side (144), and wherein the damping device (136, 138, 140, 142) is provided on the rear (146).

Optical system according to one of Claims 1 - 5 , wherein the housing (148) encloses an interior (150) in which the filler (152) is accommodated, and wherein the filler (152) contains a maximum of 80%, preferably a maximum of 70%, more preferably a maximum of 60%, more preferably a maximum of 50% %, a volume of the inner space (150) fills.

Optical system according to one of Claims 1 - 6 wherein the housing (148) is cylindrical.

Optical system according to one of Claims 1 - 7 , further comprising a plurality of damping devices (136, 138, 140, 142), which are arranged in a grid.

Optical system after claim 8 , wherein the damping devices (136, 138, 140, 142) are arranged mirror-symmetrically to a first semi-axis (132) and/or a second semi-axis (134) of the obscuration diaphragm (116).

Projection exposure system (1) with an optical system (100) according to one of Claims 1 - 9 .