DE102021214665A1

DE102021214665A1 - Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie mit einer Temperierstruktur

Info

Publication number: DE102021214665A1
Application number: DE102021214665.1A
Authority: DE
Inventors: Maike Lorenz; Tim Hoffmann; Fabian Letscher; Martin Leuermann; Rüdiger Mack; Vladimir Mitev; Eva Schneider; Johannes Schurer
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-12-20
Filing date: 2021-12-20
Publication date: 2022-12-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage (1,101) für die Halbleiterlithografie mit einem auf einer optischen Wirkfläche (31) mit einer elektromagnetischen Strahlung (16,116) beaufschlagbaren optischen Element (Mx,117), wobei das optische Element (Mx, 117) eine Temperierstruktur (32,38,42,43,44,46) zur Temperierung umfasst. Die Temperierstruktur (32,38,42,43,44,46) ist erfindungsgemäß derart eingerichtet, dass eine inhomogene Temperaturverteilung auf der optischen Wirkfläche (31) homogenisiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie mit einer Temperierstruktur.
Projektionsbelichtungsanlagen für die Halbleiterlithografie unterliegen extrem hohen Anforderungen an die Abbildungsqualität, um die gewünschten mikroskopisch kleinen Strukturen möglichst fehlerfrei herstellen zu können. In einem Lithografieprozess oder einem Mikrolithografieprozess beleuchtet ein Beleuchtungssystem eine photolithografische Maske, die auch als Retikel bezeichnet wird. Das durch die Maske hindurchtretende Licht oder das von der Maske reflektierte Licht wird von einer Projektionsoptik, auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes, in der Bildebene der Projektionsoptik angebrachtes Substrat (beispielsweise einen Wafer) projiziert, um die Strukturelemente der Maske auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen. Die Anforderungen an die Positionierung der Abbildung auf dem Wafer und die Intensität des durch das Beleuchtungssystem bereitgestellten Lichts werden mit jeder neuen Generation erhöht, was zu einer höheren Wärmelast auf den optischen Elementen führt.
Üblicherweise werden die als Spiegel ausgebildeten optischen Elemente, die in EUV-Projektionsbelichtungsanlagen, also in Anlagen, die mit einem Licht mit einer Wellenlänge zwischen 1nm und 120nm, insbesondere bei 13,5nm betrieben werden, durch eine in ihrem Grundkörper integrierte Wasserkühlung temperiert. Unter dem Grundkörper versteht man dasjenige Element, auf welchem die optische Wirkfläche, also die dem zur Abbildung der Strukturelemente genutzten Licht zugewandte Fläche, ausgebildet ist. Die Grundkörper umfassen dabei Fluidkanäle, die von temperiertem Wasser durchströmt werden und dadurch die Wärme von der optisch aktiven Fläche wegführen. Der Durchmesser und der Abstand der Fluidkanäle, welche beispielsweise durch Bohren hergestellt werden können, sind dabei durch die Anforderung an die Ebenheit der optischen Wirkfläche beschränkt. Eine durch die Hohlräume der Fluidkanäle ungleichmäßige Steifigkeit kann zu Unebenheiten in der Bearbeitung führen und auch im Betrieb können sich durch den Druck in den Kühlkanälen Deformationen auf der optischen Wirkfläche ausbilden, was besonders nachteilig ist, wenn die Fluidkanäle einen zu großen Durchmesser aufweisen oder zu eng nebeneinander angeordnet sind. Die vorgegebenen Abstände und/oder Durchmesser der Kühlkanäle haben den Nachteil, dass die Temperaturgradienten der häufig inhomogenen Temperaturverteilung auf der optischen Wirkfläche trotz einer Reduzierung einer mittleren Temperatur der Temperaturverteilung gleich bleiben oder sich durch eine ungünstige Anordnung der Kühlkanäle sogar noch verstärken. Während eine Änderung der mittlere Temperatur der optischen Wirkfläche optisch lediglich einer gut korrigierbaren Verschiebung der optischen Wirkfläche entspricht, führen die Temperaturgradienten auf der optischen Wirkfläche zu schwer oder nicht korrigierbaren sogenannten höherwelligen Abbildungsfehlern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile beseitigt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.
Eine erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie umfasst ein optisches Element mit einer optischen Wirkfläche, wobei das optische Element eine Temperierstruktur zur Temperierung umfasst. Die Temperierstruktur ist dabei dazu eingerichtet, eine inhomogene Temperaturverteilung auf der optischen Wirkfläche zu homogenisieren. Dies hat den Vorteil, dass unerwünschteTemperaturgradienten auf der optischen Wirkfläche minimiert werden können und die aus der Temperaturverteilung resultierenden Abbildungsfehler minimiert oder zumindest leichter korrigiert werden können. Dabei ist es grundsätzlich in einer Projektionsbelichtungsanlage immer einfacher, eine Verschiebung eines optischen Elementes zu kompensieren, wie beispielsweise mit einem Manipulator, als eine Deformation über die optische Wirkfläche, wie sie durch eine inhomogene Temperaturverteilung bewirkt wird. Bei einer Optimierung der Temperaturverteilung über die optische Wirkfläche durch die Temperierstruktur kann daher der Fokus zugunsten einer homogeneren Temperaturverteilung gelegt werden. Dies bedeutet, dass ein geringerer Temperaturgradient höher gewichtet werden kann als beispielsweise eine größere Abweichung der mittleren Temperatur der optischen Wirkfläche von ihrer Solltemperatur.
Weiterhin kann mindestens ein Element der Temperierstruktur in einem Grundkörper des optischen Elementes angeordnet sein. Grundsätzlich kann man zwischen Elementen der Temperierstruktur unterscheiden, welche im Grundkörper integriert sind, wie beispielsweise Temperierkanäle, am Grundkörper ausgebildet sind, wie beispielsweise Schichten oder welche auf den Grundkörper einwirken, wie beispielsweise ein Luftstrom, welcher auf den Grundkörper gerichtet ist.
Insbesondere kann die Temperierstruktur als Temperierkanäle ausgebildete Elemente in zwei in unterschiedlichen Abständen zur optischen Wirkfläche verlaufenden Ebenen umfassen. Die Anordnung in zwei Ebenen hat den Vorteil, dass die sich bei einer Projektion auf die optische Wirkfläche ergebenden Abstände zwischen den Temperierkanälen reduziert werden können. Die aus fertigungstechnischen und aufgrund von beim Betrieb auftretenden nachteiligen Wirkungen der Temperierkanäle notwendigen Mindestabstände zwischen den Temperierkanälen können dadurch deutlich unterschritten werden. Die unterschiedlichen Abstände zwischen den Temperierkanälen und der optischen Wirkfläche können durch höhere Volumenströme oder größere Temperaturunterschiede zwischen Temperierfluid und optischer Wirkfläche kompensiert werden. Die geringeren Abstände führen zu einer vorteilhaften Homogenisierung der Temperaturverteilung mit geringeren Temperaturgradienten auf der optischen Wirkfläche.
Weiterhin können die in unterschiedlichen Ebenen ausgebildeten Temperierkanäle in Längsrichtung mindestens in Teilbereichen senkrecht zueinander angeordnet sein. Durch die sich auf diese Weise ergebende Gitterstruktur werden diejenigen Bereiche, in welchen keine Temperierkanäle angeordnet sind minimiert beziehungsweise wie weiter oben bereits erläutert die Abstände der Temperierkanäle zueinander minim iert.
Daneben können die in unterschiedlichen Ebenen ausgebildeten Temperierkanäle in Längsrichtung mindestens in Teilbereichen parallel zueinander verlaufen.
Insbesondere können die parallelen Temperierkanäle der beiden unterschiedlichen Ebenen mindestens bereichsweise in horizontaler Richtung versetzt zueinander angeordnet sein. Dies verringert wie weiter oben beschrieben bei einer Projektion der Temperierkanäle auf die optische Wirkfläche, die Abstände zwischen den Temperierkanälen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können mindestens zwei Temperierkanäle der Temperierstruktur nur in einem Teilbereich des optischen Elementes angeordnet sein. Diese Anordnung der Temperierkanäle in Teilbereichen des optischen Elementes, also von oben auf die optische Wirkfläche gesehen in einem Bereich, der beispielsweise nur ein Viertel der optischen Wirkfläche umfasst, kann stark inhomogenen Wärmeeinträgen in die optische Wirkfläche effektiv entgegenwirken. Die Anordnung der Temperierkanäle in vier Vierteln der optischen Wirkfläche ist beispielweise bei einer Nutzung der Projektionsbelichtungsanlagen mit einer sogenannten Dipolbeleuchtung besonders gut geeignet. Bei einer Dipolbeleuchtung kann die zur Abbildung einer Struktur auf einen Wafer genutzte elektromagnetische Strahlung derart geformt werden, dass die beaufschlagten Flächen sich auf zwei einzelne gegenüberliegende Pole beschränkt. In diesem Fall können die korrespondierend zu den Polen angeordneten Temperierkanäle im Bereich der Pole kühlen und in den Bereichen, welche nicht von Strahlung beaufschlagt sind, weniger oder gar nicht kühlen oder sogar diese Bereiche erwärmen mit dem Ziel eine homogene Temperaturverteilung mit minimalen Temperaturgradienten einzustellen.
Weiterhin können die mindestens zwei Temperierkanäle jeweils einen eigenen Zulauf und Ablauf umfassen. Dies hat den Vorteil, dass für das die Temperierkanäle durchströmende Temperierfluid für jeden Temperierkanal unterschiedliche physikalische Eigenschaften, wie beispielsweise Temperatur, Druck oder Volumenstrom eingestellt werden können. Dadurch können auch lokal unterschiedliche Wärmelasten, wie bei einer weiter oben bereits erläuterten Dipolbeleuchtung gezielt reduziert werden.
Alternativ können die mindestens zwei Temperierkanäle einen gemeinsamen Zulauf und/oder Ablauf umfassen. Dies hat den Vorteil, dass eine geringere Anzahl von Zuläufen und/oder Abläufen notwendig sind, wodurch die Herstellkosten reduziert werden können.
Daneben können die mindestens zwei Temperierkanäle unabhängig voneinander temperiert werden. Dies kann nicht nur durch, wie weiter oben beschriebene, individuelle Zuläufe realisiert werden, sondern auch durch nach einem gemeinsamen Zulauf und nach einem Verteiler angeordnete Termperierelemente. Dadurch kann eine kostengünstige und dennoch sehr variable Temperierung der optischen Wirkfläche sichergestellt werden. Die Reduzierung der Anzahl der Zuläufe (und Abläufe) kann vorteilhafterweise auch die mechanischen Verbindungen der optischen Elemente und dadurch die damit verbundenen parasitären mechanischen Anregungen reduzieren.
Insbesondere kann die unabhängige Temperierbarkeit der mindestens zwei Temperierkanäle derart ausgeführt sein, dass unterschiedliche Zonen auf der optischen Wirkfläche unterschiedlich temperierbar sind. Damit ergibt sich insbesondere für Beleuchtungssettings mit räumlich stark inhomogener Beleuchtung (also beispielsweise sogenannte Dipolsettings) die Möglichkeit, die damit einhergehende stark unterschiedliche von der Beleuchtung herrührende Wärmelast durch eine geeignete Wahl der Temperatur des jeweils in den Kanälen strömenden Temperierfluids zu kompensieren und damit das Temperaturprofil über die optische Wirkfläche hinweg zu homogenisieren.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann mindestens ein Element der Temperierstruktur zwischen einem Grundkörper des optischen Elementes und einer reflektierenden Schicht des optischen Elementes angeordnet sein. Bei der reflektierenden Schicht kann es sich beispielsweise um eine Multilayerschicht eines Spiegels für die EUV-Lithografie handeln, die oberhalb der optischen Wirkfläche angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass der Grundkörper des optischen Elementes nicht bearbeitet werden muss und die beispielsweise durch Bohrungen oder grundsätzlich durch eine Bearbeitung in das Material eingebrachten Spannungen reduziert werden können. Die Spannungen können prinzipiell bei der Herstellung der Grundkörper kompensiert werden, haben aber auch die Eigenschaft, erst über eine längere Zeit zu relaxieren, wodurch parasitäre Fehler auf der optischen Wirkfläche bewirkt werden können. Die weiter oben mehrfach erläuterten Temperierkanäle können beispielsweise in eine auf den Grundkörper aufgebrachte Schicht eingearbeitet werden. Dieses Herstellverfahren kann vorteilhafterweise auch Anordnungen oder Geometrien der Temperierkanäle ermöglichen, welche durch Bohren in einen Grundkörper nicht herstellbar wären.
Daneben kann eine Wärmeleitschicht der Temperierstruktur zwischen einem Grundkörper des optischen Elementes und einer reflektierenden Schicht des optischen Elementes angeordnet sein. Die Wärmeleitschicht hat durch ihre horizontale Wirkung der Wärmeleitung den Vorteil, dass die Temperaturgradienten zwischen mit einer elektromagnetischen Strahlung beaufschlagten Bereichen der optischen Wirkfläche und nicht beaufschlagten Bereichen reduziert werden. Insbesondere, wenn, wie in EUV-Projektionsbelichtungsanlagen üblich, das Material des Grundkörpers einen sehr geringen Wärmeleitkoeffizienten aufweist.
Neben der horizontalen Wärmeleitschicht kann die Temperierstruktur auch einen senkrecht zur optischen Wirkfläche angeordneten Wärmeleiter umfassen. Dieser kann die Wärmeleitung im Grundkörper, welcher, wie weiter oben erläutert, häufig ein Material mit einem kleinen Wärmeleitkoeffizienten aufweist, senkrecht zur optischen Wirkfläche und damit auch weg von der optischen Wirkfläche vorteilhaft erhöhen.
Weiterhin können Mittel zur Ausbildung eines entlang der optischen Wirkfläche ausgebildeten Fluidstroms vorhanden sein. Derartige Fluidstromgeneratoren können einen Volumenstrom derart erzeugen, formen und ausrichten, dass dieser über die optische Wirkfläche strömt und dort Wärme ableiten kann. Die in der Reflektionsschicht des optischen Elementes absorbierte elektromagnetische Strahlung führt durch die weiter oben erläuterte schlechte Wärmeleitung im Grundkörper zu einem Wärmestau in der Reflektionsschicht. Durch den Fluidstrom kann die Wärme vorteilhafterweise am Ort der Entstehung abgeleitet werden.
Alle weiter oben beschrieben Merkmale der Ausführungsformen können auch in anderen Kombinationen zusammenwirken und gelten dennoch von der Anmeldung als mit umfasst.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

1 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie,
2 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die DUV-Projektionslithografie,
3 ein Diagramm zur Erläuterung des Standes der Technik,
4a,b eine erste und zweite Ausführungsform der Erfindung,
5a,b weitere Ausführungsformen der Erfindung,
6a,b weitere Ausführungsformen der Erfindung,
7 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, und
8 eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf die 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie beschrieben. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowie deren Bestandteile sind hierbei nicht einschränkend verstanden.
Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer 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 separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem die Lichtquelle 3 nicht.
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.
In der 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Richtung verläuft senkrecht zur Zeichenebene hinein. Die y-Richtung verläuft horizontal und die z-Richtung verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der 1 längs der y-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 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.
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 verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.
Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Laser Produced Plasma, mithilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Free-Electron-Laser, FEL) handeln.
Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Strahlungsquelle 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 (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.
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 Strahlungsquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.
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 Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 21 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt.
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.
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.
Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung.
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 .
Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.
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.
Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.
Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Fly's Eye Integrator) bezeichnet.
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 Pupillenfacettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der DE 10 2017 220 586 A1 beschrieben ist.
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.
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.
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 Feldfacettenspiegel 20 und den Pupillenfacettenspiegel 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.
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.
Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.
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. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. 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.
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, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.
Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung 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 kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, +/- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.
Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.
Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.
Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung 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 sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1 .
Jeweils eine der Pupillenfacetten 23 ist genau einer der Feldfacetten 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 Feldfacetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die Feldfacetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 23.
Die Feldfacetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem Pupillenfacettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 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.
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.
Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 ist der Pupillenfacettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der Feldfacettenspiegel 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.
2 zeigt schematisch im Meridionalschnitt eine weitere Projektionsbelichtungsanlage 101 für die DUV-Projektionslithografie, in welcher die Erfindung ebenfalls zur Anwendung kommen kann.
Der Aufbau der Projektionsbelichtungsanlage 101 und das Prinzip der Abbildung ist vergleichbar mit dem in 1 beschriebenen Aufbau und Vorgehen. Gleiche Bauteile sind mit einem um 100 gegenüber 1 erhöhten Bezugszeichen bezeichnet, die Bezugszeichen in 2 beginnen also mit 101.
Im Unterschied zu einer wie in 1 beschriebenen EUV-Projektionsbelichtungsanlage 1 können auf Grund der größeren Wellenlänge der als Nutzlicht verwendeten DUV-Strahlung 116 im Bereich von 100 nm bis 300 nm, insbesondere von 193 nm, in der DUV-Projektionsbelichtungsanlage 101 zur Abbildung beziehungsweise zur Beleuchtung refraktive, diffraktive und/oder reflexive optische Elementen 117, wie beispielsweise Linsen, Spiegeln, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen verwendet werden. Die Projektionsbelichtungsanlage 101 umfasst dabei im Wesentlichen ein Beleuchtungssystem 102, einen Retikelhalter 108 zur Aufnahme und exakten Positionierung eines mit einer Struktur versehenen Retikels 107, durch welches die späteren Strukturen auf einem Wafer 113 bestimmt werden, einen Waferhalter 114 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung eben dieses Wafers 113 und einem Projektionsobjektiv 110, mit mehreren optischen Elementen 117, die über Fassungen 118 in einem Objektivgehäuse 119 des Projektionsobjektives 110 gehalten sind.
Das Beleuchtungssystem 102 stellt eine für die Abbildung des Retikels 107 auf dem Wafer 113 benötigte DUV-Strahlung 116 bereit. Als Quelle für diese Strahlung 116 kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung 116 wird in dem Beleuchtungssystem 102 über optische Elemente derart geformt, dass die DUV-Strahlung 116 beim Auftreffen auf das Retikel 107 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.
Der Aufbau der nachfolgenden Projektionsoptik 110 mit dem Objektivgehäuse 119 unterscheidet sich außer durch den zusätzlichen Einsatz von refraktiven optischen Elementen 117 wie Linsen, Prismen, Abschlussplatten prinzipiell nicht von dem in 1 beschriebenen Aufbau und wird daher nicht weiter beschrieben.
3 zeigt ein Diagramm mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Temperaturverteilung über den Durchmesser eines optischen Elementes, welches beispielsweise als ein in der 1 oder der 2 dargestellter Spiegel Mx, 117 ausgebildet ist. Der Spiegel Mx, 117, welcher schematisch unterhalb des Diagramms dargestellt ist, umfasst einen Grundkörper 30 mit einer optischen Wirkfläche 31, also derjenigen Fläche, die zur Abbildung einer Struktur auf einen Wafer mit elektromagnetischer Strahlung 16, 116 beaufschlagt wird, und einem Temperierkanal 32 zur Ableitung von Wärme. Die in dem Diagramm dargestellten Kurven zeigen eine inhomogene Temperaturverteilung, welche sich aufgrund einer Absorption der in der 1 erläuterten EUV-Strahlung16 beziehungsweise der in der 2 erläuterten DUV-Strahlung 116 auf der optischen Wirkfläche 31 des Spiegels Mx, 117 ausbildet. Verstärkt wird die inhomogene Temperaturverteilung noch durch physikalische Effekte, welche bei einem nicht temperierten Spiegel Mx, 117 zu einer steigenden Wärmeleitung vom Zentrum des Grundkörpers 30 zum Rand 45 des Grundkörpers 30 führt. Die obere gestrichelte Linie zeigt dabei die Temperaturverteilung eines nicht temperierten Spiegels Mx, 117 und die durchgezogene untere Linie eine Temperaturverteilung eines temperierten, also im Fall der dargestellten Ausführungsform gekühlten Spiegels Mx, 117. Es ist zu erkennen, dass die mittlere Temperatur der optischen Wirkfläche 31 durch die Temperierung sinkt, die Temperaturunterschiede über die optische Wirkfläche 31 jedoch, wie im dargestellten Diagramm gezeigt, sogar noch größer werden können, als bei einem nicht temperierten Spiegel Mx, 117. Auf Grund der deformierenden Wirkung von Temperaturunterschieden ist wie weiter oben bereits erläutert eine möglichst homogene Temperaturverteilung über die optische Wirkfläche 31 vorteilhaft.
4a und 4b zeigen Ausführungsformen der Erfindung, in welchen die Temperierkanäle 32 im Grundkörper 30 des Spiegels Mx, 117 in zwei Ebenen mit unterschiedlichem Abstand zur optischen Wirkfläche 31 des Spiegels Mx, 117 angeordnet sind. Der durchgezogen dargestellte Temperierkanal 32.1 ist also näher an der optischen Wirkfläche 31 angeordnet als der gestrichelt dargestellte Temperierkanal 32.2. Dies hat den Vorteil, dass der horizontale Abstand der Temperierkanäle 32.1, 32.2 zueinander reduziert werden kann beziehungsweise sich die Temperierkanäle 32.1, 32.2 kreuzen können. Dadurch werden die Bereiche, welche in der zur optischen Wirkfläche 31 vertikalen Projektion zwischen den Temperierkanälen 32.1, 32.2 liegen kleiner und die Wärmeleitung im Grundkörper 30 homogener, wodurch wiederum die Temperaturverteilung an der optischen Wirkfläche 31 kleinere Temperaturgradienten aufweist.
Die 4a zeigt dabei eine Ausführungsform, welche zumindest bereichsweise senkrecht zueinander angeordnete Temperierkanäle 32.1, 32.2 aufweist. Die beiden Temperierkanäle 32.1, 32.2 sind jeweils mäanderförmig ausgebildet und kreuzen sich dadurch mehrfach. Diese Anordnung verringert die Bereiche ohne Temperierkanal 32.1, 32.2, oder anders gesagt, wird der maximale Abstand eines beliebigen Punktes auf der optischen Wirkfläche zu einem Kühlkanal vorteilhaft minimiert.
4b zeigt eine weitere Ausführungsform, welche zumindest bereichsweise parallel angeordnete Temperierkanäle 32.1, 32.2 aufweist. Diese sind wiederum mäandernd und mit gleichen Abständen zwischen den parallelen Bereichen der jeweiligen Temperierkanäle 32.1, 32.2 ausgebildet. Die parallelen Bereiche der einzelnen Temperierkanäle 32.1, 32.2 sind um den halben Abstand zwischen zwei parallelen Bereichen eines Temperierkanals 32.1, 32.2 zueinander verschoben. Dies hat den Vorteil, dass der Abstand zwischen den parallelen Bereichen der Temperierkanäle 32.1, 32.2 in der Projektion auf die optische Wirkfläche 31 nur noch halb so groß ist, wodurch eine bessere thermische Homogenisierung der optischen Wirkfläche 31 als durch einen einzigen Temperierkanal 32 in einer Ebene möglich ist.
Die 5a und 5b zeigen Ausführungsformen der Erfindung, in welcher Temperierkanäle 32.x in unterschiedlichen Teilbereichen des Grundkörpers 30 dargestellt sind. Dies hat den Vorteil, dass in Bereichen der optischen Wirkfläche 31 mit einer hohen Wärmelast eine höhere Kühlleistung eingestellt werden kann als in Bereichen der optischen Wirkfläche 31, welche mit einer geringeren oder gar keiner elektromagnetischen Strahlung 16, 116 beaufschlagt werden. Dies ist beispielsweise bei einer als Dipolbeleuchtung bezeichneten Leistungsverteilung der Fall, bei welcher nur zwei gegenüberliegende Teilbereiche, sogenannte Pole, auf der optischen Wirkfläche 31 mit elektromagnetischer Strahlung 16, 116 beaufschlagt werden.
Die 5a zeigt dabei eine Ausführungsform der Erfindung, in welcher vier einzelne Temperierkanäle 32.1, 32.2, 32.3, 32.4, welche jeweils nur einen Teilbereich der optischen Wirkfläche 31 des Grundkörpers 30 abdecken, dargestellt sind. Die einzelnen Temperierkanäle 32.1, 32.2, 32.3, 32.4 weisen jeweils einen eigenen Zulauf 34 und einen eigenen Ablauf 35 auf, so dass ein durch die Temperierkanäle 32.1, 32.2, 32.3, 32.4 strömendes Temperierfluid 33 für jeden Temperierkanal 32.1, 32.2, 32.3, 32.4 auf eine unterschiedliche Temperatur eingestellt werden kann beziehungsweise die Strömungsgeschwindigkeit in jedem Temperierkanal 32.1, 32.2, 32.3, 32.4 unterschiedlich eingestellt werden kann. Der Zulauf 34 und der Ablauf 35 sind mit einer nicht dargestellten Vorrichtung zur Konditionierung des Temperierfluids 33 verbunden.
Die 5b zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, in welcher die optische Wirkfläche 31 von zwei Temperierkanälen 32.1, 32.2 abgedeckt wird, welche einen gemeinsamen Zulauf 34 und einen gemeinsamen Ablauf 35 umfassen. Der Zulauf 34 umfasst ein im Grundkörper 30 angeordnetes Temperierelement 38, welches vor einen Verteiler 36 angeordnet ist, welcher das Temperierfluid 33 auf die beiden Temperierkanäle 32.1, 32.2 verteilt. Nach dem Verteiler 36 sind in den Temperierkanälen 32.1, 32.2 jeweils ein weiteres Temperierelement 38 angeordnet, so dass die Temperatur des Temperierfluids 33 für jeden Temperierkanal 32.1, 32.2 individuell eingestellt werden kann. Am Ende der Temperierkanäle 32.1, 32.2 werden diese über einen Sammler 37 wieder zu dem gemeinsamen Ablauf 35 verbunden, welcher wiederum, wie der Zulauf 34 mit einer nicht dargestellten Vorrichtung zur Konditionierung des Temperierfluids 33 verbunden ist. Beide Ausführungsformen ermöglichen eine vorteilhafte individuelle Temperierung bestimmter Teilbereiche der optischen Wirkfläche 31 und können natürlich auch kombiniert werden, so dass beispielsweise die in der 5a dargestellte Ausführungsform einen gemeinsamen Zulauf 34 und Ablauf 35 für alle vier Temperierkanäle 32.1, 32.2, 32.3 32.4 aufweisen kann.
6a zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, in welcher das als Temperierkanal 32 ausgebildete Element der Temperierstruktur in einer Temperierkanalschicht 39 verläuft, welche auf der optischen Wirkfläche 31 des Grundkörpers 30 angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Geometrie der Temperierkanäle 32 nahezu beliebig ausgebildet werden kann und auch der Abstand der Temperierkanäle 32 mit geringeren Abständen zueinander ausgebildet werden können. Auf der Temperierkanalschicht 39 ist eine Schutzschicht 40 angeordnet, welche die abschließende Reflektionsschicht 41 und die Temperierkanalschicht 39 voneinander trennt. Durch ein Aufbringen einer als Ätzschicht ausgebildeten Temperierkanalschicht 39 entstehenden Deformationen der optischen Wirkfläche kann entweder durch einen Vorhalt für eine nachträgliche Politur oder durch eine nachträgliche Korrektur mit einem Laser entgegenwirkt werden.
6b zeigt eine Ausführungsform, welche neben einem im Grundkörper 30 ausgebildeten Temperierkanal 32 eine ebenfalls im Grundkörper 30 ausgebildete Wärmeleitschicht 42 und ein am Rand 45 des Grundkörpers 30 angeordnetes Wärmerohr 43, eine sogenannte Heatpipe, umfasst. Die Wärmeleitschicht 42, welche beispielsweise Kupfer oder ein anderes Material mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten umfasst, verringert durch die gesteigerte horizontale, parallel zur optischen Wirkfläche 31 wirkende Wärmeleitung vorteilhaft die Temperaturgradienten in der Temperaturverteilung der optischen Wirkfläche 31. Die durch die gesteigerte horizontale Wärmeleitung erhöhte Temperatur am Rand 45 des Grundkörpers 30 wird durch ein dort in vertikaler Richtung, also senkrecht zur optischen Wirkfläche 31, wirkendes Wärmerohr 43 von der optischen Wirkfläche 31 weg in Richtung einer Rückseite des Grundkörpers 30 abgeleitet. Die Wärmeleitschicht 42 kann auch als Schicht auf dem Grundkörper 30 unterhalb der Reflektionsschicht 41 ausgebildet sein. Weiterhin kann auch, wie in der 6a erläutert eine zusätzliche in der 6b nicht dargestellte Schutzschicht 40 zwischen den beiden Schichten 41, 42 ausgebildet sein.
7 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, welche zur vertikalen Wärmeleitung in den Grundkörper 30 eingelassene Wärmeleiter 44, welche beispielsweise Kupfer oder ein anderes Material mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten umfassen können, aufweist. Die Wärmeleiter 44 können durch ihre feste Struktur vorteilhafterweise mit einem geringeren Abstand zur optischen Wirkfläche 31 im Grundkörper 30 angeordnet werden. Diese haben den Vorteil, dass die Wärme schnell von der optischen Wirkfläche 31 in Richtung eines ebenfalls in der 7 dargestellten Temperierkanals 32 transportiert wird, wodurch eine bessere Homogenisierung der Temperaturverteilung auf der optischen Wirkfläche 31 bewirkt wird. Die Wärmeleiter 44 können dabei zumindest teilweise auch vertikal von dem Temperierfluid 33 umspült werden.
8 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in welcher ein Spiegel Mx, 117 mit einem horizontal über die optische Wirkfläche 31 strömendem Fluidstrom 46 dargestellt ist. Der Fluidstrom 46 wird durch einen Fluidstromgenerator 47 erzeugt und strömt zum Temperieren parallel zur optischen Wirkfläche 31 über den Spiegel Mx, 117. Dies hat den Vorteil, dass ein Großteil der durch die Absorption der Strahlung 16, 116 bewirkten Wärme, direkt wieder abgeführt werden kann. Dadurch wird die durch einen Pfeil in der 8 dargestellte Wärmeleitung durch den Grundkörper 30 vorteilhaft minimiert. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Wärmeleitkoeffizient des Materials des Grundkörpers 30, wie in der EUV-Halbleitertechnik üblich, sehr klein ist, wodurch ein Wärmestau in der Reflektionsschicht 41 an der optischen Wirkfläche 31 auftritt. Weiterhin umfasst der in der 8 dargestellte Grundkörper 30 auch einen Temperierkanal 32, welcher die verringerte von dem Grundkörper 30 aufgenommene Wärme ableitet. Alle Merkmale der in den 4a bis 8 erläuterten Ausführungsformen können auch miteinander oder in anderen als den dargestellten Ausführungsformen kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

1: Projektionsbelichtungsanlage
2: Beleuchtungssystem
3: Strahlungsquelle
4: Beleuchtungsoptik
5: Objektfeld
6: Objektebene
7: Retikel
8: Retikelhalter
9: Retikelverlagerungsantrieb
10: Projektionsoptik
11: Bildfeld
12: Bildebene
13: Wafers
14: Waferhalter
15: Waferverlagerungsantrieb
16: EUV-Strahlung
17: Kollektor
18: Zwischenfokusebene
19: Umlenkspiegel
20: Facettenspiegel
21: Facetten
22: Facettenspiegel
23: Facetten
30: Grundkörper
31: Oberfläche
32: Temperierkanal
33: Temperierfluid
34: Zulauf
35: Ablauf
36: Verteiler
37: Sammler
38: Temperierelement
39: Temperierkanalschicht
40: Schutzschicht
41: Reflektionsschicht
42: Wärmeleitschicht
43: Wärmerohr
44: Wärmeleiter
45: Rand
46: Fluidstrom
47: Fluidstromgenerator
101: Projektionsbelichtungsanlage
102: Beleuchtungssystem
107: Retikel
108: Retikelhalter
110: Projektionsoptik
113: Wafers
114: Waferhalter
116: DUV-Strahlung
117: optisches Element
118: Fassungen
119: Objektivgehäuse
M1-M6: Spiegel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008009600 A1 [0034, 0038]
US 20060132747 A1 [0036]
EP 1614008 B1 [0036]
US 6573978 [0036]
DE 102017220586 A1 [0041]
US 20180074303 A1 [0055]

Claims

Projektionsbelichtungsanlage (1,101) für die Halbleiterlithografie mit einem optischen Element (Mx,117) mit einer optischen Wirkfläche (31), wobei das optische Element (Mx, 117) eine Temperierstruktur (32,38,42,43,44,46) zur Temperierung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierstruktur (32,38,42,43,44,46) dazu eingerichtet ist, eine inhomogene Temperaturverteilung auf der optischen Wirkfläche (31) zu homogenisieren.
Projektionsbelichtungsanlage (1,101) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Element der Temperierstruktur (32,38,42,43,44,46) in einem Grundkörper (30) des optischen Elementes (Mx,117) angeordnet ist.
Projektionsbelichtungsanlage (1,101) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierstruktur (32,38,42,43,44,46) als Temperierkanäle (32.x) ausgebildete Elemente in zwei in unterschiedlichen Abständen zur optischen Wirkfläche (31) verlaufenden Ebenen umfasst.
Projektionsbelichtungsanlage (1,101) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in unterschiedlichen Ebenen ausgebildete Temperierkanäle (32.x) in Längsrichtung mindestens in Teilbereichen senkrecht zueinander angeordnet sind.
Projektionsbelichtungsanlage (1,101) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in unterschiedlichen Ebenen ausgebildete Temperierkanäle (32.x) in Längsrichtung mindestens in Teilbereichen parallel zueinander verlaufen.
Projektionsbelichtungsanlage (1,101) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die parallelen Temperierkanäle (32.x) der beiden unterschiedlichen Ebenen mindestens bereichsweise in horizontaler Richtung versetzt zueinander angeordnet sind.
Projektionsbelichtungsanlage (1,101) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Temperierkanäle (32.x) jeweils einen eigenen Zulauf (34) und Ablauf (35) umfassen.
Projektionsbelichtungsanlage (1,101) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Temperierkanäle (32.x) einen gemeinsamen Zulauf (34) und/oder Ablauf (35) umfassen.
Projektionsbelichtungsanlage (1,101) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Temperierkanäle (32.x) unabhängig voneinander temperiert werden können.
Projektionsbelichtungsanlage (1,101) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Temperierkanäle (32.x) derart ausgeführt sind, dass unterschiedliche Zonen auf der optischen Wirkfläche (31) unterschiedlich temperierbar sind.
Projektionsbelichtungsanlage (1,101) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Element der Temperierstruktur (32,38,42,43,44,46) zwischen einem Grundkörper (30) des optischen Elementes (Mx,117) und einer Reflektionsschicht (41) des optischen Elementes (Mx,117) angeordnet ist.
Projektionsbelichtungsanlage (1,101) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmeleitschicht (42) der Temperierstruktur (32,38,42,43,44,46) zwischen einem Grundkörper (30) des optischen Elementes (Mx,117) und einer Reflektionsschicht (41) des optischen Elementes (Mx,117) angeordnet ist.
Projektionsbelichtungsanlage (1,101) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierstruktur (32,38,42,43,44,46) einen senkrecht zur optischen Wirkfläche (31) angeordneten Wärmeleiter (44) umfasst.
Projektionsbelichtungsanlage (1,101) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (47) zur Ausbildung eines entlang der optischen Wirkfläche (31) ausgebildeten Fluidstrom (46) vorhanden sind.