DE102022201301A1

DE102022201301A1 - EUV projection exposure system with a heating device

Info

Publication number: DE102022201301A1
Application number: DE102022201301.8A
Authority: DE
Inventors: Mark Baerwinkel; Niklas Loser; Jürgen Kunzmann; Benjahman Julius Modeste; Ralf Zweering
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2022-02-08
Filing date: 2022-02-08
Publication date: 2023-08-10
Also published as: WO2023151891A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage (1) mit einer Heizvorrichtung (30) zum Heizen von mindestens einem Element (Mx), wobei die Heizvorrichtung (30) eine Beleuchtungsoptik mit einem Gehäuse (31) und mindestens drei durch zwei Zwischenräume (34.1-34.5) voneinander getrennte Elemente (33.1-33.6) aufweist und das Gehäuse (31) mindestens zwei Entlüftungskanäle (36.1-36.5) zur Entlüftung der Zwischenräume (34.1-34.5) umfasst Diese zeichnet sich dadurch aus, dass die mindestens zwei Entlüftungskanäle (36.1-36.5) einen unmittelbar nach außen führenden Auslass (37.1-37.2) aufweisen.The invention relates to an EUV projection exposure system (1) with a heating device (30) for heating at least one element (Mx), the heating device (30) comprising an illumination optics with a housing (31) and at least three spaces (34.1-34.5 ) has separate elements (33.1-33.6) and the housing (31) comprises at least two venting channels (36.1-36.5) for venting the intermediate spaces (34.1-34.5) This is characterized in that the at least two venting channels (36.1-36.5) have an outlet (37.1-37.2) leading directly to the outside.

Description

Die Erfindung betrifft eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit einer Heizvorrichtung.The invention relates to an EUV projection exposure system with a heating device.

Projektionsbelichtungsanlagen für die Halbleiterlithografie zeigen im Hinblick auf ihre Abbildungsqualität ein stark temperaturabhängiges Verhalten. Sowohl nicht unmittelbar an der optischen Abbildung beteiligte Elemente, wie beispielsweise Fassungen und Halter oder Gehäuseteile als auch optische Elemente selbst, wie beispielsweise Linsen oder, im Fall der EUV-Lithografie, Spiegel, verändern bei Erwärmung oder Abkühlung ihre Ausdehnung bzw. ihre Oberflächenform, was sich unmittelbar in der Qualität der mit dem System vorgenommenen Abbildung einer Lithografiemaske, beispielsweise einer Phasenmaske, eines sogenannten Retikels, auf ein Halbleitersubstrat, einen sogenannten Wafer, niederschlägt. Die Erwärmung der einzelnen Komponenten der Anlage im Betrieb rührt dabei von der Absorption eines Teiles derjenigen Strahlung her, welche zur Abbildung des Retikels auf den Wafer verwendet wird. Diese Strahlung wird von einer im Folgenden als Nutzlichtquelle bezeichneten Lichtquelle erzeugt. Im Fall der EUV-Lithografie handelt es sich bei der Nutzlichtquelle um eine vergleichsweise aufwendig ausgeführte Plasmaquelle, bei welcher mittels Laserbestrahlung von Zinnpartikeln ein in den gewünschten kurzwelligen Frequenzbereichen elektromagnetische Strahlung emittierendes Plasma erzeugt wird.Projection exposure systems for semiconductor lithography show a strongly temperature-dependent behavior with regard to their imaging quality. Both elements that are not directly involved in the optical imaging, such as mounts and holders or housing parts, and optical elements themselves, such as lenses or, in the case of EUV lithography, mirrors, change their expansion or their surface shape when heated or cooled, which is directly reflected in the quality of the imaging made with the system of a lithography mask, for example a phase mask, a so-called reticle, onto a semiconductor substrate, a so-called wafer. The heating of the individual components of the system during operation is due to the absorption of part of the radiation used to image the reticle on the wafer. This radiation is generated by a light source referred to below as the useful light source. In the case of EUV lithography, the useful light source is a plasma source of comparatively complex design, in which a plasma emitting electromagnetic radiation in the desired short-wave frequency ranges is generated by means of laser irradiation of tin particles.

Üblicherweise sind Projektionsbelichtungsanlagen auf einen stationären Zustand während des Betriebes ausgelegt, das heißt auf einen Zustand, in welchem keine wesentlichen Änderungen der Temperatur von Anlagenkomponenten über der Zeit zu erwarten sind. Insbesondere nach langen Ruhezeiten der Anlage und einer damit typischerweise verbundenen Abkühlung der Komponenten ist es deswegen erforderlich, die Anlage bzw. ihre Komponenten vorzuheizen, das heißt, einen Zustand herzustellen, in welchem die Projektionsbelichtungsanlage und ihre einzelnen Komponenten jeweils auf Temperaturen eingestellt sind, welche den im Betrieb erreichten Werten nahe kommen.Projection exposure systems are usually designed for a stationary state during operation, ie for a state in which no significant changes in the temperature of system components over time are to be expected. In particular after long downtimes of the system and the cooling of the components typically associated with this, it is therefore necessary to preheat the system or its components, i.e. to create a state in which the projection exposure system and its individual components are each set to temperatures which come close to the values achieved in operation.

Aus dem Stand der Technik sind hierzu insbesondere bei EUV-Systemen Vorheizer bekannt, die verwendet werden, um Aberrationen durch Oberflächendeformationen aufgrund absorptionsinduzierter Temperaturvariationen sowohl zeitabhängig als auch ortsvariabel auszugleichen. Die Idee besteht darin, das Material extern dann zu heizen, wenn keine oder wenig Nutzstrahlung absorbiert wird, und in dem Maße die externe Heizleistung zu verringern, wie im Betrieb Erwärmung durch die Absorption der Nutzstrahlung erfolgt.For this purpose, preheaters are known from the prior art, in particular in EUV systems, which are used to compensate for aberrations due to surface deformations due to absorption-induced temperature variations, both as a function of time and as a function of location. The idea is to heat the material externally when little or no useful radiation is being absorbed, and to reduce the external heating power to the extent that heating occurs during operation due to the absorption of the useful radiation.

Im Stand der Technik bekannte Lösungen nutzen in den Vorheizern oftmals Infrarotstrahlung, welche durch eine Beleuchtungsoptik derart ausgebildet wird, dass sie in ihrer Intensität, insbesondere auch in ihrer Intensitätsverteilung eingestellt werden kann. Hierzu sind die Vorheizer typischerweise mit einer Beleuchtungsoptik versehen. Die Vorheizer sind in der EUV-Lithografie üblicherweise in dem Bereich angeordnet, welcher für den Betrieb der EUV-Projektionsbelichtungsanlage evakuiert wird. Das Gehäuse der Beleuchtungsoptik der Vorheizer umfasst daher typischerweise Entlüftungslöcher, so dass ein Fluid, oftmals Luft, beim Evakuieren aus zwischen den jeweiligen optischen Elementen ausgebildeten Zwischenräumen der Beleuchtungsoptik entweichen kann. Die aus dem Stand der Technik bekannten Beleuchtungsoptiken weisen dabei Entlüftungsbohrungen entlang des optischen Weges auf, so dass das Fluid und damit auch die darin befindlichen Partikel aus dem Gehäuse entweichen können. Die Entlüftungsbohrungen verbinden also üblicherweise alle oder zumindest nahezu alle Zwischenräume der Beleuchtungsoptik miteinander, so dass das Fluid und insbesondere die Partikel der einzelnen Zwischenräume an allen folgenden optischen Elementen vorbei geführt werden und erst der Entlüftungskanal des letzten Zwischenraums aus dem Gehäuse der Beleuchtungsoptik herausführt. Dies hat den Nachteil, dass die Wahrscheinlichkeit, dass sich mitgeführte Partikel auf den optischen Elementen niederschlagen, wodurch durch eine starke Absorption der IR-Strahlung durch den Partikel zum Ausfall der Vorheizer führen kann, stark erhöht.Solutions known in the prior art often use infrared radiation in the preheaters, which is formed by an illumination optics in such a way that its intensity, in particular also its intensity distribution, can be adjusted. For this purpose, the preheaters are typically provided with an illumination optics. In EUV lithography, the preheaters are usually arranged in the area that is evacuated for the operation of the EUV projection exposure system. The housing of the illumination optics of the preheaters therefore typically includes ventilation holes so that a fluid, often air, can escape from gaps formed between the respective optical elements of the illumination optics during evacuation. The illumination optics known from the prior art have ventilation holes along the optical path, so that the fluid and thus also the particles located therein can escape from the housing. The ventilation holes usually connect all or at least almost all of the gaps in the illumination optics with one another, so that the fluid and in particular the particles in the individual gaps are guided past all subsequent optical elements and only the ventilation channel of the last gap leads out of the housing of the illumination optics. This has the disadvantage that the probability of entrained particles being deposited on the optical elements, which can lead to failure of the preheater due to strong absorption of the IR radiation by the particles, is greatly increased.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik beseitigt.The object of the present invention is to provide a device which eliminates the disadvantages of the prior art described above.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.This object is solved by a device with features of the independent claim. The dependent claims relate to advantageous developments and variants of the invention.

Eine erfindungsgemäße EUV-Projektionsbelichtungsanlage umfasst eine Heizvorrichtung zum Heizen von mindestens einem Element. Dabei weist die Heizvorrichtung eine Beleuchtungsoptik mit einem Gehäuse und mindestens drei durch zwei Zwischenräume voneinander getrennte Elemente auf und das Gehäuse umfasst mindestens zwei Entlüftungskanäle zur Entlüftung der Zwischenräume. Erfindungsgemäß weisen die mindestens zwei Entlüftungskanäle einen unmittelbar nach außen führenden Auslass auf. Unter unmittelbar nach außen ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass das Fluid, beispielsweise Luft eines Zwischenraums nicht durch einen weiteren Zwischenraum geleitet wird, sondern unmittelbar in die Umgebung der Heizvorrichtung. Dies hat den Vorteil, dass ein im Fluidstrom mitgeführter Partikel, welcher sich vor dem Entlüften in einem ersten Zwischenraum befindet, sich beim Entlüften des Zwischenraums nicht auf einem optischen Element des nächsten Zwischenraums ablagern kann, sondern über den Entlüftungskanal und dessen Auslass unmittelbar aus dem Bereich der optischen Elemente geleitet wird.An EUV projection exposure system according to the invention comprises a heating device for heating at least one element. In this case, the heating device has an illumination optics with a housing and at least three elements separated from one another by two spaces, and the housing comprises at least two venting channels for venting the spaces. According to the invention, the at least two ventilation channels have an outlet leading directly to the outside. Directly to the outside is to be understood in this context that the fluid, for example air in an intermediate space, is not conducted through another intermediate space, but rather directly into the surroundings of the heating device. This has the advantage that in the fluid stream of entrained particles, which is located in a first intermediate space before venting, cannot be deposited on an optical element of the next intermediate space when the intermediate space is vented, but is guided via the venting channel and its outlet directly out of the area of the optical elements.

In einer weiteren Ausführungsform können zwei Entlüftungskanäle in einem gemeinsamen Auslass münden. Beispielsweise kann ein erster Entlüftungskanal eines ersten Zwischenraums derart ausgebildet sein, dass er zunächst im Gehäuse der Heizvorrichtung verläuft und im Bereich eines zweiten Zwischenraums auf den Entlüftungskanal des zweiten Zwischenraums trifft und mit dieser in einem Auslass mit unmittelbarer Verbindung nach außen mündet.In a further embodiment, two ventilation ducts can open into a common outlet. For example, a first ventilation duct of a first intermediate space can be designed such that it initially runs in the housing of the heating device and meets the ventilation duct of the second intermediate space in the region of a second intermediate space and ends with this in an outlet with a direct connection to the outside.

Weiterhin kann der Querschnitt des Entlüftungskanals derart ausgebildet sein, dass die Strömungskraft im Entlüftungskanal in Wandnähe kleiner als die Haftkraft anhaftender Partikel ist. Dabei hängt die mittlere Strömungsgeschwindigkeit insbesondere auch von dem bei einer Entlüftung der Projektionsbelichtungsanlage herrschenden Druckunterschied zwischen den Zwischenräumen und der Umgebung der Heizvorrichtung in dem Entlüftungskanal und der Dichte und Art des Fluids ab. Eine hohe Strömungsgeschwindigkeit kann zu Verwirbelungen führen. Dadurch steigt die Wahrscheinlichkeit, dass sich die im Fluidstrom mitgeführten Partikel auf einer Optik absetzen. Eine geringe mittlere Strömungsgeschwindigkeit in den Entlüftungskanälen kann beispielsweise durch eine Vergrößerung des Entlüftungskanals bei sonst gleichbleibenden Randbedingungen erreicht werden, so dass es zweckmäßig ist, bei vorbestimmten Randbedingungen den Querschnitt des Entlüftungskanals entsprechend auszugestalten.Furthermore, the cross section of the ventilation channel can be designed in such a way that the flow force in the ventilation channel near the wall is smaller than the adhesive force of adhering particles. The mean flow rate also depends in particular on the pressure difference between the spaces and the area around the heating device in the ventilation channel when the projection exposure system is vented and on the density and type of the fluid. A high flow rate can lead to turbulence. This increases the probability that the particles entrained in the fluid flow will settle on an optical system. A low mean flow rate in the ventilation ducts can be achieved, for example, by enlarging the ventilation duct while the boundary conditions otherwise remain the same, so that it is expedient to design the cross section of the ventilation duct accordingly given predetermined boundary conditions.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Entlüftungskanal einen Filter aufweisen. Dieser filtert die durch den Entlüftungskanal und den Auslass nach außen geleiteten in dem Fluid mitgeführten Partikel aus, so dass diese auch für andere Bauteile der Projektionsbelichtungsanlage keine Gefahr mehr darstellen. Daneben verhindert der Filter auch ein Einbringen von Partikel im Fall einer Belüftung der Projektionsbelichtungsanlage, bei welcher durch die Ausbildung einer umgekehrter Strömungsrichtung Partikel durch den Auslass und den Entlüftungskanal mit dem Fluid in die Zwischenräume und auf die optischen Elemente gelangen können.In a further embodiment of the invention, the ventilation channel can have a filter. This filters out the particles entrained in the fluid that are routed to the outside through the ventilation channel and the outlet, so that they no longer pose a risk to other components of the projection exposure system either. In addition, the filter also prevents particles from being introduced when the projection exposure system is ventilated, in which the formation of a reverse flow direction allows particles to get through the outlet and the ventilation channel with the fluid into the interspaces and onto the optical elements.

Insbesondere kann der Filter derart ausgebildet sein, dass Partikel mit einem mittleren Durchmesser von größer als 50 µm, bevorzugt von größer als 25µm und besonders bevorzugt von größer als 10µm durch den Filter herausgefiltert werden. Die minimale durch den Filter herausgefilterte Partikelgröße wird durch die für die optischen Elemente der Heizvorrichtung kritische Partikelgröße bestimmt. Ein Filter mit einer zu geringen Partikelgröße kann zu einem Verstopfen des Filters führen, was zweckmäßigerweise vermieden werden sollte.In particular, the filter can be designed in such a way that particles with a mean diameter of greater than 50 μm, preferably greater than 25 μm and particularly preferably greater than 10 μm, are filtered out by the filter. The minimum particle size filtered out by the filter is determined by the critical particle size for the optical elements of the heater. A filter with a particle size that is too small can lead to filter clogging, which is best avoided.

Weiterhin kann der Filter als Keramikfilter oder Metallschaumfilter ausgebildet sein. Die Filter müssen neben der weiter oben beschriebenen Filterleistung in Bezug auf eine maximale Größe von Partikeln auch den Anforderungen an eine Vakuumumgebung und die darüber hinaus gehenden Anforderungen für Bauteile in einer Projektionsbelichtungsanlage entsprechen.Furthermore, the filter can be designed as a ceramic filter or metal foam filter. In addition to the filter performance described above in relation to a maximum size of particles, the filters must also meet the requirements of a vacuum environment and the additional requirements for components in a projection exposure system.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Entlüftungskanal eine Partikelfalle aufweisen. Die Partikelfalle ist in Strömungsrichtung bei einer Entlüftung vor dem Filter angeordnet und fängt alle die Partikel auf, die zu groß sind, also nicht in den Filter eindringen können oder sich in dem Filter nicht festsetzen würden. Die Partikel fallen durch die Schwerkraft bewirkt in Richtung Partikelfalle, so dass diese in Einbaulage vom Filter kommend in Richtung der Schwerkraft angeordnet ist.In a further embodiment of the invention, the ventilation channel can have a particle trap. The particle trap is arranged upstream of the filter at a vent in the direction of flow and catches all the particles that are too large, ie cannot penetrate into the filter or would not settle in the filter. The particles fall due to gravity in the direction of the particle trap, so that it is arranged in the installation position coming from the filter in the direction of gravity.

Insbesondere kann die Partikelfalle derart ausgebildet sein, dass sie Partikel mit einer Größe von 10µm bis 200µm aufnehmen kann. Der Filter und die Partikelfalle sind vorzugsweise aufeinander abgestimmt, so dass jeder Partikel unabhängig von seiner Größe entweder im Filter oder in der Partikelfalle derart eingelagert wird, dass er nicht zurück in die Heizvorrichtung oder deren Umgebung gelangen kann.In particular, the particle trap can be designed in such a way that it can absorb particles with a size of 10 μm to 200 μm. The filter and the particle trap are preferably coordinated with one another so that each particle, regardless of its size, is stored either in the filter or in the particle trap in such a way that it cannot get back into the heating device or its surroundings.

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 eine aus dem Stand der Technik bekannte Heizvorrichtung,
3 eine Detailansicht einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung,
4 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, und
5 eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Exemplary embodiments and variants of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. Show it

1 a schematic meridional section of a projection exposure system for EUV projection lithography,
2 a heating device known from the prior art,
3 a detailed view of a heating device according to the invention,
4 another embodiment of the invention, and
5 another embodiment of the invention.

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.The following are first with reference to the 1 the essential components of a projection exposure system 1 for microlithography are described as an example. The description of the basic structure of the projection exposure system 1 and its components are not understood to be limiting here.

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.One embodiment of an illumination system 2 of the projection exposure system 1 has, in addition to a 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 separate module from the rest of the illumination system. In this case the lighting system does not include the light source 3 .

Beleuchtet 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 illuminated. The reticle 7 is held by a reticle holder 8 . The reticle holder 8 can be displaced in particular in a scanning direction via a reticle displacement drive 9 .

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.In the 1 a Cartesian xyz coordinate system is drawn in for explanation. The x-direction runs perpendicular to the plane of the drawing. The y-direction is horizontal and the z-direction is vertical. The scanning direction is in the 1 along the y-direction. The z-direction 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 includes 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 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 on 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 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 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.The radiation source 3 is an EUV radiation source. The radiation source 3 emits in particular EUV radiation 16, which is also referred to below as useful radiation, illumination radiation or illumination light. In particular, the useful radiation has a wavelength in the range between 5 nm and 30 nm. The radiation source 3 can be a plasma source, for example an LPP source (laser produced plasma, plasma generated with the aid of a laser) or a DPP Source (Gas Discharged Produced Plasma). It can also be a synchrotron-based radiation source. The radiation source 3 can be a free-electron laser (free-electron laser, FEL).

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° gegenüber der Normalenrichtung der Spiegeloberfläche, 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 radiation 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 (Grazing Incidence, GI), i.e. with angles of incidence greater than 45° with respect to the normal direction of the mirror surface, or in normal incidence (Normal Incidence, NI), i.e. with angles of incidence smaller than 45°, are acted upon by the illumination radiation 16 . 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 Strahlungsquelle 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 radiation 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 Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen 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 multiplicity of individual first facets 21, which are also referred to below as field facets. Of these 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 multiplicity of individual mirrors, in particular a multiplicity of micromirrors. The first facet mirror 20 can be embodied in particular as a microelectromechanical system (MEMS system). 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.The illumination radiation 16 runs horizontally between the collector 17 and the deflection mirror 19, ie along the y-direction.

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 .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 U.S. 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.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 (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 (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 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.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 pupil 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 Feldfacettenspiegel 20 und den Pupillenfacettenspiegel 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 field facet mirror 20 and the pupil 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. 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.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 penultimate mirror M5 and the last mirror M6 each have a passage opening for the illumination radiation 16. The projection optics 10 are doubly obscured optics. 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 can be 0.7 or 0.75, for example.

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.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. Just like the mirrors of the illumination optics 4, the mirrors Mi can 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 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.The projection optics 10 has a large object-image offset in the y-direction 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 can be something like this be 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 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.The projection optics 10 can in particular be anamorphic. In particular, it has different image scales βx, βy in the x and y directions. The two image scales βx, βy of the projection optics 10 are preferably at (βx, βy)=(+/−0.25, +/-0.125). A positive image scale β means an image without image reversal. A negative sign for the imaging scale β means imaging with image inversion.

Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung, 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, ie in the direction perpendicular to the scanning direction.

Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung, 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, ie in the scanning direction.

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.Other imaging scales are also possible. Image scales with the same sign and absolutely the same in the x and y directions, 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 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 .The number of intermediate image planes in the x-direction and in the y-direction 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 are known from U.S. 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.In each case one of the pupil facets 23 is assigned to precisely one of the field 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 field facets 21 . The field facets 21 generate a plurality of images of the intermediate focus on the pupil facets 23 assigned to them.

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.The field facets 21 are each imaged by an associated pupil facet 23 superimposed on the reticle 7 for illuminating 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 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.The illumination of the entrance pupil of the projection optics 10 can be defined geometrically by an arrangement of the pupil facets. 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 pupil facets that guide light. This intensity distribution is also referred to as an illumination setting.

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 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.The entrance pupil of the projection optics 10 cannot regularly be illuminated exactly with the pupil facet mirror 22 . When imaging the projection optics 10, which telecentrically images the center of the pupil 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 Ele ment, in particular an optical component of the transmission optics, between the second facet mirror 22 and the reticle 7 are provided. With the help of this optical element, the different positions of the tangential entrance pupil and the sagittal entrance pupil can be taken into account.

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.At the in the 1 In the illustrated arrangement of the components of the illumination optics 4, the pupil facet mirror 22 is arranged in a surface conjugate to the entrance pupil of the projection optics 10. The field 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 .

Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.The first facet mirror 20 is tilted relative to an arrangement plane that is defined by the second facet mirror 22 .

2 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Heizvorrichtung 30 für ein in der 1 gezeigtes optisches Element Mx. Die Heizvorrichtung 30 umfasst ein Gehäuse 31 mit mehreren Halterungen 32.x, welche die optischen Elemente 33.x der Heizvorrichtung 30 über in der Schnittdarstellung nicht sichtbare Verbindungselemente entlang der optischen Achse 38 halten. Die Infrarotstrahlung 39 zur Erwärmung es optischen Elementes Mx ist in der 2 durch einen Pfeil dargestellt. Zwischen den optischen Elementen 33.x ist jeweils ein Zwischenraum 34.x ausgebildet, welcher im Fall einer Evakuierung der in der 1 erläuterten Projektionsbelichtungsanlage 1 über die Zwischenräume 34.x verbindende Entlüftungskanäle 36.x entlüftet wird. Die Strömungsrichtung des entweichenden Fluides und der darin mitgeführten Partikel 35 ist über Pfeile in der 2 angedeutet, wobei der oberste Entlüftungskanal 36.1 die Verbindung zu dem Bereich der Projektionsbelichtungsanlage 1 in der die in der 1 erläuterten Spiegel Mx angeordnet sind, darstellt. Bei der Entlüftung der Projektionsbelichtungsanlage 1 bildet sich die Strömung von den Spiegeln Mx kommen durch die Heizvorrichtung 30 aus, so dass die Partikel 35 nicht in den Bereich der Spiegel Mx gelangen können. Die Partikel 35 werden durch die Anordnung der Entlüftungskanäle 36.x durch alle Zwischenräume 34.x der Heizvorrichtung 30 geleitet und können sich daher auf jedem der optischen Elemente 33.x ablagern, welches ebenfalls durch Pfeile in der 2 angedeutet ist. 2 shows a known from the prior art heater 30 for a in the 1 shown optical element Mx. The heating device 30 comprises a housing 31 with a plurality of holders 32.x, which hold the optical elements 33.x of the heating device 30 along the optical axis 38 via connecting elements which are not visible in the sectional illustration. The infrared radiation 39 for heating it optical element Mx is in the 2 represented by an arrow. Between the optical elements 33.x a gap 34.x is formed, which in the event of an evacuation in the 1 explained projection exposure system 1 via the interspaces 34.x connecting ventilation channels 36.x is vented. The direction of flow of the escaping fluid and the particles 35 entrained therein are indicated by arrows in FIG 2 indicated, with the top ventilation channel 36.1 connecting to the area of the projection exposure system 1 in the in the 1 explained mirrors Mx are arranged. When the projection exposure system 1 is vented, the flow from the mirrors Mx comes through the heating device 30 so that the particles 35 cannot get into the area of the mirrors Mx. The particles 35 are guided through all gaps 34.x of the heating device 30 by the arrangement of the ventilation channels 36.x and can therefore be deposited on each of the optical elements 33.x, which is also indicated by arrows in FIG 2 is indicated.

3 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung anhand einer schematischen Schnittdarstellung eines Teiles des Gehäuses 31 der Heizvorrichtung 30. Das Gehäuse 31 umfasst eine erste Halterung 32.1, in welcher ein erstes optisches Element 33.1 angeordnet ist und eine zweite Halterung 32.2, in welcher ein zweites optisches Element 33.2 angeordnet ist. Die beiden optischen Elemente 33.1, 33.2 und die Halterungen 32.1, 32.2 begrenzen einen Zwischenraum 34, welcher über einen senkrecht zur optischen Achse 38 angeordneten Entlüftungskanal 36 entlüftet werden kann. Die Infrarotstrahlung 39 ist wiederum durch einen Pfeil dargestellt. Der Entlüftungskanal 36 leitet das Fluid, beispielsweise Luft und die darin mitgeführten Partikel 35 unmittelbar, also ohne einen nachfolgenden Zwischenraum 34.x zu durchströmen, aus dem Gehäuse 31. Ebenso tritt in den Zwischenraum 34 kein Fluid aus anderen Zwischenräumen ein; mindestens ein in der Figur nicht dargestellter weiterer Zwischenraum wird analog entlüftet wie der gezeigte Zwischenraum 34. Der Entlüftungskanal 36 umfasst einen Auslass 37 sowie einen Filter 40 und eine Partikelfalle 41. Der Filter 40, welcher beispielsweise als Keramikfilter oder Metallschaumfilter ausgebildet sein kann, ist derart beschaffen, dass er Partikel 35 bis zu einer minimalen Größe von 25 µm aus dem Fluid herausfiltert. Die Größe der herausgefilterten Partikel 35 ist derart bestimmt, dass die Partikel 35, welche den Filter 40 passieren können für außerhalb der Heizvorrichtung 30 angeordnete Bauteile der Projektionsbelichtungsanlage 1 keine Gefahr darstellen. Weiterhin muss der Filter 40 die Anforderungen einer Vakuumumgebung erfüllen und kann auch derart gestaltet sein, dass er austauschbar ist. Die Partikelfalle 41 umfasst eine Aussparung 42, in welche Partikel 35, die nicht im Filter 40 verbleiben oder zu groß sind, um in die poröse Struktur des Filters 40 einzudringen, auf Grund der Schwerkraft in die Aussparung 42 fallen und dort auch im Fall einer Belüftung durch die dabei erzeugte Strömung und mögliche Turbulenzen nicht aus der Aussparung 42 herausgesaugt werden können. Dies hat den Vorteil, dass alle Partikel 35, die sich im Gehäuse 31 der Heizvorrichtung 30 befinden, sich an maximal einem optischen Element 33.x ablagern können und die Partikel 35 durch den Filter 40, die Partikelfalle 41 oder durch ein Durchströmen des Filters 40 aus dem jeweiligen Zwischenraum 34.x unmittelbar und nachhaltig entfernt werden. 3 shows a first embodiment of the invention based on a schematic sectional view of a part of the housing 31 of the heating device 30. The housing 31 comprises a first holder 32.1, in which a first optical element 33.1 is arranged and a second holder 32.2, in which a second optical element 33.2 is arranged. The two optical elements 33.1, 33.2 and the mounts 32.1, 32.2 delimit an intermediate space 34 which can be vented via a ventilation channel 36 arranged perpendicularly to the optical axis 38. The infrared radiation 39 is again represented by an arrow. The ventilation channel 36 conducts the fluid, for example air and the particles 35 carried along therein, directly out of the housing 31, ie without flowing through a subsequent intermediate space 34.x. Likewise, no fluid from other intermediate spaces enters the intermediate space 34; at least one further intermediate space, not shown in the figure, is vented in a similar way to the intermediate space 34 shown. The ventilation channel 36 comprises an outlet 37 as well as a filter 40 and a particle trap 41. The filter 40, which can be designed as a ceramic filter or metal foam filter, for example, is such ensure that it filters out particles 35 down to a minimum size of 25 μm from the fluid. The size of the particles 35 filtered out is determined in such a way that the particles 35 which can pass through the filter 40 do not pose any danger to components of the projection exposure system 1 arranged outside of the heating device 30 . Furthermore, the filter 40 must meet the requirements of a vacuum environment and may also be designed to be replaceable. The particle trap 41 comprises a recess 42 into which particles 35 which do not remain in the filter 40 or are too large to penetrate the porous structure of the filter 40 fall into the recess 42 by gravity and there also in the event of aeration can not be sucked out of the recess 42 by the flow generated and possible turbulence. This has the advantage that all particles 35 that are in the housing 31 of the heating device 30 can be deposited on a maximum of one optical element 33.x and the particles 35 can flow through the filter 40, the particle trap 41 or by flowing through the filter 40 be removed immediately and permanently from the respective intermediate space 34.x.

4 zeigt eine weitere Detailansicht der Erfindung, in welcher ein Ende der Heizvorrichtung 30 dargestellt ist, an welchem die Infrarotstrahlung über eine Faser 43 in die Heizvorrichtung 30 eingekoppelt wird. Die Faser 43 wird über eine Faseraufnahme 44 gehalten, welche über einen Adapter 45 mit dem Gehäuse 31 verbunden ist. Das Gehäuse 31 umfasst drei optische Elemente 33.1, 33.2, 33.3, welche in zwei Halterungen 32.1, 32.2 gehalten werden. Dadurch umfasst der in der 4 dargestellte Ausschnitt des Gehäuses 31 drei Zwischenräume 34.1, 34.2, 34.3. Jeder Zwischenraum 34.1, 34.2, 34.3 wird durch einen Entlüftungskanal 36.1, 36.2, 36.3 unmittelbar nach außen entlüftet, so dass das Fluid der Zwischenräume 34.1, 34.2, 34.3 und die darin mitgeführten Partikel 35, ohne einen weiteren Zwischenraum 34.1, 34.2, 34.3 zu durchströmen, nach außen geleitet wird. Dabei verlaufen die Entlüftungskanäle 36.2, 36.3 senkrecht zur optischen Achse 38 und der Entlüftungskanal 36.1 des Zwischenraums 34.1 zwischen dem ersten optischen Element 33.1 und der Faseraufnahme 44 zunächst senkrecht und nachfolgend parallel zur optischen Achse 38. Die Richtung des Entlüftungskanals 36.x kann grundsätzlich beliebig gewählt werden, wobei die Anordnung der Partikelfalle 41 immer vom Filter 40 aus gesehen in Richtung der Schwerkraft angeordnet sein sollte. Alle Entlüftungskanäle 36.1, 36.2, 36.3 umfassen einen Auslass 37.1, 37.2, 37.3. 4 FIG. 12 shows a further detailed view of the invention, in which one end of the heating device 30 is shown, at which the infrared radiation is coupled into the heating device 30 via a fiber 43. FIG. The fiber 43 is held via a fiber holder 44 which is connected to the housing 31 via an adapter 45 . The housing 31 includes three optical elements 33.1, 33.2, 33.3, which are held in two holders 32.1, 32.2. This includes the in the 4 shown section of the housing 31 three spaces 34.1, 34.2, 34.3. Each intermediate space 34.1, 34.2, 34.3 is vented directly to the outside through a ventilation channel 36.1, 36.2, 36.3, so that the fluid in the intermediate spaces 34.1, 34.2, 34.3 and the particles 35 entrained therein can flow through without another intermediate space 34.1, 34.2, 34.3 , is conducted to the outside. The vents run ducts 36.2, 36.3 perpendicular to the optical axis 38 and the ventilation duct 36.1 of the intermediate space 34.1 between the first optical element 33.1 and the fiber holder 44 initially perpendicular and subsequently parallel to the optical axis 38. The direction of the ventilation duct 36.x can in principle be chosen arbitrarily, with the arrangement of the particle trap 41 should always be arranged as seen from the filter 40 in the direction of gravity. All ventilation channels 36.1, 36.2, 36.3 include an outlet 37.1, 37.2, 37.3.

5 zeigt einen weiteren Detailausschnitt der Heizvorrichtung 30, in welchem drei optische Elemente 33.1, 33.2, 33.3 dargestellt sind, welche in zwei Halterungen 32.1, 32.2 gehalten werden. Die Infrarotstrahlung 39 ist wiederum durch einen Pfeil dargestellt. Die beiden durch die optischen Elemente 33.1, 33.2, 33.3 definierten Zwischenräume 34.1, 34.2 umfassen jeweils einen Entlüftungskanal 36.1, 36.2, wobei die beiden Entlüftungskanäle 36.1, 36.2 einen gemeinsamen Auslass 37 umfassen. Der Entlüftungskanal 36.1 des ersten Zwischenraums 34.1 verläuft zunächst parallel zur optischen Achse 38 und mündet in den zweiten Entlüftungskanal 36.2, welcher in dem gemeinsamen Auslass 37 mündet. Dadurch führen beide Entlüftungskanäle 36.1 und 36.2 unmittelbar nach außen und ein Ablagern eines Partikels 35 aus dem ersten Zwischenraum 34.1 auf einem optischen Element 33.2, 33.3 des zweiten Zwischenraums 34.2 wird vorteilhaft vermieden. Grundsätzlich können auch alle Entlüftungskanäle über einen gemeinsamen Auslass 37 nach außen geführt werden. 5 shows a further detail of the heating device 30, in which three optical elements 33.1, 33.2, 33.3 are shown, which are held in two holders 32.1, 32.2. The infrared radiation 39 is again represented by an arrow. The two intermediate spaces 34.1, 34.2 defined by the optical elements 33.1, 33.2, 33.3 each include a ventilation channel 36.1, 36.2, with the two ventilation channels 36.1, 36.2 comprising a common outlet 37. The ventilation duct 36.1 of the first intermediate space 34.1 initially runs parallel to the optical axis 38 and opens into the second ventilation duct 36.2, which opens into the common outlet 37. As a result, both ventilation ducts 36.1 and 36.2 lead directly to the outside and depositing of a particle 35 from the first intermediate space 34.1 on an optical element 33.2, 33.3 of the second intermediate space 34.2 is advantageously avoided. In principle, all venting channels can also be routed to the outside via a common outlet 37 .

BezugszeichenlisteReference List

11: Projektionsbelichtungsanlageprojection exposure system
22: Beleuchtungssystemlighting system
33: Strahlungsquelleradiation 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: EUV-StrahlungEUV radiation
1717: Kollektorcollector
1818: Zwischenfokusebeneintermediate focal plane
1919: Umlenkspiegeldeflection mirror
2020: Facettenspiegelfaceted mirror
2121: Facettenfacets
2222: Facettenspiegelfaceted mirror
2323: Facettenfacets
3030: Heizvorrichtungheating device
3131: GehäuseHousing
32.1-32.432.1-32.4: Halterungbracket
33.1-33.633.1-33.6: optisches Elementoptical element
34.1-34.534.1-34.5: Zwischenraumspace
3535: Partikelparticles
36.1-36-536.1-36-5: Entlüftungskanalventilation channel
37.1-37.237.1-37.2: Auslassoutlet
3838: optische Achseoptical axis
3939: IR-LichtIR light
4040: Filterfilter
4141: Partikelfalleparticle trap
4242: Aussparungrecess
4343: Faserfiber
4444: Faseraufnahmefiber intake
4545: Adapteradapter
M1-M6M1-M6: SpiegelMirror

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102008009600 A1 [0028, 0032]
US 2006/0132747 A1 [0030]
EP 1614008 B1 [0030]
US6573978 [0030]
DE 102017220586 A1 [0035]
US 2018/0074303 A1 [0049]

Claims

EUV projection exposure system (1) with a heating device (30) for heating at least one element (Mx), the heating device (30) having an illumination optics with a housing (31) and at least three separated by two intermediate spaces (34.1-34.5). elements (33.1-33.6) and the housing (31) comprises at least two venting channels (36.1-36.5) for venting the intermediate spaces (34.1-34.5), characterized in that the at least two venting channels (36.1-36.5) have one leading directly to the outside Have outlet (37.1-37.2).

EUV projection exposure system (1) according to claim 1 , characterized in that two ventilation channels (36.1-36.5) open into a common outlet (37.1-37.2).

EUV projection exposure system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the ventilation channel (36.1-36.5) has a filter (40).

EUV projection exposure system (1) according to claim 3 , characterized in that the filter (40) is designed such that particles (35) with a mean diameter of greater than 50 µm, preferably greater than 25 µm and particularly preferably greater than 10 µm are filtered out by the filter (40).

EUV projection exposure system (1) according to one of claims 3 or 4 , characterized in that the filter (40) is designed as a ceramic filter or metal foam filter.

EUV projection exposure system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the ventilation channel (36.1-36.5) has a particle trap (41).

EUV projection exposure system (1) according to claim 6 , characterized in that the particle trap (41) is designed in such a way that it can absorb particles (35) with a size of 10 µm to 200 µm.