DE10329141A1 - Extreme ultraviolet illumination system for microlithography, propagates chief ray between pupil and field facet mirrors, and between pupil facet mirror and reflective element, such that propagated ray are opposite and parallel - Google Patents
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- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70233—Optical aspects of catoptric systems, i.e. comprising only reflective elements, e.g. extreme ultraviolet [EUV] projection systems
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem, insbesondere für die Lithographie mit Wellenlängen ≤ 193 nm, wobei das Beleuchtungssystem wenigstens eine Lichtquelle, einen Kollektor sowie eine doppelfacettierte optische Komponente umfasst und einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage zugeordnet ist.The The invention relates to a lighting system, in particular for lithography with wavelengths ≤ 193 nm, where the lighting system at least one light source, a collector and a double-facetted optical component and one EUV projection exposure system is assigned.
Um die Strukturbreiten für elektronische Bauteile noch weiter reduzieren zu können, insbesondere in den Submikron-Bereich, ist es erforderlich, die Wellenlänge des für die Mikrolithographie eingesetzten Lichtes zu verringern. Denkbar ist die Verwendung von Licht mit Wellenlängen ≤ 193 nm, beispielsweise die Lithographie mit weichen Röntgenstrahlen, die sogenannte EUV-Lithographie.Around the structure widths for To be able to further reduce electronic components, in particular in the submicron range, it is necessary to change the wavelength of the for the Microlithography of light used to reduce. It is conceivable the use of light with wavelengths ≤ 193 nm, for example lithography with soft X-rays, the so-called EUV lithography.
Die
EUV-Lithographie ist eine der vielversprechendsten zukünftigen
Lithographietechniken. Als Wellenlängen für die EUV-Lithographie werden derzeit
Wellenlängen
im Bereich 11 – 14
nm, insbesondere 13,5 nm, diskutiert bei einer numerischen Apertur
von 0,2 – 0,3.
Die Bildqualität
in der EUV-Lithographie wird bestimmt einerseits durch das Projektionsobjektiv,
andererseits durch das Beleuchtungssystem. Das Beleuchtungssystem
soll eine möglichst
gleichförmige
Ausleuchtung der Feldebene, in der die strukturtragende Maske, das
sogenannte Retikel, angeordnet ist, zur Verfügung stellen. Das Projektionsobjektiv
bildet die Feldebene in eine Bildebene, die so genannte Waferebene,
ab, in der ein lichtsensitives Objekt angeordnet ist. Projektionsbelichtungsanlagen
für die
EUV-Lithographie
sind mit reflektiven optischen Elementen ausgeführt. Die Form des Feldes einer
EUV-Projektionsbelichtungsanlage ist typischerweise die eines Ringfeldes
mit einem hohen Aspektverhältnis
von 2 mm (Breite) × 22 – 26 mm
(Bogenlänge).
Die Projektionssysteme werden üblicherweise
im Scanning Mode betrieben, wobei das Retikel in der Feldebene und
das lichtempfindliche Objekt, typischerweise ein Wafer, mit einem geeigneten
Photoresist in der Bildebene jeweils synchron zueinander bewegt
werden. Betreffend EUV- Projektionsbelichtungsanlagen
wird auf die nachfolgenden Veröffentlichungen
verwiesen:
W.Ulrich, S.Beiersdörfer, H.J.Mann, "Trends in Optical
Design of Projection Lenses for UV- and EUV-Lithography" in Soft-X-Ray and
EUV Imaging Systems, W.M.Kaiser, R.H.Stulen (Hrsg), Proceedings
of SPIE, Vol.4146 (2000), Seiten 13-24 und
M.Antoni, W.Singer, J.Schultz,
J.Wangler, I.Escudero-Sanz, B.Kruizinga, "Illumination Optics Design for EUV-Lithography" in Soft X Ray and
EUV Imaging Systems, W.M.Kaiser, R.H.Stulen (Hrsg), Proceedings
of SPIE, Vol.4146 (2000), Seiten 25-34
deren Offenbarungsgehalt
vollumfänglich
in die vorliegende Anmeldung mitaufgenommen wird.EUV lithography is one of the most promising future lithographic techniques. Wavelengths in the range of 11-14 nm, in particular 13.5 nm, are currently being discussed as wavelengths for EUV lithography with a numerical aperture of 0.2-0.3. The image quality in EUV lithography is determined on the one hand by the projection lens and on the other hand by the illumination system. The illumination system is intended to provide the most uniform possible illumination of the field plane in which the structure-carrying mask, the so-called reticle, is arranged. The projection lens images the field plane into an image plane, the so-called wafer plane, in which a light-sensitive object is arranged. Projection exposure equipment for EUV lithography are designed with reflective optical elements. The shape of the field of an EUV projection exposure apparatus is typically that of a ring field with a high aspect ratio of 2 mm (width) × 22-26 mm (arc length). The projection systems are usually operated in scanning mode, wherein the reticle in the field plane and the photosensitive object, typically a wafer, with a suitable photoresist in the image plane in each case are moved synchronously. Concerning EUV projection exposure equipment, reference is made to the following publications:
W. Ulrich, S. Beiersdörfer, HJ Mann, "Trends in Optical Design of Projection Lenses for UV and EUV Lithography" in Soft-X-Ray and EUV Imaging Systems, WM Kaiser, RHStulen (Hrsg), Proceedings of SPIE, Vol. 4146 (2000), pages 13-24 and
M.Antoni, W. Singer, J. Schultz, J.Wangler, I.Escudero-Sanz, B.Kruizinga, "Illumination Optics Design for EUV Lithography" in Soft X Ray and EUV Imaging Systems, WMKaiser, RHStulen (eds) , Proceedings of SPIE, Vol.4146 (2000), pages 25-34
the disclosure of which is incorporated in full in the present application.
Als Beleuchtungssysteme, die den Anforderungen der EUV-Beleuchtung in besonderer Art und Weise genügen, haben sich Beleuchtungssysteme herausgestellt, welche die oberbegrifflichen Merkmale von Anspruch 1 aufweisen. Nachteilig an dem bekannten System ist jedoch, dass die Komponenten eines gebräuchlichen EUV-Beleuchtungssystems zum Sammeln des Lichts von der Lichtquelle, der spektralen Filterung sowie zur Ausformung eines ausgeleuchteten Felds in der Feldebene sowie für die Ausbildung einer vorteilhaften Füllung der Austrittspupille des Beleuchtungssystems einen großen Bauraum einnehmen.When Lighting systems that meet the requirements of EUV lighting in special way, Lighting systems have emerged which are the generic ones Features of claim 1. A disadvantage of the known system however, is that the components of a common EUV lighting system for Collecting the light from the light source, the spectral filtering and for shaping a lit field in the field level also for the formation of an advantageous filling of the exit pupil of the lighting system occupy a large amount of space.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein EUV-Beleuchtungssystem derart zu gestalten, dass eine spektral reine und vorteilhaft gestaltete Ausleuchtung der Feldebene und der Austrittspupille des Beleuchtungssystems bei gleichzeitiger kompakter Bauweise und vereinfachter Möglichkeit zur Reinigung von verschmutzungsanfälligen optischen Bauteilen erreicht wird.The The object of the invention is an EUV lighting system such that a spectrally pure and advantageously designed Illumination of the field plane and the exit pupil of the illumination system with simultaneous compact design and simplified possibility for cleaning of dirt-prone optical components is reached.
Die Erfinder haben erkannt, dass eine besonders vorteilhafte Faltungsgeometrie für EUV-Beleuchtungssysteme darin besteht, den Strahlengang im Bereich des doppelfacettierten Elements in sich zu falten.The Inventors have recognized that a particularly advantageous folding geometry for EUV lighting systems This consists of the beam path in the region of the double-faceted To fold elements in itself.
Das doppelfacettierte Element empfängt Licht über einen ersten Strahlengang, welcher von der Lichtquelle oder einem Bild der Lichtquelle ausgeht und leitet dies in einen zweiten Strahlengang unter Ausbildung einer Vielzahl von sekundären Lichtquellen. In der Nähe dieser sekundären Lichtquellen befindet sich das zweite optische Element mit zweiten Rasterelementen. Der vom zweiten optischen Element mit zweiten Rasterelementen ausgehende dritte Strahlengang wird in Richtung des ersten optischen Elements mit ersten Rasterelementen gelenkt. Dort befindet sich ein erstes reflektives optisches Element, welches erfindungsgemäß im Wesentlichen in der Ebene des ersten optischen Elements mit ersten Rasterelementen und direkt benachbart zu den ersten Rasterelementen positioniert ist. Das erste reflektive optische Element reflektiert die vom zweiten optischen Element kommende Strahlung auf weitere optische Elemente, die, wie das erste reflektive optische Element selbst, Teil der zweiten optischen Komponente sind, welche insbesondere zur Ausformung eines vorteilhaft ausgeleuchteten Feldes in der Feldebene dient. Typischerweise sind dies ein zweites reflektives optisches Element und ein grazing-incidence-Spiegel.The Double faceted element receives light over one first beam path, which from the light source or an image the light source goes out and directs this into a second beam path forming a plurality of secondary light sources. Near this secondary Light sources is the second optical element with second Grid elements. The second optical element with second raster elements outgoing third beam path is in the direction of the first optical Elements with first grid elements steered. There is a first reflective optical element which according to the invention substantially in the plane of the first optical element with first raster elements and positioned directly adjacent to the first raster elements is. The first reflective optical element reflects that of the second optical radiation coming onto other optical elements, which, like the first reflective optical element itself, is part of the second optical component, which in particular for forming a advantageous illuminated field in the field level is used. typically, these are a second reflective optical element and a grazing-incidence mirror.
Zur Erzielung einer besonders kompakten Bauweise sind erster und zweiter und/oder zweiter und dritter Strahlengang gegenläufig und verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander. Das heißt, dass der gemittelte Schwerstrahl über alle Lichtstrahlen des ersten Strahlengangs und der gemittelte Schwerstrahl über alle Lichtstrahlen des zweiten Strahlengangs entgegengesetzte Richtungen aufweisen und bis auf eine geringe Abweichung zueinander parallel verlaufen. Alternativ oder zusätzlich kann diese Bedingung auch für den zweiten und dritten Strahlengang erfüllt sein. Als geringe Abweichungen zum parallelen Verlauf werden Winkelabweichungen von < 12° angesehen, wobei aber eine Winkelabweichung von ≤ 5° vorzuziehen ist, da dies sowohl für die Bauraumreduktion wie auch für eine vorteilhafte Gestaltung der Rasterelemente von Vorteil ist.To achieve a particularly compact construction, the first and second and / or second and third beam paths are in opposite directions and run essentially parallel to one another. This means that the averaged heavy beam over all light rays of the first beam path and the averaged heavy beam have opposite directions over all light beams of the second beam path and run parallel to each other except for a slight deviation. Alternatively or additionally, this condition can also be fulfilled for the second and third beam path. As small deviations from the parallel course angle deviations of <12 ° are considered, but an angular deviation of ≤ 5 ° is preferable, since this is advantageous both for the space reduction as well as for an advantageous design of the grid elements.
Besonders bevorzugt wird deshalb eine Anordnung des ersten reflektiven optischen Elements im zentralen Bereich des ersten optischen Elements mit ersten Rasterelementen. Dies ist dann besonders vorteilhaft möglich, wenn dieser Bereich vom ersten Strahlengang zwischen der Lichtquelle bzw. einem Zwischenbild der Lichtquelle und dem ersten optischen Element mit ersten Rasterelementen nicht ausgeleuchtet wird. Wie die Erfinder erkannt haben, ist dies gerade dann der Fall, wenn als Kollektor zur Sammlung des Lichts von der Lichtquelle grazing-incidence-Spiegel eingesetzt werden, insbesondere in der Form eines genesteten Kollektors, welche unterhalb einer bestimmten Apertur keinen Lichteintrag für das Beleuchtungssystem liefern. Dies kann ferner durch die Verwendung von zentralen Blenden oder durch die Kombination zentraler Blenden mit genesteten Kollektoren bewirkt werden.Especially Therefore, an arrangement of the first reflective optical is preferred Elements in the central region of the first optical element with first raster elements. This is particularly advantageous if this area from the first beam path between the light source or an intermediate image of the light source and the first optical Element with first raster elements is not illuminated. As The inventors have realized this is the case when as a collector to collect the light from the light source grazing-incidence mirror be used, in particular in the form of a nested collector, which below a certain aperture no light input for the lighting system deliver. This can further be achieved through the use of central apertures or by combining central apertures with nested collectors be effected.
Als Resultat entsteht somit im Bereich des ersten optischen Elements mit ersten Rasterelementen eine im Wesentlichen kreisförmige Ausleuchtung, so dass die ersten Rasterelemente nur in diesem ausgeleuchteten Bereich angebracht werden und in ihrem Zentrum ein Bereich ausgespart ist, in dem erfindungsgemäß das erste reflektive optische Element zur Reflektion des aus dem dritten Strahlengang kommenden Lichts angebracht wird.When Result thus arises in the region of the first optical element with first raster elements a substantially circular illumination, so that the first raster elements only in this illuminated area be attached and in their center an area is left out, in the invention according to the first reflective optical element for reflection of coming from the third beam path Light is attached.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zwischen dem Kollektor und dem ersten optischen Element mit ersten Rasterelementen eine Kombination eines Gitterspektralfilters und einer Blendeneinrichtung zur spektralen Filterung im Beleuchtungssystem verwendet. Hierbei wird typischerweise ein Bild der Lichtquelle im Bereich der Blendeneinrichtung ausgebildet, wobei sich die verschiedenen Beugungsordnungen räumlich auffächern. Das Bild der gewählten Beugungsordnung wird dann im nachfolgenden erfindungsgemäßen Strahlengang statt der Lichtquelle selbst verwendet. Auch hier tritt durch die Verwendung eines Kollektors, der nur oberhalb einer bestimmten minimalen Apertur Licht sammelt und vorteilhafterweise mit einer Zentralblende ausgestattet ist, der oben genannte Abschattungseffekt auf dem ersten optischen Element mit ersten Rasterelementen auf. So dass auch hier der besagte Raumgewinn durch das Insichfalten des zweiten und dritten Strahlengangs in der besonders bevorzugten Art und Weise durch die Positionierung des ersten reflektiven optischen Elements im Bereich dieser zentralen Abschattung gelingt.In an advantageous embodiment of the invention is between the Collector and the first optical element with first raster elements a combination of a grating spectral filter and a diaphragm device used for spectral filtering in the lighting system. in this connection will typically be an image of the light source in the area of the aperture device trained, with the different diffraction orders spread out spatially. The picture the chosen one Diffraction order is then held in the subsequent beam path according to the invention used by the light source itself. Again, through the use occurs a collector that is only above a certain minimum aperture Collects light and advantageously equipped with a central panel is, the above-mentioned shading effect on the first optical Element with first raster elements on. So that also here the said space gain by the integral fold of the second and third beam path in the most preferred manner by the positioning of the first reflective optical element in the region of this central Shading succeeds.
In einer Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens kann ein weiteres Zwischenbild der Lichtquelle im Bereich des zweiten optischen Elements mit zweiten Rasterelementen erzeugt werden. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Strahlengang, ausgehend von diesem Bild der Lichtquelle und auf das erste optische Element mit ersten Rasterelementen zulaufend, durch eine im zweiten optischen Element mit zweiten Rasterelementen angebrachten Durchgang oder Blende hindurchgeführt. Vorzugsweise ist dieser Durchgang zentral im zweiten optischen Element mit zweiten Rasterelementen angebracht. Somit liegt mit dieser Ausgestaltung eine weitere Insichfaltung im Strahlengang im Bereich des doppelfacettierten Elementes vor, wobei der erste zum zweiten und der zweite zum dritten Strahlengang gegenläufig und im Wesentlichen parallel geführt sind. Die im Wesentlichen parallel ausgerichteten Strahlengänge ergeben sich wieder aus der Betrachtung der Schwerstrahlen, welche im Wesentlichen parallel verlaufen bzw. nur geringe Winkelabweichungen aufweisen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind diese Winkelabweichungen weniger als 5°.In a further development of the inventive concept may be another Intermediate image of the light source in the region of the second optical element with second raster elements are generated. In a particularly preferred Embodiment of the invention, the beam path, starting from this image of the light source and the first optical element with incoming first raster elements, by one in the second optical Element with second grid elements attached passage or Aperture passed. Preferably, this passage is central in the second optical element attached with second raster elements. Thus lies with this embodiment a further internal fold in the beam path in the region of the double faceted one Elementes, wherein the first to the second and the second to the third Beam path in opposite directions and run essentially in parallel are. The substantially parallel beam paths result again from the consideration of the heavy jets, which essentially parallel or have only slight angular deviations. In an advantageous embodiment, these angular deviations are less as 5 °.
Weitere Varianten sind möglich, in denen das erste und zweite Zwischenbild durch die Lichtquelle selbst ersetzt wird oder alternativ nur ein erstes Zwischenbild der Lichtquelle ausgebildet wird und dies im Bereich des Durchgangs im zweiten optischen Element mit zweiten Rasterelementen zu liegen kommt.Further Variants are possible in which the first and second intermediate image by the light source itself is replaced or alternatively only a first intermediate image of the light source is formed and this in the region of the passage in the second optical element comes to rest with second raster elements.
Das erfindungsgemäße Insichfalten des Strahlengangs im Bereich des doppelfacettierten Elements erlaubt eine besonders kompakte Bauweise des Beleuchtungssystems. Neben dem Bauraumgewinn ist es aufgrund der dargestellten Faltungsgeometrien möglich, zusätzliche mechanische und elektronische Komponenten und insbesondere Reinigungskammern in vorteilhafter Positionierung im Beleuchtungssystem zu verwenden. Die für diese vorteilhafte Faltungsgeometrie ausgebildeten Bilder der Lichtquelle können zusätzlich durch den Einsatz von Gitterspektralfiltern und Blenden zur spektralen Filterung des Beleuchtungslichts verwendet werden.The Insich folds according to the invention of the beam path in the region of the double-facetted element a particularly compact design of the lighting system. Next The space gain is due to the folding geometries shown possible, additional mechanical and electronic components and in particular cleaning chambers to use in advantageous positioning in the lighting system. The for this advantageous folding geometry formed images of the light source can additionally through the use of grating spectral filters and apertures for the spectral Filtering of the illumination light can be used.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben werden.The Invention will be described below by way of example with reference to the drawings become.
Es zeigen:It demonstrate:
In
Die
von der Lichtquelle
Diese
erste Kollektoreinheit
Das
in
Eine
besonders bevorzugte spektrale Filterung wird dadurch erreicht,
dass zusätzlich
zum Gitterspektralfilter
Da
sich das Gitterelement
Feld-
und Pupillenfacettenspiegel
Ferner
wird jede Feldwabe durch die Facetten des Pupillenfacettenspiegel
In
Bei
der Verwendung von genesteten Reflektoren
Ohne
den feldformenden, gracing-incidence Spiegel
Auch
bei normal-incidence-Kollektoren ist die Ausbildung einer Zentralabschattung
Nach
Im
Einzelnen zeigt
Im
gezeigten Beispiel ist der Schwerstrahl
Die
Aufnahme eines ersten reflektiven optischen Elements
Aufgrund
der erfindungsgemäß Faltungsgeometrie
ist eine besonders kompakte Bauweise der Beleuchtungssystems möglich. An
den ausgebildeten Zwischenbildern ist es ferner möglich eine
Trennung des Beleuchtungssystems in Kompartimente vorzunehmen und
so eine modulare Bauweise des Beleuchtungssystems zu verwirklichen.
Eine Abtrennung Lichtquelle mit dem Kollektor und dem Spektralfilter
und der Blendenanordnung in ein abgetrenntes Kompartiment
Neben
einer weiteren Reduktion des Bauraums lässt sich der Durchgang im Pupillenfacettenspiegel
Besonderer
Vorteil des Ausführungsbeispiels
aus
Auch
sind in so einem System die Abstände zwischen
Feld- und Pupillenfacetten eher so auszulegen, dass sie in etwa
gleich lang sind, im Gegensatz zum Beispiel aus
Dies ist deshalb wichtig, da insbesondere die ersten und letzten optischen Flächen von bspw. refraktiven Systemen besonders gefährdet sind zu kontaminieren, weil diese sich in unmittelbarer Nähe z. B. zu einer Quelle, einer Maske oder einem zu belichtenden Wafer befinden. Über diese können Verunreinigungen in das optische System eingebracht werden. Die hochenergetische Strahlung der Lichtquellen ≤ 193 nm führen dazu, dass zum Beispiel die Restsauerstoffanteile durch die Strahlung in Ozon verwandelt werden, welches wiederum die Oberflächen der optischen Elemente, d. h. deren Beschichtung angreift und zerstören kann.This is important because in particular the first and last optical surfaces of refractive systems, for example, are particularly at risk of contamination, because these are in the immediate vicinity z. B. to a source, a Mask or to be exposed wafer. About these can Impurities are introduced into the optical system. The High-energy radiation of the light sources ≤ 193 nm cause, for example the residual oxygen content is transformed by the radiation into ozone which, in turn, the surfaces of the optical elements, d. H. whose coating can attack and destroy.
Ferner können sich durch Restgaskonzentrationen wie z. B. Kohlenwasserstoffe in der umgebenden Atmosphäre der optischen Fläche Kontaminationen auf der optischen Fläche bilden, z. B. durch Kristallbildung oder Schichten z. B. aus Kohlenstoff oder Kohlenstoffverbindungen.Further can by residual gas concentrations such. B. hydrocarbons in the surrounding atmosphere the optical surface Contaminations on the optical surface form, z. B. by crystal formation or layers z. As carbon or carbon compounds.
Die
Kontamination kann dabei von der Beleuchtungsstärke abhängen. Bei der EUV-Lithographie
kann man Quellen einsetzen, die ein breitbandiges Spektrum abstrahlen.
Selbst nach einer spektralen Filterung, z. B. mit einem Gitterspektralfilter,
liegt ein breites Spektrum an hochenergetischer Strahlung vor. Besonders
hoch ist die Belastung in den ersten optischen Komponenten bis zum
ersten Multilayer-Spiegel in einem EUV-System, da bis dort außer der
Strahlung bei z. B. 13,5 nm die breitbandige Strahlung der Quelle
vorliegt und damit die Strahlungsbelastung maximal ist. Der Reflexionsverlust auf
dem ersten normal-incidence-Spiegel
in einem Beleuchtungssystem einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage ist deswegen
am größten, weil
dieser Spiegel die größte Leistungsdichte
der Lichtquelle empfängt,
aber im wesentlichen nur selektiv aufgrund der Vielfachbeschichtung
bei 13,5 nm reflektiert. Sämtliche
andere Strahlung, die die EUV-Quelle abstrahlt, wird somit in Absorptionsleistung
umgewandelt. Kohlenstoff oder Kohlenstoffverbindungen werden durch
regelmäßiges Reinigen
der Spiegel wieder entfernt, beispielsweise durch das Beimengen
von Argon und Sauerstoff unter einem RF-Plasma. Bezüglich der
Reinigung von kontaminierten Optiken wird auf nachfolgende Veröffentlichung
verwiesen:
F. Eggenstein, F. Senf, T. Zeschke, W. Gudat, „Cleaning
of contaminated XUV-optics
at Bessy II", Nuclear
Instruments and Methods in Physics Research A 467 – 468 (2001)
p 325 – 328
deren
Offenbarungsgehalt vollumfänglich
in die vorliegende Anmeldung mitaufgenommen wird.The contamination may depend on the illuminance. In EUV lithography, one can use sources that emit a broadband spectrum. Even after a spectral filtering, z. B. with a grating spectral filter, there is a wide range of high-energy radiation. Particularly high is the load in the first optical components to the first multilayer mirror in an EUV system, since up there except the radiation at z. B. 13.5 nm, the broadband radiation of the source is present and thus the radiation exposure is maximum. The reflection loss on the first normal-incidence mirror in an illumination system of an EUV projection exposure apparatus is greatest because this mirror receives the greatest power density of the light source, but essentially only selectively due to the multiple coating at 13.5 nm. Any other radiation emitted by the EUV source is thus converted into absorption power. Carbon or carbon compounds are removed by periodically cleaning the mirrors, for example, by incorporating argon and oxygen under an RF plasma. With regard to the cleaning of contaminated optics, reference is made to the following publication:
F. Eggenstein, F. Senf, T. Zeschke, W. Gudat, "Cleaning of contaminated XUV-optics at Bessy II", Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 467-468 (2001) p 325-328
the disclosure of which is incorporated in full in the present application.
Eine derartige Reinigung der Spiegel ist allerdings in kurzen Zeitabständen notwendig. Hierdurch werden die Maschinennutzzeiten sehr stark reduziert. So kann es beispielsweise erforderlich sein, den ersten normal-incidence Spiegel in einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage bereits nach etwa 20 Betriebsstunde erneut zu reinigen. Diese Reinigung dauert beispielsweise etwa 2 Stunden, dass sind 10% der Nutzungszeit.A However, such cleaning of the mirror is necessary at short intervals. As a result, the machine times are greatly reduced. So For example, it may be necessary to have the first normal-incidence Mirror in an EUV projection exposure system after about 20 To clean the operating hours again. This cleaning takes for example about 2 hours, that is 10% of the usage time.
Die
erfindungsgemäße Faltung
ermöglicht eine
gute Zugänglichkeit
des ersten Multilayer-Spiegels sowie die Ausbildung einer kompakten
Reinigungskammer
Eine Anordnung der zu reinigenden optischen Komponente in einer separaten Vakuumkammer hat den Vorteil, dass der Spiegel durch Beimengung einer gewissen Sauerstoffkonzentration während des Betriebes ständig selbst gereinigt werden kann und eine Komplettreinigung erst nach längeren Standzeiten nötig wird. Durch die Anordnung in einer separaten Vakuumkammer wird das restliche System beispielsweise vor möglichen schädlichen Einflüssen der Reinigung geschützt.A Arrangement of the optical component to be cleaned in a separate Vacuum chamber has the advantage that the mirror by admixture a certain oxygen concentration during operation constantly itself can be cleaned and a complete cleaning only after longer periods becomes necessary. Due to the arrangement in a separate vacuum chamber, the remaining System, for example, before possible harmful Influences of Cleaning protected.
Wie
in
In
Natürlich kann
auch nur das erste oder zweite Zwischenbild der Lichtquelle Z1 oder
Z2 in der Pupillenfacettenplatte
Neben dem einem EUV-Beleuchtungssystem mit einem erfindungsgemäß gefalteten Strahlengang stellt die Erfindung auch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithographie mit einem solchermaßen gefalteten Strahlengang sowie ein Verfahren zur Herstellung mikroelektronischer Bauteile zur Verfügung.Next the an EUV lighting system with a folded according to the invention Beam path, the invention also provides a projection exposure system for the EUV lithography with such a folded beam path and a method for producing microelectronic components for Available.
- 11
- Lichtquellelight source
- 33
- erstes optisches Element mit ersten Rasterelementenfirst optical element with first raster elements
- (Feldfacettenspiegel)(Field facet mirror)
- 4, 6, 84, 6, 8
- Schwerstrahlenheavy beams
- 55
- zweites optisches Element mit zweitensecond optical element with second
- Rasterelementengrid elements
- (Pupillenfacettenspiegel)(Pupil facet mirror)
- 77
- zweite optische Komponentesecond optical component
- 99
- erste Kollektoreinheitfirst collector unit
- 1111
- strukturtragende Maskestructure-bearing mask
- 1313
- Feldebenefield level
- 1414
- erster Strahlengang zum ersten optischen Element mitfirst Beam path to the first optical element with
- ersten Rasterelementenfirst grid elements
- 1515
- zweiter Strahlengang vom ersten optischen Element mitsecond Beam path from the first optical element with
- ersten Rasterelementen zum zweiten optischenfirst Raster elements to the second optical
- Element mit zweiten Rasterelementenelement with second raster elements
- 1616
- dritter Strahlengang vom zweiten optischen Element mitthird Beam path from the second optical element with
- zweiten Rasterelementen zum erstes reflektivensecond Raster elements for the first reflective
- optischen Elementoptical element
- 1717
- sekundäre Lichtquellesecondary light source
- 1818
- Durchgang durch das zweite optische Element mitpassage through the second optical element with
- zweiten Rasterelementensecond grid elements
- 1919
- erstes reflektives optisches Elementfirst reflective optical element
- 2121
- zweites reflektives optisches Elementsecond reflective optical element
- 2323
- grazing-incidence Spiegelgrazing-incidence mirror
- 2525
- Austrittspupille des Beleuchtungssystemsexit pupil of the lighting system
- 2626
- Strahlbüschel vom zweiten optischen Element mitBeam tufts from second optical element with
- zweiten Rasterelementen zur zweiten optischensecond Raster elements to the second optical
- Komponentecomponent
- 2727
- Austrittspupille des Beleuchtungssystemsexit pupil of the lighting system
- 3030
- erste Rasterelementefirst raster elements
- 3232
- zweite Rasterelementesecond raster elements
- 102102
- zweite Kollektoreinheitsecond collector unit
- 104104
- Maskemask
- 106106
- mit einem lichtempfindlichen Material versehener WaferWith a photosensitive material provided wafer
- 126126
- Projektionsobjektivprojection lens
- 128.1, 128.2, 128.3128.1, 128.2, 128.3
- Spiegel des Projektionsobjektivesmirror of the projection lens
- 128.4, 128.5, 128.6128.4, 128.5, 128.6
- 130130
- Bildebeneimage plane
- 200200
- Gitterelementgrid element
- 202202
- Blendenebenestop plane
- 204204
- Blende in der ersten Kollektoreinheitcover in the first collector unit
- 400400
- normal incidence-Konkavspiegelnormal incidence concave mirror
- 410410
- Reinigungskammercleaning chamber
- 500.1, 500.2, 500.3500.1, 500.2, 500.3
- Blöcke mit ersten RasterelementenBlocks with first raster elements
- 500.4, 500.5, 500.6500.4, 500.5, 500.6
- 500.7, 500.8, 500,9500.7, 500.8, 500.9
- 500.10500.10
- 502502
- Zentralabschattungcentral shadowing
- ZZ
- Zwischenbild der Lichtquelleintermediate image the light source
- Z1Z1
- erstes Zwischenbild der Lichtquellefirst Intermediate image of the light source
- Z2Z2
- zweites Zwischenbild der Lichtquellesecond Intermediate image of the light source
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005053415A1 (en) * | 2005-11-04 | 2007-05-10 | Carl Zeiss Laser Optics Gmbh | Optical component with improved thermal behavior |
US7911598B2 (en) | 2007-03-07 | 2011-03-22 | Carl Zeiss Smt Ag | Method for cleaning an EUV lithography device, method for measuring the residual gas atmosphere and the contamination and EUV lithography device |
DE102011076145A1 (en) | 2011-05-19 | 2012-11-22 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method for assigning pupil facet to field facet for defining illumination channel for partial bracket of illumination light, involves identifying illumination parameter, with which illumination of object field is evaluated |
DE102011086345A1 (en) * | 2011-11-15 | 2013-05-16 | Carl Zeiss Smt Gmbh | mirror |
DE102012220596A1 (en) | 2012-11-13 | 2014-05-15 | Carl Zeiss Smt Gmbh | A method for assigning a pupil facet of a pupil facet mirror of an illumination optical unit of a projection exposure apparatus to a field facet of a field facet mirror of the illumination optics |
DE102013214242A1 (en) | 2013-07-22 | 2014-08-14 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Mirror assembly for lighting system of lithographic exposure apparatus, has mirror segments with edges that are extended in direction of second dimension which is greater than first dimension of mirror segment |
DE102014217608A1 (en) | 2014-09-03 | 2014-11-20 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method for assigning a second facet of a second faceted element of an illumination optical system in the beam path |
DE102022209908A1 (en) | 2022-09-21 | 2024-03-21 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Facet mirror, lighting optics, arrangement of a facet mirror, projection exposure system and method for producing a nanostructured component |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5737137A (en) * | 1996-04-01 | 1998-04-07 | The Regents Of The University Of California | Critical illumination condenser for x-ray lithography |
EP1026547A2 (en) * | 1999-01-27 | 2000-08-09 | Svg Lithography Systems, Inc. | Reflective fly's eye condenser for EUV lithography |
DE10138313A1 (en) * | 2001-01-23 | 2002-07-25 | Zeiss Carl | Collector for lighting systems with a wavelength <193 nm |
US20030086524A1 (en) * | 1998-05-05 | 2003-05-08 | Carl Zeiss Semiconductor Manufacturing Technologies Ag | Illumination system particularly for microlithography |
-
2003
- 2003-06-27 DE DE2003129141 patent/DE10329141B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5737137A (en) * | 1996-04-01 | 1998-04-07 | The Regents Of The University Of California | Critical illumination condenser for x-ray lithography |
US20030086524A1 (en) * | 1998-05-05 | 2003-05-08 | Carl Zeiss Semiconductor Manufacturing Technologies Ag | Illumination system particularly for microlithography |
EP1026547A2 (en) * | 1999-01-27 | 2000-08-09 | Svg Lithography Systems, Inc. | Reflective fly's eye condenser for EUV lithography |
DE10138313A1 (en) * | 2001-01-23 | 2002-07-25 | Zeiss Carl | Collector for lighting systems with a wavelength <193 nm |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005053415A1 (en) * | 2005-11-04 | 2007-05-10 | Carl Zeiss Laser Optics Gmbh | Optical component with improved thermal behavior |
US7911598B2 (en) | 2007-03-07 | 2011-03-22 | Carl Zeiss Smt Ag | Method for cleaning an EUV lithography device, method for measuring the residual gas atmosphere and the contamination and EUV lithography device |
DE102011076145A1 (en) | 2011-05-19 | 2012-11-22 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method for assigning pupil facet to field facet for defining illumination channel for partial bracket of illumination light, involves identifying illumination parameter, with which illumination of object field is evaluated |
DE102011086345A1 (en) * | 2011-11-15 | 2013-05-16 | Carl Zeiss Smt Gmbh | mirror |
US9658533B2 (en) | 2011-11-15 | 2017-05-23 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Arrangement of a mirror |
DE102012220596A1 (en) | 2012-11-13 | 2014-05-15 | Carl Zeiss Smt Gmbh | A method for assigning a pupil facet of a pupil facet mirror of an illumination optical unit of a projection exposure apparatus to a field facet of a field facet mirror of the illumination optics |
WO2014075917A1 (en) | 2012-11-13 | 2014-05-22 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method for assigning a pupil facet of a pupil facet mirror of an illumination optical unit of a projection exposure apparatus to a field facet of a field facet mirror of the illumination optical unit |
US9791785B2 (en) | 2012-11-13 | 2017-10-17 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method for assigning a pupil facet of a pupil facet mirror of an illumination optical unit of a projection exposure apparatus to a field facet of a field facet mirror of the illumination optical unit |
DE102013214242A1 (en) | 2013-07-22 | 2014-08-14 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Mirror assembly for lighting system of lithographic exposure apparatus, has mirror segments with edges that are extended in direction of second dimension which is greater than first dimension of mirror segment |
DE102014217608A1 (en) | 2014-09-03 | 2014-11-20 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method for assigning a second facet of a second faceted element of an illumination optical system in the beam path |
DE102022209908A1 (en) | 2022-09-21 | 2024-03-21 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Facet mirror, lighting optics, arrangement of a facet mirror, projection exposure system and method for producing a nanostructured component |
WO2024061733A1 (en) * | 2022-09-21 | 2024-03-28 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Facet mirror, illumination optical unit, arrangement of a facet mirror, projection exposure apparatus and method for producing a nanostructured component |
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