DE29902108U1 - Beleuchtungssystem insbesondere für die EUV-Lithographie - Google Patents

Beleuchtungssystem insbesondere für die EUV-Lithographie

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Description

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Claims (50)

1. Beleuchtungssystem für Wellenlängen ≦ 193 nm, insbesondere für die EUV-Lithographie, mit
  • 1. 1.1 wenigstens einer Lichtquelle (1), die in einer vorbestimmten Fläche eine Ausleuchtung A aufweist;
  • 2. 1.2 wenigstens einer Einrichtung zur Erzeugung sekundärer Lichtquellen;
  • 3. 1.3 wenigstens einer Spiegel- oder Linsenvorrichtung umfassend wenigstens einen Spiegel oder eine Linse, der bzw. die in Rasterelemente gegliedert ist;
  • 4. 1.4 ein oder mehrere optische Elemente, die zwischen der Spiegel oder Linsenvorrichtung umfassend wenigstens einen Spiegel oder eine Linse, der bzw. die in Rasterelemente gegliedert ist und der Retikelebene (14, 316, 406) angeordnet sind, wobei die optischen Elemente die sekundäre Lichtquelle in die Austrittspupille des Beleuchtungssystems abbilden;
    das Beleuchtungssystem ist dadurch gekennzeichnet, daß
  • 5. 1.5 die Rasterelemente des bzw. der Spiegel oder Linse(n) derart geformt und angeordnet sind, daß die Bilder der Rasterelemente durch die optischen Elemente in der Retikelebene (14, 316, 406) zum überwiegenden Teil zur Deckung kommen
    und daß die durch Apertur und Füllgrad definierte Austrittspupille befeuchtet wird.
2. Beleuchtungssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente wenigstens einen Feldspiegel (32, 314, 416) oder wenigstens eine Feldlinse umfassen.
3. Beleuchtungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß höchstens zwei Feldspiegel (32, 314, 416) oder Feldlinsen vorgesehen sind.
4. Beleuchtungssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldspiegel (32, 316, 416) im streifenden Einfall angeordnet sind.
5. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelvorrichtung einen Spiegel oder eine Linse mit Rasterelementen, die als Feldwaben (5) ausgebildet sind, umfaßt.
6. Beleuchtungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldwaben (5) in ihrem Aspektverhältnis im wesentlichen der des auszuleuchtenden Feldes in der Retikelebene entsprechen.
7. Beleuchtungssystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel oder die Linse mit Rasterelementen die sekundären Lichtquellen erzeugen.
8. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Beleuchtungssystem einen Kollektorspiegel oder Kollektorlinse(n) (300, 402) umfaßt, der oder die das Licht der Lichtquelle sammelt bzw. sammeln.
9. Beleuchtungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektorspiegel und der Spiegel mit Rasterelementen oder die Kollektorlinse und die Linse mit Rasterelementen die sekundären Lichtquellen erzeugen.
10. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichet, daß eine Lichtquelle (1) vorgesehen ist, welche radial in einem Raumwinkel größer als π/2 abstrahlt, insbesondere eine Plasmafokus-Quelle.
11. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle (1) vorgesehen ist, die gerichtet in einen Raumwinkel kleiner als π/2 abstrahlt, insbesondere eine Pinch-Plasma-Quelle.
12. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelvorrichtung zwei Spiegel oder Linsen mit Rasterelementen umfaßt, einen ersten Spiegel oder eine Linse mit einer Vielzahl von Feldwaben (5) und einen zweiten Spiegel oder Linse mit einer Vielzahl von Pupillenwaben (9).
13. Beleuchtungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldwaben auf dem ersten Spiegel oder der ersten Linse derart angeordnet sind, daß sie sich nicht überschneiden und ihre Bilder die auszuleuchtende Fläche in der Retikelebene abdecken.
14. Beleuchtungssystem nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Pupillenwaben auf dem zweiten Spiegel oder der Linse derart angeordnet sind, daß deren Bilder die durch die optischen Elemente erzeugt werden, die Austrittspupille mit einem vorbestimmten Muster ausleuchten.
15. Beleuchtungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Anordnung, insbesondere Verdrehung und Verkippung von Feld- und Pupillenwabe zueinander, ein Lichtweg zwischen einem Paar von Feld- und Pupillenwaben aufgebaut wird.
16. Beleuchtungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß durch Orientierung und Wahl des Ablenkwinkels des prismatischen Anteils von Feld- und Pupillenwabe ein Lichtweg zwischen einem Paar von Feld- und Pupillenwaben aufgebaut wird.
17. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein verketteter Strahlengang von Feld- und Pupillenebene, insbesondere Köhlersche Beleuchtung realisiert ist.
18. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiegel- oder Linsensystem ein Teleskop-System umfaßt.
19. Beleuchtungssystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Spiegel oder eine Linse der bzw. die Rasterelemente umfaßt, zugleich ein Spiegel oder eine Linse des Teleskop-Objektives ist.
20. Beleuchtungssystem nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Teleskop-System den Kollektorspiegel (300, 402) oder die Kollektorlinse umfaßt.
21. Beleuchtungssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Teleskop-System des weiteren den ersten Spiegel oder die erste Linse mit einer Vielzahl von Feldwaben umfaßt, wobei der Kollektorspiegel positive Brechkraft und der erste Spiegel oder die erste Linse negative Brechkraft aufweisen.
22. Beleuchtungssystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Teleskop-System den ersten Spiegel oder die erste Linse mit einer Vielzahl von Feldwaben und den zweiten Spiegel oder die zweite Linse mit einer Vielzahl von Pupillenwaben umfaßt, wobei der erste Spiegel oder die erste Linse positive Brechkraft und der zweite Spiegel oder die zweite Linse negative Brechkraft aufweist.
23. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand Lichtquelle zu beleuchtendem Feld kleiner als 3 m, vorzugsweise kleiner als 2 m, ist.
24. Beleuchtungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das System genau drei, vier oder fünf Spiegel, davon mindestens einer mit streifendem Einfall und mindestens einer mit Rasterelementen, umfaßt.
25. Beleuchtungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das System genau vier oder fünf Spiegel, davon mindestens zwei mit streifendem Einfall und mindestens zwei mit Rasterelementen, umfaßt.
26. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasterelemente mindestens eines Spiegels gekrümmt sind, insbesondere konkav oder konvex.
27. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasterelemente mindestens eines Spiegels plan sind.
28. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 26 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der Rasterelemente mindestens eines Spiegels auf eine gekrümmte Fläche aufgebracht sind.
29. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasterelemente mindestens eines Spiegels auf eine Grundstruktur nach Art einer Fresnel-Linse aufgebracht sind.
30. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasterelemente mindestens eines Spiegels gegenüber der einhüllenden bzw. tragenden Fläche gekippt sind.
31. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasterelemente mindestens eines Spiegels zeilenweise angeordnet sind, und jeweils benachbarte Zeilen um einen Bruchteil, vorzugsweise 1/2 bis 1/10, der Länge eines Rasterelementes gegeneinander versetzt angeordnet sind.
32. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Raumwinkelanteil des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichts von 0,5 π, vorzugsweise π und mehr, zum Feld transportiert wird.
33. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiegelsystem axialsymmetrischen Aufbau mit zentraler Abschattung aufweist.
34. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiegelsystem vignettierungsfreien außeraxialen Verlauf der Lichtbündel aufweist.
35. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Aspektverhältnis der Rasterelemente eines Spiegels 1 : 1 bis 1 : 20 beträgt.
36. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Feld ein Rechteckfeld oder ein Ringabschnitt ist, wie in der Scanning-Projektionslithographie gebräuchlich.
37. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Feldspiegel Toroidform aufweist, wobei die Querschnitte auch konische und asphärische Anteile haben können.
38. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß optische Elemente, insbesondere Feldspiegel, vorgesehen sind, die eine oder mehrere der folgenden Funktionen erfüllen:
  • 1. Abbildung der sekundären Lichtquellen in die Eintrittspupille des nachfolgenden Projektionsobjektives
  • 2. Umformung der von Rasterelementen rechteckig vorgegebenen Beleuchtung zu einem Feld in Form eines Ringabschnittes
  • 3. Einstellung des Intensitätsverlaufs über das Feld.
39. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Spiegel eine ortsabhängige Reflektivität aufweist.
40. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß die feldseitige numerische Apertur ca. 0,01 bis 0,1, vorzugsweise ca. 0,025, beträgt.
41. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß eine zugängliche Blendenebene vorliegt.
42. Beleuchtungssystem nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß eine Maskierungseinrichtung an der Blendenebene vorgesehen ist, mit der die Beleuchtungsart, insbesondere Kohärenzfaktor, annulare oder Quadrupolbeleuchtung, einstellbar ist.
43. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1-42, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine Synchrotron-Strahlungsquelle ist.
44. Beleuchtungssystem nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine Undulator-Quelle oder eine Wiggler-Quelle ist.
45. EUV-Projektionsbelichtungsanlage der Mikrolithographie
  • 1. mit einem Beleuchtungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 42
  • 2. einer Maske auf einem Trägersystem
  • 3. einem Projektionsobjektiv
  • 4. einem lichtempfindlichen Objekt auf einem Trägersystem.
46. EUV-Projektionsbelichtungsanlage Anspruch 45, ausgeführt als Scanning-System.
47. EUV-Projektionsbelichtungsanlage nach mindestens einem der Ansprüche 43 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsstärke am lichtempfindlichen Objekt - bei strukturloser Maske - weniger als ± 5%, vorzugsweise weniger als ± 2% ortsabhängige Unterschiede aufweist.
48. EUV-Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 43 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Scan-Energie am lichtempfindlichen Objekt - bei strukturloser Maske - weniger als ± 5%, vorzugsweise weniger als ± 2%, ortsunabhängige Unterschiede aufweist.
49. EUV-Projektionsbelichtungsanlage nach mindestens einem der Ansprüche 43 bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß ein für EUV transparentes Vakuumfenster im Strahlengang angeordnet ist.
50. EUV-Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vakuumfenster an einer Einschnürung des Lichtbündels im Beleuchtungssystem angeordnet ist.
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