DE602004006281T2

DE602004006281T2 - Verfahren und einrichtung zur lithographie durch extrem-ultraviolettstrahlung

Info

Publication number: DE602004006281T2
Application number: DE602004006281T
Authority: DE
Inventors: Philippe Cormont; Pierre-Yves Thro; Charlie Vacher
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2003-09-05
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2024-09-02
Also published as: RU2006110946A; KR20060058721A; EP1660946A2; CN1864104A; RU2359303C2; KR101102608B1; FR2859545B1; US7480030B2; JP2007504672A; US20070127007A1; WO2005029191A2; FR2859545A1; EP1660946B1; JP5095209B2; CN1864104B; WO2005029191A3; DE602004006281D1

Description

Diese Erfindung betrifft die Fotolithographie durch Extremultraviolett-Strahlung, insbesondere zur Herstellung von integrierten Schaltungen.
Zur Durchführung einer Fotolithographie eines Objekts wie beispielsweise einer zukünftigen integrierten Schaltung werden ausgewählte Zonen des Objekts, die zuvor mit einem fotoempfindlichen Harz bedeckt wurden, einer Strahlenquelle im Sichtbereich oder im Ultraviolettbereich ausgesetzt. Diese Strahlung trifft auf die obengenannten Zonen und bewirkt lokal begrenzte Gravuren an dem Objekt.
Als allgemeine Regel gilt, dass die Gravur umso feiner wird, je kürzer die Wellenlänge der Strahlung ist. In der Schrift EP-1 222 842 wurde eine Strahlenquelle im Extremultraviolett-Bereich (oder nachfolgend „EUV"-Bereich) und deren Anwendung in der Fotolithographie vorgeschlagen. Die Wellenlänge der Strahlung reicht von ca. 8 Nanometer bis ca. 25 Nanometer und ermöglicht es dadurch, eine Feinheit der Gravur zu erreichen, die typischerweise unter etwa hundert Nanometer liegt. Die Strahlung wird von einem Plasma abgegeben, in dem eine Wechselwirkung zwischen einem Nebel, der Tröpfchen im Mikrometerbereich aus Xenon und/oder Wasser enthält, und einem Laserstrahl stattfindet. Die Laserquelle kann als ein Nanosekunden-Laser des Typs Nd;YAG vorgesehen sein. Sie erregt einen Strahl von Partikeln, die aus einer Düse kommen und so den oben genannten Tröpfchennebel bilden.
Ferner ist aus der Veröffentlichung WO0232197 eine Strahlung im Extremultraviolett-Bereich bekannt, die sich aus der Erregung eines flüssigen Xenon-Strahls ergibt.
Bei einer jüngeren Entwicklung, die in der Veröffentlichung FR-2 814 599 beschrieben ist, wird eine EUV-Strahlung durch die Wechselwirkung zwischen mehreren Laserstrahlen und einem Strahl von Partikeln wie beispielsweise einem Xenon-Nebel erzielt. Insbesondere sind Laserquellen dahingehend ausgeführt, Laserschüsse im Wesentlichen in einem und demselben Bereich des Strahls und im Wesentlichen zugleich abzugeben. So wird verständlich, dass durch Kombinieren mehrerer Laserquellen, die im Wesentlichen gleichzeitig den Strahl von Partikeln abgeben, die Spitzenleistung der Strahlung, die das Plasma produziert, gesteigert wird. Die Schussfrequenz der Lasergeräte liegt in der Größenordnung von einem bis einigen Zig kHz. So versteht man unter den Begriffen „im Wesentlichen zugleich" die Tatsache. dass bei jedem Schusstakt, beispielsweise alle 0,1 ms, eine bestimmte Anzahl von Elementarlichtimpulsen, die jeweils von einem Elementarlasergerät erzeugt werden, in eine Gruppe von gleichzeitigen und/oder zeitlich nahe beieinanderliegenden Impulsen zusammengefasst werden, Verbundimpulse genannt. Eventuell können durch dieses zeitlich nahe Aneinanderlegen zwei Gruppen von Impulsen zu zwei verschiedenen Zeitpunkten gebildet werden: eine erste Gruppe, um das Plasma zu erregen, und eine zweite Gruppe, um es zu verstärken, wobei die zeitliche Versetzung zwischen diesen beiden Gruppen viel kleiner ist als das Zeitintervall, in dem sich die Laserschüsse wiederholen. Es muss jedoch angemerkt werden, dass die räumliche und zeitliche Versetzung der Elementarimpulse darauf abzielt, die Energiezufuhr an die Notwendigkeiten des Plasmas in Abhängigkeit von dessen zeitlicher Entwicklung anzupassen, um die Energiebilanz zu verbessern. Die beschriebene Vorrichtung versucht in keiner Weise, eine Feinregulierung der abgegebenen Lichtleistung durchzuführen.
Seit der Veröffentlichung dieser Patentschrift FR-2 814 599 haben sich die Bemühungen der industriellen Anmelder für ein Gravurverfahren im Extremultraviolett-Bereich deutlich fortentwickelt. Zur Zeit beantragen diese industriellen Unternehmen wie das niederländische Konsortium ASML:

– ein Fertigungsverfahren, das im Wesentlichen kontinuierlich verläuft, mit einer Verfahrgeschwindigkeit der zu bestrahlenden Halbleiter-Scheibe (oder „wafer") von 400 mm/s,
– eine Wiederholungsfrequenz der Strahlungsimpulse im Extremultraviolett-Bereich von 10 kHz,
– an jeder Stelle der zu bestrahlenden Oberfläche eine akkumulierte Dosis von Strahlung im Extremultraviolett-Bereich von 5 mJ/cm², die mittels einer Folge von 50 Impulsen erzielt wird,
– wobei diese aufgenommene Dosis eine Fehlerverteilung aufweist, die unter 0,1% des Sollwerts liegen muss.

Der letzte aufgeführte Anspruch stellt für sich alleine bereits eine technische Herausforderung dar, für die es im Stand der Technik nach Kenntnis des Anmelders keine Lösung gibt. Bestimmte Phänomene in Verbindung mit der Erzeugung eines Plasmas durch Laserbestrahlung eines Ziels, insbesondere wenn dieses aus Xenon-Aggregaten besteht, sind nämlich noch kaum bekannt oder bergen zumindest einige Unsicherheiten. Die Position des Partikelstrahls und die Laserstrahlen können vorübergehend schwanken, insbesondere auf Grund von bedeutenden Temperaturänderungen in dem Raum der Wechselwirkung. Der Partikelstrahl selbst unterliegt unvermeidbaren Veränderungen.
In der Schrift US 4 804 978 wird die Steuerung einer Energiedosis für Fotolithographie beschrieben, wobei Dämpfungsfilter verwendet werden, die an einem motorgetriebenen Rad montiert sind. Diese Lösung gestattet jedoch keinen Betrieb mit hoher Taktgeschwindigkeit, da die Laserschüsse unterbrochen werden, während ein Filter eingesetzt wird. Außerdem ist ein kontinuierliches Verschieben des zu gravierenden Objekts gegenüber der Quelle unverträglich mit diesem Verfahren, das im Gegenteil eine vollkommene Unbeweglichkeit bis zum Erreichen der akkumulierten Dosis von Energie erfordert. Und schließlich kann bei einer begrenzten Anzahl von Filtern, die diskreten Dämpfungswerten entspricht, die exakte Dosis akkumulierter Energie nicht zugeführt werden.
In der Schrift US 6 034 978 wird eine andere Art der Steuerung der Stabilität der Strahlungsquelle zwischen zwei Impulsen zur Gewährleistung der Stabilität der abgegebenen Energiedosis beschrieben. Insbesondere ist eine Steuerung der Temperatur des gasförmigen Mediums vorgesehen, das die Quelle der Strahlung darstellt, um die Stabilität der Strahlungsintensität zu steuern. Nun ist diese Lösung nicht auf die in FR-2 814 599 beschriebene Vorrichtung übertragbar, da die Strahlungsquelle kein Plasma ist wie bei FR-2 814 599 , sondern ein gasförmiger Laserstrahl. Ein solches System der Regulierung der Ausstrahlung durch Abkühlen des gasförmigen Laserstrahls durch eine kontrollierte Wasserzirkulation ist bei der Vorrichtung mit vernebeltem Partikelstrahl von FR-2 814 599 schwer anwendbar. Einerseits können bei einem solchen Verfahren die Schwankungen des Ergebnisses der Umwandlung zwischen Laserenergie und Extremultraviolett-Energie nicht berücksichtigt werden, was die Anwendung zur Erzeugung von Extremultraviolett- Strahlung durch Wechselwirkung von kohärentem Licht auf ein plasmaerzeugendes Ziel verunmöglicht. Andererseits scheint es beim heutigen Stand der Technik nicht möglich, dass ein solcher Laser die starke impulsförmige Energie mit hoher Taktgeschwindigkeit, wie sie das Konsortium ASML spezifiziert, abgeben kann.
Abschließend wird nach dem Stand der Technik nach Kenntnis der Erfinder keinerlei anderes Verfahren oder andere Vorrichtung angeboten oder vorgeschlagen, mit dem eine Fotogravur im Extremultraviolett-Bereich möglich wäre, die einerseits tatsächlich kontinuierlich verliefe, d. h. ohne dass es neben dem Verschieben des Objekts Verfahrensschritts gäbe, durch die die Impulsfolge der Extremultraviolett-Strahlung verlangsamt würde, und die andererseits eine Abweichung bei der Fehlerverteilung auf die aufgenommenen Dosen in der Größenordnung von 0,1% oder darunter ermöglichen würde. Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, diesem Mangel abzuhelfen, und beschreibt ein Verfahren, das eine Fotogravur im Extremultraviolett-Bereich ermöglicht, die einerseits tatsächlich kontinuierlich verläuft, d. h. ohne dass es neben dem Verschieben des Objekts Verfahrensschritts gibt, durch die die Impulsfolge der Extremultraviolett-Strahlung verlangsamt würde, und die andererseits eine Abweichung bei der Fehlerverteilung auf die aufgenommenen Dosen in der Größenordnung von 0,1% oder darunter ermöglicht.
Ein weiterer Zweck dieser Erfindung liegt in einer Vorrichtung, mit der dieses Verfahren angewendet wird.
Dazu ist bei dieser Erfindung zunächst ein Fotolithographie-Verfahren durch Extremultraviolett-Strahlung vorgesehen, bei dem ein Objekt mit einer ebenen Oberfläche, die im rechten Winkel zu der Lichtstrahlung angeordnet ist und eine fotoempfindliche Zone aufweist, die geeignet ist, sich quer zu dieser Strahlung zu verschieben, eine vorbestimmte Anzahl N von aufeinander folgenden Extremultraviolett-Impulsen aufnimmt (nach den Spezifikationen ASML ist N = 50), und zwar an jeder Stelle der laufenden fotoempfindlichen Zone, die der Strahlung ausgesetzt wird. Das Objekt nimmt die Strahlung durch ein Bestrahlungsfenster von ausgewählter Breite auf, das gegenüber der Strahlung im Wesentlichen unbeweglich angeordnet ist.
Die Impulse werden dadurch erzeugt, dass auf ein Ziel, das geeignet ist, ein Plasma mit mindestens einer Emissionslinie im Extremultraviolett-Bereich zu bilden, mindestens zwei kohärente Lichtstrahlen auftreffen, die von Impulslaserquellen stammen, die im Folgenden einfach mit „Lasern" bezeichnet werden. Damit die Anzahl dieser Laser trotz der hohen kurzzeitigen Leistung und Energie, die nötig sind, damit das Plasma im Extremultraviolett-Bereich strahlt, in vernünftigen Maßen bleibt, haben diese Laser, die a priori die gleiche Leistung bringen, jeweils eine hohe Spitzenleistung in der Größenordnung von mehreren Hundert kW. Sie senden Impulse mit einer Energie von einigen Zig mJ aus, und ihre Durchschnittsleistung liegt in der Größenordnung von mehreren Hundert Watt.
Im Folgenden wird mit „Quantum" die Menge der Lichtenergie bezeichnet, die bei jedem Laserschuss durch derartige, einander gleichende Laser erzeugt wird, die soweit wie möglich eine gleiche Laserschuss-Dauer Δt (beispielsweise in der Größenordnung von 50 Nanosekunden) und eine gleiche Spitzenleistung dieser Laserschüsse (je nach gewählter Ausführung von mehreren Hundert KW bis zu mehr als einem MW) haben.
Ferner erfordert diese Erfindung, dass diese Spitzenleistung unter dem Schwellenwert Ps bleibt, der zu einem ersten Zeitpunkt die Zündung des Plasma und dann zu einem zweiten Zeitpunkt das Aussenden mindestens einer Emissionslinie im Extremultraviolett-Bereich bewirkt. Unterhalb dieses Schwellenwerts Ps kann das Zünden des Plasmas erfolgen, nicht aber dessen Strahlen im Extremultraviolett-Bereich.
Wenn diese Laserstrahlen auf die gleiche Stelle des oben genannten Ziels auftreffen, erzeugen sie ein Plasma, das mindestens eine Emissionslinie im Extremultraviolett-Bereich hat. Das Quer-Verschieben des Objekts mit einer zu bestrahlenden Zone wird dergestalt gewählt, dass zwischen zwei aufeinander folgenden Extremultraviolett-Strahlungsimpulsen dessen Amplitude einen Bruchteil 1/N der Breite des Bestrahlungsfensters in der Richtung dieser Verschiebung beträgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist also bei jedem Fotolithographie-Verfahren anwendbar, bei dem:

– das zu lithographierende Objekt eine ebene Oberfläche aufweist, die im rechten Winkel zu der Lichtstrahlung angeordnet ist und eine fotoempfindliche Zone aufweist, wobei dieses Objekt geeignet ist, sich quer zu dieser Strahlung zu verschieben,
– die Strahlung, die die Gravur bewirkt, mindestens einen Strahl im Extremultraviolett-Bereich umfasst und aus N laufenden, aufeinander folgenden Impulsen gebildet ist, deren Oberflächenenergie durch ein Bestrahlungsfenster gemessen wird,
– diese Strahlungsimpulse durch das Auftreffen von mindestens zwei Laserstrahlenbündeln auf ein geeignetes Ziel erzeugt werden, wobei diese Laserstrahlenbündel aus Impulslaserquellen stammen, die aus einer Vielzahl gewählt werden und jeweils bei jeder Auslösung ein Energiequantum von gegebener Dauer aussenden, wobei diese Laserquellen auf die gleiche Stelle des Ziels fokussiert werden.

Unter "geeignetes Ziel" versteht man ein Ziel, das geeignet ist, ein Plasma auszusenden, das mindestens eine Emissionslinie im Extremultraviolett-Bereich hat. Unter „Vielzahl von Laserquellen" versteht man eine ausreichende Menge, um die für eine Fotogravur mit N laufenden Impulsen nötige Strahlung zu erzeugen.
Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden sich wiederholenden Verfahrensschritte umfasst, die für den N-ten Impuls ausgedrückt sind:

a) Integration der Oberflächenenergie der Extremultraviolett-Strahlung, die bei den letzten N-1 Impulsen durch das Bestrahlungsfenster gelangt ist,
b) Vorschubbewegung des fotoempfindlichen Objekts während des Zeitraums zwischen zwei aufeinander folgenden Bestrahlungsimpulsen um eine Strecke, die gleich einem Bruchteil 1/N der Breite des Bestrahlungsfensters auf der Achse dieser Vorschubbewegung ist,
c) Subtraktion des in Verfahrensschritt a) erzielten Integrals von der Energiemenge, die für den Fotogravurprozess erforderlich ist,
d) Bestimmung der Energiemenge, die noch zugeführt werden muss, um diese Energiemenge zu erreichen,
e) Berechnung der Anzahl von Impulsquanten, die noch zu erzeugen sind, um einen N-ten Impuls zu erzeugen,
f) Bestimmung einer entsprechenden Anzahl von Laserquellen, die einzuschalten sind, sodann Auswahl von Laserquellen in gleicher Anzahl wie der gesamte Teil dieser Anzahl,
g) Synchrones Auslösen der in Verfahrensschritt f) gewählten Laser, und Wiederholung der Schritte a) bis g) für den nächsten laufenden Punkt.

Im allgemeinsten Fall bildet die Zahl von Laserquellen, die in Schritt f) berechnet werden, einen unechten Bruch, und der Bruchteil dieser Zahl entspricht einer Energiezufuhr, die kleiner ist als ein Quantum.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform, bei der die Zahl von Laserquellen, die in Schritt f) berechnet werden, einen unechten Bruch bildet, wird die Energiemenge, die unterhalb eines Quantums liegt, und die mit diesem unechten Bruch der Zahl von Lasern verbunden ist, durch eine Laserquelle zugeführt, die geeignet ist, das den anderen Laserquellen gemeinsame Energiequantum abzugeben, und wird mit einer Verzögerung ausgelöst, die geringer ist als die Dauer Δt eines Quantums, bezogen auf den Zeitpunkt der synchronen Auslösung der anderen Laserquellen, die den gesamten Teil der Quantenanzahl des gleichen laufenden Impulses abgeben.
In diesem Fall dauert der Impuls, der den Bruchteil eines Quantums zuführt, über das Auslöschen der in Schritt f) gewählten Laser an, die dazu bestimmt sind, den Gesamtanteil der Zahl von Lasern beizusteuern. Er besteht dann alleine, so dass die Gesamtleistung eines Augenblicks unter den Schwellenwert Ps sinkt, der das Aussenden von mindestens einer Emissionslinie im Extremultraviolett-Bereich durch das Plasma bewirkt. So trägt also der Anteil des Energiequantums, der nach dem Auslöschen der ersten Laser dieses gleichen laufenden Impulses erfolgt, nichts zur Extremultraviolettstrahlung bei. Das bedeutet in der Tat, ein Bruchteil eines Quantums zu erzeugen, dies aber mittels eines Lasers, der identisch mit den Lasern ist, die ein Quantum erzeugen. Dieser gleiche Laser kann bei einem anderen laufenden Impuls ein ganzes Quantum erzeugen. Dies ermöglicht auch eine sehr bedeutsame Flexibilität und Präzision bei der Einstellung der Laserleistung.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform, bei der die Zahl von Laserquellen, die in Schritt f) berechnet wird, einen unechten Bruch bildet, wird die Energiemenge, die unterhalb eines Quantums liegt, und die mit diesem unechten Bruch der Zahl von Lasern verbunden ist, durch mehrere Laserquellen zugeführt, die geeignet sind. ein gleiches Energiequantum abzugeben wie die anderen Laserquellen, und von denen

– die erste mit einer Verzögerung (1-k₁)Δt (wobei 0 < k₁< 1) nach dem Zeitpunkt des Auslösens der synchronen Laser, die den gesamten Teil der Anzahl der Laser darstellen, ausgelöst wird,
– die zweite mit einer Verzögerung (1-k₂)Δt (wobei k₁< k₂< 1) nach dem Zeitpunkt des Auslösens der synchronen Laser, die den gesamten Teil der Anzahl der Laser darstellen, ausgelöst wird,
– und so fort, wobei die q-te mit einer Verzögerung (1-k_q)Δt (wobei 0 < k_q < 1) nach dem Zeitpunkt des Auslösens der synchronen Laser, die den gesamten Teil der Anzahl der Laser darstellen, ausgelöst wird, und
– ferner die Summe dieser Verzögerungen kleiner ist als die Dauer eines Quantums Ät.

Der Koeffizient k ist vorzugsweise proportional zu dem Bruchteil der Zahl von Lasern gewählt.
Gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform, bei der die Zahl von Laserquellen, die in Schritt f) berechnet wird, einen unechten Bruch bildet, wird die Energiemenge, die unterhalb eines Quantums liegt, und die mit diesem Bruchteil der Zahl von Lasern verbunden ist, durch eine Laserquelle zugeführt, die geeignet ist, eine Energie abzugehen, die geringer ist als ein Quantum, und mit einer Verzögerung ausgelöst wird, die geringer ist als die Dauer (Δt) eines Quantums, bezogen auf den Zeitpunkt des synchronen Auslösens der anderen Laserquellen, die den gesamten Teil der Quantenanzahl des gleichen laufenden Impulses abgeben.
Gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform, in der die beiden vorherigen kombiniert sind, und bei der die Zahl von Laserquellen, die in Schritt f) berechnet wird, einen unechten Bruch bildet, wird die Energiemenge, die unterhalb eines Quantums liegt, und die mit diesem unechten Bruch der Zahl von Lasern verbunden ist, durch mehrere Laserquellen zugeführt, die geeignet sind, ein Energiequantum abzugeben, das geringer ist als ein Quantum, und von denen

– die erste mit einer Verzögerung (1-k₁)Δt (wobei 0 < k₁< 1) nach dem Zeitpunkt des Auslösers der synchronen Laser, die den gesamten Teil der Anzahl der Laser darstellen, ausgelöst wird,
– die zweite mit einer Verzögerung (1-k₂)Δt (wobei k₁< k₂< 1) nach dem Zeitpunkt des Auslösens der synchronen Laser, die den gesamten Teil der Anzahl der Laser darstellen, ausgelöst wird,
– und so fort, wobei die q-te mit einer Verzögerung (1-k_q) Δt (wobei 0 < k_q< 1) nach dem Zeitpunkt des Auslösens der synchronen Laser, die den gesamten Teil der Anzahl der Laser darstellen, ausgelöst wird, und
– ferner die Summe dieser Verzögerungen kleiner ist als die Dauer eines Quantums Δt.

Diese Erfindung sieht ferner eine Vorrichtung vor, mit der das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird. Die Vorrichtung zur Fotolithographie durch Extremultraviolett-Strahlung weist also auf:

– eine Extremultraviolett-Strahlungsquelle mit mindestens zwei Laserstrahlenbündeln, die von Impulslaserquellen ausgehen, die jeweils bei einem Laserschuss ein Energiequantum von gegebener Dauer aussenden, und geeignet sind, einen und den selben Bereich eines Ziels zu erregen, das geeignet ist, ein Plasma auszusenden, das mindestens eine Emissionslinie im Extremultraviolett-Bereich besitzt,
– ein Bestrahlungsfenster von ausgewählter Breite, das zwischen der Strahlungsquelle und dem Objekt angeordnet ist und gegenüber der Strahlungsquelle unbeweglich ist,
– Mittel zum Querverschieben eines zu fotolithographierenden Objekts gegenüber dem Fenster, wobei dieses Objekt eine ebene, im rechten Winkel zur Strahlung angeordnete Oberfläche hat und eine fotoempfindliche Zone aufweist, wobei dieses Verschieben dergestalt gewählt wird, dass die Querverschiebung des Objekts gegenüber dem Fenster zwischen zwei aufeinander folgenden Extremultraviolett-Strahlungsimpulsen einen Bruchteil 1/N der Bestrahlungsfensterbreite in der Richtung der Verschiebung beträgt, so dass ein und derselbe Streifen dieser Zone des Objekts einer vorbestimmten Anzahl N von aufeinander folgenden Extremultraviolett-Impulsen ausgesetzt wird.

Die Vorrichtung im Sinne der Erfindung weist ferner auf:

– Mittel zum Messen der Spitzenleistung der Strahlung durch das Bestrahlungsfenster,
– Mittel, die vorgesehen sind, um für einen N-ten abzugebenden Impuls zu berechnen:
– die Summe der gemessenen Energie der Extremultraviolett-Strahlung der N-1 letzten Impulse, was gleichbedeutend ist mit dem Integral der Spitzenleistung der Strahlung über die gesamte Dauer der N-1 letzten Impulse,
– der Energiemenge, die durch einen nächsten, N-ten Impuls noch abgegeben werden muss, indem diese Summe mit einer vorbestimmten Gesamtenergiedosis, die für die Fotogravur erforderlich ist, verglichen wird,
– eine Anzahl von Energiequanten, die die Laserquellen abgeben müssen, um diese Energiemenge dieses N-ten Impulses zu erreichen, unter Berücksichtigung dessen, dass die Impulse des momentanen Laserlichts, das unter dem Schwellenleistungswert liegt, nicht dazu beitragen, eine Extremultraviolett-Strahlung zu erzeugen,
– Mittel zum Auswählen und Synchronsteuern einer gewählten Anzahl von Lasern in Abhängigkeit von der berechneten Anzahl von Quanta.

Die Mittel zum Verschieben des zu fotogravierenden Objekts gegenüber der Strahlung sind aktiv. um das Objekt sodann um ein Inkrement zu verschieben, das gleichwertig mit denn genannten Bruchteil 1/N der Fensterbreite ist.
Gemäß der ersten Variante, bei der der Bruchteil der Anzahl der Laser durch ein Energiequantum dargestellt wird, das gegenüber der synchronen Auslösung der vorherigen Laser verzögert wird, weist die Erfindung ferner Mittel auf, die geeignet sind. derartige Verzögerungen in Abhängigkeit von dem Wert des Bruchteils der Anzahl der Laser zu erzeugen, um den genannten N-ten laufenden Impuls zu erzeugen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das genannte Ziel ein Mikrotröpfchen-Leitstrahl aus vernebeltem Xenon. In einer Variante kann dieses Ziel ein flüssiger Xenon-Strahl sein, wie in der Veröffentlichung WO0232197 beschrieben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die mit der vorherigen zusammengenommen werden kann, stammen die Laserschüsse aus festen Impulslasern, die oszillierend arbeiten, und werden durch Dioden, die kontinuierlich arbeiten, gepumpt.
Bestimmte Arten von Lasern arbeiten wirkungsvoller, wenn ihr Stab, sobald er geladen ist, vor der nächsten Pumpphase vollständig entladen wird. Um dieser Anforderung zu entsprechen, kann das Steuersystem der Laser gemäß dieser Erfindung in einer Variante dergestalt vorgesehen sein, dass die nicht für einen laufenden Impuls erforderlichen Energiequanta außerhalb dieses Impulses getrennt ausgelöst werden, so dass sie nie den Schwellenwert Ps überschreiten.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen hervor, wobei
1 schematisch eine Vorrichtung zur Ausführung des Fotolithographie-Verfahrens im Sinne der Erfindung darstellt,
2a eine Veränderung des Emissionskoeffizienten der EUV-Strahlungsquelle in Abhängigkeit von der Anzahl der gleichzeitig aktiven Laserquellen schematisch darstellt,
2b eine Veränderung des Emissionsvermögens der EUV-Strahlungsquelle als Funktion der durch die Laserschüsse abgegebenen Energie schematisch darstellt,
3a den Beitrag der Laserschüsse zur Bildung von EUV-Impulsen mit eingestellten Energien als Funktion der Zeit schematisch darstellt,
3a schematisch einen EUV-Impuls mit eingestellter Energie darstellt, auf den unmittelbar das Auslösen von überschüssigen Energiequanta folgt, deren Momentanleistung unterhalb des Schwellenwert Ps bleibt,
4 schematisch einen Teil eines Steuerblocks für die Erzeugung der Laserschüsse darstellt,
5 schematisch Verfahrensschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt, und
6a bis 6d schematisch die Position des Bestrahlungsfensters in aufeinanderfolgenden Positionen im Verlauf der Bestrahlung des Objekts OBJ darstellen.
Es wird betont, dass das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung allgemein auf die Fotolithographie von integrierten Schaltungen anwendbar sind.
Auf einer Fläche von einigen mm² und in einer Dicke von einigen Mikrometern wird ein Aufbau hergestellt, der mehrere Tausend Bauteile enthalten kann. Das Ausgangsmaterial ist eine Siliziumscheibe (oder „wafer") mit einem Durchmesser von etwa zehn cm. Diese Scheibe wird mehreren chemischen Behandlungen unterzogen (Auftragen von drinnen Schichten, Dotierung...). Dabei werden mehrere integrierte Schaltungen auf der gleichen Siliziumscheibe hergestellt. Eine der Schlüsselbehandlungen bei der Herstellung integrierter Schaltungen ist die Fotolithographie.
Es wird Bezug auf 1 genommen, die einen wafer OBJ darstellt, auf den eine EUV-Bestrahlung 23 (Extremultraviolett) vorgenommen wird, um den wafer zu fotolithographieren. Insbesondere weist das zu lithographierende Objekt OBJ eine ebene Oberfläche auf, die im rechten Winkel zu der Lichtstrahlung 23 angeordnet ist, und besitzt eine mit einem fotoempfindlichen Harz RP beschichtete fotoempfindliche Zone, die geeignet ist, sich quer zu dieser Strahlung 23 zu verschieben (Pfeil 41).
Um diese Phase vorzubereiten, wird die Siliziumplatte zuvor auf mehr als 1000 °C erhitzt. Die Oberfläche des wafer oxidiert, wobei sich eine dünne isolierende Siliziumoxidschicht bildet. Sodann wird auf die Zone, die fotoempfindlich sein soll, ein fotoempfindliches Harz RP aufgetragen, um die Oberfläche des wafer OBJ stellenweise zu beschichten. Dann wird die Siliziumscheibe der Bestrahlung 23 unterzogen, wobei vorzugsweise eine (nicht dargestellte) Maske verwendet wird, die geeignet ist, das gewünschte Fotolithographie-Muster darzustellen. Dieser Verfahrensschritt bei der Herstellung integrierter Schaltungen wird „Insolation" genannt. Von der Wellenlänge dieser Strahlung hängt die erzielte Präzision der Fotolithographie und damit die Größe der integrierten Schaltung ab. Heute liegen diese Wellenlängen im Bereich sichtbaren Lichts oder im Ultraviolett-Bereich. Um eine Feinheit der Gravur von 40 nm zu erzielen, wurde kürzlich eine EUV-Quelle entwickelt, die eine Strahlung mit der Wellenlänge von 13,5 nm aussendet, und zwar bei einem für die Fotolithographie bevorzugten Wiederholungstakt von 10 kHz. Die EUV-Emission wird durch Wechselwirkung zwischen einer bevorzugten Anzahl von 10 Impulslaserstrahlen des Typs Nd:YAG, die mit einem durchschnittlichen Takt von 10 kHz im Infrarotbereich (feste Laser) und einem kontinuierlichen Xenon-Strahl ausstrahlen. Es ergibt sich ein heißes Plasma, das eine Strahlung mit einer Wellenlänge von 13,5 nm aussendet.
In 1 sind Laserquellen mit den Bezugszeichen 10 bis 19 dargestellt, die geeignet sind, einen Partikelstrahl 21 zu erregen, der in einer Wechselwirkungskammer 20 zirkuliert. Vorzugsweise enthält dieser Partikelstrahl einen ein Mikrotröpfchen-Leitnebel aus Xenon. Insbesondere sind die Laser 10 bis 19 geeignet, Laserschüsse auszusenden, die auf den gleichen Bereich des Strahls 21 fokussiert sind.
Indem die aktiven Laser auf den Partikelstrahl jeweils einen Schuss einer Energie eines Quantums abgeben, erregen sie ihn und haben die Tendenz, in ihm ein Plasma zu erzeugen. Wenn der Gesamtbeitrag der Energiequants einen Schwellenwert Ps überschreitet (der dem Schwellenwert der Emission von Extremultraviolett-Strahlung entspricht), wird das Wechselwirkungs-Plasma angestoßen, sodann erscheint die Emissionslinie im Extremultraviolett-Bereich während eines Zeitraums, der annähernd der Zeit des den Schwellenwert Ps überschreitenden Laserimpulses entspricht. In 1 zeigen die Pfeile mit den Bezugszeichen EUV das Auftreten eines solchen Strahlungsimpulses im Extremultraviolett-Bereich an. Er breitet sich in einem soliden breiten Winkel aus, und eine optische Aufnahmevorrichtung, die nicht dargestellt ist, wird dazu verwendet, diese Strahlung einzufangen und sie zu dem zu photogravierenden Objekt zu leiten.
In 2a wurde als Beispiel schematisch der Emissionskoeffizient der EUV-Quelle (in Prozent) als Funktion der Anzahl der aktiven Laserquellen dargestellt, die zur gleichen Zeit auf den Partikelstrahl schießen. Bei dem beschriebenen Beispiel sind vier Laserquellen ausreichend, um das Plasma anzustoßen. In der erschöpfenderen Darstellung des Emissionsvermögens (in beliebigen Einheiten) als Funktion der durch die Laserschüsse abgegebenen Energie, in 2, wird angegeben, dass ca. 2,5 × 10¹¹ W/cm², die auf den Partikelstrahl abgegeben werden, bei dem beschriebenen Beispiel nötig sind, um das Plasma zu erwärmen.
Wieder bezugnehmend auf 1 sendet eine Steuerkonsole ein Steuersignal für jede Laserquelle 10 bis 19 aus, um im EUV zu einem gegebenen Zeitpunkt einen Impuls zu bilden oder nicht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird eine zeitliche Versetzung zwischen den Laserschüssen gesteuert, die erforderlich sind, um einen Impuls zu einem gegebenen Zeitpunkt abzugeben, insbesondere mit dem Ziel, die Energie dieses Impulses einzustellen. In 3a wurden die ausgesendeten Impulse I₁, I₂, I₃ in Abhängigkeit von der Anzahl der aktiven Laserquellen und vom Zeitpunkt der Laserschüsse sehr schematisch dargestellt. Bei dem beschriebenen Beispiel sind alle Laserquellen gleich oder führen dem Plasma während eines Laserschusses zumindest eine gleiche Energie zu. Aus diesem Grund hat man sich entschieden, diese Energie als "Quantum" zu qualifizieren. Hier sendet jede Laserquelle einen Schuss mit einer gleichen Dauer Δt (typischerweise in der Größenordnung von 40 Nanosekunden bei einem festen Laser Nd:YAG) und einer gleichen Spitzenleistung aus. Es wird jedoch auch eine alternative Lösung angestrebt, die darin besteht, Laserquellen zu wählen, die Schlüsse mit unterschiedlichen Spitzenleistungen und/oder unterschiedlichen Dauern Δt aussenden können, um die Energie der ausgesendeten Impulse feiner einzustellen. In diesem Fall können die Energiequanta, die die Laserquellen abgeben, sich von einer Laserquelle zur anderen unterscheiden.
So ist in 3a jedes Energiequantum Q, das der Quelle zugeführt wird, durch ein Quadrat dargestellt, in dem sich zwei Diagonalen kreuzen. Um einen maximalen Energieimpuls I₁ abzugeben, werden alle zehn Laserquellen zur gleichen Zeit zum Zeitpunkt t₁ aktiviert. Das Plasma, das auf die Erregung der Laserschüsse reagiert, gibt den Impuls I₁ in das EUV ab, dessen Energiemaximum im Wesentlichen im Zeitpunkt t₁ + Δt erreicht ist. Um einen Impuls I₂ abzugeben, der schwacher ist als I₁, greift man bei dem dargestellten Beispiel nur auf sieben Laserquellen zurück. So ist nachzuvollziehen, dass die Energie des in das EUV abgegebenen Impulses proportional ist zu der Anhäufung von Quants Q und damit zur Anzahl von Laserquellen, die gleichzeitig aktiv sind. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung wird der Schuss einer oder mehrerer Laserquellen zeitlich versetzt, um einen Impuls I₃ abzugeben, dessen Energie nicht einer ganzen Zahl von Quants Q entspricht. Auf diese Weise wird in dem in 3a dargestellten Beispiel, um den dritten Impuls I₃ abzugeben, die siebte Laserquelle zu einem Zeitpunkt t₇₃ aktiviert, der um eine Zeitdauer von weniger als Δt gegenüber einem gleichen Zeitpunkt t₃ der anderen Schlüsse versetzt ist. So ist das Quantum, das in 3a die Bezugszahl 7 hat, um einen Bruchteil der spezifischen Dauer Δt gegenüber den anderen, darunter liegenden Quants versetzt. Bei dem dargestellten Beispiel ermöglicht es der Teil links von dem Quantum 7 (der gemeinsam mit den anderen Quanta zur Strahlung beiträgt), im Wesentlichen ein halbes Energiequantum dem Plasma zuzuführen, um einen Impuls abzugeben, während der rechte Teil ein halbes Quantum zuführt, das unzureichend ist, um das Reaktionsplasma zu unterhalten, und geht daher nicht in die Energie der Strahlung in dem EUV ein. Die Impulsfolge-Periode der Impulse I₁, I₂, I₃ liegt in der Größenordnung von 0,1 Millisekunde. Es wird verständlich, dass ein typischer Wert in der Größenordnung von einigen Zig Nanosekunden für die Dauer Δt eines Laserschusses deutlich geringer ist als die Periode der EUV-Impulse. So erfolgen diese Schüsse, selbst wenn man eine zeitliche Versetzung zwischen den Laserschüssen einer und derselben Salve steuert, wiederholt zu im Wesentlichen rekurrenten Zeitpunkten und definieren eine EUV-Impulsfolge-Periode. Die zeitliche Versetzung zwischen den Laserschüssen einer und derselben Salve stört also keinesfalls die Emissionsfrequenz der Impulse.
In 3a wurde rein zu Darstellungszwecken eine Anhäufung von zwei Quanta zu einem gleichen Schusszeitpunkt t_N dargestellt. Zur Vereinfachung der Argumentation wird davon ausgegangen, dass die Momentanleistung eines Quantums etwas niedriger ist als die Hälfte des Schwellenwerts Ps. So ist in dieser Figur die zum Zeitpunkt t_N der Anhäufung zugeführte Energie unzureichend ist, um das Plasma zu diesem Zeitpunkt t_N anzustoßen. In der Wirklichkeit sind im Allgemeinen zwischen einem und zwei Quanta nötig, um diesen Schwellenwert Ps zu erreichen.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei der hier beschriebenen Ausführung die Laserquellen wiederholt schießen müssen, um die in dem Laserstab angesammelte Energie zu entladen. So können, bezugnehmend auf 3b, die zehn Laser 10 bis 19 mit einer zeitlichen Versetzung zwischen den Schüssen schießen, wobei sie den Schwellenwert der nötigen Energie kaum überschreiten (der in der Figur mehr als vier Quanta Q entspricht, in der Praxis aber etwas mehr als der Momentanleistung eines Quantums entspricht), um das Plasma anzustoßen und einen Impuls speziell in dem EUV zum Zeitpunkt t_i zu erzeugen. Vorteilhafterweise kann auf diese Weise vorgegangen werden, um alle Laser schießen zu lassen, ohne dabei jedoch die Maximalenergie des Impulses I₁, wie oben beschrieben, zu erreichen. So tragen die zum Zeitpunkt t_i versetzten Schüsse nicht zur Nutzenergie der Quelle bei. Für die Schüsse, die diesem Zeitpunkt t_i folgen, wird darauf hingewiesen, dass die zeitliche Versetzung weniger präzise sein kann. Um das Plasma zu erzeugen und die Energie in den gewünschten Spektralstreifen (im EUV) zu senden, muss der oben genannte Anstoß-Schwellenwert erreicht werden. So wählt man vorteilhafterweise Laser dahingehend aus, dass die Energie eines einzigen Laser kein Plasma erzeugt oder ein Plasma erzeugt, das nicht in den gewünschten Spektralstreifen aussendet.
Insbesondere ist, bezugnehmend auf 3b, festzustellen, dass der Energiebeitrag der Laserschüsse zur Emission eines EUV-Impulses, soweit gewünscht, eingestellt werden kann. Insbesondere kann eine fortschreitende zeitliche Versetzung der Schüsse mit den Bezugszahlen 5 und 6 gesteuert werden, um einen Impuls zu erzeugen, wobei die Summe dieser Versetzungen geringer bleibt als die Dauer der Schüsse Δt.
So erfolgt der Laserschuss mit der Bezugszahl 5 zu einem Zeitpunkt (1-k₁)Δt (wobei 0 < k₁< 1) nach dem Zeitpunkt t₁₁ des Auslösens der vorherigen Laser, und der Laserschuss mit der Bezugszahl 6 erfolgt zu einem Zeitpunkt (1-k₂)Δt (wobei k₁< k₂ < 1) nach dem Zeitpunkt t₁₁ des Auslösens der vorherigen Laser. So erfolgt bei einer Ausführungsform zur Erzeugung eines "Bruchteilquantums" (dem Plasma zugeführte Energiemenge, die geringer ist als ein Quantum und so einem „Bruchteil der Anzahl von Lasern" entspricht), das Auslösen

– der ersten Laserquelle mit einer Verzögerung (1-k₁)Δt (wobei 0 < k₁ < 1) nach dem Zeitpunkt des Auslösens der synchronen Laser, die den gesamten Teil der Anzahl der Laser darstellen,
– einer zweiten Laserquelle mit einer Verzögerung (1-k₂)Δt (wobei k₁ < k₂< 1) nach dem Zeitpunkt des Auslösens der synchronen Laser, die den gesamten Teil der Anzahl der Laser darstellen,
– und so fort, wobei die q-te Laserquelle mit einer Verzögerung (1-k_q)Δt (wobei 0 < k_q < 1) nach dem Zeitpunkt des Auslösens der synchronen Laser, die den gesamten Teil der Anzahl der Laser darstellen, ausgelöst wird, wie schematisch in 3b dargestellt.

Dabei bleibt die Summe dieser Verzögerungen geringer ist als die Dauer eines Quantums Δt.
Diese Ausführungsform kann für gleiche von den Lasern abgegebene Quanta oder auch für Quanta, die sich beispielsweise in ihrer Spitzenleistung unterscheiden und von verschiedenen Lasern abgegeben werden können, vorgesehen werden.
Es wird betont, dass ein Laserschuss-Zeitpunkt mit einer höheren Präzision als einige Nanosekunden gesteuert werden kann. So ist es bei einer Schussdauer in der Größenordnung von 40 Nanosekunden möglich, mindestens etwa zehn unterschiedliche zeitliche Versetzungen für einen auszuführenden Laserschuss zu steuern. Auf diese Weise können beim heutigen Stand der Technik Bruchteile eines Quantums erzielt werden, die im Wesentlichen in der Größenordnung eines Zehntels eines Quantums liegen.
Kurz gefasst, steuert man hier die Auslösung von

– mindestens einem ersten Laserschuss zu einem vorbestimmten Zeitpunkt t₁₁ (vier Laserschüsse in dem in 3b dargestellten Beispiel), und
– einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Laserschüssen zu jeweiligen Zeitpunkten t₁₅, t₁₆, die ausgewählt werden, um die Energie eines auszusendenden Extremultraviolett-Impulses einzustellen, wobei diese jeweiligen Zeitpunkte innerhalb eines Zeitintervalls verteilt liegen, das kleiner ist als die Dauer der Schlüsse Δt.

Da die Energie eines von dem Plasma ausgesendeten Impulses allgemein von der Spitzenleistung der Summe der Laserschüsse abhängt, wird hier gezeigt, dass es möglich ist, die Energie dieser Plasma-Quelle zu verändern, indem die Laserschüsse zeitlich versetzt werden. Vorteilhafterweise kann die von der Quelle ausgesendete Energie sehr rasch verändert werden, und so die Energie jedes Lichtimpulses für eine Quelle, die mit einer Wiederholungsfrequenz arbeitet, die bis zu mehreren Zig kHz reichen kann, unabhängig gesteuert werden. Der Vorteil dieser Lösung liegt auch darin, dass dabei das thermische Gleichgewicht der Quelle nicht gestört wird und dass die Gesamtanordnung der Quelle nicht verstellt wird. Es wurde nämlich festgestellt, dass die Quelle in Abhängigkeit von der Anzahl der gleichzeitig erfolgenden Laserschüsse ausnahmslos unmittelbar in ihren Ausgangszustand zurückkehrt. So kann die Quelle beispielsweise mit 80% ihrer Maximalenergie und beim nachfolgenden Schuss mit 100% ihrer Maximalenergie arbeiten. Bei dem beschriebenen Beispiel liegt die durchschnittliche Frequenz der Laserschüsse und damit die Frequenz F der ausgesendeten Impulse in der Größenordnung von 10 kHz.
Ein weiteres Interesse, das in der Anwendung einer zeitlichen Versetzung der Laserschüsse liegt, besteht darin, dass solche Versetzungen leicht gesteuert werden können. Die Auslösung jedes Laserschusses erfolgt nämlich vorzugsweise unter Verwendung eines akustisch-optischen Modulators. Bezugnehmend auf 4 werden die akustisch-optischen Modulatoren MOA1 bis MOA10, die jeweils mit einer Laserquelle 10 bis 19 verbunden sind, durch eine Hochfrequenzversorgung AL gesteuert (die beispielsweise mit 24 MHz und mit einer Leistung von beispielsweise 100 W arbeitet). Diese Frequenz von 24 MHz ist insbesondere viel höher als die Schussfolge von 10 kHz (mindestens um einen Faktor in der Größenordnung von Tausend). Das Auslösen des Impulses der Laser des Typs Nd:YAG erfolgt unter raschem Absenken der Verluste in dem Laserhohlraum mittels der Verwendung eines damit verbundenen akustisch-optischen Modulators. Ein Impuls-Generator GI sendet die Schussdaten t₁₁ bis t₂₀ jeder Laserquelle zu dieser Hochfrequenzversorgung AL, die die Laserschüsse zu den geforderten Zeitpunkten t₁₁ bis t₂₀ auslöst, um einen Impuls zu einem Zeitpunkt t₁ auszulösen. Es ist also nachzuvollziehen, dass diese Zeitpunkte t₁₁ bis t₂₀ durch die Steuertafel 30 von 1 geschätzt werden.
Es wird erneut Bezug auf 1 genommen. Mittel zur Kollimation und Fokussierung 22 bündeln die aus der Wechselwirkungskammer 20 kommende Strahlung, wobei sie einen Strahl 23 bilden, der durch ein Bestrahlungsfenster 40, das von nun an kurz „Fenster" genannt wird, in das EUV des wafer OBJ strahlt. Tatsächlich wird dieser Strahl von einer Folge von Impulsen I₁ bis I_N gebildet. Vorteilhafterweise wird ein relatives Verschieben (Pfeil 41) des wafer OBJ gegenüber dem Fenster 40 und dem Strahl 23 bewerkstelligt. Dieses Verschieben 41 geschieht vorzugsweise um einen Schritt p, der Funktion der Breite L des Fensters 40 ist (in der Richtung der Verschiebung 41). Genauer ausgedrückt, sind diese Breite L und der Verschiebungsschritt p durch das Verhältnis L = N × p miteinander verbunden, wobei N die vorbestimmte Anzahl der EUV-Strahlungsimpulse ausdrückt, denen der wafer OBJ ausgesetzt wird. Ferner ist die Geschwindigkeit V der relativen Verschiebung 41 dergestalt, dass ein Schritt p in einer Zeit durchlaufen wird, die der EUV-Impulsfolge-Periode T entspricht. So wird die Geschwindigkeit V durch das Verhältnis V = p × F gegeben, wobei F die Frequenz der Impulse im EUV-Bereich ist. Jeder Bereich, dessen Breite dem Schritt p entspricht, und der die Bestrahlung durch das Fenster 40 empfangt, wird N mal bestrahlt, wobei N die oben genannte vorbestimmte Anzahl ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt diese Zahl N 50.
Genauer ausgedrückt, läuft das Verfahren bei einer Ausführung, die von den Herstellern von integrierten Schaltungen praktisch verlangt wird, folgendermaßen ab. Die EUV-Quelle sendet eine Impulsstrahlung aus, typischerweise mit einer Frequenz von 10 kHz, wie oben angegeben, was einem Impuls alle 0,1 ms entspricht. Die ausgesendete Strahlung wird sodann in einer Richtung gebündelt (Pfeil 23 in 1), dann durch das Fenster 40 auf eine (nicht dargestellte) Maske der zu lithographierenden Schaltung gerichtet. Diese Maske ist auf der Siliziumscheibe OBJ mit einer Vergrößerung von 0,25 abgebildet, so dass die Abmessung des Bildes des Fensters auf dem Silizium 26 mm × 2 mm beträgt. Abhängig von der Geschwindigkeit des Verschiebens der Maske und des Fensters 40 nimmt jeder Streifen auf der Siliziumscheibe, der in der Breite einem Verschiebe-Schritt p entspricht, eine bestimmte Energiedosis auf. Diese Gesamtenergiemenge W_tot ist beispielsweise auf 5 mJ/cm² festgelegt. Um diese Energie mit einer Quelle von beispielsweise 115 W bei 10 kHz zu erreichen, muss jeder Streifen der der Bestrahlung ausgesetzten Zone eine Dosis von 50 Impulsen empfangen. Die Geschwindigkeit des Verschiebens des Bildes des Fensters 40 auf der Siliziumscheibe OBJ wird dann dergestalt angepasst, dass beim (vorzugsweise kontinuierlichen) Verschieben der Siliziumscheibe jeder Streifen 50 Impulsen ausgesetzt wird. Daher entspricht die Breite des Fensters 40 im Bereich der Siliziumscheibe dem 50fachen des Verschiebe-Schritts p der Scheibe zwischen zwei aufeinander folgenden Impulsen.
Während die Siliziumscheibe OBJ sich kontinuierlich gegenüber der EUV-Quelle und dem Fenster 40 verschiebt, wird die Reproduktion eines vollständigen Gravurmotivs gewährleistet. Diese Verschiebung, die als kontinuierlicher Prozess betrachtet wird, kann in Wirklichkeit unterschiedslos durch einen Schrittmotor oder einen tatsächlich stetig laufenden Motor erfolgen. In letzterem Fall können die Verschiebungen des Objekts während der Dauer eines EUV-Impulses als praktisch gleich Null betrachtet werden, da die EUV-Impulse sehr kurz sind. Zwischen zwei Lichtimpulsen hingegen hat sich die Siliziumscheibe um eine bestimmte Strecke verschoben, die dem oben genannten Schritt p entspricht. Die notwendige Energiedosis für die Bestrahlung entspricht in dem beschriebenen Beispiel 50 Impulsen im EUV-Bereich. Die durchschnittliche Abweichung bei der Verteilung der Dosen muss geringer sein als 0,1 %, was im Schussrauschen in offenem Wirkungsweg einer Standardabweichung von 1 % entspricht. Auf Grund zahlreicher Unsicherheiten in Verbindung mit der EUV-Quelle ist diese Anforderung von 1% Schussrauschen schwierig zu gewährleisten. Die Kontrolle der empfangenen Dosis erfordert dabei eine Steuerung in geschlossenem Wirkungsweg, die dieser Anforderung genügen muss und zugleich eine größere Toleranz hinsichtlich des Schussrauschens ermöglichen muss. Mit „Schussrauschen" wird hier die unkontrollierte Schwankung der Energie der ausgesendeten Impulse bezeichnet.
Bei dem beschriebenen Beispiel werden vorzugsweise Laserquellen solcherart gewählt, dass, wenn W_MAX der maximalen Energie eines mit den zehn gleichzeitigen Laserschüssen erreichten Impulses I₁ entspricht, die Gesamtenergiedosis W_tot, die jeder der Strahlung ausgesetzte Bereich aufnimmt, dergestalt beschaffen ist, dass W_tot = 40 W_MAX, wobei daran erinnert wird, dass diese Gesamtdosis W_tot aus 50 ausgesendeten Impulse erreicht werden muss. Es ist verständlich, dass die Regulierung der Energie der ausgesendeten Impulse es auf Basis einer zeitlichen Verschiebung der Laserschüsse insbesondere ermöglicht, die Toleranz des Systems mit dem „Schussrauschen" zu erhöhen und dabei gleichzeitig die Stabilität der Energiedosis der Quelle zu gewährleisten.
Nachfolgend wird diese Regulierung beschrieben, die vorzugsweise auf einer Steuerung in geschlossenem Wirkungsweg beruht.
Vor dem Erreichen der Siliziumscheibe OBJ wird ein Teil der Strahlung 23 im EUV-Bereich ohne Dämpfung zu einem Sensor 31 umgelenkt, der die Oberflächenbelichtung, die durch einen laufenden Impuls erzeugt wird, misst. Es kann sich um eine Fotodiode oder um eine CCD-Kamera handeln. Vorteilhafterweise ist die Ansprechzeit eines solchen Sensors 31 ausreichend schnell, um Messungen mit einer Frequenz von mindestens 10 kHz erfassen zu können. Die Messungen werden sodann einem elektronischen System, in das die Steuertafel 30 integriert ist, mitgeteilt (Steuerung durch den Pfeil 32 in 1 dargestellt). Zur Vereinfachung der Zeichnung von 1 wurde der Sensor 31 zwischen der EUV-Quelle und dem Fenster 40 dargestellt. In der Praxis ist eher vorgesehen, diesen Sensor 31 hinter dem Fenster 40 in der Bahn der Strahlung 23 anzuordnen (praktisch auf dem wafer OBJ), so dass die Messung der EUV-Spitzenleistung, die der wafer OBJ tatsächlich empfängt, so exakt wie möglich ausfällt.
Das Elektroniksystem 33 von 4 gewährleistet mehrere Funktionen. Es wird von einer klassischen Hardware-Architektur gebildet. Dabei kann es sich um einen Mikrocomputer handeln, der einen Speicher, einen Prozessor, einen Taktgeber und sonstiges beinhaltet, oder auch um einen Mikroprozessor, in den Eingangs-/Ausgangskarten integriert sind, und der es ermöglicht, verschiedene Funktionen zu implementieren. In Anbetracht der sehr hohen zeitlichen Anforderung dahingehend, die EUV-Spitzenleistung alle 0,1 ms zu messen, müssen die Berechnung der anzuwendenden Steuerung, deren Anwendung und der Transport der Informationen in Realzeit ausgeführt werden. Die Steuerung der Schussdaten t₁₀ bis t₂₀ werden daher in einer Realzeitumgebung programmiert und ausgeführt. Der Prozessor SI, mit dem das Elektroniksystem 33 ausgerüstet ist, stammt selbstverständlich aus der jüngsten Generation, ist in der Lage, alle diese Funktionen mit einer höheren Frequenz als der Frequenz der ausgesendeten EUV-Impulse auszuführen. Insbesondere können der Sensor 31 (schnelle Erfassung) und das Elektroniksystem 33 zur Durchführung dieser Berechnungen während einer Periode zusammenzuwirken, die kleiner ist als eine EUV-Impulsfolge-Periode.
Es werden nun unter Bezugnahme auf 5 die aufeinander folgenden Arbeitschritte der Regulierung in der Schleife beschrieben.
Nachdem ein oder mehrere Impulse zu dem wafer OBJ ausgesendet worden sind, wird im Arbeitsschritt 51 „der Zustand der der Strahlung ausgesetzten Streifen", d. h. die jeweiligen Dosen, die die Streifen der gerade der EUV-Bestrahlung ausgesetzten Zone bis zum aktuellen Zeitpunkt empfangen haben, berechnet, wobei die Messung der EUV-Spitzenleistung des letzten ausgesendeten Impulses (gemessen in Arbeitsschritt 57) berücksichtigt wird. So wird ein „Zustands"-Vektor konstruiert, der 50 Komponenten enthält, die den Zustand der 50 soeben der Strahlung ausgesetzten Streifen darstellen. Bei jedem Schuss werden die Komponenten des Vektors für eine Aktualisierung dergestalt versetzt, dass die Komponente, die mit dem Streifen verbunden ist, der das vorherige Mal der Strahlung ausgesetzt war, aus dem Vektor herausfällt, während eine neue Komponente, die mit dem Streifen verbunden ist, der zum ersten Mal der Strahlung ausgesetzt wird, hineingenommen wird. Diese Versetzung erfolgt, um die Verschiebung der der Strahlung ausgesetzten Zone des wafer OBJ zu berücksichtigen, welche Zone sich zwischen zwei Schüssen verschoben hat.
In Arbeitsschritt 52 wird auf Basis einer Dosis, die mit einem zukünftigen herausfallenden Streifen verbunden ist, die Energie berechnet, die diesem Streifen zugeführt werden muss, der zum letzten Mal dem nächsten EUV-Impuls ausgesetzt wird, um die erforderliche Dosis W_tot zu erreichen. Diese EUV-Impulsenergie wird sodann unter Berücksichtigung des Umwandlungsfaktors der Energie zwischen den Laserschüssen und der EUV-Energie als Beitrag zu den Energiequanta umgewandelt, die von den Laserquellen abgegeben werden. Man gewinnt die Energie des zukünftigen abzugebenen Impulses durch zeitliches Versetzen der Impulsdaten der Laserschüsse, wie oben beschrieben. In Arbeitsschritt 53 werden dann die für die zukünftigen Laserschüsse geeigneten Daten geschätzt. Indem zeitlich nur ein Teil der durch die Schüsse abgegebenen Energiequanta überlagert werden, kann eine sehr feine Unstetigmachung in der Steuerung der EUV-Energie, die dem zukünftigen Impuls zugeordnet werden soll, erreicht werden. In Arbeitsschritt 54 werden die Laserschüsse mit den in Arbeitsschritt 53 geschätzten Daten ausgelöst, was in Arbeitsschritt 55 einen EUV-Impuls der gewählten Energie erzeugt. Das Verfahren wird fortgesetzt, indem in Arbeitsschritt 57 die effektive EUV-Spitzenleistung des in Arbeitsschritt 55 ausgesendeten Impulses gemessen wird und in Arbeitsschritt 56 die relative Verschiebung des wafer gegenüber dem Fenster und der EUV-Strahlenquelle um einen Schritt p stattfindet. In 5 sind links in dieser Figur die von dem Elektroniksystem 33 durchgeführten Berechnungsschritte dargestellt.
So erfolgt bei dieser Ausführungsform die eigentliche Regulierung vorzugsweise für den letzten Impuls, der auf einen laufenden Streifen der der Bestrahlung ausgesetzten Zone des wafer OBJ auszusenden ist.
In den 6a bis 6d wurde die durch Auftragen einer dünnen Schicht eines fotoempfindlichen Harzes RP auf die Oberfläche des wafer OBJ geschaffene fotoempfindliche Zone schraffiert dargestellt. 6a zeigt die Position des Fensters 40 zu dem Zeitpunkt, in dem das Verfahren der Insolation beginnt. Das Fenster 40 wird dann um ein Positions-Inkrement p verschoben, das der Breite L des Fensters, geteilt durch die Anzahl N von Impulsen, die auf den gleichen Streifen der der Bestrahlung ausgesetzten Zone abzugeben sind, entspricht, was der in 6b dargestellten Position des Fensters 40 entspricht. In dieser Konfiguration von 6b wird ein erster EUV-Impuls ausgesendet. Während dieses ersten ausgesendeten Impulses wird die EUV-Spitzenleistung gemessen, dann auf die Dauer des Impulses integriert, während das Fenster 40 sich gegenüber dem wafer OBJ um den Schritt p weiter verschiebt, und zwar gemäß dem Regulierungsverfahren, das oben unter Bezugnahme auf 5 beschrieben wurde. Bei einer bevorzugten Ausführungsform und in einer Zwischenkonfiguration zwischen den 6b und 6c, in der die zu bestrahlende Zone des wafer OBJ unter dem Bestrahlungsschlitz schmaler ist als dieses Fenster, wird die Energie des auszusendenden Impulses geschätzt, indem von der Energie W_tot, die abzugeben ist, um die laufende fotoempfindliche Oberfläche zu bestrahlen, die Summe der im Laufe von n vorherigen aufeinanderfolgenden Impulsen gemessenen Energien subtrahiert wird und dann das Ergebnis dieser Subtraktion durch N-n dividiert wird (wobei in dem beschriebenen Beispiel N = 50, und n selbstverständlich kleiner ist als N). So versteht sich, dass die Zahl n nach jeder Messung der EUV-Spitzenleistung eines ausgesendeten Impulses inkrementiert wird, wobei dann die Berechnung deren Integrals die tatsächlich empfangene Energie ergibt. Um die Energie der ausgesendeten Impulse einzustellen, werden vorteilhafterweise kombinierte Laserschuss-Salven des in 3b dargestellten Typs eingesetzt, wobei aufeinander folgende zeitliche Versetzungen der Schüsse 5, 6 geringer als die Dauer der Schüsse Δt sind.
Wenn die zu bestrahlende Zone de Objekts, die sich unter dem Bestrahlungsfenster befindet, breiter ist als die Fensterbreite (Konfiguration von 6c), wird die exakte Energie geschätzt, die noch abzugeben ist, damit die Scheibe (oder der „Streifen", wie oben bezeichnet) der zu bestrahlenden Zone, die ihrer letzten Bestrahlung unterzogen wird, die Gesamtmenge an erforderlicher Energie für ihre Fotogravur empfangt.
In 6c wurde zur Verdeutlichung die Position des Fensters 40 dargestellt, in der sie nun eine Vollbestrahlung des fotoempfindlichen Bereichs des wafer OBJ ermöglicht. Der Streifen Z1, der in 6b als Erster bestrahlt wurde, empfängt nun seinen letzten (fünften) Impuls, der gemäß dem oben beschriebenen Verfahren reguliert wird, während der unmittelbar angrenzende Streifen Z2 (rechts in 6c) seinen 49sten Impuls empfängt. Wenn sich das Fenster 40 um einen weiteren Schritt p verschiebt, dann empfängt dieser unmittelbar angrenzende Streifen Z2 den 50sten Impuls mit einer Energie, die in Abhängigkeit von der Energiedosis reguliert wird, die er zuvor empfangen hat, um die obengenannte Gesamtenergiedosis, die mit W_tot bezeichnet ist, zu erreichen. So ist allgemein nachzuvollziehen, dass der erste Impuls von den N Impulsen (hier N = 50), den ein nter laufender Streifen während der Bestrahlung empfangen muss, in der Tat einem nten Impuls entspricht, gerechnet vom Anfang des Fotogravurverfahrens.
Wie 6d zeigt, wird das Insolations-Verfahren fortgesetzt, bis der Rand des fotoempfindlichen Bereichs (rechts in dieser 6d) erreicht ist.
So kann der Anfang des Insolations-Verfahrens folgendermaßen zusammengefasst werden:

a0) das zu lithographierende fotoempfindliche Objekt (OBJ) wird dergestalt unter dem Fenster positioniert, dass nur eine Scheibe der zu bestrahlenden Zone mit einer Breite, die gleich dem genannten Bruchteil 1/N der Fensterbreite ist, der Strahlung ausgesetzt wird,
a1) mindestens ein Teil der Laserquellen wird ausgewählt, um das plasmaerzeugende Ziel zu erregen, und es wird ein laufender Impuls in Richtung der zu bestrahlenden Zone ausgelöst,
a2) es wird die Spitzenleistung des laufenden Extremultraviolett-Strahlungsimpulses gemessen, die tatsächlich auf die zu bestrahlende Zone des Objekts abgegeben wird, und es wird deren Integral über die Dauer des Impulses berechnet,
a3) das Objekt wird gegenüber dem Fenster um ein Positionsinkrement verschoben, welches gleich einem Bruchteil 1/N der Fensterbreite ist,
a4) die Schritte a1) bis a3) werden wiederholt, so lange die zu bestrahlende Zone des Objekts, die sich unter dem Fenster befindet, schmaler ist als das Fenster, indem berechnete Energieimpulse abgegeben werden, wobei von der Energie (W_tot), die zum Fotogravieren des Objekts abzugeben ist, die Summe der mittels Schritt a2) im Verlauf von n aufeinanderfolgenden Durchgängen gemessenen Energien subtrahiert wird und sodann das Ergebnis der Subtraktion durch N-n dividiert wird, wobei n eine ganze Zahl ist, die kleiner als die vorbestimmte Zahl von Impulsen N ist,
a5) wenn die zu bestrahlende Zone des Objekts, die sich unter dem Fenster befindet, die Breite des Fensters erreicht, wird die exakte Energie ausgerechnet, die noch abzugeben bleibt, damit die Scheibe der zu fotogravierenden Zone, die ihren letzten Impuls empfangt, die Gesamtenergiemenge (W_tot) für ihre Fotogravur erhält.

Allgemeiner ausgedrückt, haben Tests gezeigt, dass durch Verwendung einer Steuerung des oben genannten Typs eine Stabilität der Dosis mit einer durchschnittlichen Abweichung von 0,1% gewährleistet wird, wobei zugleich ein Schussrauschen ermöglicht wird, dessen durchschnittliche Abweichung bis zu 4% betragen kann, wenn eine feine Steuerung der zeitlichen Versetzungen der Laserschüsse, wie oben beschrieben, verwendet wird.
Die Erfindung ist durch die Ansprüche definiert.

Claims

Fotolithographie-Verfahren durch Extremultraviolett-Strahlung, wobei: – die Strahlung (23), die die Gravur bewirkt, mindestens einen Strahl im Extremultraviolett-Bereich umfasst und aus N laufenden, aufeinander folgenden Impulsen gebildet ist, deren Oberflächenenergie durch ein Bestrahlungsfenster (40) gemessen wird, – diese Strahlungsimpulse durch das Auftreffen von mindestens zwei Laserstrahlenbündeln auf einem Ziel (21) erzeugt werden, welches geeignet ist, ein Plasma auszusenden, das eine Emissionslinie im Extremultraviolett-Bereich hat, wobei diese Laserstrahlenbündel aus Impulslaserquellen (10–19) stammen, die aus einer Vielzahl gewählt werden und jeweils bei jeder Auslösung ein Energiequantum (Q) von gegebener Dauer (Δt) aussenden, wobei diese Laserquellen auf die gleiche Stelle des Ziels fokussiert werden. – ein zu lithographierendes Objekt (OBJ) eine ebene Oberfläche aufweist, die im rechten Winkel zu der Lichtstrahlung angeordnet ist und eine fotoempfindliche Zone (PR) aufweist, wobei dieses Objekt geeignet ist, sich quer zu dieser Strahlung (23) zu verschieben, wobei dieses Verschieben dergestalt gewählt wird, dass zwischen zwei aufeinander folgenden Extremultraviolett-Strahlungsimpulsen das Verschieben des Objekts (OBJ) in Querrichtung, bezogen auf das Fenster, einen Bruchteil 1/N der Breite des Bestrahlungsfensters in der Richtung der Verschiebung beträgt, so dass ein und derselbe Streifen (Z1, Z2) dieser Zone des Objekts einer vorbestimmten Anzahl N von aufeinander folgenden Extremultraviolett-Impulsen ausgesetzt wird, wobei dieses Verfahren die folgenden sich wiederholenden Verfahrensschritte umfasst, die für den N-ten Impuls eines gegebenen Streifens (Z1, Z2) ausgedrückt sind: a) Integration der Oberflächenenergie der Extremultraviolett-Strahlung, die bei den letzten N-1 Impulsen durch das Bestrahlungsfenster gelangt ist, b) Vorschubbewegung des fotoempfindlichen Objekts während des Zeitraums zwischen zwei aufeinander folgenden Bestrahlungsimpulsen um eine Strecke, die gleich einem Bruchteil 1/N der Breite (L) des Bestrahlungsfensters auf der Achse dieser Vorschubbewegung ist, c) Subtraktion des in Verfahrensschritt a) erzielten Integrals von der Energiemenge (W_tot), die für den Fotogravurprozess erforderlich ist, d) Bestimmung der Energiemenge, die noch zugeführt werden muss, um diese Energiemenge (W_tot) zu erreichen, e) Berechnung der Anzahl von Impulsquanten, die noch zu erzeugen sind, um einen N-ten Impuls zu erzeugen, l) Bestimmung einer entsprechenden Anzahl von Laserquellen, die einzuschalten sind. sodann Auswahl von Laserquellen in gleicher Anzahl wie der gesamte Teil dieser Anzahl, g) Synchrones Auslösen der in Verfahrensschritt f) gewählten Laser, und Wiederholung der Schritte a) bis g) für den nächsten Streifen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Zahl von Laserquellen, die in Schritt f) berechnet werden, einen unechten Bruch bildet und die Energiemenge, die unterhalb eines Quantums liegt, das mit diesem unechten Bruch der Zahl von Lasern verbunden ist, durch eine Laserquelle zugeführt wird, die geeignet ist, das den anderen Laserquellen gemeinsame Energiequantum abzugeben, und mit einer Verzögerung ausgelöst wird, die geringer ist als die Dauer (Δt) eines Quantums, bezogen auf den Zeitpunkt der synchronen Auslösung der anderen Laserquellen, die den gesamten Teil der Quantenanzahl des gleichen laufenden Impulses abgeben.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Zahl von Laserquellen, die in Schritt f) berechnet werden, einen unechten Bruch bildet und die Energiemenge, die unterhalb eines Quantums liegt, das mit diesem unechten Bruch der Zahl von Lasern verbunden ist, durch eine Laserquelle zugeführt wird, die geeignet ist, eine Energie abzugeben, die geringer ist als ein Quantum, und mit einer Verzögerung ausgelöst wird, die geringer ist als die Dauer (Δt) eines Quantums, bezogen auf den Zeitpunkt des synchronen Auslösens der anderen Laserquellen, die den gesamten Teil der Quantenanzahl des gleichen laufenden Impulses abgeben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, bei dem die Zahl von Laserquellen, die in Schritt f) berechnet werden, einen unechten Bruch bildet und die Energiemenge, die unterhalb eines Quantums liegt, das mit diesem unechten Bruch der Zahl von Lasern verbunden ist, durch mehrere Laserquellen zugeführt wird, von denen – die erste mit einer Verzögerung (1-k₁)Δt (wobei 0 < k₁< 1) nach dem Zeitpunkt des Auslösens der synchronen Laser, die den gesamten Teil der Anzahl der Laser darstellen, ausgelöst wird, – die zweite mit einer Verzögerung (1-k₂) Δt (wobei k₁< k₂< 1) nach dem Zeitpunkt des Auslösens der synchronen Laser, die den gesamten Teil der Anzahl der Laser darstellen, ausgelöst wird, und so fort, wobei – die q-te mit einer Verzögerung (1-k_q) Δt (wobei 0 < k_q< 1) nach dem Zeitpunkt des Auslösens der synchronen Laser, die den gesamten Teil der Anzahl der Laser darstellen, ausgelöst wird, und – ferner die Summe dieser Verzögerungen kleiner ist als die Dauer eines Quantums Δt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslösen folgendermaßen gesteuert wird: – mindestens ein erster Laserschuss zu einem vorbestimmten Zeitpunkt (t₁₁), und – ein oder mehrere aufeinander folgende Laserschüsse zu jeweils gewählten Zeitpunkten. um die Energie eines auszusendenden Extremultraviolett-Impulses einzustellen, wobei diese jeweiligen Zeitpunkte innerhalb eines Zeitintervalls verteilt liegen, das kleiner ist als die genannte Dauer der Schüsse Δt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserquellen dahingehend gesteuert werden, um wiederholt Laserschüsse mit einer mittleren Frequenz abzugeben, die im Wesentlichen eine Impulsfolge-Periode, die das Plasma aussendet, bestimmt, und dass das Verschieben des Objekts gegenüber der Strahlung im Wesentlichen kontinuierlich und mit einer Geschwindigkeit (V) erfolgt, die einem Bruchteil 1/N der Fensterbreite (L), geteilt durch eine Impulsfolge-Periode, entspricht.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es im Wesentlichen mit den folgenden Schritten beginnt: a0) das zu lithographierende fotoempfindliche Objekt (OBJ) wird dergestalt unter dem Fenster positioniert, dass nur eine Scheibe der zu bestrahlenden Zone mit einer Breite, die gleich dem genannten Bruchteil 1/N der Fensterbreite ist, der Strahlung ausgesetzt wird, a1) mindestens ein Teil der Laserquellen wird ausgewählt, um das plasmaerzeugende Ziel zu erregen, und es wird ein laufender Impuls in Richtung der zu bestrahlenden Zone ausgelöst, a2) es wird die Spitzenleistung des laufenden Extremultraviolett-Strahlungsimpulses gemessen, die tatsächlich auf die zu bestrahlende Zone des Objekts abgegeben wird, a3) das Objekt wird gegenüber dem Fenster um ein Positionsinkrement verschoben, welches gleich diesem Bruchteil 1/N der Fensterbreite ist, a4) die Schritte a1) bis a3) werden wiederholt, so lange die zu bestrahlende Zone des Objekts, die sich unter dem Fenster befindet, schmaler ist als das Fenster, indem berechnete Energieimpulse abgegeben werden, wobei von der Energie (W_tot), die zum Fotogravieren des Objekts abzugeben ist, die Summe der mittels Schritt a2) im Verlauf von n aufeinanderfolgenden Durchgängen gemessenen Energien subtrahiert wird und sodann das Ergebnis der Subtraktion durch N-n dividiert wird, wobei n eine ganze Zahl ist, die kleiner als die vorbestimmte Zahl von Impulsen N ist, a5) wenn die zu bestrahlende Zone des Objekts, die sich unter dem Fenster befindet, die Breite des Fensters erreicht, wird die exakte Energie ausgerechnet, die noch abzugeben bleibt, damit die Scheibe der zu fotogravierenden Zone, die ihren letzten Impuls empfängt, die Gesamtenergiemenge (W_tot) für ihre Fotogravur erhält.
Vorrichtung zur Fotolithographie durch Extremultraviolett-Strahlung, die aufweist: – eine Extremultraviolett-Strahlungsquelle mit mindestens zwei Laserstrahlenbündeln, die von Impulslaserquellen (10–19) ausgehen, die jeweils bei einem Laserschuss ein Energiequantum (Q) von gegebener Dauer (Δt) aussenden, und geeignet sind, einen und den selben Bereich eines Ziels (21) zu erregen, das geeignet ist, ein Plasma auszusenden, das eine Emissionslinie im Extremultraviolett-Bereich hat, – ein Bestrahlungsfenster (40) von ausgewählter Breite (L), das zwischen der Strahlungsquelle und dem Objekt (OBJ) angeordnet ist und gegenüber der Strahlungsquelle (20, 22) unbeweglich ist, – Mittel zum Querverschieben (41) eines zu fotolithographierenden Objekts (OBJ) gegenüber dem Fenster, wobei dieses Objekt eine ebene, im rechten Winkel zur Strahlung angeordnete Oberfläche hat und eine fotoempfindliche Zone (PR) aufweist, wobei dieses Verschieben dergestalt gewählt wird, dass die Querverschiebung des Objekts (OBJ) gegenüber dem Fenster zwischen zwei aufeinander folgenden Extremultraviolett-Strahlungsimpulsen einen Bruchteil 1/N der Bestrahlungsfensterbreite in der Richtung der Verschiebung beträgt, so dass ein und derselbe Streifen (Z1, Z2) dieser Zone des Objekts einer vorbestimmten Anzahl N von aufeinander folgenden Extremultraviolett-Impulsen ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist: – Mittel (31) zum Messen der Oberflächenenergie der Strahlung durch das Bestrahlungsfenster (40), – Mittel, die vorgesehen sind, um für einen N-ten abzugebenden Impuls zu berechnen: – die Summe der gemessenen Energie der Extremultraviolett-Strahlung der N-1 letzten Impulse, – eine Energiemenge, die durch einen nächsten, N-ten Impuls noch abgegeben werden muss, indem diese Summe mit einer vorbestimmten Gesamtenergiedosis (W_tot), die für den Fotogravurprozess erforderlich ist, verglichen wird, – eine Anzahl von Energiequanten, die die Laserquellen abgeben missen, um diese Energiemenge dieses N-ten Impulses zu erreichen, – Mittel (30) zum Auswählen und Synchronsteuern einer gewählten Anzahl von Lasern in Abhängigkeit von der berechneten Anzahl von Quanta, und dass die Mittel zum Verschieben des zu fotogravierenden Objekts gegenüber der Strahlung aktiv sind, um das Objekt sodann um ein Inkrement zu verschieben, das gleichwertig mit dem genannten Bruchteil 1/N der Fensterbreite ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechenmittel (33) dazu geschaffen sind, Zeitpunkte von Laserschüssen auszurechnen, um die Energie eines Impulses, der im Extremultraviolett-Bereich abzugeben ist, einzustellen, und dass die Steuermittel (G1, A1, MOA1–MOA10) dazu geschaffen sind, eine zeitliche Versetzung der Laserschüsse in einem Zeitintervall zwischen Schüssen, das kleiner ist als die genannte Dauer (Δt) der Schüsse, zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel akustisch-optische Modulatoren (MOA1–MOA10) umfassen, um jede Laserquelle zu einem gewählten Zeitpunkt zu steuern, sowie eine leistungsstarke Hochfrequenzversorgung (AL) umfassen, um diese akustisch-optischen Modulatoren zu steuern, und dass diese Versorgung und diese Modulatoren geeignet sind, mit einer Maximalfrequenz zu arbeiten, die mindestens mit einem Faktor in der Größenordnung von Tausend höher ist als die Frequenz der Impulse im Extremultraviolett-Bereich.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass einerseits der Sensor (31) eine gewählte Erfassungszeitdauer aufweist und andererseits die Rechenmittel (33) mit einem Prozessor mit gewählter Verarbeitungsfrequenz ausgerüstet sind, so dass der Sensor und die Rechenmittel geeignet sind, während einer Periode, die kleiner ist als eine Extremultraviolett-Impulsfolge-Periode, zusammenzuwirken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Ziel ein Xenon-Strahl ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Ziel ein Partikelleitstrahl ist, der Mikrotröpfchen von vernebeltem Xenon und/oder Wasser enthält.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserschüsse aus festen Impulslasern stammen, die oszillierend arbeiten, und durch Dioden, die kontinuierlich arbeiten, gepumpt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bruchteil der Anzahl der Laser durch ein Energiequantum dargestellt wird, das gegenüber der synchronen Auslösung der vorherigen Laser verzögert wird, und dass die Auswahlmittel geeignet sind, diese Verzögerungen in Abhängigkeit von dem Wert des Bruchteils der Anzahl der Laser zu erzeugen, um den genannten N-ten laufenden Impuls zu erzeugen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahlmittel dazu geschaffen sind, eine restliche Anzahl von Lasern, die nicht zur Abgabe eines Extremultraviolett-Impulses beitragen, getrennt auszulösen, so dass die getrennten Schüsse, die aus diesen Lasern kommen, nicht zur Abgabe eines Extremultraviolett-Impulses ausreichen.