EP1532488A1 - Optisches teilsystem insbesondere für eine projektionsbelichtungsanlage mit mindestens einem in mindestens zwei stellungen verbringbaren optischen element - Google Patents

Optisches teilsystem insbesondere für eine projektionsbelichtungsanlage mit mindestens einem in mindestens zwei stellungen verbringbaren optischen element

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EP1532488A1
EP1532488A1 EP03732444A EP03732444A EP1532488A1 EP 1532488 A1 EP1532488 A1 EP 1532488A1 EP 03732444 A EP03732444 A EP 03732444A EP 03732444 A EP03732444 A EP 03732444A EP 1532488 A1 EP1532488 A1 EP 1532488A1
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EP
European Patent Office
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optical
optical subsystem
optical element
subsystem according
axis
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03732444A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Singer
Joachim Hainz
Joachim Wietzorrek
Markus Weiss
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Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G03F7/70975—Assembly, maintenance, transport or storage of apparatus

Definitions

  • Optical subsystem in particular for a projection exposure system with at least one optical element which can be moved into at least two positions
  • the invention relates to an optical subsystem, in particular for a
  • Projection exposure system wherein a bundle of beams passes through the subsystem and the optical subsystem has at least one optical element, which the beams of the bundle of rays strike in a first useful area.
  • Projection exposure systems for microlithography in particular for wavelengths ⁇ 193 nm, have become known from a large number of applications.
  • catadioptric systems DE-A-100 20 592;
  • refractive systems reference is made to DE 198 55 157 and DE-A-199 05 203, the disclosure content of which is fully incorporated in the present application.
  • the field of the invention is preferably in the field of projection exposure systems, in particular those that use EUV
  • Wavelengths in the range of 11-14 nm, in particular 13.5 nm, with a numerical aperture of 0.2-0.3 are currently being discussed as wavelengths for EUV lithography.
  • the image quality in EUV lithography is determined on the one hand by the projection lens and on the other hand by the lighting system.
  • the illumination system is intended to provide the most uniform possible illumination of the field plane in which the structure-bearing mask, the so-called reticle, is arranged.
  • the projection lens depicts the field plane in an image plane, the so-called wafer plane, in which a light-sensitive object is arranged.
  • Projection exposure systems for EUV lithography are designed with reflective optical elements.
  • the shape of the field in the image plane of an EUV projection exposure system is typically that of a ring field with a high aspect ratio of 2 mm (width) x 22-26 mm (arc length).
  • the projection systems are usually used in scanning
  • the problem with projection exposure systems which work with wavelengths ⁇ 193 nm, in particular in the range ⁇ 157 nm, especially in the EUV range with wavelengths ⁇ 30 nm, is that the radiation in the EUV or VUV and DUV range becomes one Contamination and / or destruction of the optical surface of the components, which are also referred to as optical elements.
  • first and last optical surfaces of refractive systems are particularly at risk of contamination because they are in close proximity e.g. to a source, a mask or a wafer to be exposed. These can be used to introduce contaminants into the optical system. It is therefore common for these closing surfaces e.g. with pellicles to protect thin foils. However, such films lead to absorption and also introduce aberrations into the optical system.
  • contaminations on the optical surface e.g. by crystal formation or layers e.g. from carbon or carbon compounds.
  • contamination leads to a reduction in the reflection in the case of reflective components and to a reduction in the transmission in the case of transmissive elements.
  • the contamination can depend on the illuminance.
  • Lithography can be used for sources that emit a broadband spectrum. Even after spectral filtering e.g. with a grating spectral filter or a zirconium foil there is a broad spectrum of high-energy radiation.
  • the load in the first optical components up to the first multilayer mirror in an EUV system is particularly high, since up to there, in addition to the radiation in e.g. 13.5 nm the broadband radiation from the source is present and thus the radiation exposure is maximum.
  • the reflection is carried out particularly in the case of the first optical components up to and including the first normal-incidence mirror in an illumination system for a projection exposure system
  • a normal-incidence mirror is understood to be a mirror on which the rays of the incident bundle of rays strike at an angle of ⁇ 70 ° relative to the surface normal.
  • the lighting system of an EUV projection exposure system is the largest because this mirror receives the greatest power density of the light source, but essentially only reflects selectively due to the multiple coating at 13.5 nm. All other radiation that the EUV source emits is thus converted into absorption power. Carbon or carbon compounds are removed by regularly cleaning the mirrors, for example by adding argon and oxygen under an RF plasma. With regard to the cleaning of contaminated optics, reference is made to the following publication:
  • Such cleaning of the mirrors is necessary at short intervals. This greatly reduces machine usage times. For example, it may be necessary to clean the first normal-incidence mirror in an EUV projection exposure system after only about 20 hours of operation. This cleaning takes about 2 hours, for example, which is 10% of the usage time.
  • the object of the invention is therefore to provide an optical subsystem of a projection exposure system which is characterized in that the useful times are increased compared to the devices known from the prior art.
  • This is achieved according to the invention in that at least one optical element of the optical subsystem has a surface which is at least twice as large as the dimensions of the first useful area on this optical component.
  • Element is regularly removed from the beam path in the optical subsystem and cleaned and a cleaned useful area remains in the beam path. In this way it is possible to clean the contaminated optical component regularly without interrupting the machine usage time.
  • the first useful area and the further one (s) Usable area (s) of the optical element have an identical optical effect. This is achieved in that the optical element is symmetrical to a point of rotation, symmetrical to an axis of rotation or has a plurality of useful areas with an identical optical effect, which are arranged along a translation axis, which is also referred to as a displacement axis.
  • the optical element has a rotation point
  • the optical element can be rotated around the rotation point in order to bring the different useful areas into the beam path with an identical optical effect.
  • the optical element can also be configured symmetrically to an axis.
  • the optical element then comprises an axis of rotation.
  • such an optical element can be rotated about the axis of rotation.
  • the optical element has a translational invariance.
  • the various optically identical regions can be brought into the beam path by shifting along a translation axis, which is also referred to as a shift axis.
  • the optical element is a reflective optical element, for example a plane mirror, a spherical mirror, a grating, an optical element with raster elements, the raster elements consisting of the same mirrors, generally a mirror with a rotating or is translation invariant behavior.
  • the optical element is a transmissive optical element, for example a filter element or a refractive optical element.
  • Refractive optical elements can for example, a flat plate, a lens, an optical element with raster elements, the raster elements being composed, for example, of lenses, a beam splitter or generally a refractive element with a rotation or translation invariant behavior.
  • the optical element can be a reflective optical element, for example a mirror with multiple coating, on which the beams of the beam bundle impinge at angles ⁇ ⁇ 70 ° in the useful area. It would also be possible to have a grazing incidence mirror here, onto which the rays of the beam are at an angle ⁇
  • the optical subsystem comprises a cleaning chamber.
  • the cleaning chamber is atmospheric from the chamber, e.g. the vacuum chamber of the rest of the optical subsystem, e.g. vacuum-separated.
  • a certain gas concentration e.g. preferably an oxygen concentration and / or an argon concentration, or a gas stream and other means for cleaning, such as a UV light source, an RF antenna for generating an
  • Electrodes for creating fields or mechanical cleaning agents can be introduced.
  • the unused mirror surface is cleaned in one or the other way described above in the cleaning chamber.
  • the optical element to be cleaned in addition to the formation of a separate vacuum chamber for cleaning purposes, it can also be provided that the optical element to be cleaned, in particular the optical mirror to be cleaned, is itself separated from the vacuum chamber of the rest of the system.
  • Vacuum chamber has the advantage that the mirror is constantly cleaned by adding a certain oxygen concentration during operation can be and complete cleaning is only necessary after long periods of inactivity.
  • the arrangement in a separate vacuum chamber protects the rest of the system, for example, from possible harmful influences of the cleaning.
  • the optical subsystem is preferably an illumination system of a projection exposure system, but it can also be the projection lens itself in which one or more optical components are designed in accordance with the invention, so that they permit simple cleaning without interrupting operation.
  • the invention also provides one
  • Figure 1 shows a projection exposure system according to the invention, wherein the
  • Lighting system is designed as the first optical subsystem according to the invention.
  • Figure 2 shows an optical component according to the invention with a first used
  • Figure 3 mirror or refractive lens consisting of a concentric
  • FIG. 1 shows an EUV projection exposure system with an optical element 1 according to the invention.
  • the optical element 1 is a normal incidence mirror, on which the beams 2 of a bundle of beams 4 from the light source 3 to the field plane 22 strike at a first useful area 12 at angles ⁇ ⁇ 70 ° to the surface normal 10.
  • the dimensions of the optical element 1, here the normal incidence mirror, are, as can be seen from FIG. 1, substantially larger than the first useful area 12 of the mirror.
  • the second useful area 14 of the mirror is moved into a cleaning chamber 16 and, in the present case, is cleaned and not used.
  • the process into the cleaning chamber 16 is carried out by pivoting about the axis of rotation 18.
  • Other possibilities for bringing it into the cleaning chamber are also conceivable without deviating from the concept of the invention.
  • This option includes the lateral movement of flat optical components or rolling e.g. of spherical mirrors or concentric menisci.
  • the cleaning chamber 16 is largely separated from the vacuum chamber 20 of the rest of the lighting system in terms of vacuum technology.
  • the cleaning chamber comprises an inlet line 15 for
  • the cleaning gas is preferably oxygen and / or argon.
  • Further and / or alternative means for cleaning such as, for example, a UV light source, an RF antenna for generating a high-frequency plasma or
  • Electrodes for applying an electrical voltage are not shown in FIG. 1. If all contaminations have been removed from the mirror surface of the second region 14 of the optical element 1, the mirror can be brought back into a position in which the cleaned one by rotating about the axis of rotation 18
  • the EUV projection exposure system further comprises a light source 3, a collecting optical component, a so-called collector 5, which, as a nested collector according to German patent application DE-A-10102934, filed on January 23, 2001 at the German Patent Office for the applicant, the
  • the collector 5 forms the light source 3 lying in the object plane of the lighting system via an optional plane mirror 9, which additionally folds the beam path, into a secondary light source 5.1 in or in the vicinity of a diaphragm plane 7.1.
  • the light source 3 which can be, for example, a laser plasma source or a plasma discharge source, is arranged in the object plane of the illumination system of the projection exposure system.
  • the plane mirror 9 can alternatively e.g. be designed as a grating spectral filter.
  • the grating spectral filter together with the physical aperture 7.1, blocks the light of undesired wavelengths, in particular wavelengths greater than 30 nm.
  • the focus of the -1st order comes to lie in the plane of the aperture 7.1, i.e. the light source 3 is by collector 5 and grating spectral filter 9 in the
  • the optical components of the lighting system are arranged in the third vacuum chamber 21.3 Shaping and illumination of the field in the field level 22 serve with an annular field.
  • the individual vacuum chambers 21.1, 21.2, 21.3 are separated with the aid of differential pump sections on the two intermediate images 5.1 and 5.2 of the light source 3.
  • Such a separation of the lighting system into three vacuum chambers has the advantage that a separation into a separate vacuum chamber 21.2 for the optical element 1 to be cleaned by adding, for example, a mixture of an oxygen concentration and an argon concentration to the vacuum chamber 21.2, constant cleaning of the area 12 used of the first mirror 1 can be achieved during operation. This way and
  • the service life can be significantly extended.
  • Such a subdivision of the vacuum chamber of the lighting system is in no way required for the invention.
  • the illumination system of the projection system comprises an optical system for shaping and illuminating the field plane 22 with an annular field.
  • the optical system comprises two facet mirrors 29.1, 29.2 and two imaging mirrors 30.1, 30.2 and a field-forming grazing-incidence mirror 32.
  • the first facet mirror 29.1 the so-called field facet mirror, generates a multiplicity of secondary light sources in or in the vicinity of the plane of the second facet mirror 29.2, the so-called pupil facet mirror.
  • the following imaging optics images the pupil facet mirror 29.2 in the exit pupil of the illumination system, which is in the entrance pupil of the
  • Projection objective 26 comes to rest.
  • the angles of inclination of the individual facets of the first and second facet mirrors 29.1, 29.2 are designed in such a way that the images of the individual field facets of the first facet mirror 29.1 overlap in the field plane 22 of the lighting system and thus a largely homogenized illumination of the structure-bearing ones
  • the segment of the ring field is formed over the grazing incidence mirror 32, which operates under grazing incidence.
  • a double faceted lighting system is disclosed, for example, in US Patent US-B-6198793, imaging and field-shaping components in US Pat
  • the projection lens 26 is a 6-mirror projection lens as disclosed, for example, in US application 60/255214, filed on December 13, 2000 at the US Patent Office for the applicant and DE-A-10037870, the disclosure of which is fully disclosed in the present
  • the object to be exposed for example a wafer, is arranged in the image plane 28.
  • the exemplary embodiment as an optical component shows a normal incidence mirror in an illumination system as an example
  • the invention is in no way limited to this.
  • any other optical component in the lighting system or also in the projection lens can be cleaned in the manner according to the invention by choosing the mirrors to be significantly larger than the useful areas and moving the unused areas in cleaning chambers for cleaning.
  • the invention can also be applied to purely refractive systems, for example projection exposure systems for 157 nm.
  • FIGS. 2 to 6 show examples which can also be used for refractive optical components according to the invention.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a lens 100, which is part of a refractive optical subsystem according to the invention, in section.
  • the lens 100 is divided into a first lens half 102 and a second lens half 103.
  • the first lens half 102 is significantly larger than the second lens half 103.
  • the first lens half 102 is designed to be rotatable about an axis of rotation 106.
  • the first useful area 108.1 of the first lens half 102 can be moved from the cleaning position to the used position and the second useful area 108.2 from the used position to the cleaning position and vice versa.
  • the rays of the bundle of rays 104 which pass through the optical subsystem, strike the refractive optical element, here the lens.
  • the division of the lens into the first and second lens halves takes place in a wedge shape along the dividing line 110. Due to the wedge-shaped separation, the axis of rotation 106 of the wedge-shaped first lens half 102 does not match the optical axis HA of the lens 100, which is composed of the first and second lens halves, via the wedge angle ⁇ 102, 103 composed.
  • the axis of rotation 106 advantageously penetrates the first lens half outside the area of the first lens half used.
  • the useful area of the first lens half 102 to be cleaned is located in a cleaning device, not shown, which can be designed, for example, as a cleaning chamber.
  • a cleaning device In the cleaning device, the contamination resulting from the loading of the lens in this useful area, e.g. Crystal formation cleaned by supplying reactive gases and / or radiation or by other means such as mechanical cleaning. If necessary, a new coating can also be applied or a desired coating can be reactivated or repaired.
  • the first lens half 102 is held in a rotatable first frame 112.
  • the rotatable first frame 112 is guided in a guide 114.
  • Lens half 104 is held in a rigid second frame 116.
  • Those skilled in the art can transfer the teachings given for refractive systems to reflective systems without inventive step and vice versa the teachings for reflective systems to refractive systems. Although not explicitly described for each individual case, these teachings are included in the scope of protection of the application.
  • FIG. 3 shows, as a further exemplary embodiment of the invention, the special case of an optical component which has a center of rotation.
  • a concentric meniscus Such a component is given, for example, by a concentric meniscus.
  • the concentric meniscus 150 comprises two useful areas, a first useful area 154 and a second useful area 156.
  • the optical axis of the area used in each case, that is the area that is brought into the beam path, here the first useful area 156, is designated by HA.
  • the concentric meniscus is constructed symmetrically to a common center of curvature, the so-called rotation point 160.
  • the respective useful area can be brought into the beam path by rotating around this rotation point 160 and / or brought out of the beam path into the cleaning chamber.
  • FIG. 4 shows the special case of a transmissive flat plate 200, which is in a
  • the plane plate 200 comprises two useful areas, a first useful area 208.1 and a second useful area 208.2.
  • the first useful area 208.1 is in the cleaning device and the second useful area 208.2 is in the beam path of the beams of the beam bundle 204, i.e. in the used area of the faceplate.
  • the axis of rotation 206 of the plane plate is offset parallel to the optical axis HA.
  • the faceplate is held in a rotatable socket that runs in a guide 210.
  • FIGS. 5 and 6 show, using the example of a transmissive plano-convex lens 300 with a first useful area 308.1 and a second useful area 308.2, another possibility of moving the respective useful area into one Cleaning device.
  • This arrangement of several optically identical effective areas is a particularly advantageous embodiment of the invention if the optical surfaces do not themselves have a geometric shape that is invariant with respect to rotation or translation.
  • 306 Regardless of whether the optical surface of the optical element itself has a rotationally or translationally invariant geometric shape, 306 enables translational invariance for the optical element. According to FIGS. 5 and 6, the movement is therefore not necessarily achieved by rotation about an axis of rotation, but also, for example, by one
  • the first useful area 308.1 of the plano-convex lens 300 has been brought into the optically used area, i.e. the area where the rays of the bundle of rays hit.
  • the first useful area 308.1 is centered on the optical axis HA.
  • the second useful area 308.2 is in a first position in the cleaning position
  • the plano-convex lens 300 is displaced along the displacement axis 306. This is shown in Figure 6.
  • the displacement axis 306 is perpendicular to the optical axis HA.
  • the second useful area 308.2 of the plano-convex lens is in the used area, i.e. in the area in which the rays of a bundle of rays strike the optical element.
  • the invention provides for the first time an optical subsystem for a projection exposure system with which it is possible to clean optical elements without decommissioning the system.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches Teilsystem, insbesondere für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem Strahlbüschel (4), das das optische Teilsystem durchläuft mindestens einem optischen Element, auf das die Strahlen des Strahlbüschels (4) in einem ersten Nutzbereich (12, 108.1, 152, 208.1, 308.1) auftreffen, Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element mindestens einen weiteren Nutzbereich (14, 108.2, 154, 208.1, 308.1) aufweist und Einrichtungen zum Verbringen des optischen Elementes in mindestens zwei Stellungen, eine erste Stellung und eine (weitere) Stellung(en) wobei das Strahbüschel in der ersten Stellung im ersten Nutzbereich (12, 152, 108.1, 208.1, 308.1) und in der zweiten (weiteren) Stellung in einem zweiten (weiteren) Nutzbereich (14, 154, 108.2, 208.2, 308.2) auf die Oberfläche des optischen Elementes auftrifft.

Description

Optisches Teilsystem insbesondere für eine Projektionsbelichtungsanlage mit mindestens einem in mindestens zwei Stellungen verbringbaren optischen Element
Die Erfindung betrifft ein optisches Teilsystem, insbesondere für eine
Projektionsbelichtungsanlage, wobei ein Strahlbüschel das Teilsystem durchläuft und das optische Teilsystem mindestens ein optisches Element, auf das die Strahlen des Strahlbüschels in einem ersten Nutzbereich auftreffen, aufweist. Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie, insbesondere für Wellenlängen < 193 nm sind aus einer Vielzahl von Anmeldungen bekannt geworden. Bezüglich katadioptrischer Systeme wird auf die DE-A-100 20 592; bezüglich refraktiver Systeme auf die DE 198 55 157 und DE-A-199 05 203 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung mitaufgenommen wird. Das Gebiet der Erfindung liegt bevorzugt im Bereich der Projektionsbelichtungsanlagen, insbesondere solche, die mit EUV-
Strahlung arbeiten.
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 sogenannte Waferebene ab, in der ein lichtsensitives Objekt angeordnet ist. Projektionsbelichtungsanlagen für die EUV- Lithographie sind mit reflektiven optischen Elementen ausgeführt. Die Form des Feldes in der Bildebene einer EUV-Projetionsbelichtungsanlage ist typischerweise die eines Ringfeldes mit einem hohen Aspektverhältnis von 2 mm (Breite) x 22 - 26 mm (Bogenlänge). Die Projektionssysteme werden üblicherweise im Scanning
Mode betrieben. 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.
Bei Projektionsbelichtungsanlagen, die mit Wellenlängen < 193 nm, insbesondere im Bereich ≤ 157 nm, besonders im EUV-Bereich mit Wellenlängen < 30 nm arbeiten, besteht das Problem darin, dass die Strahlung im EUV- bzw. VUV- und DUV-Bereich zu einer Kontamination und/oder Zerstörung der optischen Oberfläche der Komponenten, die auch als optische Elemente bezeichnet werden, führen.
Ferner sind insbesondere die ersten und letzten optischen Flächen von bspw. refraktiven Systemen besonders gefährdet zu kontaminieren, weil diese sich in unmittelbarer Nähe z.B. zu einer Quelle, einer Maske oder einem zu belichtenden Wafer befindet. Über diese können Verunreinigungen in das optische System eingebracht werden. Es ist daher üblich diese abschließenden Flächen z.B. durch Pellikels, das sind dünne Folien zu schützen. Derartige Folien führen jedoch zu Absorption und führen außerdem in das optische System Aberrationen ein.
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.
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. Eine derartige Kontamination führt zu einer Minderung der Reflexion im Falle von reflektiven Komponenten und zu einer Verminderung der Transmission im Falle von transmittiven Elementen. 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 oder einer Zirkonfolie 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. In einer EUV- Projektionsbelichtungsanlage wird die Reflexion besonders bei den ersten optischen Komponenten bis einschließlich zum ersten normal-incidence Spiegel in einem Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage durch
Kontamination vermindert. Unter einem normal-incidence Spiegel wird in dieser Anmeldung ein Spiegel verstanden, auf den die Strahlen des einfallenden Strahlbüschels mit einem Winkel < 70° relativ zur Oberflächennormalen auftreffen.
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.
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.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein optisches Teilsystem einer Projektionsbelichtungsanlage anzugeben, daß sich dadurch auszeichnet, daß die Nutzzeiten gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen erhöht werden. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß wenigstens ein optisches Element des optischen Teilsystems eine Oberfläche aufweist, die mindestens doppelt so groß ist wie die Abmessungen des ersten Nutzbereiches auf dieser optischen Komponente. Durch diese Maßnahme kann erreicht werden, daß ein optischer Bereich auf dem Spiegel oder einem transmissiven optischen
Element regelmäßig aus dem Strahlengang im optischen Teilsystem herausgenommen und gereinigt wird und ein gereinigter Nutzbereich im Strahlengang verbleibt. Auf diese Art und Weise ist es möglich, die verunreinigte optische Komponente regelmäßig ohne Unterbrechung der Maschinennutzungszeit zu reinigen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der erste Nutzbereich und der (die) weitere(n) Nutzbereich(e) des optischen Elementes eine identische optische Wirkung aufweisen. Dies wird dadurch erreicht, dass das optische Element symmetrisch zu einem Rotationspunkt, symmetrisch zu einer Rotationsachse ist oder mehrere Nutzbereiche mit identischer optischer Wirkung aufweisen, die entlang einer Translationsachse, die auch als Verschiebeachse bezeichnet wird, angeordnet sind.
Weist das optische Element eine Rotationspunkt auf, so kann das optische Element um den Rotationspunkt verdreht werden, um die unterschiedlichen Nutzbereiche mit identischer optischer Wirkung in den Strahlengang zu bringen.
Alternativ zu einer Ausgestaltung symmetrisch zu einem Rotationspunkt, kann das optische Element auch symmetrisch zu einer Achse ausgestaltet sein. Das optische Element umfasst dann eine Rotationsachse.
Zum Verbringen von der ersten in eine weitere Stellung kann ein derartiges optisches Element um die Rotationsachse verdreht werden.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das optische Element eine Translationsinvarianz auf. Bei einem derartigen optische Element können die verschiedenen optisch identischen Bereiche in den Strahlengang durch Verschieben entlang einer Translationsachse, die auch als Verschiebeachse bezeichnet wird, verbracht werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß das optische Element ein reflektives optisches Element, beispielsweise eine Planspiegel, ein sphärischer Spiegel, ein Gitter, ein optisches Element mit Rasterelementen, wobei die Rasterelemente aus gleichen Spiegeln bestehen, allgemein ein Spiegel mit einem Rotations- bzw. translationsinvariantem Verhalten ist. In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das optische Element ein transmissives optisches Element ist, beispielsweise ein Filterelement oder ein refraktives optisches Element. Refraktive optische Elemente können beispielsweise eine Planplatte, eine Linse, ein optisches Element mit Rasterelementen, wobei die Rasterelemente z.B. aus Linsen bestehen , ein Strahlteiler oder allgemein ein refraktives Element mit einem rotations- bzw. translationsinvariantem Verhalten sein.
Insbesondere in optischen Teilsystemen für die EUV-Lithographie kann das optische Element ein reflektives optisches Element, beispielsweise ein Spiegel mit Vielfachbeschichtung, sein, auf den die Strahlen des Strahlbüschels mit Winkeln α < 70° im Nutzbereich auftreffen. Auch wäre es möglich, hier einen grazing incidence-Spiegel, auf den die Strahlen des Strahlbüschels mit einem Winkel α
> 70° zur Oberflächennormalen auftreffen, einzusetzen.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung umfasst das optische Teilsystem eine Reinigungskammer. Die Reinigungskammer ist von der Kammer, beispielsweise der Vakuumkammer des übrigen optischen Teilsystems atmosphärisch, z.B. vakuumtechnisch getrennt. In die vom übrigen optischen Teilsystem separate Reinigungskammer können zu Reinigungszwecken eine gewisse Gaskonzentration, z.B. bevorzugt eine Sauerstoffkonzentration und/oder eine Argonkonzentration, oder ein Gasstrom und andere Mittel zur Reinigung, wie beispielsweise eine UV-Lichtquelle, eine RF-Antenne zum Erzeugen eines
Hochfrequenzplasmas, Elektroden zum Anlegen von Feldern oder mechanische Reinigungsmittel eingebracht werden. Die Reinigung der nicht genutzten Spiegeloberfläche erfolgt auf die eine oder andere oben beschriebene Weise in der Reinigungskammer.
Bei EUV-Lithographiesystemen kann neben der Ausbildung einer separaten Vakuumkammer für Reinigungszwecke auch vorgesehen sein, daß das zu reinigende optische Element, insbesondere der zu reinigende optische Spiegel, selbst gegenüber der Vakuumkammer des übrigen Systems abgetrennt ist. 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. Bevorzugt ist das optische Teilsystem ein Beleuchtungssystem einer Projektionsbelichtungsanlage, es kann aber auch das Projektionsobjektiv selbst sein, in dem eine oder mehrere optische Komponenten gemäß der Erfindung ausgebildet sind, so daß sie eine einfache Reinigung zulassen ohne Betriebsunterbrechung.
Neben dem optischen Teilsystem stellt die Erfindung auch eine
Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithographie mit einem derartigen optischen Teilsystem sowie ein Verfahren zur Herstellung mikroelektronischer Bauteile zur Verfügung. Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Figuren beschrieben werden.
Es zeigen:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage, wobei das
Beleuchtungssystem als erfindungsgemäßes erstes optisches Teilsystem ausgelegt ist.
Figur 2 ein erfindungsgemäßes optisches Bauteil mit einer ersten genutzten
Hälfte und einer zweiten in eine Reinigungsposition verbrachten Hälfte
Figur 3 Spiegel oder refraktive Linse bestehend aus einem konzentrischen
Meniskus und Krümmungsmittelpunkt
Figur 4 transmissive Planplatte mit erster und zweiter Hälfte
Figuren 5,6 transmissive Plankonvexlinse mit erster und zweiter Hälfte In Figur 1 ist eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit einem erfindungsgemäßen optischen Element 1 gezeigt. Das optische Element 1 ist ein normal incidence-Spiegel, auf den die Strahlen 2 eines Strahlbüschels 4 von der Lichtquelle 3 zur Feldebene 22 unter Winkeln α < 70° zur Oberflächennormalen 10 in einem ersten Nutzbereich 12 auftreffen.
Die Abmessungen des optischen Elementes 1 , hier des normal incidence- Spiegels, sind, wie aus der Figur 1 ersichtlich, wesentlich größer als der erste Nutzbereich 12 des Spiegels. Der zweite Nutzbereich 14 des Spiegels ist in eine Reinigungskammer 16 verfahren und wird vorliegend gereinigt und nicht genutzt.
Das Verfahren in die Reinigungskammer 16 erfolgt in vorliegendem Fall durch Verschwenken um die Rotationsachse 18. Auch andere Möglichkeiten zum Verbringen in die Reinigungskammer sind denkbar, ohne daß vom Gedanken der Erfindung abgewichen wird. Diese Möglichkeit umfasst das seitliche Verfahren von planen optischen Komponenten oder das Abrollen z.B. von sphärischen Spiegeln oder konzentrischen Menisken.
Wie aus Figur 1 deutlich zu ersehen ist, ist die Reinigungskammer 16 von der Vakuumkammer 20 des übrigen Beleuchtungssystems vakuumtechnisch weitgehend getrennt. Die Reinigungskammer umfasst eine Einlassleitung 15 zum
Einleiten eines Reinigungsgases zum Reinigen der verschmutzten Oberfläche sowie einen Auslaßkanal 17. Bei dem Reinigungsgas handelt es sich bevorzugt um Sauerstoff und/oder Argon. In der Reinigungskammer 16 können sich ferner weitere und/oder alternative Mittel zur Reinigung, wie beispielsweise eine UV- Lichtquelle, eine RF-Antenne zum Erzeugen eines Hochfrequenzplasmas oder
Elektroden zum Anlegen einer elektrischen Spannung befinden. Diese zusätzliche bzw. alternativen Mittel sind in Figur 1 nicht gezeigt. Sind sämtliche Kontaminationen von der Spiegeloberfläche des zweiten Bereiches 14 des optischen Elementes 1 entfernt, so kann der Spiegel durch Drehen um die Rotationsachse 18 wieder in eine Lage verbracht werden, in der die gereinigte
Oberfläche genutzt wird und die jetzt verschmutzte Oberfläche im ersten Nutzbereich gereinigt wird. Die EUV-Projektionsbelichtungsanlage umfasst des weiteren eine Lichtquelle 3, ein sammelnde optische Komponente, einen sog. Kollektor 5, der als genesteter Kollektor gemäß der deutschen Patentanmeldung DE-A-10102934, eingereicht am 23.01.2001 , beim Deutschen Patentamt für die Anmelderin, deren
Offenbarungsgehalt vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung miteingeschlossen wird, ausgebildet ist. Der Kollektor 5 bildet die in der Objektebene des Beleuchtungssystems liegende Lichtquelle 3 über einen optionalen Planspiegel 9, welcher den Strahlengang zusätzlich faltet, in eine sekundäre Lichtquelle 5.1 in oder in der Nähe einer Blendenebene 7.1 ab.
Vorliegend ist die Lichtquelle 3, die beispielsweise eine Laser-Plasma-Quelle oder eine Plasma-Entladungsquelle sein kann, in der Objektebene des Beleuchtungssystems der Projektionsbelichtungsanlage angeordnet.
Der Planspiegel 9 kann alternativ z.B. als ein Gitterspektralfilter ausgelegt sein. Der Gitterspektralfilter blockt zusammen mit der physikalischen Blende 7.1 das Licht ungewünschter Wellenlängen, insbesondere Wellenlängen größer als 30 nm. Beispielsweise kommt in der Ebene der Blende 7.1 der Fokus der -1.Ordnung zu Liegen, d.h. die Lichtquelle 3 wird durch Kollektor 5 und Gitterspektralfilter 9 in der
-1. Beugungsordnung nahezu stigmatisch in die Ebene der Blende 7.1 abgebildet. Die Abbildung in alle anderen Beugungsordnungen ist nicht stigmatisch. Die Verwendung eines Gitterspektralfilters ist in der vorliegenden Ausführungsform gezeigt, und vorteilhaft, weil dadurch Strahlung im Wellenlängenbereich > 30 nm gefiltert werden kann, keinesfalls jedoch zwingend. So wäre auch eine Anordnung denkbar, in der der Gitterspektralfilter 9 lediglich als Planspiegel ausgelegt ist oder gänzlich fehlt. Deutlich zu erkennen ist auch, daß die gesamte Vakuumkammer 20 des Beleuchtungssystems in drei Einzelkammern unterteilt ist. In einer ersten Vakuumkammer 21.1 sind die Lichtquelle, der Kollektor und der Gitterspektralfilter angeordnet. In der zweiten Vakuumkammer 21.2 ist alleine der genutzte Teil 12 des optischen Elementes 1 angeordnet. In der dritten Vakuumkammer 21.3 sind die optischen Komponenten des Beleuchtungssystems angeordnet, die der Formung und Ausleuchtung des Feldes in der Feldebene 22 mit einem ringförmigen Feld dienen. Die Trennung der einzelnen Vakuumkammern 21.1 , 21.2, 21.3 wird jeweils mit Hilfe von Differenzpumpstrecken an den beiden Zwischenbildern 5.1 und 5.2 der Lichtquelle 3 vorgenommen. Eine derartige Trennung des Beleuchtungssystems in drei Vakuumkammern hat den Vorteil, daß eine Abtrennung in eine separate Vakuumkammer 21.2 für das zu reinigende optische Element 1 durch die Beimengung beispielsweise eines Gemisches aus einer Sauerstoffkonzentration und einer Argonkonzentration in die Vakuumkammer 21.2 eine ständige Reinigung des genutzten Bereiches 12 des ersten Spiegels 1 während des Betriebes erreicht werden kann. Auf diese Art und
Weise können die Standzeiten deutlich verlängert werden. Keineswegs ist für die Erfindung aber eine solche Unterteilung der Vakuumkammer des Beleuchtungssystems erforderlich.
Des weiteren umfasst das Beleuchtungssystem des Projektionssystems ein optisches System zur Formung und Ausleuchtung der Feldebene 22 mit einem ringförmigen Feld. Das optische System umfasst als Mischeinheit zur homogenen Ausleuchtung des Feldes zwei Facettenspiegel 29.1, 29.2 sowie zwei abbildende Spiegel 30.1 , 30.2 und einen feldformenden grazing-incidence Spiegel 32.
Der erste Facettenspiegel 29.1 , der sogenannte Feldfacettenspiegel, erzeugt eine Vielzahl von sekundären Lichtquellen in oder in der Nähe der Ebene des zweiten Facettenspiegels 29.2, dem sogenannten Pupillenfacettenspiegel. Die nachfolgende Abbildungsoptik bildet den Pupillenfacettenspiegel 29.2 in die Austrittspupille des Beleuchtungssystems ab, welche in der Eintrittspupille des
Projektionsobjektives 26 zum Liegen kommt. Die Neigungswinkel der einzelnen Facetten der ersten und zweiten Facettenspiegel 29.1 , 29.2 sind dabei so ausgelegt, daß sich die Bilder der einzelne Feldfacetten des ersten Facettenspiegels 29.1 in der Feldebene 22 des Beleuchtungssystems überlagern und somit eine weitgehend homogenisierte Ausleuchtung der strukturtragenden
Maske, welche in dieser Feldebene 22 zum Liegen kommt, ermöglicht wird. Das Segment des Ringfeldes wird über den unter streifenden Einfall betriebenen feldformenden grazing-incidence Spiegel 32 ausgebildet.
Ein doppelt facettiertes Beleuchtungssystem ist beispielsweise in dem US-Patent US-B-6198793 offenbart, abbildende und feldformende Komponenten in der
WO01/09681 , eingereicht beim US-Patentamt mit der Anmeldenummer US 10/060,909. Der Offenbarungsgehalt dieser Schriften wird vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung mitaufgenommen.
Die in der Feldebene 22 angeordnete strukturtragende Maske, die auch als Retikel bezeichnet wird, wird mit Hilfe eines Projektionsobjektives 26 in die Bildebene 28 der Feldebene 22 abgebildet wird. Das Projektionsobjektiv 26 ist ein 6-Spiegel- Projektionsobjektiv wie beispielsweise in der US-Anmeldung 60/255214 eingereicht am 13.12.2000 beim US-Patentamt für die Anmelderin bzw. der DE-A- 10037870 offenbart, deren Offenbarungsgehalt vollumfänglich in die vorliegende
Anmeldung mitaufgenommen wird. In der Bildebene 28 ist das zu belichtende Objekt, beispielsweise ein Wafer, angeordnet.
Obwohl das Ausführungsbeispiel als optische Komponente einen normal incidence-Spiegel in einem Beleuchtungssystem beispielhaft zeigt, ist die
Erfindung keinesfalls hierauf beschränkt. Selbstverständlich kann jede andere optische Komponente im Beleuchtungssystem oder aber auch im Projektionsobjektiv auf die erfindungsgemäße Art und Weise gereinigt werden, indem die Spiegel wesentlich größer gewählt werden als die Nutzbereiche und zum Reinigen die nicht genutzten Bereiche in Reinigungskammern verfahren werden. Auch kann die Erfindung auf rein refraktive Systeme, beispielsweise Projektionsbelichtungsanlagen für 157 nm, übertragen werden.
In den Figuren 2 bis 6 sind Beispiele angegeben, welche auch für refraktive optische Komponenten gemäß der Erfindung angewendet werden können. Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Linse 100, die Teil eines refraktiv ausgeführten optischen Teilsystems gemäß der Erfindung ist im Schnitt. Die Linse 100 ist in eine erste Linsenhälfte 102 und eine zweite Linsenhälfte 103 unterteilt. Die erste Linsenhälfte 102 ist wesentlich größer als die zweite Linsenhälfte 103. Die erste Linsenhälfte 102 ist um eine Rotationsachse 106 drehbar ausgelegt.
Durch Drehung um diese Rotationsachse 106 kann der erste Nutzbereich 108.1 der ersten Linsenhälfte 102 aus der Reinigungsposition in die genutzte Position und der zweite Nutzbereich 108.2 aus der genutzten Position in die Reinigungsposition verbracht werden und umgekehrt. Im genutzten Bereich treffen die Strahlen des Strahlbüschels 104, die das optische Teilsystem durchlaufen, auf das refraktive optische Element, hier die Linse, auf. Die Teilung der Linse in erste und zweite Linsenhälfte erfolgt keilförmig entlang der Trennlinie 110. Durch die keilförmige Trennung stimmt die Rotationsachse 106 der keiligen ersten Linsenhälfte 102 über den Keilwinkel α nicht mit der optischen Achse HA der Linse 100, die sich aus erster und zweiter Linsenhälfte 102, 103 zusammensetzt überein. Die Rotationsachse 106 durchstößt die erste Linsenhälfte vorteilhafterweise außerhalb des genutzten Bereiches der ersten Linsenhälfte.
In der Reinigungsposition befindet sich der zu reinigende Nutzbereich der ersten Linsenhälfte 102 in einer nicht dargestellten Reinigungsvorrichtung, die beispielsweise als Reinigungskammer ausgebildet sein kann. In der Reinigungsvorrichtung wird die durch die Belastung der Linse in diesem Nutzbereich entstehenden Verunreinigungen, wie z.B. Kristallbildung durch Zufuhr reaktiver Gase und/oder Bestrahlung bzw. durch andere Mittel wie mechanische Reinigung gereinigt. Gegebenfalls kann auch eine neue Beschichtung vorgenommen werden oder eine gewünschte Beschichtung reaktiviert bzw. repariert werden.
Die erste Linsenhälfte 102 wird in einer drehbaren ersten Fassung 112 gehalten. Die drehbare erste Fassung 112 wird in einer Führung 114 geführt. Die zweite
Linsenhälfte 104 wird in einer starren zweiten Fassung 116 gehalten. Ein Fachmann kann die für refraktive Systeme gegebene Lehren ohne erfinderisches Zutun auf reflektive Systeme übertragen und umgekehrt die Lehren für reflektive Systeme auf refraktive Systeme. Obwohl nicht für jeden Einzelfall explizit beschrieben, werden diese Lehren vom Schutzumfang der Anmeldung mitumfasst.
Figur 3 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung den Spezialfall einer optischen Komponente gezeigt, welche ein Rotationszentrum aufweist. Eine solche Komponente ist beispielsweise durch einen konzentrischen Meniskus gegeben. Der konzentrische Meniskus 150 umfasst zwei Nutzbereiche, einen ersten Nutzbereich 154 und einen zweiten Nutzbereich 156. Die optische Achse des jeweils genutzten Bereiches, das ist der Bereich, der in den Strahlengang verbracht ist, hier der erste Nutzbereich 156, ist mit HA bezeichnet. Der konzentrischen Meniskus ist symmetrisch zu einem gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt, dem sogenannten Rotationspunkt 160 aufgebaut. Der jeweilige Nutzbereich kann durch Rotieren um diese Rotationspunkt 160 in den Strahlengang verbracht und/oder aus dem Strahlengang heraus in die Reinigungskammer verbracht werden.
Figur 4 zeigt den Spezialfall einer transmittiven Planplatte 200, welche in eine
Reinigungsvorrichtung hinein- und aus ihr herausgedreht werden kann. Die Planplatte 200 umfasst zwei Nutzbereiche einen erste Nutzbereich 208.1 und einen zweiten Nutzbereich 208.2. In vorliegender Figur 4 befindet sich der erste Nutzbereich 208.1 in der Reinigungsvorrichtung und der zweite Nutzbereich 208.2 im Strahlengang der Strahlen des Strahlbüschels 204, d.h. im genutzten Bereich der Planplatte. Die Rotationsachse 206 der Planplatte ist gegenüber der optischen Achse HA parallel versetzt. Die Planplatte wird in einer drehbaren Fassung, die in einer Führung 210 läuft, gehalten.
Die Figuren 5 und 6 zeigen am Beispiel einer transmissiven Plankonvexlinse 300 mit einem ersten Nutzbereich 308.1 und einem zweiten Nutzbereich 308.2 eine andere Möglichkeit der Verbringung des jeweiligen Nutzbereiches in eine Reinigungsvorrichtung. Diese Anordnung von mehreren optisch identisch wirkenden Nutzbereichen ist dann eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, falls die optischen Flächen nicht selbst eine gegenüber Rotation bzw. Translation invariante geometrische Form besitzen. Die Anordnung von mehreren optischen Elementen nebeneinander entlang einer Verschiebeachse
306 ermöglicht unabhängig davon, ob die optische Fläche des optischen Elementes selbst eine rotations- oder translationsinvariante geometrische Form besitzen, eine Translationsinvarianz für das optische Element zu erreichen. Das Verbringen wird gemäß den Figuren 5 und 6 daher nicht notwendig durch eine Rotation um eine Rotationsachse erreicht, sondern beispielsweise auch durch ein
Verschieben entlang einer Verschiebeachse 306. In Figur 5 ist der erste Nutzbereich 308.1 der Plankonvexlinse 300 in den optisch genutzten Bereich verbracht, d.h. den Bereich, in dem die Strahlen des Strahlbüschels auftreffen. Der erste Nutzbereich 308.1 ist zur optischen Achse HA zentriert. Der zweite Nutzbereich 308.2 befindet sich in der Reinigungsstellung in einer ersten
Reinigungsvorrichtung 303.1. Soll nun der erste Nutzbereich 308.1 gereinigt werden, so wird die Plankonvexlinse 300 entlang der Verschiebeachse 306 verschoben. Dies ist in Figur 6 gezeigt. Die Verschiebeachse 306 steht senkrecht auf der optischen Achse HA. Wie in den Figuren 5 und 6 zu erkennen, ist zur Reinigung des ersten Nutzbereiches 308.1 eine zweite Reinigungsvorrichtung
303.2 notwendig. Wenn der erste Nutzbereich 308.1 in der zweiten Reinigungsvorrichtung 303.2 gereinigt wird, befindet sich der zweite Nutzbereich 308.2 der Plankonvexlinse im genutzten Bereich, d.h. in dem Bereich in dem die Strahlen eines Strahlbüschels auf das optische Element auftreffen.
Mit der Erfindung wird erstmals ein optisches Teilsystem für eine Projektionsbelichtungsanlage angegeben, mit dem es möglich ist, optische Elemente ohne Außerbetriebsetzung der Anlage zu reinigen.

Claims

Patentansprüche
1. Optisches Teilsystem, insbesondere für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit 1.1 einem Strahlbüschel (4), das das optische Teilsystem durchläuft
1.2 mindestens einem optischen Element, auf das die Strahlen des
Strahlbüschels (4) in einem ersten Nutzbereich (12, 108.1, 152, 208.1, 308.1) auftreffen, dadurch gekennzeichnet, daß 1.3 das optische Element mindestens einen weiteren Nutzbereich (14, 108.2,
154, 208.1 , 308.1) aufweist und 1.4 Einrichtungen zum Verbringen des optischen Elementes in mindestens zwei Stellungen, eine erste Stellung und eine (weitere) Stellung(en) wobei das Strahlbüschel in der ersten Stellung im ersten Nutzbereich (12, 152, 108.1 , 208.1 , 308.1) und in der zweiten (weiteren) Stellung in einem zweiten (weiteren) Nutzbereich (14, 154, 108.2, 208.2, 308.2) auf die Oberfläche des optischen Elementes auftrifft.
2. Optisches Teilsystem gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das optische Teilsystem ein Beleuchtungssystem einer
Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie ist.
3. Optisches Teilsystem gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das optische Teilsystem ein Projektionsobjektiv (26) einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie ist.
4. Optisches Teilsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Nutzbereich und der (die) weitere(n) Nutzbereich(e) identische optische Wirkung aufweisen
5. Optisches Teilsystem gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element symmetrisch zu einem Rotationspunkt (160) ist .
6. Optisches Teilsystem gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element zum Verbringen von der ersten in eine weitere Stellung um den Rotationspunkt (160) rotiert werden kann.
7. Optisches Teilsystem gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element symmetrisch zu einer Rotationsachse (106) ist.
8. Optisches Teilsystem gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element zum Verbringen von der ersten in eine weitere
Stellung um die Rotationsachse (106) verdreht werden kann.
9. Optisches Teilsystem gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchstoßpunkt der Rotationsachse (106) mit der Oberfläche des optischen Elementes außerhalb des ersten und der weiteren
Nutzbereiche zum Liegen kommt.
10. Optisches Teilsystem gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element entlang einer Verschiebeachse (306) in einen ersten und weitere Nutzbereiche gleicher optischer Wirkung aufgeteilt ist.
11. Optisches Teilsystem gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verbringen in den ersten und die weiteren Nutzbereiche das optische Element entlang der Verschiebeachse (306) verschoben wird.
12. Optisches Teilsystem gemäß einem der Ansprüche 1 - 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste und die weiteren Nutzbereichen des optischen Elementes von Planflächen begrenzt sind.
13. Optisches Teilsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element ein refraktives optisches Element ist.
14. Optisches Teilsystem gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das refraktive Element eine Linse mit Brechkraft ist und die Linse keilförmig zu einer Linsenachse in eine erste ( 02) und eine zweite Linsenhälfte (103) geteilt ist, wobei der erste (108.1) und der zweite Nutzbereich (108.2) in der ersten Linsenhälfte ausgebildet wird .
15. Optisches Teilsystem gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass erster (108.1) und zweiter Nutzbereich (108.2) symmetrisch zu einer Rotationsachse (106) angeordnet sind und die Rotationsachse (106) einen Keilwinkel α mit der Linsenachse (HA) einschließt und die Rotationsachse (106) die erste Linsehälfte (102) außerhalb des ersten und des zweiten Nutzbereiches schneidet.
16. Optisches Teilsystem gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linsenhälfte um die Rotationsachse zum Verbringen der ersten Linsenhälfte in die erste und die zweite Stellung verschwenkt werden kann.
17. Optisches Teilsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element ein reflektives optisches Element ist.
18. Optisches Teilsystem gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das reflektive Element ein Spiegel mit Brechkraft ist und der Spiegel eine Rotationsachse aufweist und erster und zweiter Nutzbereich symmetrisch zur Rotationsachse angeordnet sind.
19. Optisches Teilsystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse die Spiegeloberfläche außerhalb des ersten und des (der) zweiten (weiteren) Nutzbereiches schneidet.
20. Optisches Teilsystem gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel um die Rotationsachse zum Verbringen der ersten Linsenhälfte in die erste und die zweite Stellung verschwenkt werden kann.
21. Optisches Teilsystem gemäß einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Teilsystem ein optisches Teilsystem für Wellenlängen < 193 nm ist und das optische Element ein Spiegel mit einem Vielfachschichtsystem ist, auf das die Strahlen des Strahlbüschels mit
Winkeln α < 70° relativ zur Oberflächennormalen in dem ersten und dem zweiten (weiteren) Nutzbereich auftreffen.
22. Optisches Teilsystem gemäß einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Teilsystem ein optisches Teilsystem für Wellenlängen ≤ 193 nm ist und das optische Teilsystem ein grazing incidence-Spiegel ist, auf den die Strahlen des Strahlbüschels mit Winkeln α ≥ 70° relativ zur Oberflächennormalen in dem ersten und den weiteren Nutzbereichen auftreffen.
23. Optisches Teilsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Teilsystem eine Reinigungskammer (16) umfasst, in die der Teil des optischen Elements, auf den das Strahlbüschel (4) nicht auftrifft, verbracht werden kann.
24. Optisches Teilsystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungskammer (16) von der Kammer, die das optische Teilsystem aufnimmt, getrennt ist.
25. Optisches Teilsystem nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungskammer eine Vakuumkammer ist, die vakuumtechnisch von der Kammer, die das optische Teilsystem aufnimmt, weitgehend getrennt ist.
26. Optisches Teilsystem nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungskammer einen Gaseinlaß (15) zum Einlaß von Reinigungsgasen und/oder andere Mittel zur Reinigung umfasst.
27. Optisches Teilsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Teilsystem ein Beleuchtungssystem einer Projektionsbelichtungsanlage ist und das optische Element Teil einer Kollektoreinheit ist, wobei die Kollektoreinheit ein weiteres optisches Element mit mindestens einer Spiegelschale umfasst, auf die die Strahlen des Strahlbüschels (4) mit einem Einfallswinkel < 20° zur Flächentangente der Spiegelschale auftreffen.
28. Optisches Teilsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Teilsystem ein Beleuchtungssystem einer Projektionsbelichtungsanlage ist und das optische Element im Strahlengang von der Lichtquelle zu einer Feldebene das erste optische Element ist, auf das die Strahlen eines Lichtbüschels mit Winkeln < 70° zur Oberflächennormalen des optischen Elementes auftreffen.
29. Optisches Teilsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Teilsystem ein Beleuchtungssystem einer Projektionsbelichtungsanlage ist und das optische Element Teil einer Kollektoreinheit ist und die Kollektoreinheit weitere optische Elemente umfaßt.
30. Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere für die EUV-Lithographie mit
30.1 einem Beleuchtungssystem zum Ausleuchten eines Feldes in einer Feldebene (22) 30.2 einer strukturtragenden Maske, die im Bereich des ausgeleuchteten
Feldes in der Feldebene (22) angeordnet ist,
30.3 einem Projektionsobjektiv (26)
30.4 einem lichtsensitiven Objekt, wobei die strukturtragende Maske von dem Projektionsobjektiv auf das lichtsensitive Objekt abgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß
30.5 das Beleuchtungssystem und/oder das Projektionsobjektiv (26) ein optisches Teilsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 ist.
31. Verfahren zur Herstellung mikroelektronischer Bauteile, insbesondere Halbleiter-Bauteile mit einer Projektionsbelichtungsanlage gemäß Anspruch
30.
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