WO2015036226A1 - Beleuchtungsoptik sowie beleuchtungssystem für die euv-projektionslithographie - Google Patents

Beleuchtungsoptik sowie beleuchtungssystem für die euv-projektionslithographie Download PDF

Info

Publication number
WO2015036226A1
WO2015036226A1 PCT/EP2014/067961 EP2014067961W WO2015036226A1 WO 2015036226 A1 WO2015036226 A1 WO 2015036226A1 EP 2014067961 W EP2014067961 W EP 2014067961W WO 2015036226 A1 WO2015036226 A1 WO 2015036226A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
illumination
facets
specular
pupil
field
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/067961
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Patra
Original Assignee
Carl Zeiss Smt Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss Smt Gmbh filed Critical Carl Zeiss Smt Gmbh
Priority to JP2016541865A priority Critical patent/JP6703944B2/ja
Priority to KR1020167009359A priority patent/KR102343801B1/ko
Priority to CN201480060611.3A priority patent/CN105706003B/zh
Publication of WO2015036226A1 publication Critical patent/WO2015036226A1/de
Priority to US15/061,048 priority patent/US9915874B2/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/702—Reflective illumination, i.e. reflective optical elements other than folding mirrors, e.g. extreme ultraviolet [EUV] illumination systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0095—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors
    • G02B5/09—Multifaceted or polygonal mirrors, e.g. polygonal scanning mirrors; Fresnel mirrors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70075—Homogenization of illumination intensity in the mask plane by using an integrator, e.g. fly's eye lens, facet mirror or glass rod, by using a diffusing optical element or by beam deflection
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
    • G03F7/70116—Off-axis setting using a programmable means, e.g. liquid crystal display [LCD], digital micromirror device [DMD] or pupil facets

Definitions

  • German Patent Application 10 2013 218 131.0 is incorporated herein by reference.
  • the invention relates to an illumination optics for EUV projection lithography. Furthermore, the invention relates to an illumination system for EUV projection lithography, in particular with such a lighting optical system. Furthermore, the invention relates to an optical system with such an illumination optical system, a pupil facet mirror for use in such an illumination optical system, in such an optical system or in such an illumination system, a projection exposure apparatus with such an illumination system, a production method for a micro-or nano structured component and a manufactured with such a method micro- or nano-structured component.
  • An illumination system for EUV projection lithography is known from US Pat. No. 5,361,292, DE 103 17 667 A1, US 2010/0231882 A1 and US Pat. No. 6,507,440 B1.
  • a facet mirror which is arranged so that the position of respective facets, whose sub-beams are transferred superimposing into the object field, on the facet mirror, ie a local position of the facets on the facet mirror, an illumination direction, at the same time an edge contour of the loading of the Facet mirror specifies a field shape of the object field is known as a so-called specular reflector, for example, from DE 103 17 667 AI and US 2010/0231882 AI.
  • Such a facet mirror will hereinafter also be referred to as a specular facet mirror and a single facet of a such facet mirror referred to as a specular facet.
  • a specular facet mirror In the specular reflector according to DE 103 17 667 A1 and according to US 2010/0231882 A1 each of the individual facets is again constructed from a multiplicity of individual micro-mirrors.
  • the individual facets which are imaged superimposed on one another in the object field, are themselves constructed from a plurality or a plurality of individual mirrors of a micromirror array.
  • the individual specular facets thus have larger contiguous static reflection surfaces, which reduces their production costs.
  • the specular facet mirror is arranged neither in an image plane of the EUV light source nor in a plane to be imaged into the object field.
  • the specular facets of the specular facet mirror are in particular monolithic.
  • the entire specular facet mirror can be made monolithic, since it is not mandatory to make the specular facets tiltable with the contiguous static reflection surfaces.
  • small angle bandwidths of incidence angles of the EUV illumination light can be achieved.
  • a individual facet can thus be acted upon with a small bandwidth of angles of incidence, wherein the absolute angles of incidence, which are applied to different facets, can differ quite clearly.
  • the angular bandwidth of the incident angles on the individual facets may be less than 5 °, may be less than 4 °, may be less than 3 °, and may be even smaller.
  • the spectral facet mirror can thus also be used for very small EUV wavelengths of the illumination light, for example for wavelengths in the range of 10 nm and less, for example in the range of 7 nm, with high reflectivity.
  • the specular facet mirror embodied as a specular reflector is a last optical component in the beam path of the illumination light in front of the object field. Between the specular facet mirror and the object field, therefore, there is no further illumination-optical component in the beam path of the illumination light. Reflection losses of the EUV illumination light can thus be reduced.
  • the specular facets may be juxtaposed in a plane on the specular facet mirror.
  • the specular facets may be arranged on a common facet carrier of the specular facet mirror.
  • the specular facet mirror may be preceded by another transfer facet mirror in the beam path of the illumination light.
  • the transfer facet mirror may be preceded by a beam shaping device in the beam path of the illumination light.
  • a beam shaping device can be designed as a scanner for fanning out an illumination light beam.
  • the beam shaping device can be embodied as a stationary mirror, which fans out the illumination light.
  • Specular facets according to claim 2 can each be completely illuminated and thus result on the basis of their edge contour, that is to say their edge. tion form, and their position, ie their local arrangement, on the spectral facet mirror, on the one hand, the direction of illumination and, on the other hand, the field shape.
  • the specular facets all have the same extent along one dimension, for example along a dimension perpendicular to the object displacement direction, and are exposed to the illumination light in different areas of application for specifying the respective illumination direction. This facilitates the fabrication of the specular facet mirror.
  • An edge contour with an aspect ratio according to claim 3 allows the design of specular facets, which can be illuminated in different Beauftschungs Schemee for specifying respective lighting directions that differ from each other.
  • One and the same specular facet can therefore be illuminated in different areas of exposure that differ from one another with respect to their extent and with regard to their position on the individual specular facet, with different illumination directions in each case.
  • the avoidance of an overlap according to claim 4 leads to a further production facilitation of the specular facet mirror. It has been found that, even in the event that no two facets overlap each other along the object displacement direction, all relevant illumination settings can be generated with such a specular facet mirror.
  • a transfer facet mirror according to claim 5 enables a targeted selection of a particular group of specular facets and thus the selection of a presettable lighting setting.
  • An angular bandwidth according to claim 6 has been found to be particularly suitable for high-efficiency reflection of EUV illumination light. This angular bandwidth is equal to half the total angular bandwidth that the illumination light sub-beam has on the specular facet.
  • An entrance pupil design according to claim 8 facilitates an optical design of the projection optics.
  • the advantages of an illumination system according to claim 9 correspond to those which have already been explained above with reference to the illumination optics according to the invention and the optical system according to the invention.
  • the light source of the illumination system can be designed as a free-electron laser (FEL).
  • the light source may have a wavelength in the range of 10 nm or below, for example 7 nm.
  • a further object of the invention is to specify an illumination system for EUV projection lithography in which the production of a pillar facet mirror is possible with reduced expenditure.
  • a wavelength of a light source of the illumination system may be in the range of 10 nm or less, and may be 7 nm, for example.
  • the pupil facet mirror may be the last mirror in the beam path of the illumination light for guiding the illumination light in front of the object field.
  • a beam shaping device can be arranged in the beam path of the illumination light in front of the field facet mirror. In this case, what has already been explained above for the beam-forming device applies.
  • At least one location area according to claim 1 1 has been found to be particularly suitable for generating typically required lighting settings.
  • One of the location areas can be arranged centrally on the pupil facet mirror.
  • the central location area, in which the pupil facets are arranged then has an adjacent location area in which pupil facets are likewise arranged, a distance which is greater than the diameter of a pupil facet and which in particular can also be greater than the diameter of the entire central location area ,
  • the distance of this annular local area in which pupil facets are arranged to an adjacent local area may be greater than a radial annular thickness of the annular local area.
  • At least one annular local area can be arranged on the outer edge of the pupil facet mirror.
  • At least one annular location area can also be arranged between an outer edge and a central area of the pupil facet mirror.
  • the illumination system may have a field facet mirror with less than twenty field facets, for example a field facet mirror with twelve or even eight field facets.
  • the illumination optics, the optical system, or the illumination system may have a pupil facet mirror with less than one hundred pupil facets, for example, fewer than eighty pupil facets, seventy-two pupil facets, fewer than seventy pupil facets, fewer than sixty pupil facets, fewer than fifty pupil facets, and for example, with forty-eight pupil facets. Even an even smaller number of pupil facets is possible.
  • FIG. 1 shows very schematically an EUV illumination system of an EUV projection exposure apparatus with a specular reflector; very schematically an embodiment of specular facets of the specular reflector with contiguous static reflecting surfaces, only some of the specular facets being shown; an intensity distribution in a pupil in a pupil plane of the illumination system according to FIG. 1, wherein some specular facets of the specular reflector according to FIG. 2 are exposed to EUV illuminating light; in a similar to Figure 2, another embodiment of an arrangement of contiguous static reflection surfaces of specular facets of a specular reflector, which can be used in the illumination system of Figure 1. in an illustration similar to Fig.
  • an intensity distribution in a pupil of the illumination system produced by a specular reflector having a plurality of specular facets arranged in the manner of Fig. 2 or 4, the pupil spots being compared to the size of the entire Pupil exaggerated in size;
  • FIG. 7 shows an arrangement of facets of the specular reflector for illuminating pupil spot arrangements according to FIGS. 5 and 6;
  • FIG. 8 also very schematically shows another embodiment of an EUV illumination system of an EUV projection exposure apparatus with a field facet mirror and a pupil facet mirror;
  • FIG. 9 shows an embodiment of a pupil facet mirror for use in the
  • EUV illumination system with an arrangement of pupil facets suitable for illumination with twelve field facets of the field facet mirror, the pupil facets being shown exaggerated compared to the size of the entire pupil facet mirror;
  • FIG. 10 shows illumination examples aa, ab... Az, ba of the pupil facet mirror according to FIG. 9, twelve pupil facets being illuminated in each case, the pupil facets being shown exaggerated compared to the size of the entire pupil;
  • FIG. 1 shows a further embodiment of a pupil facet mirror for use in the EUV illumination system according to FIG. 8 with a further arrangement of pupil facets, suitable for illumination with eight field facets of the field facet mirror;
  • Fig. 12 illumination examples aa, ab ... az, ba of the pupil facet mirror according to Fig. 1 1, wherein each eight pupil facets are illuminated, the pupil facets are shown exaggerated compared to the size of the entire pupil.
  • An EUV illumination system 1 is schematically illustrated in FIG. 1 between an EUV radiation source 2 and an illumination field. example object field 3 shown.
  • the EUV illumination system 1 is part of an EUV projection exposure apparatus 4 for producing highly integrated semiconductor components, in particular of memory chips with structures in the nanometer range.
  • the illumination system 1 serves for the defined illumination of a lighting field.
  • the illumination field may be larger than the actual object field 3, so that the object field 3 is arranged in the illumination field.
  • the illumination field may coincide with the object field 3.
  • the illumination field along an object or particle displacement direction may be smaller than the object field 3.
  • the illumination field may be larger than the object field 3 perpendicular to the object displacement direction.
  • the radiation source according to FIG. 2 around a free-electron laser (FEL).
  • FEL free-electron laser
  • the object field 3 is rectangular. Alternatively, the object field 3 can also be designed annular or arcuate.
  • a reflective reticle 5 is arranged, which is also referred to as a lithographic mask.
  • the reticle 5 is supported by a retainer holder 5 a, which in turn is in mechanical operative connection with a reticle displacement device 5 b.
  • the object field 3 is imaged by means of a projection objective 6 into an image field 7.
  • An entrance pupil of the projection optics 6 can lie in the beam path after the object field 3.
  • a portion of a wafer 8 is arranged, which is one for EUV illumination light 9, which of the Radiation source 2 is generated, carries light-sensitive layer.
  • the wafer 8 is also called a substrate.
  • the wafer 8 is carried by a wafer holder 8a, which in turn is in mechanical connection with a wafer displacement device 8b.
  • the EUV projection exposure apparatus 4 has a central control device 4a and is designed in the manner of a scanner.
  • a scan direction runs parallel to short sides of the object field 3 and the illumination field 7.
  • the components of the projection exposure apparatus 4 are shown schematically in FIG. 1, all in a plan view.
  • the object field 3 and the image field 7 are spanned by the coordinates x, y of a Cartesian coordinate system.
  • the x-direction extends in Fig. 1 to the right.
  • the y-direction extends in Fig. 1 upwards.
  • An actual main beam direction of the illumination light 9 runs in the projection exposure apparatus 4 essentially perpendicular to the xy plane.
  • the illumination light 9 emitted by the radiation source 2 is first of all shaped by a beam shaping device 10.
  • This may be an xy-scanner, which fans out the illumination beam emitted by the radiation source 2 with little divergence both in the x-direction and in the y-direction.
  • the beam shaping device 10 it can be individually selected which effective x-dimension and which effective y-dimension has a bundle of the illumination light 9 after the beam shaping device 10.
  • a control of the beam shaping device 10 may be selected such that one of the im Beam path of the illumination light 9 following optical elements, in particular the next optical element in the beam path, and / or that the object field 5 is illuminated homogeneously by the illumination light 9.
  • the beam-shaping device 10 comprises at least one stationary mirror, which fans out the illumination light 9.
  • the fanning out can be selected such that one of the optical elements following the beam path of the illumination light 9, in particular the next optical element in the beam path, and / or that the object field 5 is homogeneously illuminated by the illumination light 9.
  • the beam shaping device 10 is designed as an xy scanner
  • this embodiment can be such that only a small area of one of the optical components is illuminated at a time, which follow the beam shaping device 10 in the beam path of the illumination light 9.
  • speckle can be reduced.
  • the illumination light 9 has a wavelength in the range between 5 nm and 30 nm, in particular a wavelength of at most 10 nm, for example 7 nm.
  • a transfer facet mirror 11 Downstream of the beam shaping device 10 in the beam path of the illumination light 9 is a transfer facet mirror 11 having transfer facets 12.
  • the transfer facets 12 can be individually switched and can be actuated via tilt actuators 12a, of which a tilt actuator 12a is shown by way of example in FIG tilted individually about tilt axes parallel to the x axis and parallel to the y axis.
  • the transfer Facets 12 are rectangular.
  • a boundary shape of the object field 3 does not have to match a boundary shape of the transfer facets 12.
  • An x / y aspect ratio of the transfer facets 12 need not match an x / y aspect ratio of the object field 3.
  • Illumination light partial bundles 9i which are reflected by one of the transfer facets 12, act on specular facets 13 of a specular facet mirror 14, which is arranged in the beam path of the illumination light 9 after the transfer facet mirror 11.
  • the specular facet mirror 14 represents a specular reflector of the illumination system 1.
  • the transfer facet mirror 11 and the specular facet mirror 14 are parts of an illumination optics of the illumination system 1 for illuminating the object or illumination field 3.
  • the illumination optics and the projection optics 6 are components an optical system of the projection exposure apparatus 4.
  • the specular facets 13 are arranged side by side in an xy arrangement plane of the specular facet mirror 14.
  • the specular facets 13 serve for the reflective, overlapping guidance of the sub-beams 9i of the entire bundle of illumination light 9 toward the object field 3.
  • the entire object field 3 with the illumination light 9 can be illuminated via these illumination channels.
  • one of the object field illumination channels is assigned in each case exactly one transfer facet 12 and in each case exactly one specular facet 13.
  • one of the transfer facets can also be assigned to a plurality of illumination channels and thus to a plurality of specular facets 13.
  • the specular facet mirror 14 is arranged so that a position of the respective specular facet 13 on the specular facet mirror 14 and an application location of the illumination light sub-beam 9i on the respective specular facet 13 of the specular facet mirror 14 prescribes an illumination direction for field points of the object field 3.
  • Each of the specular facets 13 has a contiguous static reflection surface 15. Unlike the references to the specular reflector cited above, the specular facets 13 are not subdivided into a plurality of individual mirrors, but each represent a single, monolithic mirror.
  • the specular facet mirror 14 is arranged neither in a pupil of the projection exposure apparatus 4 nor in a field plane of the projection exposure apparatus 4.
  • the specular facets 13 are loaded with angles of incidence with a small angular bandwidth. This angular bandwidth can be less than 2 °. This angular bandwidth is equal to half the total angular bandwidth of angles of incidence which the illumination light sub-beam 9i has on the respective specular facet 13.
  • an illumination light sub-beam 9i impinges on one of the specular facets 13 with angles of incidence between 3 ° and 7 °, the total angular bandwidth is 4 ° and the angular bandwidth on this specular facet 13 is then 2 °.
  • the angular bandwidth of the angles of incidence on the specular facets 13 may refer to local angles of incidence. For each location on each one of the specular facets 13 then a maximum angle of incidence and a minimum angle of incidence of the illumination light 9 is determined.
  • the specular facet mirror 14 is the last optical component of the illumination system 1 guiding the illumination light 9 in front of the object field 3.
  • a grazing incidence mirror In other embodiments of the illumination system 1, not shown, is located between the specular Facet mirror 14 and the object field in the beam path of the illumination light 9, a grazing incidence mirror.
  • This mirror for grazing incidence can be designed as a plane mirror without refractive power, but alternatively also as a convex or concave curved mirror.
  • FIG. 1 shows, via a corresponding hatching coding, an assignment of the transfer facets 12 of the transfer facet mirror 11 to the specular facets 13 of the specular facet illuminated by the respective transfer facets 12 via the illumination sub-beams 9i.
  • transfer facets 12 Since four transfer facets 12 are shown by way of example in FIG. 1, four of the total of eight specular facets 13 shown in FIG. 1 are hatched as the transfer facets 12 illuminating them. The other specular facets 13 are either unlit or illuminated by other, not shown transfer facets 12.
  • FIG. 2 shows a variant of an edge contour shaping of the specular facets 13 of the specular facet mirror 14.
  • the specular facets 13 In the embodiment according to FIG. 2, in each case they are shaped in such a way that, when fully applied via their respective rectangular edge contour and the shape of their respective reflection surface 15, they predetermine both the illumination direction for each field point and the field shape for the object field 3.
  • FIG. 4 An alternative shaping of the specular facets 13 is shown in FIG. 4.
  • the specular facets 13 are each formed with the same extent in the x-direction, ie along the long field dimension of the fields 3 and 7.
  • the different specular facets 13 are arranged side by side in the embodiment of FIG. 4 without x offset in the y direction.
  • the specular facets 13 in the embodiment according to FIG. 4 are applied to the illumination light sub-beams 9i in different exposure areas.
  • Such an application region 16 is highlighted hatched in FIG.
  • the application region 16 is smaller than the applied specular facet 13.
  • the application region 16 has a smaller x-extension than the entire associated specular facet 13.
  • a y / x aspect ratio of the specular facets 13, ie a ratio short side length / long side length of the specular facets 13, may be smaller than a corresponding y / x aspect ratio of the object field 3.
  • the specular facets 13 are arranged on the specular facet mirror 14 such that no two specular facets 13 overlap one another along the y-dimension, ie along the dimension corresponding to the scanning direction or the object displacement direction. All speculations lar facets 13 are thus lined up alongside one another along the y-direction. At any y-coordinate, at most exactly one specular facet 13 is present.
  • Fig. 3 shows schematically an intensity distribution of the illumination light 9 in a pupil 17 of the illumination system 1. Again, by hatching, which corresponds to that of Fig. 1, is indicated which pupil spot 18 on which of the specular facets 13 with the respective illumination light sub-beam 9i is lit. The extent of the pupil spots 18 is greatly exaggerated in FIG.
  • FIG. 3 does not show an intensity distribution of illumination light exposure on an, for example, reflective optical component, but shows an intensity distribution upon passage of a total of four illumination light sub-beams at the location of the pupil spots 18 through a pupil plane in which the pupil 17 is arranged.
  • the pupil spots 18 are more extensively parallel to the scanning direction y than perpendicular to it, ie as in the x direction.
  • the pupil spots 18 have an elliptical cross-section.
  • the entire object field 3 would be illuminated from four different directions, which correspond to the position of the four pupil spots 18 in the pupil 17 according to FIG. 3.
  • the position of the four pupil spots 18 corresponds to the position of the respective specular facets 13 or the position of the loading regions 16 on the respective specular facets 13.
  • the central control device 4a is connected to components of the projection exposure apparatus 4 to be controlled, for example with the radiation source. le 2, with the beam shaping device 10, with tilting actuators 12a for the transfer facets 12 and with the displacement devices 5b and 8b in signal connection.
  • a lighting setting can be preset via the control device 4a, that is to say one of various possible distributions of pupil spots 18 on the pupil 17.
  • a synchronized displacement of the label 5 and the wafer 8 in the scanned projection exposure, along the y-direction, given. 5 shows an overall arrangement of pupil spots 18 in the pupil 17.
  • no physical optical component of the illumination system 1 is arranged in the pupil 17.
  • the pupil spots 18 represent intensity distributions of the illumination light in a plane of the pupil 17, that is to say in a pupil plane.
  • the pupil spots 18 are shown greatly enlarged in FIG.
  • the pupil spots 18, which can also be regarded as light source images are much smaller in relation to the extent of the entire pupil 17 than shown in FIG ,
  • FIG. 3 shows an intensity distribution of illuminating light sub-beams 9i passing through a pupil plane, which illuminate a region of the object field 3 extended in the scanning direction y
  • FIG. 5 shows an intensity distribution of illuminating light sub-beams 9i which only each illuminate a very small area of the object field 3.
  • this small illuminated object field area contains a center of the object field 3, measured along the scan direction y.
  • the pupil spots 18 in FIG. 3 are more extended parallel to the scanning direction y than the pupil spots 18 in FIG. 5.
  • FIG. 5 shows an arrangement of a total of forty-eight pupil spots 18. Eight of the pupil spots 18 z are arranged close to one another near a center Z of the pupil 17. Sixteen of the pupil spots 18m are arranged in a middle radius area between the center Z and an edge area of the pupil 17. Another twenty-four of the pupil spots 18a are arranged in an outer radius area near the edge of the pupil 17. The pupil spots 18m in the middle radius range are arranged approximately at half the distance of the center Z to the outer edge of the pupil 17.
  • FIG. 6 shows a total of twenty-seven different arrangements of eight pupil spots 18 each, which can be selected from the overall arrangement of the pupil spots 18 according to FIG.
  • These various arrangements aa, ab,... Az and ba according to FIG. 6 represent different illumination settings of the illumination system 1 and can each be illuminated via illumination field bundles 9i of illuminating light sub-beams 9i, which are transmitted from a transfer facet mirror 11 eight transfer facets 12 to the specular facets 13 of the specular facet corresponding to the respectively selected pupil spots 18.
  • Facet mirror 14 are reflected.
  • the various pupil spot arrangements according to FIG. 6 can therefore be produced with one and the same transfer facet mirror 11 having eight transfer facets 12, each of which is used to select the predetermined arrangement of the pupil spots 18 are tilted accordingly, so that those specular facets 13 are illuminated, which in turn reflect the illumination light 9 toward the predetermined pupil spots 18.
  • the specular facets 13 need not be tilted or otherwise displaced for this purpose. It is therefore possible to manufacture the specular facet mirror 14 as a whole monolithically.
  • the various illumination settings of FIG. 6 include dipole illumination settings with different dipole alignment, for example, the illumination settings 6aa, 6ab, 6ae and 6af, annular illumination settings with different absolute illumination angles, for example the illumination settings 6ac, 6ad, 6g, quadrupole illumination settings with different ones absolute illumination angles and different pole orientation, for example the illumination settings 6ai, 6aj, 6ak, 6am, 6an, 6ao and other illumination settings, in particular quadrupole illumination settings, in which regions circumferentially about a center of the pupil each offset by 90 ° to each other oriented areas different absolute illumination angle and partially exotic lighting settings.
  • dipole illumination settings with different dipole alignment for example, the illumination settings 6aa, 6ab, 6ae and 6af, annular illumination settings with different absolute illumination angles, for example the illumination settings 6ac, 6ad, 6g, quadrupole illumination settings with different ones absolute illumination angles and different pole orientation, for example the illumination settings 6ai, 6aj, 6ak, 6am,
  • the specular facet mirror 14 associated with the arrangement of the pupil spots 18 of FIG. 5 has forty eight specular facets 13 and is shown in FIG.
  • the arrangement of the specular facets 13 of the specular facet mirror 14 according to FIG. 7 can be understood as a convolution of the overall pupil spot arrangement according to FIG. 5 with the object field 3. Since the edge contour can in any case be understood as the folding areas of the specular facets 13 as folding of the round pupil spots 18 with the rectangular object field 3, the individual loading areas or the specular facets 13 themselves have a positive one and negative x-direction non-angular, but elliptically curved edge portions expiring 20. Especially when using a FEL as a light source, the pupil spots 18 may be so small that the rounding of the edge regions 20 shown can be neglected.
  • the individual specular facets 13 of the specular facet mirror 14 according to FIG. 7 are not arranged gap-free next to one another in the y-direction, but only where pupil spots 18 are actually arranged along the corresponding y-coordinate of the pupil 17 according to FIG. Between
  • Facet mirror 14 thus a plurality of gap areas 19. These gap areas 19 have an extension in the y-direction, which corresponds to a multiple of the y-extension of the individual specular facets 13.
  • the specification of an illumination angle distribution, that is to say a distribution of illumination clearances, on the object field 3 corresponds to specifying an illumination pupil, that is to say an intensity distribution in the pupil 17.
  • Object field 3 predefines an illumination angle distribution on an associated specular facet 13 along a line which is also substantially perpendicular to the scan direction y.
  • the intensity distribution of the illumination light 9 in the pupil 17 can be freely set in wide ranges.
  • Such a free specification of the intensity distribution in the pupil 17 is in particular then possible if the default line is perpendicular to the scan direction y and the pupil spots 18 in the pupil 17 along the scan direction y do not overlap each other.
  • illumination spots 18 in the pupil 17 can be predetermined, which correspond to an overall achievable distribution of the illumination spots 18 in the pupil 17 according to FIG. 5.
  • the specular facets 13 can be embodied, in particular in their extension parallel to the scanning direction y, with a lesser extent than would be necessary for specifying a required illumination angle distribution.
  • a slight dependence of an illumination angle distribution on the object field 3 from the location on the object field 3, in particular a dependence of the illumination angle distribution on the y coordinate, can thereby be tolerated.
  • FIG. 8 A further embodiment of a projection exposure apparatus 21, which can be used instead of the projection exposure apparatus 1 for producing a microstructured or nanostructured semiconductor component, is explained below with reference to FIG. 8. Components which correspond to those which have already been explained above with reference to the projection exposure apparatus 1 and its components according to FIGS. 1 to 7 bear the same reference numerals and will not be discussed again in detail.
  • the beam shaping device 10 may, as indicated in the embodiment of FIG. 8, have a reflection mirror.
  • a beam-shaping surface of the beam-shaping device 10, in particular the reflection mirror, can be designed as a free-form surface.
  • An illumination system 22 of the projection exposure apparatus 21, which can be used instead of the illumination system 1, has a field facet mirror 23 and a pupil facet mirror 24.
  • the field facet mirror 23 has a plurality of field facets 23 a, which are imaged onto the object field 3 superposed on one another.
  • a spatial distribution of pupil facets 25 illuminated in each case with an illumination light sub-beam 9i predetermines an illumination angle distribution of the illumination light 9 in the object field 3.
  • a reflecting optical component is arranged in the pupil plane, namely the pupil facet mirror 24.
  • the superimposing image of the field facets 23a in the object field 3 takes place via the pupil facets 25.
  • the pupil facets 25 are arranged in different spatial areas 26, 27, 28 on the pupil facet mirror 24, which are spatially separated from one another by more than one pupil facet diameter d. This will be explained in more detail with reference to FIG. 9.
  • the pupil facet mirror 24 according to FIG. 9 has a total of seventy-two pupil facets 25. Twelve inner pupil facets 25 z are arranged in the central spatial region 26 of the pupil facet mirror 24. The central location area 26 extends in the radius area [0; r z ] around the center Z of the pupil facet mirror 24. Twelve further pupil facets 25m are arranged on the pupil facet mirror 24 in the central annular locus region 27.
  • This middle local area 27 extends between the radii r mi and r ma , ie in the range [r mi ; r ma ].
  • Another forty-eight pupil facets 25a are arranged in the likewise annular outer local area 28 which extends in the radius range [r ai ; r aa ] extends around the center Z of the pupil facet mirror 24.
  • the central pupil facets 25m are circumferentially equally spaced in the location area 27 on the pupil facet mirror 24 arranged.
  • the outer pupil facets 25a are circumferentially equally spaced in the location area 28 on the pupil facet mirror 24. The following applies: d ⁇ r mi - r z and
  • the location areas 26 to 28 are spatially separated from one another by more than one pupil facet diameter d.
  • d pupil facet diameter
  • r mi - r z and r ai - apply r ma that they are adienablic larger than the diameter of the central location area 26.
  • the ring strengths r ma - r mi on the one hand and r aa - r ai other hand, are smaller than the Radial distances adjacent location areas 26, 27 and 27, 28 to each other.
  • a lighting system 22 which has a field facet mirror corresponding to the field facet mirror 23 with a total of twelve field facets 23a
  • arrangements of illuminated pupil facets 25, ie illumination settings, can be set with a pupil facet mirror 24 with an overall arrangement of pupil facets according to FIG 10 are shown by way of example.
  • Fig. 10 shows twenty-seven different illumination settings aa, ab, ac ... az and ba.
  • the hatching in FIG. 9 indicates which pupil facets 25 are associated with which field facet 23a.
  • two of the field facets 23a are assigned the same hatching, since these two field facets 23a illuminate two pupil facets 25 arranged point-symmetrically on the pupil facet mirror 24.
  • FIG. 10 shows, in principle comparable to FIG. 6, different types of illumination settings, all of which can be set with the overall arrangement of pupil facets according to FIG. 9, namely in particular dipole illumination settings, annular illumination settings, multipole illumination settings.
  • field facets 23a and pupil facets 25 an adjustment of all these illumination settings is possible without it being necessary to design the pupil facets 25 to be displaceable.
  • 2 pupil facets 25 which are illuminated in the illumination settings according to FIG. are pupil facets 25 with hatching identical in FIG. 9.
  • FIG. 11 shows, in a representation similar to FIG. 9, a further pupil-facet overall arrangement on a variant of the pupil facet mirror
  • Eight of the pupil facets 25z are arranged in the central location area 26 in the overall arrangement according to FIG. Sixteen of the pupil facets 25m are arranged in the middle local area 27. Twenty-four of the pupil facets 25a are arranged in the outer local area 28 of the pupil facet mirror 24 according to FIG. 11.
  • the pupil facets 25m and 25a are also in the pupil facet mirror
  • FIG. 12 shows, by way of example, different illumination settings aa, ab, ac... Az and ba, which can be selected by means of a field facet mirror in the manner of the field facet mirror 23 with a total of eight field facets 23a via the total pupil facet arrangement according to FIG. It revealed in turn, for example, dipole illumination settings, annular illumination settings, multipole illumination settings, quadrupole illumination settings and quadrupole illumination settings with various radial expansion of poles oriented 90 ° about the center Z in the circumferential direction.
  • an illumination pupil is determined by the intensity distribution of an illumination of a pupil plane in which the illumination component does not necessarily need to have an optical component.
  • a specular reflector as it is known from DE 103 17 667 AI or US 2010/0231882 AI, there is no optical component of the illumination system in the pupil plane.
  • An embodiment of the adjustable illumination pupils analogous to the configuration described here when using a pupil facet mirror makes it possible to statically execute a second faceted component of a specular reflector. A shiftability of the facets of the second faceted element is then not necessary.
  • the reticle 5 and the wafer 8 are first provided with a photosensitive coating for the illumination light 9. At least a portion of the reticle 5 is then projected onto the wafer 8 with the aid of the projection exposure apparatus 1 or 21. Subsequently, the photosensitive layer exposed to the illumination light 9 is developed on the wafer 8. Depending on the structure arrangement on the article 5 or depending on the required resolution, a corresponding illumination setting is selected via a corresponding selection of the illuminated specular facets 13 or the pupil facets 25. This is done by appropriate specification of the tilt angle of the transfer facets 1 1 and the field facets 23 a via the central control device 4a.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

Eine Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithographie dient zur Beleuchtung eines Beleuchtungsfeldes, in welchem ein Objektfeld (3) einer nachfolgenden abbildenden Optik (6) angeordnet ist. Im Objektfeld (3) ist wiederum ein in einer Objektverlagerungsrichtung (y) verlagerbares Objekt (5) anordenbar. Ein Facettenspiegel (14) der Beleuchtungsoptik hat eine Mehrzahl nebeneinander angeordneter Facetten (13) zur reflektierenden, überlagernden Führung von Teilbündeln (9i) eines Bündels von EUV-Beleuchtungslicht (9) zum Objektfeld (3). Der Facettenspiegel (14) ist so angeordnet, dass eine Lage der jeweiligen Facette (13) auf dem Facettenspiegel (14) und ein Beaufschlagungsbereich eines Beleuchtungslicht-Teilbündels (9i) auf der jeweiligen Facette (13) des Facettenspiegels (14) eine Beleuchtungsrichtung für die Feldpunkte des Objektfeldes (3) vorgibt. Eine Randkontur des Beaufschlagungsbereiches des Beleuchtungslicht-Teilbündels (9i) auf der jeweiligen Facette (13) gibt eine Feldform des Objektfeldes (3) vor. Jede der Facetten (13) weist eine zusammenhängende statische Reflexionsfläche (15) auf. Es resultiert eine Beleuchtungsoptik, mit der ein spekularer Reflektor mit im Vergleich zum Stand der Technik verringertem Herstellungsaufwand realisiert werden kann.

Description

Beleuchtungsoptik sowie Beleuchtungssystem für die EUV- Proj ektionslithogr aphie
Der Inhalt der deutschen Patentanmeldung 10 2013 218 131.0 wird durch Bezugnahme hierin aufgenommen.
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik für die EUV- Projektionslithographie. Ferner betrifft die Erfindung ein Beleuchtungssystem für die EUV-Projektionslithographie, insbesondere mit einer derartigen Beleuchtungsoptik. Ferner betrifft die Erfindung ein optisches System mit einer derartigen Beleuchtungsoptik, einen Pupillenfacettenspiegel zum Einsatz in einer derartigen Beleuchtungsoptik, in einem derartigen optischen System oder in einem derartigen Beleuchtungssystem, eine Projektionsbe- lichtungsanlage mit einem derartigen Beleuchtungssystem, ein Herstel- lungsverfahren für ein mikro- beziehungsweise nano strukturiertes Bauteil sowie ein mit einem derartigen Verfahren hergestelltes mikro- beziehungsweise nano strukturiertes Bauteil.
Ein Beleuchtungssystem für die EUV-Projektionslithographie ist bekannt aus der US 5,361,292, aus der DE 103 17 667 AI, US 2010/0231882 AI und aus der US 6 507 440 Bl . Ein Facettenspiegel, der so angeordnet ist, dass die Lage jeweiliger Facetten, deren Teilbündel überlagernd in das Objektfeld überführt werden, auf dem Facettenspiegel, also eine örtliche Position der Facetten auf dem Facettenspiegel, eine Beleuchtungsrichtung vor- gibt, wobei gleichzeitig eine Randkontur einer Beaufschlagung des Facettenspiegels eine Feldform des Objektfeldes vorgibt, ist als so genannter spekularer Reflektor beispielsweise aus der DE 103 17 667 AI und der US 2010/0231882 AI bekannt. Ein derartiger Facettenspiegel wird nachfolgend auch als Spekular-Facettenspiegel und eine einzelne Facette eines solchen Facettenspiegels als Spekular-Facette bezeichnet. Beim spekularen Reflektor nach der DE 103 17 667 AI und nach der US 2010/0231882 AI ist jede der individuellen Facetten nochmals aufgebaut aus einer Vielzahl von Mikro-Einzelspiegeln.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsoptik der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass ein spekularer Reflektor mit im Vergleich zum Stand der Technik verringertem Herstellungsaufwand realisiert werden kann.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Beleuchtungsoptik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungsvorschlägen für einen spekularen Reflektor sind die einzelnen Facetten, die einander überlagernd in das Objektfeld abgebildet werden, ihrerseits aus einer Mehrzahl beziehungsweise Vielzahl von Einzelspiegeln eines Mikrospiegelarrays aufgebaut. Bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik wird eine solche Unterteilung der Spekular-Facetten in Mikrospiegel vermieden. Die einzel- nen Spekular-Facetten haben somit größere zusammenhängende statische Reflexionsflächen, was deren Herstellungsaufwand vermindert. Der Speku- lar-Facettenspiegel ist weder in einer Bildebene der EUV-Lichtquelle noch in einer in das Objektfeld abzubildenden Ebene angeordnet. Die Spekular- Facetten des Spekular-Facettenspiegels sind insbesondere monolithisch ausgeführt. Prinzipiell kann sogar der gesamte Spekular-Facettenspiegel monolithisch ausgeführt sein, da es nicht zwingend ist, die Spekular- Facetten mit den zusammenhängenden statischen Reflexionsflächen verkippbar zu gestalten. Auf den Facetten können kleine Winkelbandbreiten von Einfallswinkeln des EUV-Beleuchtungslichts erreicht werden. Eine individuelle Facette kann also mit einer geringen Bandbreite von Einfallswinkeln beaufschlagt sein, wobei die absoluten Einfallswinkel, mit denen verschiedene Facetten beaufschlagt sind, sich durchaus deutlich unterscheiden können. Die Winkelbandbreite der Einfallswinkel auf den indivi- duellen Facetten kann beispielsweise kleiner sein als 5°, kann kleiner sein als 4°, kann kleiner sein als 3° und kann auch noch kleiner sein. Der Spe- kular-Facettenspiegel kann somit auch für sehr kleine EUV- Wellenlängen des Beleuchtungslichts, beispielsweise für Wellenlängen im Bereich von 10 nm und geringer, zum Beispiel im Bereich von 7 nm, mit hoher Reflek- tivität genutzt werden. Der als spekularer Reflektor ausgeführte Spekular- Facettenspiegel ist eine letzte optische Komponente im Strahlengang des Beleuchtungslichts vor dem Objektfeld. Zwischen dem Spekular- Facettenspiegel und dem Objektfeld befindet sich also im Strahlengang des Beleuchtungslichts keine weitere beleuchtungsoptische Komponente. Re- flexionsverluste des EUV-Beleuchtungslichts können so verringert werden. Die Spekular-Facetten können in einer Ebene auf dem Spekular- Facettenspiegel nebeneinander angeordnet sein. Die Spekular-Facetten können auf einem gemeinsamen Facettenträger des Spekular-Facetten- spiegels angeordnet sein. Dem Spekular-Facettenspiegel kann ein weiterer Überführungs-Facettenspiegel im Strahlengang des Beleuchtungslichts vorgeordnet sein. Dem Überführungs-Facettenspiegel kann eine Strahlformungseinrichtung im Strahlengang des Beleuchtungslichts vorgeordnet sein. Eine derartige Strahlformungseinrichtung kann als Scanner zur Auffächerung eines Beleuchtungslichtbündels ausgeführt sein. Alternativ kann die Strahlformungseinrichtung als stationärer Spiegel ausgeführt sein, der das Beleuchtungslicht auffächert.
Spekular-Facetten nach Anspruch 2 können jeweils vollständig ausgeleuchtet werden und ergeben somit aufgrund ihrer Randkontur, also ihrer Beran- dungsform, und ihrer Lage, also ihrer örtlichen Anordnung, auf dem Spe- kular-Facettenspiegel einerseits die Beleuchtungsrichtung und andererseits die Feldform. Alternativ ist es möglich, dass die Spekular-Facetten alle die gleiche Erstreckung längs einer Dimension, zum Beispiel längs einer Di- mension senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung, haben und zur Vorgabe der jeweiligen Beleuchtungsrichtung in unterschiedlichen Beaufschlagungsbereichen mit dem Beleuchtungslicht beaufschlagt werden. Dies erleichtert die Herstellung des Spekular-Facettenspiegels. Eine Randkontur mit einem Aspektverhältnis nach Anspruch 3 ermöglicht die Gestaltung von Spekular-Facetten, die in unterschiedlichen Beaufschlagungsbereichen zur Vorgabe jeweiliger Beleuchtungsrichtungen, die sich voneinander unterscheiden, ausgeleuchtet werden können. Ein und dieselbe Spekular-Facette kann daher in unterschiedlichen und sich hin- sichtlich ihrer Ausdehnung sowie hinsichtlich ihrer Lage auf der individuellen Spekular-Facette unterscheidenden Beaufschlagungsbereichen ausgeleuchtet werden, wobei sich jeweils unterschiedliche Beleuchtungsrichtungen ergeben. Die Vermeidung eines Überlapps nach Anspruch 4 führt zu einer weiteren Herstellungserleichterung des Spekular-Facettenspiegels. Es hat sich herausgestellt, dass auch im Falle, dass keine zwei Facetten längs der Objektverlagerungsrichtung miteinander überlappen, alle relevanten Beleuch- tungssettings mit einem derartigen Spekular-Facettenspiegel erzeugt wer- den können.
Ein Überführungs-Facettenspiegel nach Anspruch 5 ermöglicht eine gezielte Auswahl jeweils einer bestimmten Gruppe von Spekular-Facetten und somit die Auswahl eines vorzugebenden Beleuchtungssettings. Eine Winkelbandbreite nach Anspruch 6 hat sich zur hocheffizienten Reflexion von EUV-Beleuchtungslicht als besonders geeignet herausgestellt. Diese Winkelbandbreite ist gleich der halben Gesamt- Winkelbandbreite, die das Beleuchtungslicht-Teilbündel auf der Spekular-Facette hat.
Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 7 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik bereits erläutert wurden.
Eine Eintrittspupillengestaltung nach Anspruch 8 erleichtert ein optisches Design der Projektionsoptik.
Die Vorteile eines Beleuchtungssystems nach Anspruch 9 entsprechen de- nen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik und das erfindungsgemäße optische System bereits erläutert wurden. Die Lichtquelle des Beleuchtungssystems kann als Freie- Elektronen-Laser (FEL) ausgeführt sein. Die Lichtquelle kann eine Wellenlänge im Bereich von 10 nm oder darunter, beispielsweise von 7 nm, ha- ben.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Beleuchtungssystem für die EUV-Projektionslithographie anzugeben, bei der die Herstellung eines Pu- pillenfacettenspiegels mit verringertem Aufwand möglich ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Beleuchtungssystem mit den im Anspruch 10 angegebenen Merkmalen. Erfmdungsgemäß wurde erkannt, dass es möglich ist, einen Pupillenfacet- tenspiegel zu gestalten, bei dem nicht eine gesamte Facettenspiegelfläche mehr oder weniger dicht gepackt mit Pupillenfacetten belegt ist. Es wurde erkannt, dass übliche Beleuchtungssettings mit einem Subset einer entspre- chenden Vorbelegung erreicht werden können, dass also räumlich ausgedehnte Ortsbereiche auf dem Pupillenfacettenspiegel frei von Pupillenfacetten gehalten werden können. Dies vermindert den Herstellungsaufwand für den Pupillenfacettenspiegel. Eine Wellenlänge einer Lichtquelle des Beleuchtungssystems kann im Bereich von 10 nm oder darunter liegen und kann beispielsweise bei 7 nm liegen. Der Pupillenfacettenspiegel kann der im Strahlengang des Beleuchtungslichts letzte Spiegel zur Führung des Beleuchtungslichts vor dem Objektfeld sein. Im Strahlengang des Beleuchtungslichts vor dem Feldfacettenspiegel kann wiederum eine Strahlformungseinrichtung angeordnet sein. Hier gilt, was vorstehend zur Strahl- formungseinrichtung bereits erläutert wurde.
Mindestens ein Ortsbereich nach Anspruch 1 1 hat sich zur Erzeugung typischerweise geforderter Beleuchtungssettings als besonders geeignet herausgestellt. Einer der Ortsbereiche kann zentral auf dem Pupillenfacetten- spiegel angeordnet sein. Der zentrale Ortsbereich, in dem die Pupillenfacetten angeordnet sind, hat dann zu einem benachbarten Ortsbereich, in dem ebenfalls Pupillenfacetten angeordnet sind, einen Abstand, der größer ist als der Durchmesser einer Pupillenfacette und der insbesondere auch größer sein kann als der Durchmesser des gesamten zentralen Ortsbereichs. Im Falle eines ringförmigen Ortsbereiches kann der Abstand dieses ringförmigen Ortsbereiches, in dem Pupillenfacetten angeordnet sind, zu einem benachbarten Ortsbereich größer sein als eine radiale Ringstärke des ringförmigen Ortsbereichs. Mindestens ein ringförmiger Ortsbereich kann am äußeren Rand des Pupillenfacettenspiegels angeordnet sein. Mindestens ein ringförmiger Ortsbereich kann auch zwischen einem äußeren Rand und einem Zentralbereich des Pupillenfacettenspiegels angeordnet sein.
Das Beleuchtungssystem kann einen Feldfacettenspiegel mit weniger als zwanzig Feldfacetten aufweisen, beispielsweise einen Feldfacettenspiegel mit zwölf oder auch mit acht Feldfacetten.
Die Beleuchtungsoptik, das optische System oder das Beleuchtungssystem kann einen Pupillenfacettenspiegel mit weniger als einhundert Pupillenfa- cetten aufweisen, beispielsweise mit weniger als achtzig Pupillenfacetten, mit zweiundsiebzig Pupillenfacetten, mit weniger als siebzig Pupillenfacetten, mit weniger als sechzig Pupillenfacetten, mit weniger als fünfzig Pupillenfacetten und beispielsweise mit achtundvierzig Pupillenfacetten. Auch eine noch kleinere Anzahl von Pupillenfacetten ist möglich.
Die Vorteile einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 13, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 14 und eines mikro- beziehungsweise nano strukturierten Bauelements nach Anspruch 15 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Beleuch- tungsoptik und auf das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem beziehungsweise das erfindungsgemäße optische System bereits erläutert wurden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 stark schematisch ein EUV-Beleuchtungssystem einer EUV- Projektionsbelichtungsanlage mit einem spekularen Reflektor; stark schematisch eine Ausführung von Spekular-Facetten des spekularen Reflektors mit zusammenhängenden statischen Reflexionsflächen, wobei nur einige der Spekular-Facetten dargestellt sind; eine Intensitätsverteilung in einer Pupille in einer Pupillenebene des Beleuchtungssystems nach Fig. 1 , wobei einige Spekular- Facetten des spekularen Reflektors nach Fig. 2 mit EUV- Beleuchtungslicht beaufschlagt sind; in einer zu Fig. 2 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung einer Anordnung zusammenhängender statischer Reflexionsflächen von Spekular-Facetten eines spekularen Reflektors, der beim Beleuchtungssystem nach Fig. 1 zum Einsatz kommen kann; in einer zu Fig. 3 ähnlichen Darstellung eine Intensitätsverteilung in einer Pupille des Beleuchtungssystems, erzeugt durch einen spekularen Reflektor mit einer Vielzahl von Spekular-Facetten, die nach Art der Fig. 2 oder 4 angeordnet sind, wobei die Pupillenspots im Vergleich zur Größe der gesamten Pupille übertrieben groß dargestellt sind;
Beleuchtungsbeispiele aa, ab ... az, ba der Pupille nach Fig. 5, wobei jeweils acht Pupillenspots ausgeleuchtet sind, wobei die Pupillenspots im Vergleich zur Größe der gesamten Pupille übertrieben groß dargestellt sind;
Fig. 7 eine Anordnung von Facetten des spekularen Reflektors zur Ausleuchtung von Pupillenspot- Anordnungen nach den Fig. 5 und 6; Fig. 8 ebenfalls stark schematisch eine weitere Ausführung eines EUV- Beleuchtungssystems einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit einem Feldfacettenspiegel und einem Pupillenfacettenspiegel;
Fig. 9 eine Ausführung eines Pupillenfacettenspiegels zum Einsatz im
EUV-Beleuchtungssystem nach Fig. 8 mit einer Anordnung von Pupillenfacetten, geeignet zur Beleuchtung mit zwölf Feldfacetten des Feldfacettenspiegels, wobei die Pupillenfacetten im Ver- gleich zur Größe des gesamten Pupillenfacettenspiegels übertrieben groß dargestellt sind;
Fig. 10 Beleuchtungsbeispiele aa, ab ... az, ba des Pupillenfacettenspiegels nach Fig. 9, wobei jeweils zwölf Pupillenfacetten ausge- leuchtet sind, wobei die Pupillenfacetten im Vergleich zur Größe der gesamten Pupille übertrieben groß dargestellt sind;
Fig. 1 1 eine weitere Ausführung eines Pupillenfacettenspiegels zum Einsatz im EUV-Beleuchtungssystem nach Fig. 8 mit einer weiteren Anordnung von Pupillenfacetten, geeignet zur Beleuchtung mit acht Feldfacetten des Feldfacettenspiegels; und
Fig. 12 Beleuchtungsbeispiele aa, ab ... az, ba des Pupillenfacettenspiegels nach Fig. 1 1, wobei jeweils acht Pupillenfacetten ausge- leuchtet sind, wobei die Pupillenfacetten im Vergleich zur Größe der gesamten Pupille übertrieben groß dargestellt sind.
Ein EUV-Beleuchtungssystem 1 ist in der Fig. 1 schematisch zwischen einer EUV-Strahlungsquelle 2 und einem Beleuchtungsfeld beziehungs- weise Objektfeld 3 dargestellt. Das EUV-Beleuchtungssystem 1 ist Teil einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 4 zur Herstellung hochintegrierter Halbleiterbauelemente, insbesondere von Speicherchips mit Strukturen im Nanometerbereich.
Das Beleuchtungssystem 1 dient zur definierten Ausleuchtung eines Beleuchtungsfeldes. Das Beleuchtungsfeld kann größer sein als das tatsächliche Objektfeld 3, sodass das Objektfeld 3 in dem Beleuchtungsfeld angeordnet ist. Alternativ kann das Beleuchtungsfeld mit dem Objektfeld 3 zu- sammenfallen. Bei einer weiteren Variante kann das Beleuchtungsfeld entlang einer Objekt- bzw. etikelverlagerungsrichtung kleiner sein als das Objektfeld 3. Das Beleuchtungsfeld kann senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung größer sein als das Objektfeld 3. Bei der Ausführung nach Fig. 1 handelt es sich bei der Strahlungsquelle nach Fig. 2 um einen Freie-Elektronen-Laser (FEL).
Das Objektfeld 3 ist rechteckig. Alternativ kann das Objektfeld 3 auch ring- oder bogenförmig ausgeführt sein.
Im Objektfeld 3 ist ein reflektierendes Retikel 5 angeordnet, das auch als Lithographiemaske bezeichnet wird. Das Retikel 5 wird von einem Reti- kelhalter 5 a getragen, der wiederum mit einer Retikelverlagerungseinrich- tung 5b in mechanischer Wirkverbindung steht.
Das Objektfeld 3 wird mittels eines Projektionsobjektivs 6 in ein Bildfeld 7 abgebildet. Eine Eintrittspupille der Projektionsoptik 6 kann im Strahlengang nach dem Objektfeld 3 liegen. Im Bildfeld 7 ist ein Abschnitt eines Wafers 8 angeordnet, der eine für EUV-Beleuchtungslicht 9, das von der Strahlungsquelle 2 erzeugt wird, lichtempfindliche Schicht trägt. Der Wa- fer 8 wird auch als Substrat bezeichnet. Der Wafer 8 wird von einem Wa- ferhalter 8a getragen, der wiederum mit einer Waferverlagerungs- einrichtung 8b in mechanischer Verbindung steht.
Die EUV-Projektionsbelichtungsanlage 4 hat eine zentrale Steuereinrichtung 4a und ist nach Art eines Scanners ausgeführt. Eine Scan-Richtung verläuft dabei parallel zu kurzen Seiten des Objektfeldes 3 und des Beleuchtungsfeldes 7.
Die Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage 4 sind in der Fig. 1 schematisch alle in einer Aufsicht dargestellt.
In dieser Aufsicht werden das Objektfeld 3 und das Bildfeld 7 aufgespannt von den Koordinaten x, y eines kartesischen Koordinatensystems. Die x- Richtung verläuft in der Fig. 1 nach rechts. Die y-Richtung verläuft in der Fig. 1 nach oben. Eine tatsächliche Haupt-Strahlrichtung des Beleuchtungslichts 9 verläuft in der Projektionsbelichtungsanlage 4 im Wesentlichen senkrecht zur xy-Ebene.
Das von der Strahlungsquelle 2 ausgesandte Beleuchtungslicht 9 wird zunächst von einer Strahlformungseinrichtung 10 geformt. Hierbei kann es sich um einen xy-Scanner handeln, der das mit geringer Divergenz von der Strahlungsquelle 2 ausgestrahlte Beleuchtungsbündel sowohl in der x- Richtung als auch in der y-Richtung auffächert. Mit der Strahlformungseinrichtung 10 kann individuell ausgewählt werden, welche effektive x- Ausdehnung und welche effektive y- Ausdehnung ein Bündel des Beleuchtungslichts 9 nach der Strahlformungseinrichtung 10 hat. Eine Ansteuerung der Strahlformungseinrichtung 10 kann so gewählt sein, dass eines der im Strahlengang des Beleuchtungslichts 9 folgenden optischen Elemente, insbesondere das im Strahlengang nächste optische Element, und/oder dass das Objektfeld 5 vom Beleuchtungslicht 9 homogen ausgeleuchtet wird. Bei einer alternativen Ausführung umfasst die Strahlformungseinrichtung 10 mindestens einen stationären Spiegel, der das Beleuchtungslicht 9 auffächert. Die Auffächerung kann so gewählt sein, dass eines der im Strahlengang des Beleuchtungslichts 9 folgenden optischen Elemente, insbesondere das im Strahlengang nächste optische Element, und/oder dass das Ob- jektfeld 5 vom Beleuchtungslicht 9 homogen ausgeleuchtet wird.
Soweit die Strahlformungseinrichtung 10 als xy-Scanner ausgeführt ist, kann diese Ausführung so sein, dass zu einem Zeitpunkt nur ein kleiner Bereich einer der optischen Komponenten ausgeleuchtet wird, die der Strahlformungseinrichtung 10 im Strahlengang des Beleuchtungslichts 9 nachfolgen. Hierdurch kann bei Verwendung einer hochkohärenten Lichtquelle, insbesondere bei Verwendung eines FEL, Speckle verringert werden. Das Beleuchtungslicht 9 hat eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm, insbesondere eine Wellenlänge von höchstens 10 nm, beispielsweise von 7 nm.
Der Strahlformungseinrichtung 10 im Strahlengang des Beleuchtungslichts 9 nachgeordnet ist ein Überführungs-Facettenspiegel 1 1 mit Überführungs- Facetten 12. Die Überführungs-Facetten 12 sind über Kippaktoren 12a, von denen in der Fig. 1 ein Kippaktor 12a beispielhaft dargestellt ist, individuell schaltbar und können individuell um Kippachsen parallel zur x- Achse und parallel zur y- Achse definiert verkippt werden. Die Überführungs- Facetten 12 sind rechteckig. Eine Berandungsform des Objektfeldes 3 muss nicht mit einer Berandungsform der Überführungs-Facetten 12 übereinstimmen. Ein x/y-Aspektverhältnis der Überführungs-Facetten 12 muss nicht mit einem x/y- Aspektverhältnis des Objektfeldes 3 übereinstimmen.
Beleuchtungslicht-Teilbündel 9i, die von jeweils einer der Überführungs- Facetten 12 reflektiert werden, beaufschlagen Spekular-Facetten 13 eines Spekular-Facettenspiegels 14, der im Strahlengang des Beleuchtungslicht 9 nach dem Überführungs-Facettenspiegel 1 1 angeordnet ist. Der Spekular- Facettenspiegel 14 stellt einen spekularen Reflektor des Beleuchtungssystems 1 dar. Der Überführungs-Facettenspiegel 1 1 und der Spekular- Facettenspiegel 14 sind Teile einer Beleuchtungsoptik des Beleuchtungssystems 1 zur Beleuchtung des Objekt- beziehungsweise Beleuchtungsfeldes 3. Die Beleuchtungsoptik und die Projektionsoptik 6 sind Bestandteile eines optischen Systems der Projektionsbelichtungsanlage 4.
Die Spekular-Facetten 13 sind nebeneinander in einer xy- Anordnungsebene des Spekular-Facettenspiegels 14 angeordnet. Die Spekular-Facetten 13 dienen zur reflektierenden, überlagernden Führung der Teilbündel 9i des gesamten Bündels des Beleuchtungslichts 9 hin zum Objektfeld 3. Über die Überführungs-Facetten 12 und die über die reflektierende Bündelführung der Beleuchtungs-Teilbündel 9i zugeordneten, nachgelagerten Spekular-Facetten 13 sind jeweils Ausleuchtungskanäle vorgegeben. Über diese Ausleuchtungskanäle ist jeweils das gesamte Objektfeld 3 mit dem Beleuchtungslicht 9 ausleuchtbar. Jeweils einem der Objektfeld- Ausleuchtungskanäle ist jeweils genau eine Überführungs-Facette 12 und jeweils genau eine Spekular-Facette 13 zugeordnet. Alternativ kann jeweils eine der Überführungs-Facetten auch mehreren Ausleuchtungskanälen und damit mehreren Spekular-Facetten 13 zugeordnet sein. Wie aus der Literatur zum spekularen Reflektor, zum Beispiel aus der DE 103 17 667 AI oder der US 2010/0231882 AI bekannt ist, ist der Spekular- Facettenspiegel 14 so angeordnet, dass eine Lage der jeweiligen Spekular- Facette 13 auf dem Spekular-Facettenspiegel 14 und ein Beaufschlagungsort des Beleuchtungslicht-Teilbündels 9i auf der jeweiligen Spekular- Facette 13 des Spekular-Facettenspiegels 14 eine Beleuchtungsrichtung für Feldpunkte des Objektfeldes 3 vorgibt. Gleichzeitig gibt eine Randkontur eines Beaufschlagungsbereiches, im Falle der gesamten Beaufschlagung einer Spekular-Facette 13 also die Randkontur der Spekular-Facette 13 selbst, des Beleuchtungslicht-Teilbündels 9i auf der jeweiligen Spekular-Facette 13 des Spekular-Facettenspiegels 14 eine Feldform des Objektfeldes 3 vor. Die Konturgestaltung sowie die An- Ordnung der Spekular-Facetten 13 auf dem Spekular-Facettenspiegel 14 beinhaltet also sowohl die Information "Beleuchtungswinkel" als auch die Information "Feldform" in Bezug auf die Beleuchtung des Objektfeldes 3.
Jede der Spekular-Facetten 13 hat eine zusammenhängende statische Re- flexionsfläche 15. Anders als bei den vorstehend zitierten Veröffentlichungen zum spekularen Reflektor sind die Spekular-Facetten 13 ihrerseits nicht in eine Mehrzahl von Einzelspiegeln unterteilt, sondern stellen jeweils einen einzigen, monolithischen Spiegel dar. Der Spekular-Facettenspiegel 14 ist weder in einer Pupille der Projektions- belichtungsanlage 4 noch in einer Feldebene der Projektionsbelichtungsan- lage 4 angeordnet. Die Spekular-Facetten 13 werden mit Einfallswinkeln mit kleiner Winkelbandbreite beaufschlagt. Diese Winkelbandbreite kann kleiner sein als 2°. Diese Winkelbandbreite ist gleich einer halben Gesamt- Winkelbandbreite von Einfallswinkeln, die das Beleuchtungslicht-Teilbündel 9i auf der je- weiligen Spekular-Facette 13 hat. Wenn beispielsweise ein Beleuchtungslicht-Teilbündel 9i auf eine der Spekular-Facetten 13 mit Einfallswinkeln zwischen 3° und 7° auftrifft, beträgt die Gesamt- Winkelbandbreite 4° und die Winkelbandbreite auf dieser Spekular-Facette 13 beträgt dann 2°. Die Winkelbandbreite der Einfallswinkel auf den Spekular-Facetten 13 kann sich auf lokale Einfallswinkel beziehen. Für jeden Ort auf jeweils einer der Spekular-Facetten 13 wird dann ein größter Einfallswinkel und ein kleinster Einfallswinkels des Beleuchtungslichts 9 bestimmt. Treffen an einem Ort auf einer der Spekular-Facetten 13 Beleuchtungslicht-Teilbündel 9i mit Einfallswinkel zwischen 2° und 4° auf und an einem anderen Ort derselben Spekular-Facette 13 Beleuchtungslicht-Teilbündel 9i mit Einfallswinkel zwischen 10° und 12° auf, so beträgt eine lokale Gesamt- Winkelbandbreite auf dieser Spekular-Facette 13 2° und die lokale Winkelbandbreite beträgt dann 1°. Diese lokalen Bandbreiten- Werte sagen nichts darüber aus, wie groß die Winkelbandbreite an anderen, nicht betrachteten Orten auf der Spekular-Facette 13 ist. Ist eine sonstige Winkelbandbreite auf der Spekular-Facette signifikant größer als eine an bestimmten Orten dieser Spekular-Facette vorliegende lokale Winkelbandbreite, so können Eigenschaften einer hochreflektierenden Beschichtung dieser Spe- kular-Facette 13 vom Ort auf der Spekular-Facette 13 abhängig gewählt werden. In diesem Fall kann eine eflektivität der Spekular-Facette erreicht werden, die von der lokalen Winkelbandbreite und nicht von einer über die gesamte Spekular-Facette 13 bestimmten Winkelbandbreite abhängt. Bei der Ausführung des Beleuchtungssystems 1 nach Fig. 1 ist der Speku- lar-Facettenspiegel 14 die letzte das Beleuchtungslicht 9 führende optische Komponente des Beleuchtungssystems 1 vor dem Objektfeld 3. Bei ande- ren, nicht dargestellten Ausführungen des Beleuchtungssystems 1 befindet sich zwischen dem Spekular-Facettenspiegel 14 und dem Objektfeld im Strahlengang des Beleuchtungslichts 9 ein Spiegel für streifenden Einfall (gracing incidence). Dieser Spiegel für streifenden Einfall kann als planer Spiegel ohne Brechkraft, alternativ aber auch als konvex oder konkav ge- krümmter Spiegel ausgeführt sein.
Fig. 1 zeigt über eine entsprechende Schraffur-Codierung eine Zuordnung der Überführungs-Facetten 12 des Überführungs-Facettenspiegels 1 1 zu den durch die jeweiligen Überführungs-Facetten 12 über die Beleuchtungs- Teilbündel 9i beleuchteten Spekular-Facetten 13 des Spekular-
Facettenspiegels 14. Da in der Fig. 1 beispielhaft vier Überführungs- Facetten 12 dargestellt sind, sind vier der insgesamt acht in der Fig. 1 dargestellten Spekular-Facetten 13 so schraffiert wie die sie beleuchtenden Überführungs-Facetten 12. Die anderen Spekular-Facetten 13 sind entwe- der unbeleuchtet oder durch andere, nicht dargestellte Überführungs- Facetten 12 beleuchtet.
Tatsächlich ist die Anzahl der Überführungs-Facetten 12 und die Anzahl der Spekular-Facetten 13 sehr viel höher als in der schematischen Darstel- lung nach Fig. 1. Eine Vorstellung von der tatsächlichen Anzahl von Spekular-Facetten gibt die Fig. 7, die nachfolgend noch erläutert ist.
Fig. 2 zeigt eine Variante einer Randkontur-Formgebung der Spekular- Facetten 13 des Spekular-Facettenspiegels 14. Die Spekular-Facetten 13 sind bei der Ausführung nach Fig. 2 jeweils so geformt, dass sie bei vollständiger Beaufschlagung über ihre jeweilige rechteckige Randkontur und die Form ihrer jeweiligen Reflexionsfläche 15 sowohl die Beleuchtungsrichtung für jeden Feldpunkt als auch die Feldform für das Objektfeld 3 vorgeben.
Eine alternative Formgebung der Spekular-Facetten 13 zeigt die Fig. 4. Dort sind die Spekular-Facetten 13 mit jeweils gleicher Erstreckung in der x-Richtung, also längs der langen Felddimension der Felder 3 und 7, aus- gebildet. Die verschiedenen Spekular-Facetten 13 sind bei der Ausführung nach Fig. 4 ohne x- Versatz in der y-Richtung nebeneinander angeordnet. Zur Vorgabe einerseits der Beleuchtungsrichtung für jeden Feldpunkt und andererseits der Feldform für das Objektfeld 3 werden die Spekular- Facetten 13 bei der Ausführung nach Fig. 4 in unterschiedlichen Beauf- schlagungsbereichen mit den Beleuchtungslicht-Teilbündeln 9i beaufschlagt. Ein solcher Beaufschlagungsbereich 16 ist in der Fig. 4 schraffiert hervorgehoben. Der Beaufschlagungsbereich 16 ist kleiner als die beaufschlagte Spekular-Facette 13. Beim in der Fig. 4 dargestellten Beispiel hat der Beaufschlagungsbereich 16 eine kleinere x-Erstreckung als die gesamte zugehörige Spekular-Facette 13.
Ein y/x-Aspektverhältnis der Spekular-Facetten 13, also ein Verhältnis kurze Seitenlänge/lange Seitenlänge der Spekular-Facetten 13, kann kleiner sein als ein entsprechendes y/x-Aspektverhältnis des Objektfeldes 3.
Die Spekular-Facetten 13 sind auf dem Spekular-Facettenspiegel 14 so angeordnet, dass keine zwei Spekular-Facetten 13 längs der y-Dimension, also längs der Dimension, die der Scanrichtung beziehungsweise der Objektverlagerungsrichtung entspricht, miteinander überlappen. Alle Speku- lar-Facetten 13 sind also längs der y-Richtung nebeneinander aufgereiht. Bei einer beliebigen y-Koordinate liegt jeweils höchstens genau eine Spe- kular-Facette 13 vor. Fig. 3 zeigt schematisch eine Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichts 9 in einer Pupille 17 des Beleuchtungssystems 1. Wiederum durch eine Schraffur, die derjenigen nach Fig. 1 entspricht, ist angedeutet, welcher Pupillenspot 18 über welche der Spekular-Facetten 13 mit dem jeweiligen Beleuchtungslicht-Teilbündel 9i ausgeleuchtet ist. Die Ausdehnung der Pupillenspots 18 ist in der Fig. 3 stark übertrieben dargestellt.
Fig. 3 zeigt keine Intensitätsverteilung einer Beleuchtungslicht- Beaufschlagung auf einer beispielsweise reflektierenden optischen Komponente, sondern zeigt eine Intensitätsverteilung beim Durchtritt von insge- samt vier Beleuchtungslicht-Teilbündeln am Ort der Pupillenspots 18 durch eine Pupillenebene, in der die Pupille 17 angeordnet ist. Die Pupillenspots 18 sind parallel zur Scanrichtung y stärker ausgedehnt als senkrecht hierzu, also als in x-Richtung. Die Pupillenspots 18 haben einen elliptischen Querschnitt.
Bei einer Pupillenspot- Verteilung nach Fig. 3 würde das gesamte Objektfeld 3 aus vier verschiedenen Richtungen beleuchtet werden, die der Lage der vier Pupillenspots 18 in der Pupille 17 nach Fig. 3 entsprechen. Die Lage der vier Pupillenspots 18 entspricht der Lage der jeweiligen Spekular- Facetten 13 beziehungsweise der Lage der Beaufschlagungsbereiche 16 auf den jeweiligen Spekular-Facetten 13.
Die zentrale Steuereinrichtung 4a steht mit zu steuernden Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage 4, beispielsweise mit der Strahlungsquel- le 2, mit der Strahlformungseinrichtung 10, mit Kippaktoren 12a für die Überführungs-Facetten 12 und mit den Verlagerungseinrichtungen 5b und 8b in Signalverbindung. Über die Steuereinrichtung 4a kann ein Beleuch- tungssetting vorgegeben werden, also eine von verschiedenen möglichen Verteilungen von Pupillenspots 18 auf der Pupille 17. Ferner wird mit der Steuereinrichtung 4a eine synchronisierte Verlagerung des etikels 5 und des Wafers 8 bei der scannenden Projektionsbelichtung, jeweils längs der y-Richtung, vorgegeben. Fig. 5 zeigt eine Gesamtanordnung von Pupillenspots 18 in der Pupille 17. Zur Verdeutlichung sei nochmals darauf hingewiesen, dass in der Pupille 17 keine körperliche optische Komponente des Beleuchtungssystems 1 angeordnet ist. Die Darstellungen nach den Fig. 3 und 5 stellen Intensitätsverteilungen des Beleuchtungslichts in einer Ebene der Pupille 17, also in ei- ner Pupillenebene dar. Die Pupillenspots 18 sind in der Fig. 5 stark vergrößert dargestellt. Tatsächlich sind aufgrund der geringen Winkelbandbreite, also der geringen Divergenz, der vom FEL 2 emittierten Strahlung die Pupillenspots 18, die auch als Lichtquellen-Bilder aufgefasst werden können, im Verhältnis zur Ausdehnung der gesamten Pupille 17 sehr viel kleiner als in der Fig. 5 dargestellt.
Aufgrund der vergrößerten Darstellung ist der Gesamtanordnung der Pupillenspots 18 nach Fig. 5 nicht zu entnehmen, dass die einzelnen Pupillenspots 18 alle verschiedene y-Koordinaten haben.
Während Fig. 3 eine Intensitätsverteilung von durch eine Pupillenebene durchtretenden Beleuchtungslicht-Teilbündeln 9i zeigt, die einen in Scanrichtung y ausgedehnten Bereich des Objektfeldes 3 beleuchten, zeigt Fig. 5 eine Intensitätsverteilung von Beleuchtungslicht-Teilbündeln 9i, die nur jeweils einen sehr kleinen Bereich des Objektfeldes 3 beleuchten. Dieser kleine beleuchtete Objektfeld-Bereich beinhaltet insbesondere eine Mitte des Objektfeldes 3, gemessen entlang der Scanrichtung y. Entsprechend sind die Pupillenspots 18 in der Fig. 3 parallel zur Scanrichtung y ausge- dehnter als die Pupillenspots 18 in Fig. 5.
Fig. 5 zeigt eine Anordnung aus insgesamt achtundvierzig Pupillenspots 18. Acht der Pupillenspots 18z sind nahe benachbart zueinander nahe einem Zentrum Z der Pupille 17 angeordnet. Sechzehn der Pupillenspots 18m sind in einem mittleren Radiusbereich zwischen dem Zentrum Z und einem Randbereich der Pupille 17 angeordnet. Weitere vierundzwanzig der Pupillenspots 18a sind in einem äußeren Radiusbereich nahe dem Rand der Pupille 17 angeordnet. Die Pupillenspots 18m im mittleren Radiusbereich sind dabei etwa im halben Abstand des Zentrums Z zum äußeren Rand der Pupille 17 angeordnet.
Die Fig. 6 zeigt insgesamt siebenundzwanzig verschiedene Anordnungen von jeweils acht Pupillenspots 18, die aus der Gesamtanordnung der Pupillenspots 18 nach Fig. 5 ausgewählt werden können. Diese verschiedenen Anordnungen aa, ab, ... az und ba nach Fig. 6 stellen verschiedene Be- leuchtungssettings des Beleuchtungssystems 1 dar und können jeweils über Objektfeld- Ausleuchtungskanäle von Beleuchtungslicht-Teilbündeln 9i beleuchtet werden, die von einem Überführungs-Facettenspiegel 1 1 mit acht Überführungs-Facetten 12 zu den den jeweils ausgewählten Pupillen- spots 18 entsprechenden Spekular-Facetten 13 des Spekular-
Facettenspiegels 14 reflektiert werden. Die verschiedenen Pupillenspot- Anordnungen nach Fig. 6 können also mit ein und demselben Überführungs-Facettenspiegel 1 1 mit acht Überführungs-Facetten 12 erzeugt werden, die jeweils zur Auswahl der vorgegebenen Anordnung der Pupillen- spots 18 entsprechend verkippt werden, sodass diejenigen Spekular- Facetten 13 beleuchtet werden, die wiederum das Beleuchtungslicht 9 hin zu den vorgegebenen Pupillenspots 18 reflektieren. Die Spekular-Facetten 13 brauchen hierfür nicht verkippbar oder anderweitig verlagerbar zu sein. Es ist also möglich, den Spekular-Facettenspiegel 14 insgesamt monolithisch zu fertigen.
Zu den verschiedenen Beleuchtungssettings nach Fig. 6 gehören Dipol- Beleuchtungssettings mit verschiedener Dipol- Ausrichtung, beispielsweise die Beleuchtungssettings 6aa, 6ab, 6ae und 6af, annulare Beleuchtungssettings mit verschiedenen absoluten Beleuchtungswinkeln, beispielsweise die Beleuchtungssettings 6ac, 6ad, 6g, Quadrupol-Beleuchtungssettings mit verschiedenen absoluten Beleuchtungswinkeln und verschiedener Polausrichtung, zum Beispiel die Beleuchtungssettings 6ai, 6aj, 6ak, 6am, 6an, 6ao sowie weitere Beleuchtungssettings, insbesondere Quadrupol- Beleuchtungssettings, bei denen in Umfangsrichtung um ein Zentrum der Pupille jeweils um 90° versetzt zueinander orientierte Bereiche unterschiedliche absoluten Beleuchtungswinkel aufweisen, und teilweise exotische Beleuchtungssettings.
Der zur Anordnung der Pupillenspots 18 nach Fig. 5 gehörende Spekular- Facettenspiegel 14 hat achtundvierzig Spekular-Facetten 13 und ist in der Fig. 7 dargestellt. Die Anordnung der Spekular-Facetten 13 des Spekular- Facettenspiegels 14 nach Fig. 7 kann als Faltung der Pupillenspot- Gesamtanordnung nach Fig. 5 mit dem Objektfeld 3 verstanden werden. Da die Randkontur jedenfalls der Beaufschlagungsbereiche auf den Spekular-Facetten 13 als Faltung der runden Pupillenspots 18 mit dem rechteckigen Objektfeld 3 verstanden werden können, haben die einzelnen Beaufschlagungsbereiche oder auch die Spekular-Facetten 13 selbst in positiver und negativer x-Richtung nicht eckig, sondern ellipsenartig gekrümmt auslaufende Randbereiche 20. Insbesondere bei Verwendung eines FEL als Lichtquelle können die Pupillenspots 18 so klein sein, dass die dargestellte Abrundung der Randbereiche 20 vernachlässigt werden kann.
Die einzelnen Spekular-Facetten 13 des Spekular-Facettenspiegels 14 nach Fig. 7 sind in der y-Richtung nicht lückenlos nebeneinander angeordnet, sondern nur dort, wo längs der entsprechenden y-Koordinate der Pupille 17 nach Fig. 5 tatsächlich Pupillenspots 18 angeordnet sind. Zwischen
Clustern von Spekular-Facetten 13 finden sich auf dem Spekular-
Facettenspiegel 14 also mehrere Lückenbereiche 19. Diese Lückenbereiche 19 haben in der y-Richtung eine Erstreckung, die einem Mehrfachen der y- Erstreckung der einzelnen Spekular-Facetten 13 entspricht. Die Vorgabe einer Beleuchtungswinkelverteilung, also einer Verteilung von Beleuchtungslichtungen, auf dem Objektfeld 3 entspricht der Vorgabe einer Beleuchtungspupille, also einer Intensitätsverteilung in der Pupille 17. Die Vorgabe einer Beleuchtungswinkelverteilung entlang einer im Wesentlichen senkrecht zur Scanrichtung y, also in x-Richtung verlaufenden Linie im Objektfeld 3 gibt eine Beleuchtungswinkelverteilung auf einer zugehörigen Spekular-Facette 13 entlang einer ebenfalls im Wesentlichen senkrecht zur Scanrichtung y verlaufenden Linie vor. Für eine gegebene Form und Lage einer Überführungs-Facette 12, die der Spekular-Facette 13 zugeordnet ist, ergibt sich hieraus eine Oberflächenform der Spekular- Facette 13 entlang dieser Linie senkrecht zur Scanrichtung y. Mit anderen Worten kann entlang einer im Wesentlichen senkrecht zur Scanrichtung y verlaufende Linie die Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichts 9 in der Pupille 17 in weiten Bereichen frei vorgegeben werden. Eine solche freie Vorgabe der Intensitätsverteilung in der Pupille 17 ist insbesondere dann möglich, wenn die Vorgabe-Linie senkrecht zur Scanrichtung y verläuft und die Pupillenspots 18 in der Pupille 17 längs der Scanrichtung y nicht miteinander überlappen. Für verschiedene Spekular-Facetten 13 können Beleuchtungsspots 18 in der Pupille 17 vorgegeben werden, die einer ins- gesamt erreichbaren Verteilung der Beleuchtungsspots 18 in der Pupille 17 nach Fig. 5 entsprechen.
Um Überlappungseffekte im Randbereich des Objektfeldes 3 zu vermeiden, können die Spekular-Facetten 13 insbesondere in ihrer Ausdehnung parallel zur Scanrichtung y mit geringerer Ausdehnung ausgeführt werden, als dies zur Vorgabe einer geforderten Beleuchtungswinkelverteilung notwendig wäre. Eine leichte Abhängigkeit einer Beleuchtungswinkelverteilung auf dem Objektfeld 3 vom Ort auf dem Objektfeld 3, insbesondere eine Abhängigkeit der Beleuchtungswinkelverteilung von der y- Koordinate, kann dabei toleriert werden.
Anhand der Fig. 8 wird nachfolgend eine weitere Ausführung einer Projek- tionsbelichtungsanlage 21 erläutert, die anstelle der Projektionsbelich- tungsanlage 1 zur Herstellung eines mikro- beziehungsweise nanostruktu- rierten Halbleiterbauelements zum Einsatz kommen kann. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Pro- jektionsbelichtungsanlage 1 und deren Komponenten nach den Fig. 1 bis 7 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Die Strahlformungseinrichtung 10 kann, wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 angedeutet, einen Reflexionsspiegel aufweisen. Eine bündelformende Fläche der Strahlformungseinrichtung 10, insbesondere der Reflexionsspiegel, kann als Freiformfläche ausgeführt sein. Ein Beleuchtungssystem 22 der Projektionsbelichtungsanlage 21, das anstelle des Beleuchtungssystems 1 zum Einsatz kommen kann, hat einen Feldfacettenspiegel 23 und einen Pupillenfacettenspiegel 24.
Der Feldfacettenspiegel 23 hat eine Mehrzahl von Feldfacetten 23a, die einander überlagernd in das Objektfeld 3 abgebildet werden.
Der Pupillenfacettenspiegel 24, der im Bereich einer Pupillenebene der Projektionsbelichtungsanlage 21 angeordnet ist, hat eine Mehrzahl von Pupillenfacetten 25. Diese sind am Ort von möglichen Pupillenspots angeordnet, die als Bilder der Strahlungsquelle 2 längs entsprechender Objektfeld- Ausleuchtungskanäle, die über eine entsprechende Kippverstellung der Feldfacetten 24 ausgebildet werden können, entstehen. Eine Ortsverteilung von jeweils mit einem Beleuchtungslicht-Teilbündel 9i beleuchteten Pupillenfacetten 25 gibt eine Beleuchtungswinkelverteilung des Beleuchtungslichts 9 im Objektfeld 3 vor. Im Unterschied zum Beleuchtungssystem 1 nach Fig. 1 ist beim Beleuchtungssystem 21 nach Fig. 8 in der Pupillenebene eine reflektierende optische Komponente angeordnet, nämlich der Pupillenfacettenspiegel 24.
Die überlagernde Abbildung der Feldfacetten 23a im Objektfeld 3 erfolgt über die Pupillenfacetten 25. Die Pupillenfacetten 25 sind in verschiedenen Ortsbereichen 26, 27, 28 auf dem Pupillenfacettenspiegel 24 angeordnet, die räumlich voneinander um mehr als einen Pupillenfacettendurchmesser d voneinander getrennt angeordnet sind. Dies wird nachfolgend anhand der Fig. 9 näher erläutert. Der Pupillenfacettenspiegel 24 nach Fig. 9 hat insgesamt zweiundsiebzig Pupillenfacetten 25. Zwölf innere Pupillenfacetten 25z sind im zentralen Ortsbereich 26 des Pupillenfacettenspiegels 24 angeordnet. Der zentrale Ortsbereich 26 erstreckt sich im Radienbereich [0; rz] um das Zentrum Z des Pupillenfacettenspiegels 24. Zwölf weitere Pupillenfacetten 25m sind im mittleren, ringförmigen Ortsbereich 27 auf dem Pupillenfacettenspiegel 24 angeordnet. Dieser mittlere Ortsbereich 27 erstreckt sich zwischen den Radien rmi und rma, also im Bereich [rmi; rma]. Weitere achtundvierzig Pupillenfacetten 25a sind im ebenfalls ringförmigen äußeren Ortsbereich 28 an- geordnet, der sich im Radienbereich [rai; raa] um das Zentrum Z des Pupillenfacettenspiegels 24 erstreckt.
Die mittleren Pupillenfacetten 25m sind in Umfangsrichtung gleich beabstandet im Ortsbereich 27 auf dem Pupillenfacettenspiegel 24 ange- ordnet.
Die äußeren Pupillenfacetten 25a sind in Umfangsrichtung gleich beabstandet im Ortsbereich 28 auf dem Pupillenfacettenspiegel 24 angeordnet. Es gilt: d < rmi - rz und
Figure imgf000027_0001
Die Ortsbereiche 26 bis 28 sind räumlich voneinander also um mehr als einen Pupillenfacettendurchmesser d voneinander getrennt angeordnet. Grundsätzlich kann für die Abstände rmi - rz und rai - rma gelten, dass diese adienabstände größer sind als der Durchmesser des zentralen Ortsbereichs 26. Die Ringstärken rma - rmi einerseits und raa - rai andererseits sind kleiner als die radialen Abstände benachbarter Ortsbereiche 26, 27 beziehungsweise 27, 28 zueinander.
Mit einem Beleuchtungssystem 22, das einen Feldfacettenspiegel entspre- chend dem Feldfacettenspiegel 23 mit insgesamt zwölf Feldfacetten 23a aufweist, lassen sich mit einem Pupillenfacettenspiegel 24 mit einer Pupillenfacetten-Gesamtanordnung nach Fig. 9 Anordnungen beleuchteter Pupillenfacetten 25, also Beleuchtungssettings, einstellen, die in der Fig. 10 beispielhaft gezeigt sind. Insgesamt zeigt die Fig. 10 siebenundzwanzig verschiedene Beleuchtungssettings aa, ab, ac ... az und ba. Die Schraffur in der Fig. 9 gibt an, welche Pupillenfacetten 25 welcher Feldfacette 23a zugeordnet sind. Jeweils zwei der Feldfacetten 23a ist dieselbe Schraffur zugeordnet, da diese beiden Feldfacetten 23a zwei punktsymmetrisch auf dem Pupillenfacettenspiegel 24 angeordnete Pupillenfacetten 25 beleuch- ten.
Fig. 10 zeigt, prinzipiell vergleichbar zur Fig. 6, wiederum verschiedene Typen von Beleuchtungssettings, die alle mit der Pupillenfacetten- Gesamtanordnung nach Fig. 9 einstellbar sind, nämlich insbesondere Di- pol-Beleuchtungssettings, annulare Beleuchtungssettings, Multipol-
Beleuchtungssettings, Quadrupol-Beleuchtungssettings sowie Quadrupol- Beleuchtungssettings mit verschiedener radialer Ausdehnung von zueinander um das Zentrum Z um 90° gedrehter Pole. Diese Typen von Beleuchtungssettings sind ausreichend, um alle relevanten Strukturtypen auf dem Retikel 5 mit guter Qualität auf den Wafer 8 abbilden zu können. Trotz der geringen Anzahl an Feldfacetten 23a und an Pupillenfacetten 25 ist eine Einstellung all dieser Beleuchtungssettings möglich, ohne dass es hierzu notwendig ist, die Pupillenfacetten 25 verlagerbar auszugestalten.. Jeweils genau 2 Pupillenfacetten 25, die bei den Beleuchtungssettings nach Fig. 10 beleuchtet werden, sind Pupillenfacetten 25 mit in der Fig. 9 identischer Schraffur.
Fig. 1 1 zeigt in einer zu Fig. 9 ähnlichen Darstellung eine weitere Pupillen- facetten-Gesamtanordnung auf einer Variante des Pupillenfacettenspiegels
24 mit insgesamt achtundvierzig Pupillenfacetten 25. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf den Pupil- lenfacettenspiegel 24 nach Fig. 9 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Acht der Pupillenfacetten 25z sind bei der Gesamtanordnung nach Fig. 1 1 im zentralen Ortsbereich 26 angeordnet. Sechzehn der Pupillenfacetten 25m sind im mittleren Ortsbereich 27 angeordnet. Vierundzwanzig der Pupillenfacetten 25a sind im äußeren Ortsbereich 28 des Pupillenfacetten- spiegeis 24 nach Fig. 1 1 angeordnet.
Die Pupillenfacetten 25m und 25a sind auch beim Pupillenfacettenspiegel
25 nach Fig. 1 1 in den Ortsbereichen 27 und 28 in Umfangsrichtung gleich beabstandet angeordnet.
Fig. 12 zeigt beispielhaft verschiedene Beleuchtungssettings aa, ab, ac ... az und ba, die mittels eines Feldfacettenspiegels nach Art des Feldfacettenspiegels 23 mit insgesamt acht Feldfacetten 23a über die Pupillenfacetten- Gesamtanordnung nach Fig. 1 1 ausgewählt werden können. Es ergeben sich wiederum zum Beispiel Dipol-Beleuchtungssettings, annulare Be- leuchtungssettings, Multipol-Beleuchtungssettings, Quadrupol- Beleuchtungssettings sowie Quadrupol-Beleuchtungssettings mit verschiedener radialer Ausdehnung von um das Zentrum Z in Umfangsrichtung um 90° gedreht zueinander orientierter Pole.
In Beleuchtungssystemen ohne einen Pupillenfacettenspiegel ist eine Beleuchtungspupille durch die Intensitätsverteilung einer Ausleuchtung einer Pupillenebene, in der sich nicht notwendigerweise eine optische Kompo- nente zu befinden braucht, mit dem Beleuchtungslicht bestimmt. Bei Beleuchtungssystemen mit einem spekularen Reflektor, wie er aus der DE 103 17 667 AI oder der US 2010/0231882 AI bekannt ist, befindet sich keine optische Komponente des Beleuchtungssystems in der Pupillenebene. Eine Ausgestaltung der einstellbaren Beleuchtungspupillen analog zu der hier bei Verwendung eines Pupillenfacettenspiegels beschriebenen Ausgestaltung erlaubt es, eine zweite facettierte Komponente eines spekularen Reflektors statisch auszuführen. Eine Verlagerbarkeit der Facetten des zweiten facettierten Elements ist dann nicht notwendig. Zur Herstellung eines nano- beziehungsweise mikro strukturierten Bauelements, beispielsweise eines Halbleiter-Speicherchips, wird zunächst das Retikel 5 und der Wafer 8 mit einer für das Beleuchtungslicht 9 lichtempfindlichen Beschichtung bereitgestellt. Es wird dann zumindest ein Abschnitt des Retikels 5 auf den Wafer 8 mit Hilfe der Projektionsbelich- tungsanlage 1 beziehungsweise 21 projiziert. Anschließend wird die mit dem Beleuchtungslicht 9 belichtete lichtempfindliche Schicht auf dem Wafer 8 entwickelt. Je nach Strukturanordnung auf dem etikel 5 beziehungsweise je nach gefordertem Auflösungsvermögen wird über eine entsprechende Auswahl der beleuchteten Spekular-Facetten 13 beziehungsweise der Pupillenfacetten 25 ein entsprechendes Beleuchtungssetting ausgewählt. Dies erfolgt durch entsprechende Vorgabe der Kippwinkel der Überführungs-Facetten 1 1 beziehungsweise der Feldfacetten 23 a über die zentrale Steuereinrichtung 4a.

Claims

Patentansprüche
1. Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithographie zur Beleuchtung eines Beleuchtungsfeldes, in welchem ein Objektfeld (3) einer nachfolgenden abbildenden Optik (6) angeordnet ist, in dem wiederum ein in einer Objektverlagerungsrichtung (y) verlagerbares Objekt (5) anordenbar ist, mit Beleuchtungslicht (9) einer EUV-Lichtquelle (2), mit einem Spekular-Facettenspiegel (14) mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Spekular-Facetten (13) zur reflektie- renden, überlagernden Führung von Teilbündeln (9i) eines Bündels des EUV-Beleuchtungslichts (9) zum Objektfeld (3),
wobei der Spekular-Facettenspiegel (14) eine im Strahlengang des Beleuchtungslichts (9) letzte Komponente zur Führung des Beleuchtungslichts (9) vor dem Objektfeld (3) darstellt,
- wobei der Spekular-Facettenspiegel (14) so angeordnet ist, dass
— eine Lage der jeweiligen Spekular-Facette (13) auf dem Spekular-Facettenspiegel (14) und ein Beaufschlagungsbereich (16) eines Beleuchtungslicht-Teilbündels (9i) auf der jeweiligen Spekular-Facette (13) des Facettenspiegels (14) eine Beleuch- tungsrichtung für die Feldpunkte des Objektfeldes (3) vorgibt,
— eine Randkontur des Beaufschlagungsbereiches (16) des Beleuchtungslicht-Teilbündels (9i) auf der jeweiligen Spekular- Facette (13) des Spekular-Facettenspiegels (14) eine Feldform des Objektfeldes (3) vorgibt,
- wobei jede der Spekular-Facetten (13) eine zusammenhängende statische Reflexionsfläche (15) aufweist.
2. Beleuchtungsoptik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spekular-Facetten (13) jeweils so geformt sind, dass sie bei voll- ständiger Beaufschlagung über ihre jeweilige Randkontur und die Form ihrer jeweiligen Reflexionsfläche (15) sowohl die Beleuchtungsrichtung für jeden Feldpunkt als auch die Feldform für das Objektfeld (3) vorgeben.
Beleuchtungsoptik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Randkontur der Spekular-Facetten (13) ein Aspektverhältnis y/x aus einer ersten Dimension y längs der Objektverlagerungsrichtung und einer zweiten Dimension x senkrecht hierzu aufweist, das kleiner ist als ein Aspektverhältnis y/x entsprechender Dimensionen des Objektfeldes (3).
Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spekular-Facetten (13) auf dem Spekular- Facettenspiegel (14) so angeordnet sind, dass keine zwei Spekular- Facetten (13) längs der Objektverlagerungsrichtung (y) miteinander überlappen.
Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen dem Spekular-Facettenspiegel (14) vorgeordneten Über- führungs-Facettenspiegel (1 1) mit einer Mehrzahl von Überführungs- Facetten (12) zur reflektierenden Führung der die Spekular-Facetten (13) des nachgelagerten Spekular-Facettenspiegels (14) beaufschlagenden Teilbündel (9i), sodass über die Überführungs-Facetten (12) und die über die reflektierende Bündelführung zugeordneten nachgelagerten Spekular-Facetten (13) Objektfeld- Ausleuchtungskanäle vorgegeben sind, über die jeweils das gesamte Objektfeld (3) mit dem Beleuchtungslicht (9) ausleuchtbar ist und denen jeweils genau eine Überführungs-Facette (12) des Überführungs-Facettenspiegels (1 1) und ge- nau eine Spekular-Facette (13) des nachgelagerten Spekular- Facettenspiegels (14) zugeordnet sind.
Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine lokale Winkelbandbreite eines Einfallswinkels des Beleuchtungslicht-Teilbündels (9i) auf der jeweiligen Facette (13), die kleiner ist als 2°.
Optisches System
mit einer Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei im Objektfeld (3) ein abzubildendes Objekt (5) anordenbar ist,
mit einer Projektionsoptik (6) zur Abbildung des Objektfeldes (3) in ein Bildfeld (7), in dem ein Substrat (8) anordenbar ist.
Optisches System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eintrittspupille (17) der Projektionsoptik (6) im Strahlengang nach dem Objektfeld (3) liegt.
Beleuchtungssystem (1)
mit einer Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer EUV-Lichtquelle (2) zur Erzeugung des Beleuchtungs lichts (9).
10. Beleuchtungssystem (1) für die EUV-Projektionslithographie
mit einer Beleuchtungsoptik (10, 23, 24) zur Beleuchtung eines Beleuchtungsfeldes, in welchem ein Objektfeld (3) einer nachfolgenden abbildenden Optik (6) angeordnet ist, in dem wiederum ein in einer Objektverlagerungsrichtung (y) verlagerbares Objekt (5) anordenbar ist, mit Beleuchtungslicht (9) einer EUV-Lichtquelle (2),
mit einer als FEL ausgeführten Lichtquelle (2) zur Erzeugung des Beleuchtungslichts (9),
- wobei die Beleuchtungsoptik
— einen Feldfacettenspiegel (23) mit einer Mehrzahl von Feldfacetten (23 a) zur reflektierenden Führung von Teilbündeln (9i) eines Bündels des EUV-Beleuchtungslichts (9) und
— einen Pupillenfacettenspiegel (24) mit einer Mehrzahl von Pu- pillenfacetten (25) aufweist, wobei einer Ortsverteilung von mit dem Beleuchtungslicht (9) beleuchteten Pupillenfacetten (25) eine Beleuchtungswinkelverteilung des Beleuchtungslichts (9) im Objektfeld (3) vorgibt,
wobei über die Pupillenfacetten (25) die Feldfacetten (23a) einan- der überlagernd in das Objektfeld (3) abgebildet werden, wobei die Pupillenfacetten (25) in Ortsbereichen (26, 27, 28) auf dem Pupillenfacettenspiegel (24) angeordnet sind, die räumlich voneinander um mehr als einen Pupillenfacettendurchmesser (d) voneinander getrennt angeordnet sind.
1 1. Beleuchtungssystem nach Anspruch 10 oder 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Ortsbereiche (27, 28) als Ring auf dem Pupillenfacettenspiegel (24) angeordnet ist.
12. Pupillenfacettenspiegel (24) zum Einsatz in einer Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in einem optischen System nach einem der Ansprüche 7 oder 8, oder in einem Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1, gekennzeichnet durch weniger als 100 Pupillenfacetten (25).
13. Projektionsbelichtungsanlage (4) mit einem Beleuchtungssystem nach Anspruch 9 oder 10 und mit einer Projektionsoptik (6) zur Abbildung des Objektfeldes (3) in ein Bildfeld (7), in dem ein Substrat (8) anor- denbar ist.
14. Herstellungsverfahren für ein strukturiertes Bauelement mit folgenden Schritten:
- Bereitstellen einer Projektionsbelichtungsanlage (4) nach Anspruch 13,
- Bereitstellen eines etikels (5),
- Projizieren einer im Objektfeld (3) angeordneten Oberfläche des Retikels (5) auf eine lichtempfindliche Schicht eines Wafers (8). 15. Bauelement, hergestellt mit einem Verfahren nach Anspruch 14.
PCT/EP2014/067961 2013-09-11 2014-08-25 Beleuchtungsoptik sowie beleuchtungssystem für die euv-projektionslithographie WO2015036226A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016541865A JP6703944B2 (ja) 2013-09-11 2014-08-25 Ｅｕｖ投影リソグラフィのための照明光学系及び照明系
KR1020167009359A KR102343801B1 (ko) 2013-09-11 2014-08-25 조명 광학 유닛 및 euv 투영 리소그래피용 조명 시스템
CN201480060611.3A CN105706003B (zh) 2013-09-11 2014-08-25 用于euv投射光刻的照明光学装置以及照明系统
US15/061,048 US9915874B2 (en) 2013-09-11 2016-03-04 Illumination optical unit and illumination system for EUV projection lithography

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013218131.0 2013-09-11
DE201310218131 DE102013218131A1 (de) 2013-09-11 2013-09-11 Beleuchtungsoptik sowie Beleuchtungssystem für die EUV-Projektionslithographie

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/061,048 Continuation US9915874B2 (en) 2013-09-11 2016-03-04 Illumination optical unit and illumination system for EUV projection lithography

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015036226A1 true WO2015036226A1 (de) 2015-03-19

Family

ID=51542327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/067961 WO2015036226A1 (de) 2013-09-11 2014-08-25 Beleuchtungsoptik sowie beleuchtungssystem für die euv-projektionslithographie

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9915874B2 (de)
JP (2) JP6703944B2 (de)
KR (1) KR102343801B1 (de)
CN (1) CN105706003B (de)
DE (1) DE102013218131A1 (de)
WO (1) WO2015036226A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015217603A1 (de) 2015-09-15 2017-03-16 Carl Zeiss Smt Gmbh Beleuchtungsoptik für die Projektionslithografie

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018201457A1 (de) * 2018-01-31 2019-08-01 Carl Zeiss Smt Gmbh Beleuchtungsoptik für die Projektionslithographie
US11543753B2 (en) 2019-10-30 2023-01-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Tunable illuminator for lithography systems

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5361292A (en) 1993-05-11 1994-11-01 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Condenser for illuminating a ring field
US6507440B1 (en) 1999-07-09 2003-01-14 Carl-Zeiss-Stiftung Components with an anamorphotic effect for reducing an aspect ratio of a raster element in an illumination system
DE10317667A1 (de) 2003-04-17 2004-11-18 Carl Zeiss Smt Ag Optisches Element für ein Beleuchtungssystem
DE102008009600A1 (de) * 2008-02-15 2009-08-20 Carl Zeiss Smt Ag Facettenspiegel zum Einsatz in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikro-Lithographie
DE102008000967A1 (de) * 2008-04-03 2009-10-08 Carl Zeiss Smt Ag Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithographie
DE102009032194A1 (de) * 2008-10-16 2010-04-22 Carl Zeiss Smt Ag Optischer Spiegel mit einer Mehrzahl benachbarter Spiegelelemente und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Spiegels
US20100231882A1 (en) 2007-09-21 2010-09-16 Carl Zeiss Smt Ag Bundle-guiding optical collector for collecting the emission of a radiation source

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6014252A (en) * 1998-02-20 2000-01-11 The Regents Of The University Of California Reflective optical imaging system
DE10053587A1 (de) 2000-10-27 2002-05-02 Zeiss Carl Beleuchtungssystem mit variabler Einstellung der Ausleuchtung
US7333178B2 (en) * 2002-03-18 2008-02-19 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
CN1273871C (zh) * 2002-03-18 2006-09-06 Asml荷兰有限公司 光刻装置和器件的制作方法
JP2006108224A (ja) 2004-10-01 2006-04-20 Nikon Corp 照明光学系、露光装置及びマイクロデバイスの製造方法
US7277158B2 (en) 2004-12-02 2007-10-02 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US7405809B2 (en) 2005-03-21 2008-07-29 Carl Zeiss Smt Ag Illumination system particularly for microlithography
JP2007134464A (ja) * 2005-11-09 2007-05-31 Canon Inc 多層膜を有する光学素子及びそれを有する露光装置
DE102006059024A1 (de) 2006-12-14 2008-06-19 Carl Zeiss Smt Ag Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, Beleuchtungsoptik für eine derartige Projektionsbelichtungsanlage, Verfahren zum Betrieb einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage, Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Bauteils sowie durch das Verfahren hergestelltes mikrostrukturiertes Bauteil
CN103293665B (zh) * 2008-02-15 2016-07-06 卡尔蔡司Smt有限责任公司 微光刻的投射曝光设备使用的分面镜
DE102008049586A1 (de) * 2008-09-30 2010-04-08 Carl Zeiss Smt Ag Feldfacettenspiegel zum Einsatz in einer Beleuchtungsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithographie
KR101769157B1 (ko) * 2008-10-20 2017-08-17 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하 방사선 빔 안내를 위한 광학 모듈
WO2010108516A1 (en) 2009-03-27 2010-09-30 Carl Zeiss Smt Ag Illumination optical system for euv microlithography and euv attenuator for an illumination optical system of this kind, illumination system and projection exposure installation having an illumination optical system of this kind
DE102011004615A1 (de) * 2010-03-17 2011-09-22 Carl Zeiss Smt Gmbh Beleuchtungsoptik für die Projektionslithografie
DE102011076145B4 (de) * 2011-05-19 2013-04-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum Zuordnen einer Pupillenfacette eines Pupillenfacettenspiegels einer Beleuchtungsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage zu einer Feldfacette eines Feldfacettenspiegels der Beleuchtungsoptik

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5361292A (en) 1993-05-11 1994-11-01 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Condenser for illuminating a ring field
US6507440B1 (en) 1999-07-09 2003-01-14 Carl-Zeiss-Stiftung Components with an anamorphotic effect for reducing an aspect ratio of a raster element in an illumination system
DE10317667A1 (de) 2003-04-17 2004-11-18 Carl Zeiss Smt Ag Optisches Element für ein Beleuchtungssystem
US20100231882A1 (en) 2007-09-21 2010-09-16 Carl Zeiss Smt Ag Bundle-guiding optical collector for collecting the emission of a radiation source
DE102008009600A1 (de) * 2008-02-15 2009-08-20 Carl Zeiss Smt Ag Facettenspiegel zum Einsatz in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikro-Lithographie
DE102008000967A1 (de) * 2008-04-03 2009-10-08 Carl Zeiss Smt Ag Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithographie
DE102009032194A1 (de) * 2008-10-16 2010-04-22 Carl Zeiss Smt Ag Optischer Spiegel mit einer Mehrzahl benachbarter Spiegelelemente und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Spiegels

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015217603A1 (de) 2015-09-15 2017-03-16 Carl Zeiss Smt Gmbh Beleuchtungsoptik für die Projektionslithografie

Also Published As

Publication number Publication date
US20160187784A1 (en) 2016-06-30
JP7071436B2 (ja) 2022-05-18
JP6703944B2 (ja) 2020-06-03
JP2016535313A (ja) 2016-11-10
KR20160054579A (ko) 2016-05-16
DE102013218131A1 (de) 2015-03-12
US9915874B2 (en) 2018-03-13
CN105706003A (zh) 2016-06-22
JP2020122989A (ja) 2020-08-13
CN105706003B (zh) 2019-06-28
KR102343801B1 (ko) 2021-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011003928B4 (de) Beleuchtungsoptik für die Projektionslithographie
WO2011091900A2 (de) Facettenspiegel zum einsatz in der mikrolithografie
DE102012220597A1 (de) Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithographie
WO2016128253A1 (de) Beleuchtungsoptik für die euv-projektionslithografie
DE102012207866A1 (de) Baugruppe für eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie
DE102014216801A1 (de) Facettenspiegel für eine Beleuchtungsoptik für die Projektionslithographie
DE102017204312A1 (de) Optische Wellenlängen-Filterkomponente für ein Lichtbündel
DE102012213515A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
WO2015036226A1 (de) Beleuchtungsoptik sowie beleuchtungssystem für die euv-projektionslithographie
DE102011076658A1 (de) Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithographie
DE102011078928A1 (de) Beleuchtungsoptik für die Projektionslithografie
EP3044635B1 (de) Kollektor
WO2016177599A1 (de) Facettenspiegel für die euv-projektionslithographie sowie beleuchtungsoptik mit einem derartigen facettenspiegel
DE102023201556A1 (de) EUV-Kollektor für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage
DE102018207410A1 (de) Facettenspiegel für eine Beleuchtungsoptik für die Projektionslithographie
WO2019134773A1 (de) Pupillenfacettenspiegel, beleuchtungsoptik und optisches system für eine projektionsbelichtungsanlage
WO2015036225A1 (de) Beleuchtungsoptik für die euv-projektionslithografie
DE102012210073A1 (de) Beleuchtungsoptik für die EUV- Projektionslithographie
EP2824512B1 (de) Beleuchtungsoptik für die Projektionslithografie
DE102012213937A1 (de) Spiegel-Austauscharray
DE102015224597A1 (de) Feldfacettenspiegel für die EUV-Projektionslithographie
WO2016030248A1 (de) Beleuchtungsoptik für die euv-projektions-lithografie
DE102016201317A1 (de) Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithographie
WO2020108926A2 (de) Optisches beleuchtungssystem für projektionslithographie
DE102012210961A1 (de) Baugruppe für eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14766405

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2014766405

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014766405

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016541865

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20167009359

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14766405

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1