WO2016128253A1 - Beleuchtungsoptik für die euv-projektionslithografie - Google Patents

Beleuchtungsoptik für die euv-projektionslithografie Download PDF

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illumination
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pupil
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Alexander Winkler
Daniel Lenz
Thomas Fischer
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    • G21K1/067—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators using surface reflection, e.g. grazing incidence mirrors, gratings

Definitions

  • the invention relates to an illumination optical system for EUV projection lithography for illuminating an object field, in which an object to be imaged can be arranged, with illumination light. Furthermore, the invention relates to a lighting system with such illumination optics, an optical system with such illumination optics and a projection exposure apparatus with such an optical system. Furthermore, the invention relates to a method for specifying a desired distribution of an illumination light intinity over a field height of an object field of a projection exposure apparatus. Furthermore, the invention relates to a method for specifying a minimum illumination intensity of illumination light over a transverse field coordinate of an object field of illumination optics for projection lithography. Furthermore, the invention relates to a method for producing a micro- or nano-structured component with such a projection exposure apparatus and a micro- or nano-structured component produced by such a method.
  • a specific spacing of a light source image from the pillar facets impinged by the illumination light results in a field-dependent spatial distribution of illumination light exposure on the pupil facets, which can be used for illumination parameter correction purposes.
  • the distance of the correction pupil facets from the light source image leads to the correction pupil facets forming a light spot of the illuminating light partial bundle which acts on them, which represents a convolution of a field facet edge contour with a source edge contour of the light source. Trimming the illumination light sub-beam as part of the correction results in illumination light being transferred from this correction pupil facet with different intensity to the object field, depending on the location on the object field.
  • All field facets of the field facet mirror can represent correction field facets.
  • All pupil facets of the pupil facet mirror can represent correction pupil facets.
  • the controlled displacement that may be brought about by the correction control means may be a controlled tilt. Accordingly, it can at the correction actuators to Corrective tilt actuators act.
  • the correction displacement path may be a correction tilt angle of the correction field facets that is so large in a correction tilt angle range that a respective correction illumination channel is trimmed from an edge of the correction pupil facet such that the illumination light Partial bundle is not completely transferred from the correction pupil facet in the object field.
  • the displacement may also be a translation or the targeted production of a defocus.
  • the number of pupil facets can be greater than the number of field facets, whereby control of corresponding tilt actuators and corresponding tilting of the field facets can be used to switch between different pupil facets subjected to these field facets.
  • each of the field facets transmits illuminating light from the light source to exactly one of the pupil facets in a specific set illumination geometry.
  • a respective illuminating light partial bundle is guided via the respective illumination channel via a field facet and exactly one pupil facet between the light source and the object field.
  • the change-over between different pupil facets which can be acted upon via a respective field facet can be actuators independent of the correction actuators.
  • the AC-Tilt actuators are designed to perform both "alternate lighting setting" and "lighting parameter correction” functions.
  • the field facet mirror need not be located exactly in the field plane. It is sufficient if the field facet mirror is arranged close to the field.
  • the pupil facet mirror need not be located exactly in a pupil plane. It is sufficient if the pupil facet mirror is arranged close to the pupil.
  • SA is the diameter of a sub-aperture, that is to say a partial beam, of the useful illumination light originating from exactly one field point, on a beam-forming surface of the component M, thus for example the field facet mirror or the pupil facet mirror;
  • D (CR) is the maximum distance of principal rays of an effective object field imaged by the lens, measured in a reference plane (e.g., in a plane of symmetry or meridional), on the beam-forming surface of M;
  • "close to the pupil” means: P is at least 0.7, eg 0.75, at least 0.8, eg 0.85 or at least 0.9, eg 0.95.
  • P is at most 0.3, eg 0.25, at most 0.2, eg 0.15 or at most 0.1, eg 0.05.
  • the parameter P can also be used to characterize the distance between the image location of the image of the light source and the respective correction pupil facet along the illumination channel. For this characterization is defined that the image location of the light source image predetermines the position of a pupil plane. The respective correction pupil facet is then close to the pupil in relation to this image location, but not exactly in the pupil plane.
  • 0.5 ⁇ P ⁇ 1 applies.
  • P is in particular at least 0.7, for example 0.75, at least 0.8, for example 0.85 or at least 0.9, for example 0.95.
  • P can be less than 0.995, less than 0.99, or less than 0.98.
  • illumination light can also be transferred simultaneously to a plurality of pupil facets via exactly one field facet.
  • useful illumination light is transferred exactly to a pupil facet.
  • the possibly still other pupil facets striking illumination light is no useful illumination light and is not transferred from these other pupil facets to the illumination field, but either used for other purposes or disposed of in a controlled manner.
  • the subsequent transmission optics in the respective illumination channel of the field facets can be formed exclusively by the respective pupil facets within the illumination channel.
  • the transmission optics may also have further components, in particular further mirrors, which are arranged downstream of the pupil facet of a respective illumination channel and are arranged upstream of the object field.
  • Displacement actuators according to claim 2 allow a fine influence on the illumination parameters to be corrected.
  • Such a design of the displacement actuators can ensure, for example, reliably reproducible displacement positions.
  • a continuous shift of the correction field facets leads to a stepless specification of a displacement path.
  • Correction actuators according to claim 3 enable particularly flexible correction displacement of the correction field facets.
  • Embodiments of the illumination optics according to claims 4 to 6 enable a flexible illumination correction, via which influence on different field dependencies and / or influence on different field-dependent illumination parameters can be taken.
  • arcuate field facets according to claim 7 a correspondingly arcuate light spot of the illumination light partial beam on the correction pupil facets resulting from the convolution with the source structure whose edge contour is particularly suitable for circumcision correction can be achieved since, depending on the direction of displacement of the light spot, a trimming on Edge of the correction pupil facet results, which leads to a different field-dependent illumination parameter correction effect.
  • the field facets may also be straight, that is not arcuate, and rectangular, for example.
  • Another object of the invention is to specify a method for specifying a minimum illumination intensity of illumination light over a transverse field coordinate of an object field of illumination optics for projection lithography, which can be used for illumination light throughput increase in the projection exposure. This object is achieved by a method having the features specified in claim 12.
  • the minimum intensity cross field coordinate can be raised the minimum overall illumination intensity present at the minimum intensity cross field coordinate.
  • the default method starts at the global intensity minimum, which results from superimposing the illumination intensities of all illumination light sub-beams on the transverse field coordinate.
  • the two facet mirrors may be a field facet mirror and a pupil facet mirror.
  • the illumination channels that can be used for aligning when using the prediction method can be illumination channels with correction facets of the illumination optics according to the invention.
  • a plurality of illumination channels can be identified and their first facets can be aligned accordingly. All illumination channels can also be identified and aligned accordingly.
  • An identification of individual illumination channels can, as far as this identification is carried out by measurement, for example by shading all other illumination channels and intensity measurement of an illumination light intensity, which is guided over the remaining illumination channel to the object field, on the transverse field coordinate. This can be done with a spatially resolved sensor.
  • each individual illumination channel this can be achieved by means of a corresponding cropping variation. is possible, the minimum illumination intensity of which is raised above the transverse field coordinate.
  • the cross-field coordinate of a corresponding single beacon channel minimum need not be the minimum intensity cross-field coordinate.
  • a plurality of illumination channels can be identified and aligned. In extreme cases, all the illumination channels can be identified and aligned.
  • the first facet for alignment can be tilted dynamically.
  • an actuator displacing the facet in particular the correction actuator, can be used.
  • an alignment of the first facet can also take place statically in the basic structure of the field facet mirror.
  • the field-dependent single-channel intensity correction can include the following sequence of method steps:
  • the illumination light sub-beam can be measured in a predetermined correction plane, for example by using a spatially resolved intensity detector.
  • a calculation of the illumination light partial bundle can be carried out by arithmetic determination of a point spread function, for example with the aid of an optical design program respectively. This calculation can be done analytically or numerically or also by means of a simulation.
  • correction information in particular a set of actuator positions of the correction actuators of the correction field facets.
  • the correction information may in particular be a set of tilt angles of the correction field facets. This correction information determination can be carried out by a numerical and / or by an analytical calculation method.
  • Step. This verification can be done by measurement and / or by simulation.
  • the abovementioned method for specifying a desired distribution of an illuminating light intensity over the field height of the object field of the projection exposure apparatus can be used.
  • the component can be manufactured with extremely high structural resolution. In this way, for example, a semiconductor chip with an extremely high integration or storage density can be produced.
  • FIGS. 2 and 3 show arrangement variants of field facet mirrors which may be implemented with monolithic field facets but may also have field facets which are each constructed from a plurality of individual mirrors;
  • FIG. 4 schematically shows a plan view of a pupil facet mirror which, together with the field facet mirror, is part of an illumination optical system of the projection exposure apparatus.
  • FIG. 5 shows a variant of a pupil facet which can be used in the pupil filling level mirror according to FIG. 4, wherein an edge contour of an illuminating light partial bundle is shown on the pupil facet, with which the pupil facet is acted upon by exactly one of the field facets and a predetermined illumination channel wherein the illumination light sub-beam acts on the pupil facet such that the illumination light sub-beam is completely reflected by the pupil facet;
  • FIG. 6 shows a diagram of an intensity dependence of a channel intensity I K of an illumination light exposure of the object field from a field height x, ie from a dimension or coordinate perpendicular to an object displacement direction, wherein the intensity I K plotted for exactly one illumination channel is scan-integrated is applied and where the effect of a displacement and truncation of the illumination light sub-beam on the pupil facet in the -x direction is shown; in a representation similar to FIG.
  • FIG. 13 shows very schematically a flowchart of a method for
  • FIG. 14 is a graph showing a dependency of a gas office illumination intensity of all illumination light sub-beams guided over their respective illumination channels depending on the field height prior to performing the default method of FIG.13, and in a representation similar to FIG.14 the dependence of the total Illumination intensity from field height after performing the default method of FIG. 13.
  • a lighting or radiation source 2 belongs to the projection exposure apparatus 1.
  • An illumination system 3 of the projection exposure apparatus 1 has an illumination optical system 4 for exposing an illumination field coinciding with an object field 5 in an object plane 6.
  • the illumination field can also be larger than the object field 5.
  • Exposure is used an object in the form of an im Object field 5 arranged label 7, which is held by an object or Reti kelhalter 8.
  • the reticle 7 is also called a lithography mask.
  • the object holder 8 can be displaced via an object displacement drive 9 along an object displacement direction.
  • a projection optics 10 is used to image the object field 5 into an image field 1 1 in an image plane 12.
  • a structure is depicted on the reticle 7 on a photosensitive layer of a wafer 13 arranged in the image plane 12 in the region of the image field 11.
  • the wafer 13 is held by a wafer holder 14.
  • the wafer holder 14 is displaceable by means of a wafer displacement drive 15 synchronized with the object holder 8 parallel to the object displacement direction.
  • the radiation source 2 is an EUV radiation source with an emitted useful radiation in the range between 5 nm and 30 nm. It can be a plasma source, for example a GDPP source (plasma generation by gas discharge, gasdischarge-produced plasma) or to an LPP source (plasma generation by laser, laser-produced plasma) act.
  • a radiation source based on a synchrotron or on a free electron laser (FEL) can also be used for the radiation source 2.
  • Information about such a radiation source is found by the person skilled in the art, for example, from US Pat. No. 6,859,515 B2.
  • EUV radiation 16 emanating from the radiation source 2, in particular the useful illumination light illuminating the object field 5, is bundled by a collector 17. A corresponding collector is from the
  • EP 1 225 481 A is known.
  • the EUV radiation 16 propagates through an intermediate focus plane 18 before striking a field facet mirror 19.
  • the field facet mirror 19 is a first facet mirror of the illumination optical system 4.
  • the field facet mirror 19 has a A plurality of reflective field facets, which are not shown in Fig. 1.
  • the field facet mirror 19 is arranged in a field plane of the illumination optics 4, which is optically conjugate to the object plane 6.
  • the EUV radiation 16 is hereinafter also referred to as illumination light or as imaging light.
  • the EUV radiation 16 is reflected by a pupil facet mirror 20.
  • the pupil facet mirror 20 is a second facet mirror of the illumination optics 4.
  • the pupil facet mirror 20 is arranged in a pupil plane of the illumination optics 4, which is optically conjugate to the pupil plane 18 and to a pupil plane of the illumination optics 4 and the projection optics 10 or coincides with this pupil plane.
  • the pupil facet mirror 20 has a plurality of reflective pupil facets which are not shown in FIG.
  • the field facets of the field facet mirror 19 are imaged onto the object field 5 superimposed.
  • Mirror 24 of the transmission optics 21 is a grazing incidence mirror.
  • FIG. 1 a Cartesian xyz coordinate system is shown in FIG. 1 as a global coordinate system for the description of the positional relationships of components of the projection exposure apparatus 1 between the object plane 6 and the image plane 12.
  • the x-axis extends in Fig. 1 perpendicular to the plane in this.
  • the y-axis extends in Fig. 1 to the right and
  • the z-axis runs in Fig. 1 downwards, ie perpendicular to the object plane 6 and the image plane 12.
  • the x-dimension on the object field 5 and the image field 1 1 is also referred to as field height.
  • the object displacement direction is parallel to the y-axis.
  • the further figures show local Cartesian xyz coordinate systems.
  • the x-axes of the local coordinate systems are parallel to the x-axis of the global coordinate system of FIG. 1.
  • the xy planes of the local coordinate systems represent arrangement planes of each component shown in the figure.
  • the y and z axes of the local coordinate systems are tilted around the respective x-axis by a certain angle accordingly.
  • FIGS. 2 and 3 show examples of different facet arrangements for the field facet mirror 19.
  • Each of the field facets 25 shown there can be constructed as a single mirror group from a plurality of individual mirrors, as known, for example, from WO 2009/100 856 A1.
  • the field facet mirror 19 according to FIG. 2 has a multiplicity of bent field facets 25 which are arranged in groups in field facet blocks 26 on a field facet carrier 27. Overall, the field facet mirror 19 of FIG. 2 has twenty-six field facet blocks 26, too where three, five or ten of the field facets 25 are grouped in groups.
  • the field facet mirror 19 according to FIG. 3 has rectangular field facets 25, which in turn are arranged in groups of field facet blocks 26, between which intermediate spaces 28 are present.
  • FIG. 4 schematically shows a plan view of the pupil facet mirror 20.
  • Pupil facets 29 of the pupil facet mirror 20 are arranged in the region of an illumination pupil of the illumination optics 4. The number of pupil facets 29 is greater in reality than shown in FIG.
  • the pupil facets 29 are arranged on a pupil facet carrier of the pupil facet mirror 20.
  • a distribution of the pupil facets 29 acted upon by the field facets 25 with the illumination light 16 within the illumination pupil predetermines an actual illumination angle distribution in the object field 5.
  • Each of the field facets 25 is used to transfer part of the illumination light 16, that is to say an illumination light partial bundle 16j, from the light source 2 to one of the pupil facets 29.
  • the field facets 25 are therefore first facets of the illumination optics 4 in the beam path of the illumination light 16. Accordingly, the pupil facets 29 are second facets of the illumination optics 4 in the beam path of the illumination light 16.
  • the associated field facet 25 is illuminated in each case at a maximum, that is to say over its entire reflection surface.
  • a peripheral contour of the illumination light partial beam 16j coincides with a peripheral edge of the illumination channel, for which reason the illumination channels are also referred to below as 16j.
  • the respective illumination channel 16j represents a possible optical path of the illumination field bundle 16j which illuminates the associated field facet 25 to a maximum extent via the further components of the illumination optical unit 4.
  • the transmission optical system 21 has, for each of the illumination channels 16j, one of the pupil facets 29 for transferring the illuminating light partial beam 16i from the field facet 25 to the object field 5.
  • These correction pupil facets are arranged in the beam path of the illuminating light sub-beam 16i acting on them so that an image 2 'of the light source 2 is formed at a location which lies along the illumination channel 16j at a distance from the pupil facet 29.
  • a distance between the respective image 2 'and the associated Neten Pupillenfacette is designated in Fig. 1 with a. This distance a is hereinafter referred to as Defokusab stand.
  • FIG. 1 two variants of such an arrangement of the light source images 2 'are shown schematically.
  • a first light source image 2 is arranged at a image location that lies in the beam path of the associated illumination light partial beam 16i in front of reflection on the pupil facet 29 of the pillar facet mirror 20.
  • the distance between the light source image 2 and the associated pupil facet 29 is designated by ai in FIG.
  • a second light source image 2 ' 2 is arranged in the beam path of a further illumination light partial beam 16j at a location after reflection on the pupil facet of the pupil facet mirror 20.
  • the distance between the light source image 2 ' 2 and the associated pupil facet 29 is designated in FIG. 1 by a 2 .
  • B i denotes a typical size of an image of the intermediate focus IF on the respective pupil facet 29.
  • B in FIGS. 2 and 3 designates an x-extension of the respective field facet 25, that is to say a typical size of the field facet 25.
  • the correction field facets 25 are connected to correction or displacement actuators in the form of tilting actuators 31, of which in FIG. 2 only a few displacement actuators 31 are shown schematically.
  • the displacement actuators 31 are designed for continuous displacement, namely for continuous tilting of the correction field facets 25.
  • the displacement actuators 31 are designed to tilt the correction field facets 25 around two mutually perpendicular axes which are parallel to the x-axis and the y-axis, for example through a respective center or through a center of gravity of a reflection surface of the correction field facet 25 run.
  • the displacement actuators 31 are in signal connection via a signal connection, not shown, with a correction control device 32 of the projection exposure apparatus 1 (see FIG. 1).
  • the correction control device 32 is used for the controlled tilting of the correction field facets 25.
  • the correction control means 32 and the displacement actuators 31 are so designed that a correction displacement path, namely, a correction tilt angle of the correction field facets 25 in a correction displacement region, namely, in a correction tilting angle region is so large that a respective one Correction illumination channel 16j is trimmed from one edge of the associated correction pupil facet 29 such that the illumination light partial bundle 16j is not completely transferred from the correction pupil facet 29 into the object field 5. This will be explained in more detail below with reference to FIG. 5 ff.
  • FIG. 5 shows one of the pupil facets 29 which can be used in the pupil facet mirror 20.
  • the pupil facet 29 according to FIG. 5 does not have a circular edge contour, as shown in FIG. 4, but an approximately square edge contour with rounded corners.
  • Such Edge contour which can be designed without rounded corners, so square or rectangular, allows the pupil facet support 30 to occupy relatively close to the pupil facets 29.
  • the pupil facet 29 according to FIG. 5 is acted on by an arcuate field facet 25 of the field facet mirror 19 according to FIG. 2 with the illumination light partial bundle 16i.
  • FIG. 5 shows a position of the illuminating light partial bundle 16j reflected by the pupil facet 29 in a tilt angle position of the field facet 25 associated with this pupil facet 29, in which no illumination correction takes place.
  • an entire cross-section of the illumination light partial beam 16j lies on the pupil facet 29, so that the illumination partial beam 16j is not trimmed at the edge from the edge of the pupil facet 29.
  • An edge contour of the cross section of the illumination light sub-beam 16j on the pupil facet 29 has an approximately arcuate, bean or kidney-shaped shape and can be understood as a convolution of an image of the arcuate field facets 25 (see solid line “25 B " in FIG. 2, with a round source surface of the light source 2.
  • This convolution is due to the fact that, as already explained above, the image 2 'of the light source 2 is formed at a location which is along the illumination channel 16j spaced from the pupil facet 29, in the beam path so either before or after the pupil facet 29, is located.
  • the arcuate edge contour of the illumination light sub-beam 16j on the pupil facet 29 represents a light spot of the illumination light sub-beam 16i. Dashed lines are in the edge contour of the illumination light partial beam 16j on the pupil facet 29, three sub-beams 16 ; 16j 2 and 16j 3 drawn.
  • the illumination light sub-beam 16i is composed of a plurality of such sub-beams 16j J.
  • the illumination light sub-beam 16j can be calculated, for example, with the aid of an optical design program and is referred to in this context as the "point spread function."
  • the illumination light 16 of these sub-beams 16 / to 16j 3 is based on a left edge point 25 1, a central point 252 and a right edge point 25 3 of the associated field facet 25. In FIG. 2, these starting points 25 1 to 25 3 are shown on one of the field facets 25 by way of example ,
  • x denotes the x dimension of the field facet image 25 B on the pupil facet 29, that is to say the x extension of a residual field component on the pupil facet 29.
  • a k B if f i / B f
  • k characterizes the relationship between the quantities x f and r, ie between the typical extent x f of the residual field component 25 B and the radius r of the sub-beams 16 j J.
  • B i is the typical size of the image of the intermediate focus IF on the respective pupil facet 29.
  • F f is the focal length of the associated field facet 25, ie the focal length with which the respective illuminating light partial bundle 16 i is imaged by the associated field facet 25.
  • B is the typical extent of the field facet 25.
  • the ratio k x / r, ie the ratio of the size of the residual field component x f on the pupil facet 29 to the typical dimension r of the sub-beams 16j J , is therefore decisive for the defocus value a.
  • 2r B i .
  • k> 1 that the residual field component x f has a typical size that is greater than the radius of the sub-beams 16j J.
  • the field dependence of the correction described above is the better, the greater k. k may be greater than 1.5, may be greater than 2, may be greater than 3, may be greater than 4, may be greater than 5 or even greater.
  • the typical diameter B i of the sub-beam 16j J is much larger than the typical dimension x f of the field component, there is no useful field dependence by means of a correction tilt of the field facet 25, which acts on the pupil facet 29 according to FIG. 5. This results in only a field-independent intensity reduction of the illumination light sub-beam 16i.
  • FIG. 6 shows a dependence of a scan-integrated intensity I K , which contributes one of the illumination channels 16 j for illuminating the object field 5, on the field height x.
  • a scan integration means an integration of the illumination intensity along the y-coordinate of the object field 5.
  • Dashed lines show a nominal field profile that results when the entire illumination light partial beam 16j is reflected from the pupil facet 29 towards the object field 5.
  • FIG. 6 shows a field profile of the channel intensity I K , which is formed when the illumination light partial beam 16j is displaced on the pupil facet 29 by tilting the correction actuator 31 of the associated correction field facet 25 in direction that the associated correction illumination channel 16j - and thus also the illumination light partial bundle 16j - is trimmed from the edge of the correction pupil facet 29.
  • This in Figs. 5 and 6 left edge of the illumination light sub-beam 16i no longer contributes to the illumination of the object field 5, so that the solid in Fig. 6 field profile results in which the channel intensity I K at low field height values x falls faster to the value 0 than the dashed, nominal field course.
  • a field-dependent course of illumination via this pupil facet 29 results via this illumination channel, ie, a field-dependent course of the illumination. intensity of the associated illumination angle.
  • an object field point at x-value x min does not "practically" see illumination light 16 from the direction of the pupil facet 29, since illumination light 16, that of a prototype image corresponding to this field height x min, of the associated field facet of the illumination channel 16j, is not reflected by the pupil facet 29.
  • the correction field profile of the channel intensity I K returns to the nominal field profile Tilted in such a way that the illumination light partial beam 16] is displaced in the positive x-direction on the correction pupil facet 29 and is trimmed from the edge of the correction pupil facet 29.
  • the progression of the channel intensity I K is shown again across the field height x after the displacement has taken place in comparison to the nominal field course represented by dashed lines Aximalen field height x max see the object field points then virtually no illumination light, which emanates from the associated correction pupil facet 29.
  • the continuous correction field course according to FIG. 7 reverts to the dashed, nominal field profile.
  • the associated correction field facet 25 is tilted about the associated tilting actuator about an axis parallel to the y axis in FIG.
  • An arrangement geometry of a guide of the illumination light 16 via the illumination channels 16j is thus such that a cross-section of the illumination channel 16i on the correction pupil facets 29 has an edge contour such that over a size of the correction tilt angle a borderline tiger trimming the cross section in a direction +/- x perpendicular to the object displacement direction y can be specified.
  • FIG. 8 shows the result of a correction displacement of the illumination light partial beam 16j on the correction pupil facet 29 according to FIG. 5 in the positive y direction, caused by a corresponding correction tilting of the associated correction field facet 25 by one to the x -Axis parallel axis. Due to the arc shape of the illumination light sub-beam 16i on the correction pupil facet 29 becomes due to this
  • FIG. 9 shows the correction effects of a displacement of the illumination light sub-beam 16i according to FIG. 5 in the negative y direction, caused by a tilting of the associated correction field facet 25 about a tilt axis parallel to the x axis. It results due to a
  • An arrangement geometry of a guide of the illumination light 16 via the illumination channels 16j is thus such that a cross-section of the illumination channel 16j on the correction pupil facets 29 has an edge contour such that over a size of the correction tilt angle a border-sided trimming of the cross section in FIG a direction +/- y along or parallel to the object displacement direction y can be specified.
  • Trimming the illumination light sub-beam 16j thus results in that, depending on the location on the object field 5, illumination light 16 is transferred from this correction pupil facet 29 with different intensity to the object field 5.
  • illumination light 16 is transferred from this correction pupil facet 29 with different intensity to the object field 5.
  • a field-dependent correction of an illumination intensity distribution over the object field 5 can thus be achieved.
  • a correspondingly trimmed illumination channel 16j represents a correction illumination channel.
  • the correction displacements of the illumination light sub-beam 16j in the positive or negative x direction can be combined with the correction displacements in the negative or positive y direction. This can be done by simultaneously tilting the correction field facet 25, which is associated with the considered correction pupil facet 29, about the y axis and about the x axis by a corresponding correction tilt angle.
  • the resulting correction field characteristics of the channel intensity I K arise as superimpositions, for example, of the correction field courses according to FIGS. 6 and 8, according to FIGS. 6 and 9, according to FIGS. 7 and 8 or according to FIGS. 7 and 9. In this way even more complex correction field courses can be generated ,
  • FIGS. 10 and 11 show a field course of an x-telecentricity T x to be corrected. The following applies:
  • I c (x, p x , p y ) denotes the intensity in the pupil of the c-th channel at the location p x , p y at the field point x.
  • the telecentricity value T x increases between a minimum value T X, mm at the field height x min over the field height x monotonically up to a value T x, max at the maximum field height x max .
  • a course of the x-telecentricity T x is shown in solid lines in FIG. 10 at 33.
  • FIG. 11 shows an illumination pupil of the illumination optics 4 seen from points of the object field 5 at the maximum field height x max becomes. Shown schematically and not to scale is an x-dipole setting. A left pole 34 of this dipole illumination setting is formed by intensity contributions or pupil spots 35 which are generated by applying this field height x max to corresponding pupil facets 29. The intensity contributions 35 are relatively weak, which is illustrated in FIG. 11 by small radii of these intensity contributions 35.
  • a right pole 36 of the dipole illumination setting according to FIG. 11 includes intensity contributions or pupil spots 37, starting from corresponding pupil facets 29 of the pupil facet mirror 20.
  • the intensity contributions 37 are stronger than the intensity contributions 35, which are shown in FIG. 11 by correspondingly larger radii the intensity contributions 37 is illustrated. Due to the stronger intensity contributions 37, the integrated illumination intensity across the pole 36 is greater than the integrated illumination intensity via the pole 34, which at the location x max leads to the positive x telecentricity value T x, max .
  • FIG. 11 shows this scan-integrated illumination pupil at the field coordinate x, plotted via pupil coordinates ⁇ , oy.
  • a predetermined illumination setting is initially set and measured with respect to its illumination parameters.
  • a selection of correction pupil facets is carried out, and corresponding correction tilt angles of the assigned correction field facets are corrected by correcting defaults of non-maintained illumination parameters until they lie within predefined tolerance limits around predefined desired values of the illumination parameters.
  • the illumination optics 4 furthermore comprise a sensor unit 40 (see FIGS. 1 and 12) for detecting an intensity of the illumination light 16 as a function of the field height x, that is to say as a function of a transverse field coordinate x of the object field 5.
  • the sensor unit 40 comprises a ballast optics 41 and a spatially resolved sensor 42.
  • the Vorschaltoptik 41 which is shown schematically in FIG. 12, has a detection area 43, which covers the entire object field 5.
  • the ballast optics 41 images the object field 5 onto the sensor 42.
  • the sensor 42 may be a line array or a row and column array of individually illuminated light sensor-sensitive sensor pixels.
  • the sensor 42 is a CCD array.
  • the EUV light source 2 in order to measure the dependence of the illumination light intensity on the field height x, it is possible to simulate the EUV light source 2 by means of a measuring light source whose emission Characteristic corresponds to that of the EUV light source, but emits a measurement wavelength for which the sensor 42 is sensitive.
  • an identification step 44 initially identifies a minimum intensity transverse field coordinate x min in which a total illumination intensity I GeS; 0 of the illumination light sub-beam 16j guided across all illumination channels 16j is minimal. This identification is carried out by measuring the total illumination intensity I Ges over the field height x with the aid of the sensor unit 40 for a first set of tilt positions of the tilt actuators 31 of the field facet mirror 19. An exemplary result of this measurement is shown in FIG. 14. The minimum intensity transverse field coordinate x min at the right field edge of the object field 5 results.
  • the associated intensity I (x m i n ) is I min .
  • an illumination channel identification step 45 at least one illumination channel 16j is identified, in which a variation of marginal trimming of the illumination light sub-beam 16i guided thereon at the respective pupil facet 29 increases the illumination intensity I (x m i n ) at the minimum intensity transverse field coordinate x min leads.
  • This illumination channel identification can be done by measuring the respective I (x) variation of the respective illumination channel 16j upon actuation of the tilting actuator 31 of the field facet 25 associated with this illumination channel 16i, which basically can be performed metrologically for all illumination channels 16j. In this case, individual illumination channels 16j can be measured, in which case all other illumination channels 16j are shaded.
  • a corresponding I (x) variation can also be achieved by simulating the light-guiding conditions of the respective illumination light sub-beam 16j via the illumination channel 16j.
  • the respective field facet 25 of the identified illumination channel 16j is subsequently aligned in an alignment step 46 to increase the illumination intensity of the associated illumination light partial bundle 16j at the minimum intensity -Coordinate coordinate x min .
  • the alignment is done via a corresponding actuation of the tilt actuator 3 1 of the at least one identified illumination channel 16j.
  • the minimum illumination intensity I min; k is raised compared to the initial minimum illumination intensity Imin (see FIG. I min; k may be 1 percent, 2 percent, 3 percent, 5 percent, 1 percent or a greater percentage greater than I m j n .
  • exactly one illumination channel 16j may be identified, or a plurality of illumination channels 16j may be identified. It is possible to identify all illumination channels 16j in which the desired illumination light intensity increase at the minimum intensity transverse field coordinate x min results by varying the edge trimming of the illumination light sub-beam 16 j guided thereupon on the pupil facet 29.
  • another illumination channel identification step and another facet alignment step may be performed during the default method discussed above.
  • These further identification and alignment steps may be performed in parallel or sequentially to the above-identified identification and alignment steps.
  • At least one illumination channel 16j is identified in which a variation of marginal trimming of the illumination light partial bundle 16j guided thereon on the pupil facet 29 increases the minimum illumination intensity I.sub.min ; i of this illumination light partial bundle 16i over the Transverse field coordinate, that is over the field height x leads.
  • FIG. 14 shows in dashed lines in relative intensity units a dependency of an intensity profile Ij of an illumination intensity of an illumination channel 16j thus identified. This identification is carried out in turn, by measurement using the sensor unit 40, in which all other illumination channels 16j are shaded.
  • This intensity curve Ii on the field height x is the Ausleuchtungs- not channel intensity Ij at the minimum intensity Querfeldkoordinate x m j n minimal, but on the other, the left edge of the field, so at the coordinate Xmin, i-
  • the minimum intensity of illumination channel 16j with the individual minimum coordinate x m j n; j is denoted by I min; i in FIG.
  • I min i is, of course, orders of magnitude smaller than I min .
  • the course Ii is drawn into relative intensity units in FIG. 14, as already mentioned above.
  • Alignment in the alignment steps takes place in accordance with the embodiments explained above with the aid of the tilting or correction actuators 31.
  • the field facets 25 can therefore be tilted dynamically for alignment.
  • such an alignment can also take place statically already in the basic design of the field facet mirror 19, so that tiltable field facets 25 are not necessarily necessary for carrying out the methods described above by means of tilting actuators.
  • the result of the further illumination channel identification step and also of the further alignment step is a raising of the illumination intensity not only in the region of the minimum intensity transverse field coordinate x m j n , but also also in the range of others and with regard to their possibly low illumination intensity of critical field coordinates, in the example illustrated in FIGS. 14 and 15, ie in the region of the minimum intensity transverse field coordinate x min , left field coordinate x m jn, i.
  • an illumination geometry is initially set with the aid of the adjustment method explained above. Then at least part of the label 7 in the object field 5 is imaged onto a region of the photosensitive layer on the wafer 13 in the image field 11 for the lithographic production of a micro- or nano-structured component, in particular a semiconductor component, for example a microchip.
  • the reticle 7 and the wafer 13 are moved synchronously in the y-direction continuously in scanner operation in synchronized time.

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Abstract

Eine Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithografie hat einen Feldfacettenspiegel und einen Pupillenfacettenspiegel. Über jeweils einen Ausleuchtungskanal ist ein jeweiliges Nutz-Beleuchtungslicht-Teilbündel (16i) zwischen einer Lichtquelle und einem Objektfeld über genau eine Feldfacette und genau eine Pupillenfacette (29) geführt. Zumindest einige Pupillenfacetten (29), die als Korrektur-Pupillenfacetten einsetzbar sind, sind so im Strahlengang des sie beaufschlagenden Beleuchtungslicht-Teilbündels (16i) angeordnet, dass ein Bild der Lichtquelle an einem Bildort entsteht, der längs des Ausleuchtungskanals (16i) beabstandet zur Pupillenfacette (29) liegt. Eine Korrektur-Steuerungseinrichtung (32) zur gesteuerten Verlagerung zumindest einiger als Korrektur-Feldfacetten einsetzbarer Feldfacetten, die mit der Verlagerungs-Aktoren (31) in Signalverbindung stehen, ist so ausgeführt, dass ein Korrektur-Verlagerungsweg für die Korrektur-Feldfacetten so groß ist, dass ein jeweiliger Korrektur-Ausleuchtungskanal (16i) randseitig von der Korrektur-Pupillenfacette (29) so beschnitten ist, dass das Beleuchtungslicht-Teilbündel (16i) nicht vollständig von der Korrektur-Pupillenfacette (29) in das Objektfeld überführt wird. Mit der Beleuchtungsoptik ist ein Verfahren zum Vorgeben einer minimalen Beleuchtungsintensität von Beleuchtungslicht (16) über eine Querfeldkoordinate (x) eines Objektfeldes der Beleuchtungsoptik (4) durchführbar.

Description

Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithografie
Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Prioritäten der deutschen Patentanmeldungen DE 10 2015 202 41 1.3 und DE 10 2015 208 571.6 in An- spruch, deren Inhalte durch Bezugnahme hierin aufgenommen werden.
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithografie zur Beleuchtung eines Objektfeldes, in dem ein abzubildendes Objekt anordenbar ist, mit Beleuchtungslicht. Ferner betrifft die Erfindung ein Beleuchtungssystem mit einer derartigen Beleuchtungsoptik, ein optisches System mit einer derartigen Beleuchtungsoptik und eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Vorgeben einer Soll- Verteilung einer Beleuchtungslicht- Intinsität über eine Feldhöhe eines Objektfeldes ei- ner Projektionsbelichtungsanlage. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Vorgeben einer minimalen Beleuchtungsintensität von Beleuchtungslicht über eine Querfeldkoordinate eines Objektfeldes einer Beleuchtungsoptik für die Projektionslithografie. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- bzw. nano strukturierten Bauteils mit einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage sowie ein mikro- bzw. nano strukturiertes Bauteil, hergestellt mit einem solchen Verfahren.
Eine Beleuchtungsoptik der eingangs genannten Art ist bekannt aus der DE 10 2008 001 51 1 AI , der DE 10 2007 047 446 AI, der US
201 1/0001947 AI, der WO 2009/132 756 AI, der WO 2009/100 856 AI sowie aus der US 6 438 199 B l und der US 6 658 084 B2. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsoptik der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine flexible feldabhängige Korrektur von Beleuchtungsparametern gewährleistet ist. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Beleuchtungsoptik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine gezielte Beabstandung eines Lichtquellenbildes von den mit dem Beleuchtungslicht beaufschlagten Pu- pillenfacetten zu einer feldabhängigen Ortsverteilung einer Beleuchtungslicht-Beaufschlagung auf den Pupillenfacetten führt, die zu Beleuchtungsparameter-Korrekturzwecken genutzt werden kann. Der Abstand der Korrektur-Pupillenfacetten vom Lichtquellen-Bild führt dazu, dass auf den Korrektur-Pupillenfacetten ein Lichtfleck des diese beaufschlagenden Be- leuchtungslicht-Teilbündel entsteht, der eine Faltung einer Feldfacetten- Randkontur mit einer Quell-Randkontur der Lichtquelle darstellt. Ein Beschneiden des Beleuchtungslicht-Teilbündels im Rahmen der Korrektur führt dazu, dass abhängig vom Ort auf dem Objektfeld Beleuchtungslicht von dieser Korrektur-Pupillenfacette mit unterschiedlicher Intensität hin zum Objektfeld überführt wird. Durch eine gesteuerte Verlagerung der Korrektur-Feldfacetten lässt sich eine feldabhängige Korrektur einer Beleuchtungswinke lverteilung über das Objektfeld erzielen. Alle Feldfacetten des Feldfacettenspiegels können Korrektur-Feldfacetten darstellen. Alle Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels können Korrektur-Pupillen- facetten darstellen.
Bei der gesteuerten Verlagerung, die über die Korrektur- Steuerungseinrichtung herbeigeführt werden kann, kann es sich um eine gesteuerte Verkippung handeln. Entsprechend kann es sich bei den Korrektur- Aktoren um Korrektur-Kipp-Aktoren handeln. Beim Korrektur- Verlagerungsweg kann es sich um einen Korrektur-Kippwinkel der Korrektur-Feldfacetten handeln, der in einem Korrektur-Kippwinkelbereich so groß ist, dass ein jeweiliger Korrektur- Ausleuchtungskanal von einem Rand der Korrektur-Pupil- lenfacette so beschnitten ist, dass das Beleuchtungslicht-Teilbündel nicht vollständig von der Korrektur-Pupillenfacette in das Objektfeld überführt wird. Neben einer Verkippung kann es sich bei der Verlagerung auch um eine Translation oder auch um die gezielte Herstellung eines Defokus handeln.
Zur flexiblen Vorgabe von Beleuchtungssettings kann die Anzahl der Pupillenfacetten größer sein als die Anzahl der Feldfacetten, wobei über An- steuerung entsprechender Kipp-Aktoren und entsprechende Verkippung der Feldfacetten zwischen verschiedenen, über diese Feldfacetten beauf- schlagten Pupillenfacetten gewechselt werden kann. Trotz dieser Wechselmöglichkeit überführt in einer bestimmten, eingestellten Beleuchtungsgeometrie jede der Feldfacetten Beleuchtungslicht von der Lichtquelle hin zu jeweils genau einer der Pupillenfacetten. Entsprechend ist in dieser Beleuchtungssituation über jeweils einen Ausleuchtungskanal ein jeweiliges Beleuchtungslicht-Teilbündel zwischen der Lichtquelle und dem Objektfeld über genau eine Feldfacette und genau eine Pupillenfacette geführt. Die den Wechsel zwischen verschiedenen, über jeweils eine Feldfacette beaufschlagbaren Pupillenfacetten herbeiführenden Wechsel-Kipp-Aktoren können von den Korrektur- Aktoren unabhängige Aktoren sein. Alternativ ist es möglich, dass die Wechsel-Kipp-Aktoren so ausgelegt sind, dass sie beide Funktionen„wechselndes Beleuchtungssetting" und„Korrektur von Beleuchtungsparametern" erfüllen. Der Feldfacettenspiegel muss nicht genau in der Feldebene angeordnet sein. Es reicht, wenn der Feldfacettenspiegel feldnah angeordnet ist. Der Pupillenfacettenspiegel muss nicht genau in einer Pupillenebene angeordnet sein. Es genügt, wenn der Pupillenfacettenspiegel pupillennah angeord- net ist.
Zur Charakterisierung dieser Begriffe„feldnah",„pupillennah" kann folgender Parameter P herangezogen werden, der in der WO 2009/024 164 A ebenfalls erläutert ist:
P(M) = D(SA)/(D(SA)+D(CR)) Hierbei gilt:
D(SA) ist der Durchmesser einer Subapertur, also eines Teil-Strahlbündels, des Nutz-Beleuchtungslichts, welches von genau einem Feldpunkt ausgeht, auf einer bündelformenden Oberfläche der Komponente M, also beispielsweise des Feldfacettenspiegels oder des Pupillenfacettenspiegels;
D(CR) ist der maximale Abstand von Hauptstrahlen eines effektiven vom Objektiv abgebildeten Objektfeldes, gemessen in einer Referenzebene (z.B. in einer Symmetrie- oder Meridionalebene), auf der bündelformenden Oberfläche von M;
in einer Feldebene gilt: P=0, da D(CR) ungleich 0 und D(SA) =0;
in einer Pupillenebene gilt: P=l, da D(CR) =0 und D(SA) ungleich 0. „Pupillennah" bedeutet: P beträgt mindestens 0,7, z.B. 0,75, mindestens 0,8, z.B. 0,85 oder mindestens 0,9, z.B. 0,95.
„Feldnah" bedeutet: P beträgt höchstens 0,3, z.B. 0,25, höchstens 0,2, z.B. 0,15 oder höchstens 0,1, z.B. 0,05. Der Parameter P kann auch zur Charakterisierung des Abstandes zwischen dem Bildort des Bildes der Lichtquelle und der jeweiligen Korrektur- Pupillenfacette längs des Ausleuchtungskanals genutzt werden. Zu dieser Charakterisierung wird definiert, dass der Bildort des Lichtquellenbildes die Lage einer Pupillenebene vorgibt. Die jeweilige Korrektur- Pupillenfacette liegt dann in Bezug auf diesen Bildort pupillennah, jedoch nicht genau in der Pupillenebene. Es gilt also 0,5 < P < 1. P ist dabei insbesondere mindestens 0,7, z.B. 0,75, mindestens 0,8, z.B. 0,85 oder mindes- tens 0,9, z.B. 0,95. P kann kleiner sein als 0,995, kleiner als 0,99 oder auch kleiner als 0,98.
Bei bestimmten Beleuchtungsgeometrien kann Beleuchtungslicht über genau eine Feldfacette auch gleichzeitig hin zu mehreren Pupillenfacetten überführt werden. Nutz-Beleuchtungslicht wird dabei aber genau zu einer Pupillenfacette überführt. Das ggf. noch andere Pupillenfacetten treffende Beleuchtungslicht ist kein Nutz-Beleuchtungslicht und wird von diesen anderen Pupillenfacetten nicht hin zum Beleuchtungsfeld überführt, sondern entweder zu anderen Zwecken genutzt oder kontrolliert entsorgt.
Einige oder alle der Feldfacetten und/oder der Pupillenfacetten können ihrerseits aus einer Mehrzahl von Einzelspiegelchen aufgebaut sein, insbesondere kann der Feldfacettenspiegel und/oder der Pupillenfacettenspiegel als MEMS (mikro-elektromechanischer Spiegel)-array aufgebaut sein, wo- bei jede der Feldfacetten bzw. jede der Pupillenfacetten dann aus einer Mehrzahl von MEMS-Spiegelchen aufgebaut sein kann. Ein Beispiel für einen solchen MEMS-Aufbau liefert die WO 2009/100 856 AI . Bei einer derartigen MEMS-Ausführung kann ein gezielter Defokus als Möglichkeit für die zu erzeugende Korrektur- Verlagerung durch Vorgabe einer Änderung eines Krümmungswinkels der jeweiligen Feldfacette herbeigeführt werden.
Die im jeweiligen Ausleuchtungskanal der Feldfacetten nachgeordnete Übertragungsoptik kann ausschließlich durch die innerhalb des Ausleuch- tungskanals jeweils nachgeordnete Pupillenfacette gebildet sein. Alternativ kann die Übertragungsoptik auch noch weitere Komponenten, insbesonde- re weitere Spiegel aufweisen, die der Pupillenfacette eines jeweiligen Aus- leuchtungskanals noch nachgeordnet und dem Objektfeld vorgeordnet sind.
Verlagerungs- Aktoren nach Anspruch 2 ermöglichen eine feine Beeinflussung von zu korrigierenden Beleuchtungsparametern. Alternativ ist es möglich, die Verlagerungs-Aktoren so auszugestalten, dass mehrere diskrete Kippzustände der Korrektur-Feldfacetten erreicht werden können. Eine solche Gestaltung der Verlagerungs-Aktoren kann beispielsweise sicher reproduzierbare Verlagerungsstellungen gewährleisten. Eine kontinuierliche Verlagerung der Korrektur-Feldfacetten führt zu einer stufenlosen Vorgabe eines Verlagerungsweges.
Korrektur- Aktoren nach Anspruch 3 ermöglichen besonders flexible Korrektur-Verlagerung der Korrektur-Feldfacetten. Ausgestaltungen der Beleuchtungsoptik nach den Ansprüchen 4 bis 6 ermöglichen eine flexible Beleuchtungskorrektur, über die Einfluss auf unterschiedliche Feldabhängigkeiten und/oder Einfluss auf unterschiedliche, feldabhängige Beleuchtungsparameter genommen werden kann. Mit bogenförmigen Feldfacetten nach Anspruch 7 lässt sich ein über die Faltung mit der Quellstruktur entstehender, entsprechend bogenförmiger Lichtfleck des Beleuchtungslicht-Teilbündels auf den Korrektur-Pupillenfacetten erreichen, dessen Randkontur sich zur Beschneidungs-Korrektur besonders eignet, da je nach Verlagerungsrichtung des Lichtflecks ein Beschnitt am Rand der Korrektur-Pupillenfacette resultiert, der zu einer anderen feldabhängigen Beleuchtungsparameter-Korrekturwirkung führt. Alternativ können die Feldfacetten auch gerade, also nicht bogenförmig, und beispielsweise rechteckig ausgeführt sein.
Die Vorteile eines Beleuchtungssystems nach Anspruch 8, eines optischen Systems nach Anspruch 9, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 10, eines Beleuchtungslicht- Intensität- Vorgabeverfahrens nach Anspruch 1 1, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 14 und eines mik- ro- bzw. nano strukturierten Bauteils nach Anspruch 15 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik bereits erläutert wurden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Vorgeben einer minimalen Beleuchtungsintensität von Beleuchtungslicht über eine Querfeldkoordinate eines Objektfeldes einer Beleuchtungsoptik für die Projektionslithografie anzugeben, welches zur Beleuchtungslicht- Durchsatzerhöhung bei der Projektionsbelichtung genutzt werden kann. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den in Anspruch 12 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass durch Vergrößerung der Beleuchtungsintensität des jeweils hierzu identifizierten Ausleuchtungskanals an der Minimalintensitäts-Querfeldkoordinate die minimale Gesamt- Beleuchtungsintensität, die an der Minimalintensitäts-Querfeldkoordinate vorliegt, angehoben werden kann. Im Ergebnis muss dann, wenn gefordert ist, dass über alle Querfeldkoordinaten die gleiche Beleuchtungsintensität vorliegt, weniger Beleuchtungslicht beispielsweise durch Einsatz einer Feldintensitäts-Vorgabeeinrichtung nach Art eines UNICOM durch Abschattung ungenutzt bleiben. Es resultiert ein höherer Beleuchtungslicht- Durchsatz. Das Vorgabeverfahren setzt beim globalen Intensitätsminimum an, welches sich durch Überlagerung der Beleuchtungsintensitäten aller Beleuchtungslicht-Teilbündel über die Querfeldkoordinate ergibt. Bei den beiden Facettenspiegeln kann es sich um einen Feldfacettenspiegel und einen Pupillenfacettenspiegel handeln.
Bei den Ausleuchtungskanälen, die zum Ausrichten beim Einsatz des Vor- gabeverfahrens genutzt werden können, kann es sich um Ausleuchtungskanäle mit Korrektur-Facetten der erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik handeln. Beim erfindungsgemäßen Vorgabeverfahren können mehrere Ausleuchtungskanäle identifiziert und deren erste Facetten entsprechend ausgerichtet werden. Auch alle Ausleuchtungskanäle können entsprechend identifiziert und ausgerichtet werden. Eine Identifikation einzelner Ausleuchtungskanäle kann, soweit diese Identifikation durch Messung erfolgt, beispielsweise durch Abschatten aller anderen Ausleuchtungskanäle und Intensitätsmessung einer Beleuchtungslicht-Intensität, die über den verbleibenden Ausleuchtungskanal zum Objektfeld geführt wird, über die Quer- feldkoordinate erfolgen. Dies kann mit einem ortsaufgelösten Sensor geschehen.
Bei einem Verfahren nach Anspruch 13 kann bei jedem einzelnen Ausleuchtungskanal, bei dem dies über eine entsprechende Beschneidungsvari- ation möglicht ist, dessen minimale Beleuchtungsintensität über die Querfeldkoordinate angehoben werden. Bei der Querfeldkoordinate eines entsprechenden einzelnen Ausleuchtungskanal-Minimums muss es sich nicht um die Minimalintensitäts-Querfeldkoordinate handeln. Auch beim Ver- fahren nach Anspruch 13 kann eine Mehrzahl von Ausleuchtungskanälen identifiziert und ausgerichtet werden. Im Extremfall können alle Ausleuch- tungskanäle identifiziert und ausgerichtet werden.
Bei der Vorgabe der minimalen Beleuchtungsintensität des Beleuchtungs- lichts über die Objektfeld-Querfeldkoordinate kann die erste Facette zum Ausrichten dynamisch verkippt werden. Bei diesem Verfahren kann ein die Facette verlagernder Aktor, insbesondere der Korrektur- Aktor, zum Einsatz kommen. Alternativ kann ein Ausrichten der ersten Facette auch statisch beim Grundaufbau des Feldfacettenspiegels erfolgen.
Bei der Einstellung des Ist-Beleuchtungssettings im Rahmen des Herstellungsverfahrens kann eine feldabhängige Einzelkanalintensitätskorrektur zum Einsatz kommen. Die feldabhängige Einzelkanalintensitätskorrektur kann folgende Abfolge von Verfahrens schritten beinhalten:
1. Bestimmung eines Beleuchtungslicht-Teilbündels mindestens eines zur Korrektur ausgewählten Ausleuchtungskanals durch Messung und/oder durch Berechnung. Bei der Messung kann das Beleuchtungslicht-Teilbündel in einer vorgegebenen Korrekturebene beispielsweise durch Einsatz eines ortsaufgelösten Intensitätsdetektors vermessen werden.
Eine Berechnung des Beleuchtungslicht-Teilbündels kann durch rechnerische Bestimmung einer Point- Spread-Function (Punktausbreitungsfunktion) beispielsweise mit Hilfe eines optischen Designprogramms erfolgen. Diese Berechnung kann analytisch oder numerisch oder auch im Wege einer Simulation geschehen.
2. Bestimmung einer Korrekturinformation, insbesondere eines Satzes von Aktorpositionen der Korrektur- Aktoren der Korrektur-Feldfacetten. Bei der Korrekturinformation kann es sich insbesondere um einen Satz von Kippwinkeln der Korrektur-Feldfacetten handeln. Diese Kor- rekturinformations-Bestimmung kann durch ein numerisches und/oder durch ein analytisches Rechenverfahren erfolgen.
3. Verwendung der Korrekturinformation zur Korrekturverlagerung der Korrektur-Feldfacetten. Dies kann durch Ansteuerung der Korrektur- Aktoren geschehen. 4. Verifikation der Wirkung der Korrekturinformation als optionaler
Schritt. Diese Verifikation kann durch Messung und/oder durch Simulation erfolgen.
Bei der feldabhängigen Einzelkanalintensitätkorrektur kann das vorstehend erwähnte Verfahren zum Vorgeben einer Soll- Verteilung einer Beleuchtungslicht-Intensität über die Feldhöhe des Objektfeldes der Projektionsbe- lichtungsanlage zum Einsatz kommen.
Das Bauteil kann mit extrem hoher Strukturauflösung hergestellt sein. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Halbleiterchip mit extrem hoher In- tegrations- bzw. Speicherdichte hergestellt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: schematisch einen Meridionalschnitt durch eine Projektions- belichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie; Fig. 2 und 3 Anordnungsvarianten von Feldfacettenspiegeln, die mit monolithischen Feldfacetten ausgeführt sein können, aber auch Feldfacetten aufweisen können, die jeweils aus einer Mehrzahl von Einzelspiegeln aufgebaut sind; Fig. 4 schematisch eine Aufsicht auf einen Pupillenfacettenspiegel, der gemeinsam mit dem Feldfacettenspiegel Teil einer Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage ist.
Fig. 5 eine Variante einer Pupillenfacette, die beim Pupillenfacet- tenspiegel nach Fig. 4 zum Einsatz kommen kann, wobei auf der Pupillenfacette eine Randkontur eines Beleuchtungslicht- Teilbündels dargestellt ist, mit dem die Pupillenfacette über genau einer der Feldfacetten und einen vorgegebenen Ausleuchtungskanal beaufschlagt ist, wobei das Beleuchtungs- licht-Teilbündel die Pupillenfacette derart beaufschlagt, dass das Beleuchtungslicht-Teilbündel vollständig von der Pupillenfacette reflektiert wird;
Fig. 6 in einem Diagramm eine Intensitätsabhängigkeit einer Kanal- Intensität IK einer Beleuchtungslicht-Beaufschlagung des Objektfeldes von einer Feldhöhe x, also von einer Dimension bzw. Koordinate senkrecht zu einer Objektverlagerungsrichtung, wobei die Intensität IK, aufgetragen für genau einen Ausleuchtungskanal, scanintegriert aufgetragen ist und wobei der Effekt einer Verlagerung und Beschneidung des Beleuchtungslicht-Teilbündels auf der Pupillenfacette in -x-Richtung dargestellt ist; in einer zu Fig. 6 ähnlichen Darstellung den Effekt einer Verlagerung des Beleuchtungslicht-Teilbündels auf der Pupillenfacette in +x-Richtung auf die Feldhöhenabhängigkeit der Kanalintensität IK(x); in einer zu Fig. 6 ähnlichen Darstellung den Effekt einer Verlagerung des Beleuchtungslicht-Teilbündels auf der Pupillenfacette in +y-Richtung auf die Feldhöhenabhängigkeit der Kanalintensität IK(x); in einer zu Fig. 6 ähnlichen Darstellung den Effekt einer Verlagerung des Beleuchtungslicht-Teilbündels auf der Pupillenfacette in -y-Richtung auf die Feldhöhenabhängigkeit der Kanalintensität IK(x); schematisch in einem Diagramm eine Abhängigkeit einer x- Telezentrie Tx von der Feldhöhe x vor einer Korrektur durch gezielte Verlagerung von Beleuchtungslicht-Teilbündeln auf Korrektur-Pupillenfacetten nach Art der Pupillenfacette nach Fig. 5 in +x-Richtung (vgl. Fig. 7); und schematisch eine Intensitätsverteilung über eine Pupille der Beleuchtungsoptik für einen Objektfeldpunkt am Ort x=xmax vor einer Korrektur der x-Telezentrie, wobei Pupillenspots hervorgehoben sind, die über Pupillenfacetten ausgeleuchtet werden, die sich als Korrektur-Pupillenfacetten, auf denen eine +x- Verlagerung nach Fig. 7 herbeigeführt wird, eignen; schematisch das Objektfeld sowie eine Sensoreinheit zum Erfassen einer Intensität des Beleuchtungslichts abhängig von der Feldhöhe x;
Fig. 13 stark schematisch ein Ablaufschema eines Verfahrens zum
Vorgeben einer minimalen Beleuchtungsintensität des Be- leuchtungslichts über die Feldhöhe x, also über eine Querfeldkoordinate des Objektfeldes;
Fig. 14 in einem Diagramm eine Abhängigkeit einer Gasamt- Beleuchtungsintensität aller über ihre jeweiligen Ausleuch- tungskanäle geführten Beleuchtungslicht-Teilbündel abhängig von der Feldhöhe vor dem Durchführen des Vorgabeverfahrens nach Fig. 13;und in einer zu Fig. 14 ähnlichen Darstellung die Abhängigkeit der Gesamt-Beleuchtungsintensität von der Feldhöhe nach Durchführung des Vorgabeverfahrens nach Fig. 13.
Fig. 1 zeigt schematisch in einem Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikro-Lithografie. Zur Projektionsbelichtungsanlage 1 gehört eine Licht- bzw. Strahlungsquelle 2. Ein Beleuchtungssystem 3 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat eine Beleuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines mit einem Objektfeld 5 zusammenfallenden Beleuchtungsfeldes in einer Objektebene 6. Das Beleuchtungsfeld kann auch größer sein als das Objektfeld 5. Belichtet wird hierbei ein Objekt in Form eines im Objektfeld 5 angeordneten etikels 7, das von einem Objekt- bzw. Reti- kelhalter 8 gehalten ist. Das Retikel 7 wird auch als Lithographiemaske bezeichnet. Der Objekthalter 8 ist über einen Objektverlagerungsantrieb 9 längs einer Objekt- Verlagerungsrichtung verlagerbar. Eine Projektions- optik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 1 1 in einer Bildebene 12. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 1 1 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Wafer- halter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerung- santrieb 15 synchronisiert zum Objekthalter 8 parallel zur Objekt- Verlagerungsrichtung verlagerbar.
Bei der Strahlungsquelle 2 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle mit einer emittierten Nutzstrahlung im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Es kann sich dabei um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine GDPP- Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, gasdischarge-produced plasma) oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, laser- produced plasma) handeln. Auch eine Strahlungsquelle, die auf einem Synchrotron oder auf einem freien Elektronenlaser (FEL) basiert, ist für die Strahlungsquelle 2 einsetzbar. Informationen zu einer derartigen Strahlungsquelle findet der Fachmann beispielsweise aus der US 6,859,515 B2. EUV-Strahlung 16, die von der Strahlungsquelle 2 ausgeht, insbesondere das das Objektfeld 5 beleuchtende Nutz-Beleuchtungslicht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt. Ein entsprechender Kollektor ist aus der
EP 1 225 481 A bekannt. Nach dem Kollektor 17 propagiert die EUV- Strahlung 16 durch eine Zwischenfokusebene 18, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 19 trifft. Der Feldfacettenspiegel 19 ist ein erster Facettenspiegel der Beleuchtungsoptik 4. Der Feldfacettenspiegel 19 hat eine Mehrzahl von reflektierenden Feldfacetten, die in der Fig. 1 nicht dargestellt sind. Der Feldfacettenspiegel 19 ist in einer Feldebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Objektebene 6 optisch konjugiert ist. Die EUV-Strahlung 16 wird nachfolgend auch als Beleuchtungslicht oder als Abbildungslicht bezeichnet.
Nach dem Feldfacettenspiegel 19 wird die EUV-Strahlung 16 von einem Pupillenfacettenspiegel 20 reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 20 ist ein zweiter Facettenspiegel der Beleuchtungsoptik 4. Der Pupillenfacettenspiegel 20 ist in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Zwischenfokusebene 18 und zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 und der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist oder mit dieser Pupillenebene zusammenfällt. Der Pupillenfacettenspiegel 20 hat eine Mehrzahl von reflektierenden Pupillenfacetten, die in der Fig. 1 nicht dargestellt sind. Mit Hilfe der Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels 20 und einer nachfolgenden abbildenden optischen Baugruppe in Form einer Übertragungsoptik 21 mit in der Reihenfolge des Strahlengangs bezeichneten Spiegeln 22, 23 und 24 werden die Feldfacetten des Feldfacettenspie- gels 19 einander überlagernd in das Objektfeld 5 abgebildet. Der letzte
Spiegel 24 der Übertragungsoptik 21 ist ein Spiegel für streifenden Einfall („Grazing Incidence-Spiegel").
Zur Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen ist in der Fig. 1 ein kartesisches xyz-Koordinatensystem als globales Koordinatensystem für die Beschreibung der Lageverhältnisse von Komponenten der Projekti- onsbelichtungsanlage 1 zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 eingezeichnet. Die x-Achse verläuft in der Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein. Die y-Achse verläuft in der Fig. 1 nach rechts und parallel zur Verlagerungsrichtung des Objekthalters 8 und des Waferhalters 14. Die z- Achse verläuft in der Fig. 1 nach unten, also senkrecht zur Objektebene 6 und zur Bildebene 12. Die x-Dimension über das Objektfeld 5 bzw. das Bildfeld 1 1 wird auch als Feldhöhe bezeichnet. Die Objektverlagerungsrichtung verläuft parallel zur y- Achse.
In den weiteren Figuren sind lokale kartesische xyz-Koordinatensysteme eingezeichnet. Die x- Achsen der lokalen Koordinatensysteme verlaufen parallel zur x- Achse des globalen Koordinatensystems nach Fig. 1. Die xy- Ebenen der lokalen Koordinatensysteme stellen Anordnungsebenen der jeweils in der Figur dargestellten Komponente dar. Die y- und z- Achsen der lokalen Koordinatensysteme sind entsprechend um die jeweilige x- Achse um einen bestimmten Winkel verkippt.
Die Fig. 2 und 3 zeigen Beispiele verschiedener Facettenanordnungen für den Feldfacettenspiegel 19. Jede der dort dargestellten Feldfacetten 25 kann als Einzelspiegel-Gruppe aus einer Mehrzahl von Einzelspiegeln auf- gebaut sein, wie beispielsweise aus der WO 2009/100 856 AI bekannt.
Jeweils eine der Einzelspiegel-Gruppen hat dann die Funktion einer Facette eines Feldfacettenspiegels, wie dieser beispielsweise in der
US 6,438,199 Bl oder der US 6,658,084 B2 offenbart ist. Der Feldfacettenspiegel 19 nach Fig. 2 hat eine Vielzahl gebogen ausgeführter Feldfacetten 25. Diese sind gruppenweise in Feldfacetten-Blöcken 26 auf einem Feldfacetten-Träger 27 angeordnet. Insgesamt hat der Feldfacettenspiegel 19 nach Fig. 2 sechsundzwanzig Feldfacetten-Blöcke 26, zu denen drei, fünf oder zehn der Feldfacetten 25 gruppenweise zusammenge- fasst sind.
Zwischen den Feldfacetten-Blöcken 26 liegen Zwischenräume 28 vor.
Der Feldfacettenspiegel 19 nach Fig. 3 hat rechteckige Feldfacetten 25, die wiederum gruppenweise Feldfacetten-Blöcken 26 angeordnet sind, zwischen denen Zwischenräume 28 vorliegen. Fig. 4 zeigt schematisch eine Aufsicht auf den Pupillenfacettenspiegel 20. Pupillenfacetten 29 des Pupillenfacettenspiegels 20 sind im Bereich einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet. Die Anzahl der Pupillenfacetten 29 ist in der Realität größer als in Fig. 4 dargestellt. Die Pupillenfacetten 29 sind auf einem Pupillenfacetten-Träger des Pupillenfa- cettenspiegels 20 angeordnet. Eine Verteilung von über die Feldfacetten 25 mit dem Beleuchtungslicht 16 beaufschlagten Pupillenfacetten 29 innerhalb der Beleuchtungspupille gibt eine Ist-Beleuchtungswinkelverteilung im Objektfeld 5 vor. Jede der Feldfacetten 25 dient zur Überführung eines Teils des Beleuchtungslichts 16, also eines Beleuchtungslicht-Teilbündel 16j, von der Lichtquelle 2 hin zu einer der Pupillenfacetten 29.
Bei den Feldfacetten 25 handelt es sich also um im Strahlengang des Be- leuchtungslichts 16 jeweils erste Facetten der Beleuchtungsoptik 4. Entsprechend handelt es sich bei den Pupillenfacetten 29 um im Strahlengang des Beleuchtungslichts 16 zweite Facetten der Beleuchtungsoptik 4. Nachfolgend wird bei einer Beschreibung von Beleuchtungslicht-Teilbündeln 16i davon ausgegangen, dass die zugehörige Feldfacette 25 jeweils maximal, also über ihre gesamte eflexionsfläche, ausgeleuchtet ist. In diesem Fall fällt eine Randkontur des Beleuchtungslicht-Teilbündels 16j mit einer Randkontor des Ausleuchtungskanals zusammen, weswegen die Ausleuchtungskanäle nachfolgend auch mit 16j bezeichnet werden. Der jeweilige Ausleuchtungskanal 16j stellt einen möglichen Lichtweg eines die zugehörige Feldfacette 25 maximal ausleuchtenden Beleuchtungslicht- Teilbündels 16j über die weiteren Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 dar.
Die Übertragungsoptik 21 weist für jeden der Ausleuchtungskanäle 16j jeweils eine der Pupillenfacetten 29 zur Überführung des Beleuchtungslicht-Teilbündels 16i von der Feldfacette 25 hin zum Objektfeld 5 auf.
Jeweils ein Beleuchtungslicht-Teilbündel 16j, von denen in der Fig. 1 schematisch zwei Beleuchtungslicht-Teilbündel 16j (i = 1 ,..., N; N: Anzahl der Feldfacetten) dargestellt sind, ist zwischen der Lichtquelle 2 und dem Objektfeld 5 über genau eine der Feldfacetten 25 und über genau eine der Pupillenfacetten 29 über jeweils einen Ausleuchtungskanal geführt.
Zumindest einige der Pupillenfacetten 29, im betrachteten Ausführungsbeispiel alle Pupillenfacetten 29 des Pupillenfacettenspiegels 20, sind als Korrektur-Pupillenfacetten einsetzbar. Diese Korrektur-Pupillenfacetten sind so im Strahlengang des sie beaufschlagenden Beleuchtungslicht-Teilbündels 16i angeordnet, dass ein Bild 2' der Lichtquelle 2 an einem Bildort entsteht, der längs des Ausleuchtungskanals 16j beabstandet zur Pupillenfacette 29 liegt. Ein Abstand zwischen dem jeweiligen Bild 2' und der zugeord- neten Pupillenfacette ist in der Fig. 1 mit a bezeichnet. Dieser Abstand a wird nachfolgend auch als Defokusab stand bezeichnet.
In der Fig. 1 sind zwei Varianten einer solchen Anordnung der Lichtquel- len-Bilder 2' schematisch dargestellt. Ein erstes Lichtquellen-Bild 2 ist an einem Bildort angeordnet, der im Strahlengang des zugehörigen Beleuchtungslicht-Teilbündels 16i vor Reflexion an der Pupillenfacette 29 des Pu- pillenfacettenspiegels 20 liegt. Der Abstand zwischen dem Lichtquellen- Bild 2 und der zugehörigen Pupillenfacette 29 ist in der Fig. 1 mit ai be- zeichnet. Ein zweites Lichtquellen-Bild 2'2 ist im Strahlengang eines weiteren Beleuchtungslicht-Teilbündels 16j an einem Bildort nach Reflexion an der Pupillenfacette des Pupillenfacettenspiegels 20 angeordnet. Der Abstand zwischen dem Lichtquelle-Bild 2'2 und der zugehörigen Pupillenfacette 29 ist in der Fig. 1 mit a2 bezeichnet.
In der Fig. 1 ist zudem noch mit BIF eine typische Größe, nämlich der typische Durchmesser, eines Lichtquellenbildes IF, also eines Zwischenfokus, in der Zwischenfokusebene 18 bezeichnet. Mit Bi ist in der Fig. 1 eine typische Größe eines Bildes des Zwischenfokus IF auf der jeweiligen Pupil- lenfacette 29 bezeichnet. Mit B ist in den Fig. 2 und 3 zusätzlich eine x- Erstreckung der jeweiligen Feldfacette 25, also eine typische Größe der Feldfacette 25, bezeichnet.
Zumindest einige der Feldfacetten 25, im dargestellten Ausführungsbei- spiel alle Feldfacetten 25, sind als Korrektur-Feldfacetten einsetzbar, die jeweils über einen der Ausleuchtungskanäle 16j einer jeweiligen Korrektur- Pupillenfacette 29 zugeordnet sind. Die Korrektur-Feldfacetten 25 sind mit Korrektur- bzw. Verlagerungs-Aktoren in Form von Kipp-Aktoren 31 verbunden, von denen in der Fig. 2 lediglich einige Verlagerungs-Aktoren 31 schematisch dargestellt sind. Die Verlagerungs-Aktoren 31 sind zur kontinuierlichen Verlagerung, nämlich zur kontinuierlichen Verkippung der Korrektur-Feldfacetten 25 ausgebildet. Die Verlagerungs-Aktoren 31 sind zur Verkippung der Korrektur-Feldfacetten 25 um zwei zueinander senk- recht stehende Achsen ausgebildet, die parallel zur x- Achse und zur y- Achse beispielsweise durch ein jeweiliges Zentrum bzw. durch einen Schwerpunkt einer Reflexionsfläche der Korrektur-Feldfacette 25 verlaufen. Die Verlagerungs-Aktoren 31 stehen über eine nicht dargestellte Signalverbindung mit einer Korrektur- Steuerungseinrichtung 32 der Projektions- belichtungsanlage 1 in Signalverbindung (vgl. Fig. 1). Die Korrektur- Steuerungseinrichtung 32 dient zur gesteuerten Verkippung der Korrektur- Feldfacetten 25.
Die Korrektur- Steuerungseinrichtung 32 und die Verlagerungs-Aktoren 31 sind so ausgeführt, dass ein Korrektur- Verlagerungsweg, nämlich ein Korrektur-Kippwinkel der Korrektur-Feldfacetten 25 in einem Korrektur- Verlagerungsbereich, nämlich in einem Korrektur- Kippwinkelbereich so groß ist, dass ein jeweiliger Korrektur- Ausleuchtungskanal 16j von einem Rand der zugehörigen Korrektur-Pupillenfacette 29 so beschnitten ist, dass das Beleuchtungslicht-Teilbündel 16j nicht vollständig von der Korrektur- Pupillenfacette 29 in das Objektfeld 5 überführt wird. Dies wird nachfolgend anhand der Fig. 5 ff. näher erläutert.
Fig. 5 zeigt eine der Pupillenfacetten 29, die beim Pupillenfacettenspiegel 20 zum Einsatz kommen kann. Die Pupillenfacette 29 nach Fig. 5 hat keine kreisrunde Randkontur, wie in der Fig. 4 dargestellt, sondern eine annähernd quadratische Randkontur mit abgerundeten Ecken. Eine solche Randkontur, die auch ohne abgerundete Ecken, also quadratisch oder rechteckig gestaltet sein kann, ermöglicht es, den Pupillenfacetten-Träger 30 relativ dicht mit den Pupillenfacetten 29 zu belegen. Die Pupillenfacette 29 nach Fig. 5 wird von einer bogenförmigen Feldfacette 25 des Feldfacettenspiegels 19 nach Fig. 2 mit dem Beleuchtungslicht-Teilbündel 16i beaufschlagt.
Die Fig. 5 zeigt eine Lage des von der Pupillenfacette 29 reflektierten Be- leuchtungslicht-Teilbündels 16j in einer Kippwinkelstellung der dieser Pupillenfacette 29 zugeordneten Feldfacette 25, bei der keine Beleuchtungs- Korrektur stattfindet. Bei dieser, in der Fig. 5 dargestellten Anordnung liegt ein gesamter Querschnitt des Beleuchtungslicht-Teilbündels 16j auf der Pupillenfacette 29, so dass das Beleuchtungs-Teilbündel 16j randseitig nicht vom Rand der Pupillenfacette 29 beschnitten ist. Eine Randkontur des Querschnitts des Beleuchtungslicht-Teilbündels 16j auf der Pupillenfacette 29 hat eine angenähert bogen-, bohnen- oder nierenförmige Form und kann verstanden werden als Faltung eines Bildes der bogenförmigen Feldfacetten 25 (vgl. durchgezogene Linie„25B" in Fig. 5) nach Fig. 2 mit einer run- den Quellfläche der Lichtquelle 2. Diese Faltung entsteht aufgrund der Tatsache, dass, wie vorstehend bereits ausgeführt, das Bild 2' der Lichtquelle 2 an einem Bildort entsteht, der längs des Ausleuchtungskanals 16j beabstandet zur Pupillenfacette 29, im Strahlengang also entweder vor oder nach der Pupillenfacette 29, liegt.
Die bogenförmige Randkontur des Beleuchtungslicht-Teilbündels 16j auf der Pupillenfacette 29 stellt einen Lichtfleck des Beleuchtungslicht-Teilbündels 16i dar. Gestrichelt sind in die Randkontur des Beleuchtungslicht-Teilbündels 16j auf der Pupillenfacette 29 drei Subbündel 16 ; 16j2 und 16j3 eingezeichnet. Das Beleuchtungslicht-Teilbündel 16i setzt sich aus einer Vielzahl derartiger Subbündel 16jJ zusammen. Das Beleuchtungslicht-Teilbündel 16j kann, sofern die optischen Parameter der Beleuchtung bekannt sind, beispielsweise mit Hilfe eines optischen Designprogramms, berechnet werden und wird in diesem Zusammenhang auch als„Point-Spread-Function" (Punktausbreitungsfunktion) bezeichnet. Das Beleuchtungslicht 16 dieser Subbündel 16/ bis 16j3 geht aus von einem linken Randpunkt 25 1 , von einem zentralen Punkt 252 und von einem rechten Randpunkt 253 der zugehörigen Feldfacette 25. In der Fig. 2 sind beispielhaft diese Ausgangspunkte 251 bis 253 auf einer der Feldfacetten 25 eingezeichnet.
Mit r ist in der Fig. 5 der Radius (halber Durchmesser) der Subbündel 16jJ bezeichnet. x bezeichnet in der Fig. 5 die x- Abmessung des Feldfacetten- Bildes 25B auf der Pupillenfacette 29, also die x-Erstreckung eines Restfeldanteiles auf der Pupillenfacette 29.
Durch Korrektur- Verkippung der Feldfacette 25, die die Pupillenfacette 29 nach Fig. 5 beaufschlagt, kann eine feldabhängige Korrektur einer Beleuchtungswinke lverteilung über das Objektfeld 5 erreicht werden.
Damit eine solche feldabhängige Korrektur möglich ist, muss für den De- fokusabstand a folgende Bedingung erfüllt sein: a = k Bif fi/Bf k charakterisiert hierbei das Verhältnis zwischen den Größen xf und r, also zwischen der typischen Erstreckung xf des Restfeldanteils 25B und dem Radius r der Subbündel 16jJ. Bi ist die typische Größe des Bildes des Zwischenfokus IF auf der jeweiligen Pupillenfacette 29. ff ist die Brennweite der zugehörigen Feldfacette 25, also die Brennweite, mit der das jeweilige Beleuchtungslicht- Teilbündel 16i von der zugehörigen Feldfacette 25 abgebildet wird. B ist die typische Erstreckung der Feldfacette 25.
Entscheidend für den Defokuswert a ist also unter anderem das Verhältnis k=x /r, also das Verhältnis der Größe des Restfeldanteils xf auf der Pupillenfacette 29 zur typischen Abmessung r der Subbündel 16jJ. Es gilt: 2r=Bi . Damit die feldabhängige Korrektur möglich ist, muss zusätzlich gelten: k > 0,5
Insbesondere kann gelten, dass k > 1 ist, dass der Restfeldanteil xf also eine typische Größe hat, die größer ist als der Radius der Subbündel 16jJ. Die Feldabhängigkeit der vorstehend beschriebenen Korrektur ist umso besser, je größer k ist. k kann größer sein als 1,5, kann größer sein als 2, kann größer sein als 3, kann größer sein als 4, kann größer sein als 5 oder auch noch größer sein. Sobald der typische Durchmesser Bi des Subbündels 16jJ sehr viel größer ist als die typische Abmessung xf des Feldanteils, ergibt sich keine nutzbare Feldabhängigkeit mittels einer Korrektur- Verkippung der Feldfacette 25, die die Pupillenfacette 29 nach Fig. 5 beaufschlagt. Es ergibt sich dann le- diglich eine feldunabhängige Intensitätsverringerung des Beleuchtungslicht-Teilbündels 16i.
Je größer Bi wird, desto größer muss der Defokusabstand a sein, damit die für die Korrektur notwendige Feldabhängigkeit bei der Korrektur- Verkippung der Feldfacette 25 erhalten bleibt.
Fig. 6 zeigt eine Abhängigkeit einer scanintegrierten Intensität IK, die einer der Ausleuchtungskanäle 16j zur Beleuchtung des Objektfeldes 5 beiträgt, von der Feldhöhe x. Eine Scanintegration bedeutet eine Integration der Beleuchtungsintensität längs der y-Koordinate des Objektfeldes 5.
Gestrichelt ist ein nominaler Feldverlauf eingezeichnet, der sich ergibt, wenn das gesamte Beleuchtungslicht-Teilbündel 16j von der Pupillenfacet- te 29 hin zum Objektfeld 5 reflektiert wird.
Durchgezogen ist in der Fig. 6 ein Feldverlauf der Kanalintensität IK dargestellt, der entsteht, wenn das Beleuchtungslicht-Teilbündel 16j durch Verkippung des Korrektur- Aktors 31 der zugehörigen Korrektur-Feldfacette 25 in -x- ichtung so auf der Pupillenfacette 29 verlagert ist, dass der zugehörige Korrektur- Ausleuchtungskanal 16j - und damit auch das Beleuchtungslicht-Teilbündel 16j - vom Rand der Korrektur-Pupillenfacette 29 beschnitten ist. Dieser, in den Fig. 5 und 6 linke Rand des Beleuchtungslicht-Teilbündels 16i trägt nun nicht mehr zur Beleuchtung des Objektfeldes 5 bei, so dass der in der Fig. 6 durchgezogene Feldverlauf resultiert, bei dem die Kanalintensität IK bei kleinen Feldhöhe-Werten x schneller auf den Wert 0 abfällt als der gestrichelte, nominale Feldverlauf. Im Ergebnis resultiert über diesen Ausleuchtungskanal ein feldabhängiger Verlauf einer Beleuchtung über diese Pupillenfacette 29, also ein feldabhängiger Verlauf der In- tensität des zugehörigen Beleuchtungs-Winkels. In der Korrektur-Kipp Stellung nach Fig. 6„sieht" ein Objektfeldpunkt beim x-Wert xmin Beleuchtungslicht 16 aus Richtung der Pupillenfacette 29 praktisch nicht, da Beleuchtungslicht 16, das von einem Urbild entsprechend dieser Feldhöhe xmin von der zugehörigen Feldfacette des Ausleuchtungskanals 16j ausgeht, nicht von der Pupillenfacette 29 reflektiert wird. Oberhalb einer Grenz- Feldhöhe xG geht der Korrektur-Feldverlauf der Kanalintensität IK wieder in den nominalen Feldverlauf über. Fig. 7 zeigt entsprechend eine Korrekturwirkung, wenn der Kipp-Aktor 31 die Korrektur-Feldfacette 25 so verkippt, dass das Beleuchtungslicht-Teilbündel 16] in positiver x-Richtung auf der Korrektur-Pupillenfacette 29 verlagert und vom Rand der Korrektur-Pupillenfacette 29 beschnitten ist. Dargestellt ist wieder durchgezogen der Verlauf der Kanalintensität IK über die Feldhöhe x nach erfolgter Verlagerung im Vergleich zum gestrichelt dargestellten, nominalen Feldverlauf. Im Bereich einer maximalen Feldhöhe xmax sehen die Objektfeldpunkte dann praktisch kein Beleuchtungslicht, welches von der zugehörigen Korrektur-Pupillenfacette 29 ausgeht. Unterhalb einer Grenz-Feldhöhe XQ geht der durchgezogene Korrektur-Feldverlauf nach Fig. 7 wieder in den gestrichelten, nominalen Feldverlauf über.
Zur Verlagerung des Beleuchtungslicht-Teilbündels 16j in +/-x-Richtung wird die zugehörige Korrektur-Feldfacette 25 über den zugehörigen Kipp- Aktor um eine zur y-Achse in der Fig. 2 parallele Achse verkippt.
Eine Anordnungsgeometrie einer Führung des Beleuchtungslichts 16 über die Ausleuchtungskanäle 16j ist also derart, dass ein Querschnitt des Ausleuchtungskanals 16i auf den Korrektur-Pupillenfacetten 29 eine Randkontur derart hat, dass über eine Größe des Korrektur-Kippwinkels ein randsei- tiges Beschneiden des Querschnitts in einer Richtung +/-x senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung y vorgegeben werden kann.
Fig. 8 zeigt das Ergebnis einer Korrektur- Verlagerung des Beleuchtungs- licht-Teilbündels 16j auf der Korrektur-Pupillenfacette 29 nach Fig. 5 in positiver y-Richtung, hervorgerufen durch eine entsprechende Korrektur- Verkippung der zugehörigen Korrektur-Feldfacette 25 um eine zur x-Achse parallele Achse. Aufgrund der Bogenform des Beleuchtungslicht-Teilbündels 16i auf der Korrektur-Pupillenfacette 29 wird aufgrund dieser
+y- Verlagerung zunächst der in +y-Richtung führende Rand des Beleuchtungslicht-Teilbündels 16i im Bereich des Subbündels 16j2 vom Rand der Korrektur-Pupillenfacette 29 beschnitten. Es resultiert eine Reduktion bzw. ein Dip der Kanalintensität IK im Bereich einer zentralen Feldhöhe xo. Oberhalb einer Feldhöhe xo + XA2 und unterhalb einer Feldhöhe xo - XAI geht der in der Fig. 8 durchgezogen dargestellte Korrektur-Feldverlauf der Kanalintensität IK wieder in den gestrichelten, nominalen Feldverlauf über.
Fig. 9 zeigt die Korrekturauswirkungen einer Verlagerung des Beleuchtungslicht-Teilbündels 16i gemäß Fig. 5 in negativer y-Richtung, hervorge- rufen durch eine Verkippung der zugehörigen Korrektur-Feldfacette 25 um eine Kippachse parallel zur x-Achse. Es resultiert aufgrund eines
Beschnitts beider Enden der Bogenform des Beleuchtungslicht-Teilbündels 16i im Bereich der Subbündel 16/ und 16j3 ein Abfall der Kanalintensität IK an beiden Feldhöhen-Rändern, also gleichzeitig im Bereich der Feldhöhe xmin und xmax. Im Bereich der zentralen Feldhöhe x0 geht der korrigierte, in der Fig. 9 durchgezogene Feldverlauf wieder über in den gestrichelten, nominalen Feldverlauf der Kanalintensität IK. Eine Anordnungsgeometrie einer Führung des Beleuchtungslichts 16 über die Ausleuchtungskanäle 16j ist also derart, dass ein Querschnitt des Aus- leuchtungskanals 16j auf den Korrektur-Pupillenfacetten 29 eine Randkontur derart hat, dass über eine Größe des Korrektur-Kippwinkels ein randsei- tiges Beschneiden des Querschnitts in einer Richtung +/-y längs der bzw. parallel zur Objektverlagerungsrichtung y vorgegeben werden kann.
Über eine Richtung +/-y des Korrektur-Kippwinkels kann also vorgegeben werden, ob ein Beschneiden des Querschnitts des Ausleuchtungskanals 16j, gesehen in einer Dimension x senkrecht zur einem beschnittenen Rand +/-y zentral (also im Bereich x0) oder randseitig (also in den Bereichen xmin und xmax) erfolgt.
Ein Beschneiden des Beleuchtungslicht-Teilbündels 16j führt also dazu, dass abhängig vom Ort auf dem Objektfeld 5 Beleuchtungslicht 16 von dieser Korrektur-Pupillenfacette 29 mit unterschiedlicher Intensität hin zum Objektfeld 5 überführt wird. Durch gesteuerte Verkippung der Korrektur-Feldfacetten 25 lässt sich also eine feldabhängige Korrektur einer Beleuchtungsintensitätsverteilung über das Objektfeld 5 erzielen.
Ein entsprechend beschnittener Ausleuchtungskanal 16j stellt einen Korrek- tur-Ausleuchtungskanal dar.
Die Korrektur- Verlagerungen des Beleuchtungslicht-Teilbündels 16j in positiver oder negativer x-Richtung können mit den Korrekturverlagerun- gen in negativer oder positiver y-Richtung kombiniert werden. Dies kann durch gleichzeitige Verkippung der Korrektur-Feldfacette 25, die der betrachteten Korrektur-Pupillenfacette 29 zugeordnet ist, um die y- und um die x-Achse um einen entsprechenden Korrektur-Kippwinkel erfolgen. Die entstehenden Korrektur-Feldverläufe der Kanalintensität IK ergeben sich als Überlagerungen beispielsweise der Korrektur-Feldverläufe nach den Fig. 6 und 8, nach den Fig. 6 und 9, nach den Fig. 7 und 8 oder nach den Fig. 7 und 9. Auf diese Weise können auch komplexere Korrektur-Feldverläufe erzeugt werden.
Anhand der Fig. 10 und 1 1 wird nachfolgend beispielhaft eine konkrete Korrekturanwendung der vorstehend beschriebenen Beleuchtungsoptik 4 erläutert. Fig. 10 zeigt einen zu korrigierenden Feldverlauf einer x-Telezentrie Tx. Es gilt:
wobei x den Feldpunkt beschreibt, K ein Normierungsfaktor ist, und Ic (x, px, py) die Intensität in der Pupille des c-ten Kanals am Ort px, py am Feldpunkt x bezeichnet.
Der Telezentriewert Tx steigt zwischen einem Minimalwert TX;mm bei der Feldhöhe xmin über die Feldhöhe x monoton bis zu einem Wert Tx,max bei der maximalen Feldhöhe xmax an.
Ein Verlauf der x-Telezentrie Tx ist in der Fig. 10 bei 33 durchgezogen dargestellt.
Fig. 1 1 zeigt eine Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4, die von Punkten des Objektfeldes 5 bei der maximalen Feldhöhe xmax gesehen wird. Dargestellt ist schematisch und nicht maßstabsgerecht ein x-Dipol- Setting. Ein linker Pol 34 dieses Dipol-Beleuchtungssettings wird gebildet durch Intensitätsbeiträge bzw. Pupillenspots 35, die durch Beaufschlagung dieser Feldhöhe xmax mit entsprechenden Pupillenfacetten 29 erzeugt wird. Die Intensitätsbeiträge 35 sind relativ schwach, was in der Fig. 1 1 durch kleine Radien dieser Intensitätsbeiträge 35 veranschaulicht ist.
Ein rechter Pol 36 des Dipol-Beleuchtungssettings nach Fig. 1 1 beinhaltet Intensitätsbeiträge bzw. Pupillenspots 37, ausgehend von entsprechenden Pupillenfacetten 29 des Pupillenfacettenspiegels 20. Die Intensitätsbeiträge 37 sind stärker als die Intensitätsbeiträge 35, was in der Fig. 1 1 durch entsprechend größere Radien der Intensitätsbeiträge 37 verdeutlicht ist. Aufgrund der stärkeren Intensitätsbeiträge 37 ist die integrierte Beleuchtungsintensität über den Pol 36 größer als die integrierte Beleuchtungsintensität über den Pol 34, was am Ort xmax zum positiven x-Telezentriewert Tx,max führt.
Es können nun die in der Fig. 1 1 über eine gestrichelte Berandung hervorgehobenen Intensitätsbeiträge 37 durch Auswahl der zugehörigen Pupillen- facetten 29 als Korrektur-Pupillenfacetten korrigiert, also hinsichtlich ihrer Intensitäten reduziert werden. Bei diesen zugehörigen Pupillenfacetten 29 erfolgt dann eine Verlagerung der Beleuchtungslicht-Teilbündel 16j in positiver x-Richtung, so dass eine Feldkorrektur entsprechend der Fig. 7 resultiert. Eine integrale Intensität über den Beleuchtungspol 36 und somit der Wert Tx,max können somit reduziert werden.
Fig. 1 1 zeigt diese, scanintegrierte Beleuchtungspupille an der Feldkoordinate x, aufgetragen über Pupillenkoordinaten σχ, oy. Bei der Projektionsbelichtung mithilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird zunächst ein vorgegebenes Beleuchtungssetting eingestellt und hinsichtlich seiner Beleuchtungsparameter vermessen. Anschließend erfolgt eine Auswahl von Korrektur-Pupillenfacetten und über die gesteuerte Vor- gäbe entsprechender Korrektur-Kippwinkel der zugeordneten Korrektur- Feldfacetten erfolgt eine Korrektur von Vorgabewerten nicht eingehaltener Beleuchtungsparameter, bis diese innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen um vorgegebene Sollwerte der Beleuchtungsparameter liegen. Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst weiterhin eine Sensoreinheit 40 (vgl. Fig. 1 und 12) zur Erfassung einer Intensität des Beleuchtungslichts 16 in Abhängigkeit von der Feldhöhe x, also in Abhängigkeit von einer Querfeldkoordinate x des Objektfeldes 5. Die Sensoreinheit 40 umfasst eine Vor- schaltoptik 41 und einen ortsaufgelöst messenden Sensor 42.
Die Vorschaltoptik 41, die in der Fig. 12 schematisch dargestellt ist, hat einen Erfassungsbereich 43, der das gesamte Objektfeld 5 abdeckt. Die Vorschaltoptik 41 bildet das Objektfeld 5 auf den Sensor 42 ab. Beim Sensor 42 kann es sich um ein Zeilenarray oder um ein Zeilen- und Spaltenar- ray aus individuell beleuchtungslichtempfindlichen Sensorpixeln handeln. Insbesondere handelt es sich beim Sensor 42 um ein CCD-Array. Mithilfe entsprechender Wellenlängen-Umwandlungseinrichtungen, beispielsweise mithilfe einer Szintillationsbeschichtung, wird die EUV- Wellenlänge zur Vermessung der Beleuchtungslicht- Intensitätsabhängigkeit von der Feld- höhe x in eine Direktionswellenlänge umgewandelt, für die der Sensor 42 empfindlich ist. Alternativ ist es möglich, zur Vermessung der Abhängigkeit der Beleuchtungslichtintensität von der Feldhöhe x die EUV- Lichtquelle 2 durch eine Mess-Lichtquelle zu simulieren, deren Abstrahl- Charakteristik derjenigen der EUV-Lichtquelle entspricht, die aber eine Messwellenlänge emittiert, für die der Sensor 42 empfindlich ist.
Mithilfe der Sensoreinheit 40, der zentralen Steuereinrichtung 32 und den Kipp-Aktoren 31 kann ein nachfolgend beschriebenes Verfahren zum Vorgeben einer minimalen Beleuchtungsintensität Imin (vgl. Fig. 14 und 15) über die Feldhöhe x durchgeführt werden, welches nachfolgend insbesondere anhand der Fig. 13 noch näher beschrieben wird. Hierzu wird in einem Identifizierungsschritt 44 zunächst eine Minimalin- tensitäts-Querfeldkoordinate xmin identifiziert, bei der eine Gesamt- Beleuchtungsintensität IGeS;0 der über alle Ausleuchtungskanäle 16j geführten Beleuchtungslicht-Teilbündel 16j minimal ist. Diese Identifikation erfolgt durch Messen der Gesamt-Beleuchtungsintensität IGes über die Feld- höhe x mithilfe der Sensoreinheit 40 bei einem ersten Satz von Kippstellungen der Kipp-Aktoren 31 des Feldfacettenspiegels 19. Ein beispielhaftes Ergebnis dieser Messung ist in der Fig. 14 dargestellt. Es ergibt sich die Minimalintensitäts-Querfeldkoordinate xmin am rechten Feldrand des Objektfeldes 5. Die zugehörige Intensität I (xmin) beträgt Imin.
Anschließend wird in einem Ausleuchtungskanal-Identifizierungsschritt 45 mindestens ein Ausleuchtungskanal 16j identifiziert, bei dem eine Variation eines randseitigen Beschneidens des hierüber geführten Beleuchtungslicht-Teilbündels 16i an der jeweiligen Pupillenfacette 29 zu einer Vergrößerung einer Beleuchtungsintensität I (xmin) an der Minimalintensitäts- Querfeldkoordinate xmin führt. Diese Ausleuchtungskanal-Identifizierung kann durch Messen der jeweiligen I (x)-Variation des jeweiligen Ausleuch- tungskanals 16j bei Betätigung des Kipp-Aktors 31 der diesem Ausleuchtungskanal 16i zugehörigen Feldfacette 25 geschehen, was grundsätzlich für alle Ausleuchtungskanäle 16j messtechnisch durchgeführt werden kann. Hierbei können individuelle Ausleuchtungskanäle 16j vermessen werden, wobei dann alle anderen Ausleuchtungskanäle 16j abgeschattet werden. Alternativ kann eine entsprechende I (x)-Variation auch durch Simulation der Lichtführungsverhältnisse des jeweiligen Beleuchtungslicht- Teilbündels 16j über den Ausleuchtungskanal 16j erfolgen.
Für diejenigen Ausleuchtungskanäle 16j, bei denen der Ausleuchtungska- nal-Identifikationsschritt 45 erfolgreich war, erfolgt nachfolgend in einem Ausrichtschritt 46 ein Ausrichten der jeweiligen Feldfacette 25 des identi- fizierten Ausleuchtungskanals 16j zur Vergrößerung der Beleuchtungsintensität des zugehörigen Beleuchtungslicht-Teilbündels 16j an der Minima- lintensitäts-Querfeldkoordinate xmin. Das Ausrichten geschieht über ein entsprechendes Betätigen des Kipp-Aktors 3 1 des mindestens einen identifizierten Ausleuchtungskanals 16j.
Das Ergebnis dieses Vorgabeverfahrens mit den Schritten 44 bis 46 zeigt beispielhaft die Figur 1 5. Im Ergebnis ist die minimale Beleuchtungsintensität Imin;k im Vergleich zur anfänglichen minimalen Beleuchtungsintensität Imin (vgl. Fig. 14) angehoben. Imin;k kann 1 Prozent, 2 Prozent, 3 Prozent, 5 Prozent, 1 0 Prozent oder einen höheren Prozentsatz größer sein als Imjn.
Aufgrund der neuen Ausrichtung der Feldfacetten 25 im Ausrichtschritt 46 hat sich eine Abhängigkeit einer Beleuchtungsintensität IGeS;k des gesamten Beleuchtungslichts 16 über die Feldhöhe x im Vergleich zur ursprüngli- chen Intensitätsverteilung IGeS;0 geändert, sodass im Beispiel der Fig. 1 5 die nun vorgegebene minimale Beleuchtungsintensität Imin;k nicht nur am rechten Feldrand, also an der Minimalintensitäts-Querfeldkoordinate xmin, sondern auch am linken Feldrand vorliegt. Beim vorstehend beschriebenen Verfahren wird beim globalen Intensitätsminimum über die Feldhöhe x angesetzt, das sich durch Überlagerung der Beleuchtungsintensitäten aller Beleuchtungslicht-Teilbündel 16j über die Feldhöhe x, also über die Querfeldkoordinate, ergibt.
Beim Vorgabeverfahren kann genau ein Ausleuchtungskanal 16j identifiziert werden oder es kann eine Mehrzahl von Ausleuchtungskanälen 16j identifiziert werden. Es können alle Ausleuchtungskanäle 16j identifiziert werden, bei denen sich durch Variation des randseitigen Beschneidens des hierüber geführten Beleuchtungslicht-Teilbündels 16j an der Pupillenfacette 29 die gewünschte Beleuchtungslicht- Intensitäts Vergrößerung an der Minimalintensitäts-Querfeldkoordinate xmin ergibt.
Zusätzlich kann noch ein weiterer Ausleuchtungskanal- Identifizierungsschritt und ein weiterer Facetten- Ausrichtschritt während des vorstehend erläuterten Vorgabeverfahrens durchgeführt werden. Diese weiteren Identifizierungs- und Ausrichtschritte können parallel oder sequentiell zu den vorstehend erläuterten Identifizierungs- und Ausrichtschritten durchgeführt werden.
Bei dem weiteren Ausleuchtungskanal-Identifizierungsschritt wird mindestens ein Ausleuchtungskanal 16j identifiziert, bei dem eine Variation eines randseitigen Beschneidens des hierüber geführten Beleuchtungslicht- Teilbündels 16j an der Pupillenfacette 29 zu einer Vergrößerung einer mi- nimalen Beleuchtungsintensität Imin;i dieses Beleuchtungslicht-Teilbündels 16i über die Querfeldkoordinate, also über die Feldhöhe x, führt. In der Fig. 14 ist gestrichelt in relativen Intensitätseinheiten eine Abhängigkeit eines Intensitätsverlaufs Ij einer Beleuchtungsintensität eines so identifizierten Ausleuchtungskanals 16j eingezeichnet. Diese Identifikation erfolgt wie- derum durch Messung mithilfe der Sensoreinheit 40, bei der alle anderen Ausleuchtungskanäle 16j abgeschattet sind.
Bei diesem Intensitätsverlauf Ii über die Feldhöhe x ist die Ausleuchtungs- kanalintensität Ij nicht bei der Minimalintensitäts-Querfeldkoordinate xmjn minimal, sondern am anderen, linken Feldrand, also bei der Koordinate Xmin,i- Die Minimalintensität dieses Ausleuchtungskanals 16j bei der individuellen Minimalkoordinate xmjn;j ist in der Fig. 14 mit Imin;i bezeichnet. In der Realität ist Imin i natürlich um Größenordnungen kleiner als Imin. Zur Veranschaulichung ist der Verlauf Ii aber, wie vorstehend schon erwähnt, in relativen Intensitätseinheiten in die Fig. 14 eingezeichnet.
Nach diesem weiteren Ausleuchtungskanal-Identifizierungsschritt erfolgt in dem weiteren Facetten- Ausrichtschritt ein Ausrichten der diesem Aus- leuchtungskanal 16j zugehörigen Feldfacette 25 zur Vergrößerung der mi- nimalen Beleuchtungsintensität Imin;i dieses Ausleuchtungskanals 16j, indem die entsprechende Beschneidungs-Variation an der zugehörigen Pupillenfacette 29 des Ausleuchtungskanals 16j eingestellt wird.
Das Ausrichten in den Ausrichtschritten erfolgt gemäß den vorstehend er- läuterten Ausführungsbeispielen mithilfe der Kipp- bzw. Korrektur- Aktoren 31. Die Feldfacetten 25 können zum Ausrichten also dynamisch verkippt werden. Alternativ kann ein derartiges Ausrichten auch statisch schon beim Grunddesign des Feldfacettenspiegels 19 erfolgen, sodass mittels Kipp- Aktoren verkippbare Feldfacetten 25 nicht zwingend zur Durch- führung der vorstehend beschriebenen Verfahren sind.
Ergebnis des weiteren Ausleuchtungskanal-Identifizierungsschritt und auch des weiteren Ausricht- Schritt ist ein Anheben der Beleuchtungsintensität nicht nur im Bereich der Minimalintensitäts-Querfeldkoordinate xmjn, son- der auch im Bereich anderer und hinsichtlich ihrer möglicherweise geringen Beleuchtungsintensität kritischer Feldkoordinaten, im in den Fig. 14 und 15 dargestellten Beispiel, also im Bereich der Minimalintensitäts- Querfeldkoordinate xmin gegenüberliegenden, linken Feldkoordinate xmjn,i. Die Durchführung der weiteren Ausleuchtungskanal-Identifizierungs- und Facetten- Ausrichtungsschritte gewährleistet entsprechend, dass bei einem Anheben der Beleuchtungsintensität auf die Intensität Imin;k an der Minima- lintensitäts-Querfeldkoordinate xmjn mithilfe der vorstehend erläuterten Schritte 44 bis 46 die Beleuchtungsintensität nicht unerwünscht an einer anderen Feldkoordinate geringer ist als Imin,k-
Bei der Projektionsbelichtung mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird zunächst mit Hilfe des vorstehend erläuternden Einstellungsverfahrens eine Beleuchtungsgeometrie eingestellt. Dann wird wenigstens ein Teil des etikels 7 im Objektfeld 5 auf einen Bereich der lichtempfindlichen Schicht auf den Wafer 13 im Bildfeld 1 1 zur lithografischen Herstellung eines mikro- beziehungsweise nano strukturierten Bauteils, insbesondere eines Halbleiterbauteils, beispielsweise eines Mikrochips, abgebildet. Hierbei werden das Retikel 7 und der Wafer 13 zeitlich synchronisiert in der y-Richtung kontinuierlich im Scannerbetrieb verfahren.

Claims

Patentansprüche
1. Beleuchtungsoptik (4) für die EUV-Projektionslithografie für die Beleuchtung eines Objektfeldes (5), in dem ein abzubildendes Objekt (7) anordenbar ist,
mit einem Feldfacettenspiegel (19) mit einer Mehrzahl von Feldfacetten (25), angeordnet im Bereich einer Feldebene der Beleuchtungsoptik (4),
mit einem Pupillenfacettenspiegel (20) mit einer Mehrzahl von Pu- pillenfacetten (29), angeordnet im Bereich einer Pupillenebene der
Beleuchtungsoptik (4),
wobei jede der Feldfacetten (25) zur Überführung von Nutz- Beleuchtungslicht (16) von einer Lichtquelle (2) hin zu jeweils einer der Pupillenfacetten (29) dient,
- wobei über jeweils einen Ausleuchtungskanal ein jeweiliges Nutz-
Beleuchtungslicht-Teilbündel (16i) zwischen der Lichtquelle (2) und dem Objektfeld (5) über genau eine Feldfacette (25) und genau eine Pupillenfacette (29) geführt ist,
wobei eine im jeweiligen Ausleuchtungskanal (16j) der Feldfacette (25) nachgeordnete Übertragungsoptik (21) zur überlagernden Abbildung der Feldfacetten (25) in das Objektfeld (5) ausgebildet ist, wobei die Übertragungsoptik (21 ) für j eden Ausleuchtungskanal (16i) jeweils eine der Pupillenfacetten (29) zur Überführung des Beleuchtungslicht-Teilbündels (16j) von der Feldfacette (25) hin zum Objektfeld (5) aufweist,
wobei zumindest einige Pupillenfacetten (29), die als Korrektur- Pupillenfacetten einsetzbar sind, so im Strahlengang des sie beaufschlagenden Beleuchtungslicht-Teilbündels (16j) angeordnet sind, dass ein Bild (2') der Lichtquelle (2) an einem Bildort entsteht, der längs des Ausleuchtungskanals (16j) beabstandet zur Pupillenfacette (29) liegt,
mit einer Korrektur-Steuerungseinrichtung (32) zur gesteuerten Verlagerung zumindest einiger der Feldfacetten (25), die über jeweilige Ausleuchtungskanäle (16j) den Korrektur-Pupillenfacetten (29) zugeordnet sind und als Korrektur-Feldfacetten einsetzbar sind, über mit den Korrektur-Feldfacetten (25) verbundenen Korrektur-Aktoren (31),
wobei die Korrektur- Steuerungseinrichtung (32) und die Korrektur-Aktoren (31) so ausgeführt sind, dass ein Korrektur- Verlagerungsweg der Korrektur-Feldfacetten (25) in einem Korrektur-Verlagerungsbereich so groß ist, dass ein jeweiliger Korrektur- Ausleuchtungskanal (16i) von einem Rand der Korrektur- Pupillenfacette (29) so beschnitten ist, dass das Beleuchtungslicht- Teilbündel (16j) nicht vollständig von der Korrektur- Pupillenfacette (29) in das Objektfeld (5) überführt wird.
Beleuchtungsoptik nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur- Aktoren (31) zur kontinuierlichen Verlagerung der Korrektur-Feldfacetten (25) ausgebildet sind.
Beleuchtungsoptik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur- Aktoren (31) zur Verlagerung der Korrektur- Feldfacetten (25) um zwei zueinander senkrecht stehende Achsen (x, y) ausgebildet sind.
Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt
(7) längs einer Objektverlagerungsrich- tung (y) verlagerbar ist, wobei eine Anordnungsgeometrie einer Führung des Beleuchtungslichts (16) über die Ausleuchtungskanäle (16j) derart ist, dass ein Querschnitt des jeweiligen Ausleuchtungskanals (16i) auf den Korrektur-Pupillenfacetten (29) eine Randkontur derart hat, dass über eine Größe des Korrektur- Verlagerungswegs ein randsei- tiges Beschneiden des Querschnitts in einer Richtung (+/-x) senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung (y) vorgegeben werden kann.
Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (5) längs einer Objektverlagerungsrichtung (y) verlagerbar ist, wobei eine Anordnungsgeomtrie einer Führung des Beleuchtungslichts (16) über die Ausleuchtungskanäle (16j) derart ist, dass ein Querschnitt des jeweiligen Ausleuchtungskanals (16i) auf den Korrektur-Pupillenfacetten (29) eine Randkontur derart hat, dass über eine Größe des Korrektur- Verlagerungswegs ein randsei- tiges Beschneiden des Querschnitts in einer Richtung (+/-y) parallel zur Objektverlagerungsrichtung (y) vorgegeben werden kann.
Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Richtung (+/-y) des Korrektur- Verlagerungswegs vorgegeben werden kann, ob ein Beschneiden des Querschnitts des Ausleuchtungskanals (16j), gesehen in einer Dimension (x) senkrecht zu einem beschnittenen Rand zentral (xo) oder rand- seitig (xmin, xmax) erfolgt.
Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch bogenförmige Feldfacetten (25).
8. Beleuchtungssystem (3) mit einer Beleuchtungsoptik (4) nach einem Ansprüche 1 bis 7 und mit einer Lichtquelle (2) zur Erzeugung des Beleuchtungslichts (16).
9. Optisches System mit einer Beleuchtungsoptik (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und mit einer Projektionsoptik (10) zur Abbildung des Objektfeldes (5) in ein Bildfeld (1 1).
10. Projektionsbelichtungsanlage (1) mit einem optischen System nach Anspruch 9 und einer Lichtquelle (2) zur Erzeugung des Beleuchtungslichts (16),
mit einem Objekthalter (8) mit einem Objektverlagerungsantrieb (9) zur Verlagerung des Objekts (7) längs einer Objektverlagerungsrichtung (y),
- mit einem Waferhalter (14) mit einem Waferverlagerungsantrieb
(15) zur mit dem Objektverlagerungsantrieb (9) synchronisierten Verlagerung eines Wafers (13).
1 1. Verfahren zum Vorgeben einer Soll- Verteilung einer Beleuchtungs- licht-Intensität über eine Feldhöhe (x) eines Objektfeldes einer Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungsoptik (4) für die Beleuchtung des Objektfeldes (5), in dem ein abzubildendes und quer zur Feldhöhe (x) in einer Objektverlagerungsrichtung (y) verlagerbares Objekt (7) anordenbar ist,
- mit einem Feldfacettenspiegel (19) mit einer Mehrzahl von Feldfacetten (25), angeordnet im Bereich einer Feldebene der Beleuchtungsoptik (4), mit einem Pupillenfacettenspiegel (20) mit einer Mehrzahl von Pupillenfacetten (29), angeordnet im Bereich einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik (4),
wobei jede der Feldfacetten (25) zur Überführung von Nutz- Beleuchtungslicht (16) von einer Lichtquelle (2) hin zu jeweils einer der Pupillenfacetten (29) dient,
wobei über jeweils einen Ausleuchtungskanal ein jeweiliges Nutz- Beleuchtungslicht-Teilbündel (16i) zwischen der Lichtquelle (2) und dem Objektfeld (5) über genau eine Feldfacette (25) und genau eine Pupillenfacette (29) geführt ist,
wobei eine im jeweiligen Ausleuchtungskanal (16j) der Feldfacette (25) nachgeordnete Übertragungsoptik (21) zur überlagernden Abbildung der Feldfacetten (25) in das Objektfeld (5) ausgebildet ist, wobei die Übertragungsoptik (21 ) für j eden Ausleuchtungskanal (16i) jeweils eine der Pupillenfacetten (29) zur Überführung des
Beleuchtungslicht-Teilbündels (16j) von der Feldfacette (25) hin zum Objektfeld (5) aufweist, folgenden Schritten
Einsetzen zumindest einiger der Pupillenfacetten (29) als Korrektur-Pupillenfacetten, die so im Strahlengang des sie beaufschlagenden Beleuchtungslicht-Teilbündels (16j) angeordnet sind, dass ein Bild (2') der Lichtquelle (2) an einem Bildort entsteht, der längs des Ausleuchtungskanals (16j) beabstandet zur Pupillenfacette (29) liegt,
Gesteuertes Verlagern zumindest einiger der Feldfacetten (25) als Korrektur-Feldfacetten, die über jeweilige Ausleuchtungskanäle (16i) den Korrektur-Pupillenfacetten (29) zugeordnet sind, mit ei- ner Korrektur-Steuerungseinrichtung (32) über mit den Korrektur- Feldfacetten (25) verbundenen Korrektur- Aktoren (3 1 ),
Auswählen eines Korrektur- Verlagerungswegs der Korrektur- Feldfacetten (25) innerhalb eines Korrektur- Verlagerungsbereichs derart, dass ein jeweiliger Korrektur- Ausleuchtungskanal ( 16j) von einem Rand der Korrektur-Pupillenfacette (29) so beschnitten wird, dass das Beleuchtungslicht-Teilbündel ( 16j) nicht vollständig von der Korrektur-Pupillenfacette (29) in das Objektfeld (5) überführt wird.
12. Verfahren zum Vorgeben einer minimalen Beleuchtungsintensität (Imin,k) von Beleuchtungslicht ( 16) über eine Querfeldkoordinate (x) eines Objektfeldes (5) einer Beleuchtungsoptik (4) für die Projektionslithografie,
- wobei im Objektfeld (5) ein abzubildendes Objekt (7) anordenbar ist,
wobei die Querfeldkoordinate (x) quer zu einer Objektverlagerungsrichtung (y) verläuft, längs der das Objekt (7) verlagerbar ist, wobei die Beleuchtungsoptik (4) zwei im Strahlengang des Be- leuchtungslichts ( 16) hintereinander derart angeordnete Facettenspiegel ( 19, 20) aufweist, dass über jeweils einen Ausleuchtungskanal ( 16i) ein jeweiliges Nutz-Beleuchtungslicht-Teilbündel ( 16j) zwischen einer Lichtquelle (2) und dem Objektfeld (5) über genau eine Facette (25) des ersten Facettenspiegels ( 19) und genau eine Facette (29) des zweiten Facettenspiegels (20) geführt ist, mit folgenden Schritten:
Identifizieren (44) einer Minimalintensitäts-Querfeldkoordinate (xmin), bei der die Gesamt-Beleuchtungsintensität (Ioes,o) der über alle Ausleuchtungskanäle ( 16j) geführten Beleuchtungslicht- Teilbündel ( 16i) minimal ist,
Identifizieren (45) mindestens eines Ausleuchtungskanals ( 16j), bei dem eine Variation eines randseitigen Beschneidens des hierüber geführten Beleuchtungslicht-Teilbündels ( 16j) an der zweiten Facette (29) zu einer Vergrößerung einer Beleuchtungsintensität dieses Beleuchtungslicht-Teilbündels ( 16j) an der Minimalintensitäts- Querfeldkoordinate (xmin) führt,
Ausrichten (46) der ersten Facette (25) dieses Ausleuchtungskanals ( 16i) zur Vergrößerung von dessen Beleuchtungsintensität (Imin,k) an der Minimalintensitäts-Querfeldkoordinate (xmjn).
13. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:
Identifizieren mindestens eines Ausleuchtungskanals ( 16j), bei dem eine Variation eines randseitigen Beschneidens des hierüber geführten Beleuchtungslicht-Teilbündels ( 16j) an der zweiten Facette (29) zu einer Vergrößerung einer minimalen Beleuchtungsintensität (Imin,i) dieses Beleuchtungslicht-Teilbündels ( 16j) über die Querfeldkoordinate (x) führt,
Ausrichten der ersten Facette (25) dieses Ausleuchtungskanals ( 16j) zur Vergrößerung dieser minimalen Beleuchtungsintensität
Figure imgf000044_0001
14. Verfahren zur Herstellung eines mikro- und/oder nano strukturierten Bauteils mit folgenden Schritten:
Bereitstellen einer Projektionsbelichtungsanlage ( 1 ) nach Anspruch 10, Einstellen eines Ist-Beleuchtungsssettings einer Beleuchtungswinke lverteilung über das Objektfeld (5) in Übereinstimmung innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen mit einem Soll- Beleuchtungssetting durch Vorgabe entsprechender Korrektur- Verlagerungswege für ausgewählte Korrektur-Feldfacetten (25) über die Korrektur- Steuerungseinrichtung (32),
Bereitstellen eines Wafers (13),
Bereitstellen einer Lithografiemaske (7),
Projizieren wenigstens eines Teils der Lithografiemaske (7) auf ei- nen Bereich einer lichtempfindlichen Schicht des Wafers (13) mit
Hilfe der Projektionsoptik (10) der Projektionsbelichtungsanlage (1)·
15. Bauteil, hergestellt durch ein Verfahren nach Anspruch 14.
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