WO2021028132A1

WO2021028132A1 - Optisches beleuchtungssystem zur führung von euv-strahlung

Info

Publication number: WO2021028132A1
Application number: PCT/EP2020/069544
Authority: WO
Inventors: Michael Patra
Original assignee: Carl Zeiss Smt Gmbh
Priority date: 2019-08-09
Filing date: 2020-07-10
Publication date: 2021-02-18
Also published as: CN114450639A; KR20220043204A; DE102019212017A1; US20220163897A1

Abstract

Ein optisches Beleuchtungssystem dient zur Führung von EUV-Strahlung (3) zwischen einem Quellbereich (4), einer EUV-Lichtquelle (2) und einem Objektfeld (18), in dem ein abzubildendes Objekt (23) anordenbar ist. Das Beleuchtungssystem hat mindestens zwei (7, 14) für die EUV-Strahlung (3) reflektierende EUV-Spiegel-Komponenten (5, 7, 14, 19), die sequentiell die EUV-Strahlung zwischen dem Quellbereich (4) und dem Objektfeld (18) führen. Auf jeder der beiden EUV-Spiegel-Komponenten (7, 14) ist eine optische Beugungskomponente (31) zur Unterdrückung von Falschlicht-Strahlung angeordnet. Mindestens zwei dieser optischen Beugungskomponenten (31) sind zur Unterdrückung verschiedener Falschlicht-Wellenlängen ausgelegt. Eine erste der beiden optischen Beugungskomponenten, die auf einer ersten der EUV-Spiegel-Komponenten angeordnet ist, ist als Gitter mit mindestens einer ersten Strukturtiefe und eine zweite der beiden optischen Beugungskomponenten, die auf einer zweiten der EUV-Spiegel-Komponenten angeordnet ist, ist als Gitter mit mindestens einer zweiten verschiedenen Strukturtiefe ausgeführt. Es resultiert eine verbesserte Falschlichtunterdrückung.

Description

Optisches Beleuchtungssystem zur Führung von EUV-Strahlung

Der Inhalt folgender Patentanmeldungen wird hierin durch Bezugnahme aufgenommen:

DE 10 2019212 017.2, DE 10 2019 210450.9 und PCT/EP 2020/050809.

Die Erfindung betrifft ein optisches Beleuchtungssystem zur Führung von EUV-Strahlung. Fer ner betrifft die Erfindung ein optisches System mit einem derartigen Beleuchtungssystem und einer Projektionsoptik, ein optisches System mit einem derartigen Beleuchtungssystem und einer EUV-Lichtquelle, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen Beleuchtungssystem, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauelements mit einer derar tigen Projektionsbelichtungsanlage sowie ein mit einem derartigen Herstellungsverfahren herge stelltes strukturiertes Bauelement.

Optische Systeme zur Führung von EUV-Strahlung sind bekannt aus der DE 102009 044462 Al, der DE 102011 082 065 Al, aus der DE 10 2017217 867 Al, aus der US 2015/0049321 Al und aus der US 2019/0033723 Al.

Es ist eine Ausgabe der vorliegenden Erfindung, eine Falschlichtunterdrückung bei einem opti schen Beleuchtungssystem der eingangs genannten Art zu verbessern.

Diese Aufgabe ist erfmdungsgemäß gelöst durch ein optisches Beleuchtungssystem mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Tatsache, dass das EUV-Nutzlicht zwischen dem Quellbereich und dem Objektfeld von einer Mehrzahl von EUV-Spiegel-Komponenten sequenti ell reflektiert wird, dazu genutzt werden kann, auf mindestens zwei dieser sequentiell im Strah lengang des EUV-Nutzlichts angeordneten EUV-Spiegel-Komponenten optische Beugungskom ponenten zur Unterdrückung verschiedener Falschlicht-Wellenlängen anzuordnen. Die beiden optischen Beugungskomponenten mit den unterschiedlichen Strukturtiefen sind also zur Unter drückung verschiedener Falschlicht-Wellenlängen ausgelegt. Hierdurch ist eine effektive Unter drückung zweier unterschiedlicher Falschlicht-Wellenlängen möglich ohne das Erfordernis einer komplexen optischen Beugungskomponente auf einer der EUV-Spiegel-Komponenten, die gleichzeitig beide Falschlicht-Wellenlängen unterdrückt. Dies vermindert den Aufwand zur Falschlichtunterdrückung. Das Falschlicht kann eine infrarote Wellenlänge beispielsweise im Bereich zwischen 800 nm und 12 pm, besonders im Bereich von 1 pm oder im Bereich zwischen 10 pm und 11 pm haben. Bei den verschiedenen Falschlicht-Wellenlängen, die jeweils von einer der beiden optischen Beugungskomponenten unterdrückt werden, kann es sich um die Wellen länge einerseits eines Vorpulses (Vorimpulses) und andererseits um die Wellenlänge eines Hauptpulses (Hauptimpulses) einer EUV-Plasmaquelle handeln. Eine EUV-Plasmaquelle mit Vor- und Hauptpuls ist bekannt aus der WO 2013/107 660 A2. Die optischen Beugungskompo nenten, die auf den mindestens zwei EUV-Spiegel-Komponenten angeordnet sind, unterscheiden sich voneinander. Jede der optischen Beugungskomponenten auf den beiden EUV-Spiegel- Komponenten hat eine andere Falschlicht-Zielwellenlänge und hat insbesondere genau eine an dere Falschlicht-Zielwellenlänge. Jede der optischen Beugungskomponenten auf den beiden EUV-Spiegel-Komponenten kann auch einen Bereich von Falschlicht-Zielwellenlängenbereiche bei der Unterdrückung abdecken, wobei sich die Falschlicht-Zielwellenlängenbereiche der opti schen Beugungskomponenten unterscheiden. Alternativ oder zusätzlich kann jede der optischen Beugungskomponenten eine andere Haupt-Zielwellenlänge für das Falschlicht haben, aber gleichzeitig auch andere Neben-Wellenlängen unterdrücken. Das optische System kann neben den beiden mit den optischen Beugungskomponenten ausgerüsteten EUV-Spiegel-Komponenten auch noch weitere EUV-Spiegel-Komponenten im EUV-Nutzlicht-Strahlengang zwischen dem Quellbereich und dem Objektfeld aufweisen. In diesem Fall können auch mehr als zwei der EUV-Spiegel-Komponenten mit optischen Beugungskomponenten zur Unterdrückung von min destens zwei Falschlicht-Wellenlängen ausgerüstet sein. Es können dann auch drei oder mehr verschiedene Falschlicht-Wellenlängen unterdrückt werden.

Die Unterdrückung verschiedener Falschlicht-Wellenlängen durch die beiden Beugungsgitter ergibt sich aufgrund der unterschiedlichen Strukturtiefen der beiden Beugungsgitter, die jeweils auf einer der beiden EUV-Spiegel-Komponenten angeordnet sind. Ein Unterschied zwischen zwei Beugungsstruktur-Niveaus, die sich bei einem der Beugungsgitter zur Falschlicht- Unterdrückung aufgrund destruktiver Interferenz in ihrer Wirkung ergänzen, kann l/4 oder l/6 betragen, wobei l die zu unterdrückende Zielwellenlänge oder eine um den Einfallswinkel des zu unterdrückenden Falschlichts auf dem Beugungsgitter korrigierte effektive Zielwellenlänge ist. Die verschiedenen Strukturtiefen der beiden Beugungsgitter können sich um mindestens einen Faktor Ad/d = 10% unterschieden. Ad ist hierbei der Unterschied zwischen den Strukturtiefen der beiden Beugungsgitter, wobei die jeweilige Strukturtiefe den Höhenunterschied zwischen min destens zwei Beugungsstruktur-Niveaus des jeweiligen Beugungsgitters bezeichnet, die einander in ihrer Wirkung zur Falschlicht-Unterdrückung durch destruktive Interferenz ergänzen d ist hierbei die größere der beiden Strukturtiefen. Dieser Unterschied Ad/d kann größer sein als 20%, kann größer sein als 30% und kann auch größer sein als 50%. Entsprechende Unterschiede erge ben sich dann bei den zu unterdrückenden, verschiedenen Falschlicht-Wellenlängen lΐ, l2, so dass auch hier ein Unterschied zwischen den zu unterdrückenden Falschlicht-Wellenlängen, Dl/lΐ, größer sein kann als 10%, wobei lΐ die größere der beiden zu unterdrückenden Falsch licht-Wellenlängen ist und Dl = lΐ - l2 die Differenz dieser beiden Falschlicht-Wellenlängen.

Bei einer Variante des optischen Beleuchtungssystems können die beiden Beugungsgitter, die jeweils auf einer der beiden EUV- Spiegelkomponenten angeordnet sind, auch gleiche Struktur tiefen haben, dennoch zur Unterdrückung verschiedener Falschlicht-Wellenlängen ausgeführt sein. Dies kann dann der Fall sein, wenn sich Unterschiede in den Einfallswinkeln der EUV- Strahlung auf diesen beiden Beugungsgittern einerseits und die Unterschiede zwischen den ver schiedenen zu unterdrückenden Falschlicht-Wellenlängen andererseits bei der Auslegung der Strukturtiefen auf den beiden Beugungsgittern genau ausgleichen.

Die optische Beugungskomponente kann eine für die EUV- Strahlung, die zur Objektbeleuchtung genutzt wird, hochreflektierende Beschichtung tragen, insbesondere eine Mehrlagenbeschich tung.

Eine Ausführung mindestens eines der Beugungsgitter als Binärgitter mit zwei sich voneinander unterscheidenden Beugungsstruktur-Niveaus innerhalb einer Gitterperiode und gleicher Struk- turab schnittslänge längs einer Perioden-Laufrichtung ist in der Herstellung vergleichsweise we nig aufwendig.

Ein Beugungsgitter mit mindestens drei sich voneinander unterscheidenden Beugungs- Strukturniveaus ermöglicht eine sehr effektive Unterdrückung genau einer Falschlicht- Zielwellenlänge und/oder eine Unterdrückung eines Falschlicht-Wellenlängenbereichs und/oder mehrerer, sich voneinander unterscheidender Falschlicht-Wellenlängen. Es können optische Beugungskomponenten in Form von Beugungsgittern zum Einsatz kommen, die beschrieben sind in der DE 10 2019210 450.9 und der PCT/EP 2020/050 809. Eine Strukturtiefe bzw. ein Struktumiveau-Unterschied der Beugungsstruktur-Niveaus, die sich durch destruktive Interfe renz in ihrer Falschlicht unterdrückenden Wirkung ergänzen, kann l/4 oder l/6 betragen. Das Beugungsgitter kann innerhalb jeweils einer Gitterperiode in vier Strukturab schnitte unterteilt sein. Die vier Strukturabschnitte können jeweils voneinander verschiedene Strukturtiefen auf weisen. Alternativ kann eine Unterteilung innerhalb der Gitterperiode in vier Strukturab schnitte so sein, dass zwei der vier Strukturab schnitte als Neutral-Strukturabschnitte, einer der Struktur abschnitte als Positiv- Strukturab schnitt und einer der Strukturabschnitte als Negativ- Strukturabschnitt ausgeführt sind. Die vier Strukturabschnitte können längs einer Perioden- Laufrichtung die gleiche Länge aufweisen. Die beiden Neutral-Strukturabschnitte können auch in einem Strukturabschnitt zusammengefasst sein. Auch diesbezüglich wird auf die Beschrei bung insbesondere in der PCT/EP 2020/050 809 verwiesen.

Ein solches Beugungsgitter mit mindestens drei sich voneinander unterscheidenden Beugungs struktur-Niveaus führt beim Einsatz auf dem EUV-Kollektorspiegel nach Anspruch 3 zu einer effektiven Unterdrückung insbesondere verschiedener Pumplicht-Wellenlängen, die zur Plasma erzeugung innerhalb einer Plasma-EUV-Lichtquelle zum Einsatz kommen können. Lediglich ein Abschnitt des Kollektorspiegels kann mit einem derartigen Beugungsgitter versehen sein. Eine sonstige Reflexionsfläche des EUV-Kollektorspiegels kann ohne optische Beugungskomponente oder alternativ mit einer einfacher gestalteten Beugungskomponente, beispielsweise mit einem Binärgitter, versehen sein.

Gestaltungen der verschiedenen möglichen EUV- Spiegel-Komponenten mit einem Beugungsgit ter mit zwei sich voneinander unterscheidenden Beugungsstruktur-Niveaus nach Anspruch 4, insbesondere mit einem Binärgitter, ermöglichen eine effektive Unterdrückung einer Falschlicht- Zielwellenlänge sowie eines Wellenlängenbereichs um diese Falschlicht-Zielwellenlänge. Die Herstellung eines solchen Beugungsgitters mit genau zwei sich voneinander unterscheidenden Beugungsstruktur-Niveaus ist vergleichsweise einfach.

Alle optischen Beugungskomponenten können z. B. zur Unterdrückung verschiedener Falsch licht-Wellenlängen ausgelegt sein. Die Falschlichtunterdrückung führt dazu, dass nachfolgende optische Komponenten des Be leuchtungssystems oder eines nachgelagerten Projektionssystems nicht unerwünscht thermisch mit dem Falschlicht belastet werden.

Ausführungsvarianten der jeweils mit der optischen Beugungskomponente ausgeführten EUV- Spiegel-Komponenten nach den Ansprüchen 5 bis 8 haben sich als je nach den Unterdrückungs- Randbedingungen, die an das Falschlicht gerichtet werden, geeignete Gestaltungen bewährt.

Alternativ zu einem Pupillenfacettenspiegel kann das optische Beleuchtungssystem auch einen spekularen Reflektor aufweisen. Ein spekularer Reflektor ist beispielsweise beschrieben in der US 8 934 085 B2, in der US 2006/0132747 Al, in der EP 1 614 008 Bl und in der US 6 573 978.

Das optische Beleuchtungssystem kann so gestaltet sein, dass mindestens ein Reflexionsab schnitt einer der EUV-Spiegel-Komponenten innerhalb eines Strahlengangs der EUV-Strahlung mit Strahlung in einem Einfallswinkelbereich zwischen einem minimalen Einfallswinkel und einem maximalen Einfallswinkel beaufschlagbar ist. Auf dem Reflexionsabschnitt kann eine der vorstehend diskutierten optischen Beugungskomponenten zur Unterdrückung von im Strahlen gang mitgeführter Falschlicht-Strahlung angeordnet sein. Die optische Beugungskomponente kann so ausgeführt sein, dass im gesamten Einfallswinkelbereich die Falschlicht- Strahlung mit einem Unterdrückungsverhältnis zwischen einer Intensität des auf dem Reflexionsabschnitt ein fallenden Falschlichts und einer Intensität des vom Reflexionsabschnitt in Richtung des Strah lengangs ausfallenden Falschlichts unterdrückt ist, das besser ist als 1000. Dieses Unterdrü ckungsverhältnis kann besser sein als 10⁴ oder auch besser sein als 10⁵. Das optische System kann mindestens einen Facettenspiegel als EUV-Spiegel-Komponente aufweisen, wobei der Re flexionsabschnitt, auf dem die optische Beugungskomponente angeordnet ist, Teil des Facetten spiegels ist. Als derartiger Reflexionsabschnitt, der Teil des Facettenspiegels ist, kann mindes tens eine Feldfacette, mindestens eine Pupillenfacette oder auch mindestens ein Abschnitt einer jeweiligen Facette genutzt werden. Soweit eine der Facetten durch eine Mehrzahl von entspre chend gruppierten und zusammengeschalteten Einzelspiegeln realisiert ist, insbesondere durch MEMS-Einzelspiegel, kann der Reflexionsabschnitt auch auf mindestens einem und insbesonde re auf einer Mehrzahl derartiger Einzelspiegel ausgeführt sein. Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 9 oder 10, einer Projektionsbelichtungsan lage nach Anspruch 11, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 12 oder eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteils nach Anspruch 13 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezug nahme auf das optische Beleuchtungssystem bereits erläutert wurden.

Bei dem Bauteil kann es sich um einen Halbleiterchip, insbesondere um einen Speicherchip han deln.

Ausfiihrungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithographie;

Fig. 2 ebenfalls schematisch und in einem Meridionalschnitt eine Ausführung eines opti schen Systems der Projektionsbelichtungsanlage mit einer detaillierter dargestellten Beleuchtungsoptik;

Fig. 3 eine Ansicht einer Facettenanordnung eines Feldfacettenspiegels der Beleuchtungs optik der Projektionsbelichtungsanlage in der Ausführung „Rechteckfeld“;

Fig. 4 in einer zu Fig. 3 ähnlichen Darstellung eine Facettenanordnung einer weiteren

Ausführung eines Feldfacettenspiegels in der Ausführung „Bogenfeld“;

Fig. 5 eine Ausführung einer Facettenanordnung eines Pupillenfacettenspiegels;

Fig. 6 einen Schnitt durch eine Ausführung eines optischen Gitters zur beugenden, Falsch licht unterdrückenden Wirkung, wobei eine Schnittebene senkrecht auf einer Längserstreckung von Beugungsstrukturen des optischen Gitters steht;

Fig. 7 in einem Meridionalschnitt einen Lichtweg hin zu und von einem Plasma-

Quellbereich einer EUV-Lichtquelle der Projektionsbelichtungsanalage nach Fig. 1, wobei insbesondere eine beugende, Falschlicht unterdrückende Wirkung eines opti schen Gitters in der Ausführung nach Fig. 6 auf einem EUV-Kollektorspiegel dar- gestellt ist, der eine erste, EUV-Nutzlicht führende Komponente nach dem EUV- Quellbereich darstellt;

Fig. 8 eine weitere Ausführung einer Beleuchtungsoptik mit zwei Facettenspiegeln und einer nachgeordneten Übertragungsoptik mit drei Spiegeln;

Fig. 9 in einer zu Fig. 6 grundsätzlich ähnlichen Darstellung einen Schnitt durch eine wei tere Ausführung eines optischen Gitters als optische Beugungskomponente zur beugenden, Falschlicht unterdrückenden Wirkung, ausgeführt zur Unterdrückung ver schi edener F al schli cht- W eil enl ängen;

Fig. 10 eine Aufsicht auf eine weitere Ausführung eines optischen Gitters zur Unterdrü ckung verschiedener Falschlicht-Wellenlängen mit rasterartig, zeilen- und spalten weise angeordneten Strukturab schnitten, deren Strukturtiefen durch Angabe ent sprechender Tiefenwerte veranschaulicht sind;

Fig. 11 das optische Beugungsgitter nach Fig. 10, wobei den Tiefenwerten der Fig. 10 ent sprechende Ätztiefen-Bereiche durch verschiedene Schraffuren veranschaulicht sind;

Fig. 12 in einer zu Fig. 9 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung eines optischen Beugungsgitters zur Falschlicht-Unterdrückung insbesondere verschiedener Falsch licht-Wellenlängen, ausgeführt mit drei sich voneinander unterscheidenden Beu gungsstruktur-Niveaus;

Fig. 13 im Vergleich zur Fig. 7 stärker abstrahiert einen Meridionalschnitt zur Verdeutli chung von Einfallswinkeln verschiedener Einzelstrahlen, die vom Plasma- Quellbereich der EUV-Lichtquelle ausgehend auf dem EUV-Kollektor zur Bünde lung hin zu einem Zwischenfokus eines Strahlengangs der EUV-Strahlung auftref fen; Fig. 14 in einer zu Fig. 13 ähnlichen Darstellung eine Momentansituation beim Auftreffen eines Pumplicht-Vorimpulses auf ein plasmagenerierendes Medium in Form eines Zinntröpfchens im Plasma-Quellbereich;

Fig. 15 in einer zu Fig. 14 ähnlichen Darstellung eine Momentansituation beim Auftreffen eines Pumplicht-Hauptimpulses auf das plasmagenerierende Medium im Plasma- Quellbereich;

Fig. 16 vergrößert eine Feldfacette des Feldfacettenspiegels nach Fig. 4 mit einem zentral auf die Feldfacette auftreffenden Strahl innerhalb eines EUV-Strahlengangs der Be leuchtungsoptik, auftreffend unter einem ersten Einfallswinkel bei einer ersten Kippstellung der Feldfacette;

Fig. 17 in einer zu Fig. 16 ähnlichen Darstellung Einfall swinkelverhältnisse beim Auftref fen des Strahls bei einer im Vergleich zur Fig. 16 anderen Kippstellung der Feldfa cette;

Fig. 18 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung geometrischer Einfallswinkel- Verhältnisse auf einer Feldfacette der Beleuchtungsoptik;

Fig. 19 eine Aufsicht auf eine der Feldfacetten, aufweisend ein optisches Beugungsgitter nach Art der Fig. 11 zur Einterdrückung verschiedener Falschlicht-Wellenlängen und/oder zur Falschlicht-Unterdrückung in einem Einfallswinkelbereich zwischen einem minimalen Einfallswinkel und einem maximalen Einfallswinkel;

Fig. 20 in einer zu den Fig. 6, 9 und 12 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung eines optischen Beugungsgitters zur Falschlicht-Unterdrückung genau einer Wel lenlänge, ausgeführt als Binärgitter;

Fig. 21 in einer zu Fig. 19 ähnlichen Darstellung eine Feldfacette des Feldfacettenspiegels nach Fig. 3, aufweisend ein optisches Beugungsgitter nach Fig. 20; Fig. 22 in einer zu Fig. 15 ähnlichen Darstellung Strahl winkel- Verhältnisse für ausgewählte Strahlen des Pumplicht-Hauptimpulses im Strahlengang einer Anordnungsebene des Feldfacettenspiegels;

Fig. 23 eine Aufsicht auf eine Pupillenfacette einer weiteren Ausführung eines Pupillenfa cettenspiegels der Beleuchtungsoptik, aufweisend ein Gitter nach Fig. 20;

Fig. 24 schematisch einen Strahlengang eines Ausleuchtungs- bzw. Strahlungskanals der Beleuchtungsoptik zwischen einer der Feldfacetten und einer dieser zugeordneten Pupillenfacette zur Veranschaulichung eines Einfallswinkelbereichs auf der Pupil lenfacette;

Fig. 25 in einer zu Fig. 23 ähnlichen Darstellung eine Pupillenfacette, aufweisend ein opti sches Beugungsgitter nach Fig. 11 zur Unterdrückung verschiedener Falschlicht- Wellenlängen und/oder zur Falschlicht-Unterdrückung in einem Einfallswinkelbe reich zwischen einem minimalen Einfallswinkel und einem maximalen Einfalls winkel;

Fig. 26 in einer zu Fig. 24 ähnlichen Darstellung Einfallswinkel- Verhältnisse auf der Pupil lenfacette bei Zuordnung einer ersten Feldfacette zu dieser Pupillenfacette in einer ersten Kippstellung dieser Pupillenfacette;

Fig. 27 die Facettenanordnung nach Fig. 26, bei der eine andere Feldfacette der Pupillenfa cette zugeordnet ist und die Pupillenfacette eine andere Kippstellung einnimmt;

Fig. 28 eine Ausschnittsvergrößerung der Strahlbeaufschlagung der Pupillenfacette in den Kipppositionen nach den Fig. 26 und 27 zur Verdeutlichung eines gesamten Ein fallswinkelbereiches auf der Pupillenfacette aufgrund der unterschiedlichen Kippstellungen und aufgrund einer Ausdehnung der Feldfacette;

Fig. 29 in einer zu Fig. 22 ähnlichen Darstellung eine Ausführung der Beleuchtungsoptik mit Feldfacetten einerseits und Pupillenfacetten andererseits, wobei einige der Feld- facetten und einige der Pupillenfacetten zur Falschlicht-Unterdrückung einer Pump- licht-Hauptimpuls-Wellenlänge ausgeführt sind;

Fig. 30 schematisch eine Darstellung des Strahlengangs zwischen einem Kondensorspiegel der Beleuchtungsoptik und einer Eintrittspupille einer Projektionsoptik der Projek tionsbelichtungsanlage zur Verdeutlichung von Einfallswinkeln innerhalb des Strahlengangs auf dem Kondensorspiegel;

Fig. 31 einen Abschnitt einer weiteren Ausführung eines Feldfacettenspiegels, aufgebaut aus einer Vielzahl von in einem Raster angeordneten und in Module unterteilten MEMS-Einzelspiegeln, wobei Randkonturen dreier Feldfacetten zusätzlich darge stellt sind, die durch entsprechende Gruppierung der MEMS-Einzelspiegel bei die ser Ausführung des Feldfacettenspiegels gebildet werden können und in ihrer Funk tion den vorstehend dargestellten Feldfacetten entsprechen;

Fig. 32 in einer zu Fig. 31 ähnlichen Darstellung einen Abschnitt einer weiteren Ausfüh rung eines Pupillenfacettenspiegels, dessen Pupillenfacetten wiederum aus MEMS- Einzelspiegeln mit entsprechender Gruppierung gebildet sind, wobei Randkonturen von mehreren dieser durch Gruppierung entstehenden Pupillenfacetten beispielhaft dargestellt sind.

Eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie dient zur Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten elektronischen Halbleiter-Bauelements. Eine Lichtquelle 2 emittiert zur Beleuchtung genutzte EUV-Strahlung im Wellenlängenbereich beispielsweise zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle 2 kann es sich um eine GDPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, gas discharge produced plasma) oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, laser produced plasma) handeln. Zur Beleuchtung und Abbildung innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird EUV-Beleuchtungslicht bzw. Beleuchtungsstrahlung in Form eines Beleuchtungslicht-Bündels bzw. Abbildungslicht-Bündels 3 genutzt. Das EUV- Beleuchtungslicht wird auch als EUV-Nutzlicht bezeichnet. Beispielhafte Wellenlängen für das EUV-Nutzlicht sind 13 nm, 13,5 nm, 6,7 nm, 6,9 nm oder 7 nm. Das Abbildungslicht-Bündel 3 geht von einem Quellbereich 4 der Lichtquelle 2 aus und trifft zunächst auf einen Kollektor 5, bei dem es sich beispielsweise um einen genesteten Kollektor mit einem aus dem Stand der Technik bekannten Mehrschalen- Aufbau mit Spiegeln, die unter streifendem Einfall des EUV-Nutzlichts betrieben werden (vgl. die schematische Darstellung nach Fig. 2), oder alternativ um einen, dann hinter der Lichtquelle 2 angeordneten ellipsoidal geformten Kollektor (vgl. die schematische Darstellung nach Fig. 1 sowie die Darstellung nach Fig. 7), handeln kann. Nach dem Kollektor 5 durchtritt das EUV-Beleuchtungslicht 3 zunächst eine Zwischenfokusebene 6, was zur Trennung des Abbildungslicht-Bündels 3 von unerwünsch ten Strahlungs- oder Partikelanteilen und insbesondere zur Trennung des Abbildungslicht- Bündels 3 von Falschlicht genutzt wird. Diese Trennung wird nachfolgend beispielhaft noch im Zusammenhang mit der Fig. 7 erläutert.

Nach Durchlaufen der Zwischenfokusebene 6 trifft das Abbildungslicht-Bündel 3 zunächst auf einen Feldfacettenspiegel 7. Der Feldfacettenspiegel 7 stellt einen ersten Facettenspiegel der Pro jektionsbelichtungsanlage 1 darund ist Teil einer Beleuchtungsoptik 9 der Projektionsbelich tungsanlage 1. Der Feldfacettenspiegel 7 hat eine Mehrzahl von Feldfacetten 8 (vgl. auch Fig. 3 und 4), die auf einem ersten Spiegelträger 7a angeordnet sind.

Zur Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen ist in der Zeichnung jeweils ein karte sisches globales xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Achse verläuft in der Fig. 1 und 2 senkrecht zur Zeichenebene und aus dieser heraus. Die y- Achse verläuft in der Fig. 1 und 2 nach rechts. Die z-Achse verläuft in der Fig. 1 und 2 nach oben.

Zur Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen bei einzelnen optischen Komponen ten der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird in den nachfolgenden Figuren jeweils auch ein kar tesisches lokales xyz- oder xy-Koordinatensystem verwendet. Die jeweiligen lokalen xy- Koordinaten spannen, soweit nichts anderes beschrieben ist, eine jeweilige Hauptanordnungs ebene der optischen Komponente, beispielsweise eine Reflexionsebene, auf. Die x-Achsen des globalen xyz-Koordinatensystems und der lokalen xyz- oder xy-Koordinatensysteme verlaufen parallel zueinander. Die jeweiligen y- Achsen der lokalen xyz- oder xy-Koordinatensysteme ha ben einen Winkel zur y- Achse des globalen xyz-Koordinatensystems, die einem Kippwinkel der jeweiligen optischen Komponente um die x-Achse entspricht. Fig. 3 zeigt beispielhaft eine Facettenanordnung von Feldfacetten 8 des Feldfacettenspiegels 7 in der Ausführung „Rechteckfeld“. Die Feldfacetten 8 sind rechteckig und haben jeweils das glei che x/y- Aspektverhältnis. Das x/y- Aspektverhältnis ist größer als 2. Das x/y- Aspektverhältnis kann beispielsweise 12/5, kann 25/4, kann 104/8, kann 20/1 oder kann 30/1 betragen.

Die Feldfacetten 8 geben eine Reflexionsfläche des Feldfacettenspiegels 7 vor und sind in vier Spalten zu je sechs bis acht Feldfacettengruppen 10a, 10b gruppiert. Die Feldfacettengruppen 10a haben jeweils sieben Feldfacetten 8. Die beiden zusätzlichen randseitigen Feldfacettengrup pen 10b der beiden mittleren Feldfacettenspalten haben jeweils vier Feldfacetten 8. Zwischen den beiden mittleren Facettenspalten und zwischen der dritten und vierten Facettenzeile weist die Facettenanordnung des Feldfacettenspiegels 7 Zwischenräume 11 auf, in denen der Feldfacetten spiegel 7 durch Haltespeichen des Kollektors 5 abgeschattet ist. Soweit eine LPP-Quelle als die Lichtquelle 2 zum Einsatz kommt, kann sich eine entsprechende Abschattung auch durch einen Zinntröpfchen-Generator ergeben, der benachbart zum Kollektor 5 angeordnet und in der Zeich nung nicht dargestellt ist.

Die Feldfacetten 8 können umstellbar sein zwischen jeweils mehreren verschiedenen Kippstel lungen, zum Beispiel umstellbar zwischen drei Kippstellungen. Je nach Ausführung des Feldfa cettenspiegels 7 können alle oder auch einige der Feldfacetten 8 auch zwischen zwei oder zwi schen mehr als drei verschiedenen Kippstellungen umstellbar sein. Hierzu ist jede der Feldfacet ten jeweils mit einem Aktor 12 verbunden, was in der Fig. 3 äußerst schematisch dargestellt ist. Die Aktoren 12 aller verkippbaren Feldfacetten 8 können über eine zentrale Steuereinrichtung 13, die in der Fig. 3 ebenfalls schematisch dargestellt ist, angesteuert werden.

Die Aktoren 12 können so gestaltet sein, dass sie die Feldfacetten 8 um diskrete Kippbeiträge verkippen. Dies kann beispielsweise durch Verkippung zwischen zwei Endanschlägen gewähr leistet sein. Auch eine kontinuierliche Verkippung bzw. eine Verkippung zwischen einer größe ren Anzahl von diskreten Kipppositionen ist möglich.

Nach Reflexion am Feldfacettenspiegel 7 trifft das in Abbildungslicht-Teilbündel, die den ein zelnen Feldfacetten 8 zugeordnet sind, aufgeteilte Abbildungslicht-Bündel 3 auf einen Pupillen facettenspiegel 14 der Beleuchtungsoptik 9. Das jeweilige Abbildungslicht-Teilbündel des ge samten Abbildungslicht-Bündels 3 ist längs jeweils eines Abbildungslichtkanals geführt, der auch als Strahlungskanal, als Ausleuchtungskanal oder als Feldfacetten-Abbildungs-Kanal be zeichnet ist.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführung „Bogenfeld“ eines Feldfacettenspiegels 7. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf den Feldfacettenspiegel 7 nach Fig. 3 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffem und werden nur erläutert, soweit sie sich von den Komponenten des Feldfacettenspiegels 7 nach Fig. 3 unterscheiden.

Der Feldfacettenspiegel 7 nach Fig. 4 hat eine Feldfacettenanordnung mit gebogenen Feldfacet ten 8. Diese Feldfacetten 8 sind in insgesamt fünf Spalten mit jeweils einer Mehrzahl von Feld facettengruppen 10 angeordnet. Die Feldfacettenanordnung ist in eine kreisförmige Begrenzung des Spiegelträgers 7a des Feldfacettenspiegels 7 einbeschrieben.

Die Feldfacetten 8 der Ausführung nach Fig. 4 haben alle die gleiche Fläche und das gleiche Verhältnis von Breite in x-Richtung und Höhe in y-Richtung, welches dem x/y- Aspektverhältnis der Feldfacetten 8 der Ausführung nach Fig. 3 entspricht.

Fig. 5 zeigt stark schematisch eine beispielhafte Facettenanordnung von Pupillenfacetten 15 des Pupillenfacettenspiegels 14. Der Pupillenfacettenspiegel 14 stellt einen zweiten Facettenspiegel der Projektionsbelichtungsanlage 1 dar. Der Pupillenfacettenspiegel 14 ist in einer Pupillenebene 16 der Beleuchtungsoptik 9 angeordnet. Die Pupillenfacetten 15 sind auf einer in der Fig. 5 nur in einem Umfangsabschnitt angedeuteten Trägerplatte 17 des Pupillenfacettenspiegels 14 ange ordnet. Die Pupillenfacetten 11 sind auf dem Pupillenfacetten-Spiegelträger 17 um ein Facetten- Anordnungszentrum Z angeordnet.

Jedem Abbildungslicht-Teilbündel des EUV-Beleuchtungslichts 3, das von einer der Feldfacet ten 8 reflektiert wird, ist eine Pupillenfacette 15 zugeordnet, so dass jeweils ein beaufschlagtes Facettenpaar mit genau einer der Feldfacetten 8 und genau einer der Pupillenfacetten 15 den Ab bildungslichtkanal für das zugehörige Abbildungslicht-Teilbündel des EUV-Beleuchtungslichts 3 vorgibt.

Die kanalweise Zuordnung der Pupillenfacetten 15 zu den Feldfacetten 8 erfolgt abhängig von einer gewünschten Beleuchtung durch die Projektionsbelichtungsanlage 1. Durch verschiedene mögliche Feldfacetten-Kippstellungen kann jede der Feldfacetten 8 verschiedene Abbildungs lichtkanäle vorgeben. Über die so vorgegebenen Feldfacetten- Abbildungs-Kanäle werden die Beleuchtungslicht-Teilbündel einander überlagernd in ein Objektfeld 18 der Projektionsbelich tungsanlage 1 geführt.

Über den Pupillenfacettenspiegel 14 und eine nachfolgende, einen Kondensorspiegel 19 aufwei sende Übertragungsoptik 20 werden die Feldfacetten 8 in eine Objektebene 21 der Projektions belichtungsanlage 1 abgebildet und im Objektfeld 18 überlagert. Alternativ kann die Übertra gungsoptik 20 auch neben dem Kondensorspiegel 19 noch weitere EUV-Spiegel aufweisen, bei spielsweise zwei, drei oder auch mehr als drei Spiegel (vgl. hierzu auch Fig. 8).

In der Fig. 1 ist der Kondensorspiegel 19 als Spiegel für streifenden Einfall angedeutet. Die Aus führung nach Fig. 2 zeigt den Kondensorspiegel 19 als Spiegel mit einem Einfallswinkel, der kleiner ist als 45°.

Auch eine Variante der Übertragungsoptik 20, bei der ausschließlich die jeweilige Pupillenfacet te 15 für die Abbildung der zugeordneten Feldfacette 8 in das Objektfeld 18 sorgt, ist möglich. Auf weitere Komponenten einer Übertragungsoptik kann verzichtet werden, sofern der Pupillen facettenspiegel 14 direkt in einer Eintrittspupille einer nachfolgenden Projektionsoptik 22 ange ordnet ist. Die Übertragungsoptik 20 kann auch mehrere Spiegel aufweisen.

In der Objektebene 21 ist ein Objekt in Form einer Lithografiemaske bzw. eines Retikels 23 an geordnet, von dem mit dem EUV-Beleuchtungslicht 3 ein Ausleuchtungsbereich ausgeleuchtet wird, in dem das Objektfeld 18 der nachgelagerten Projektionsoptik 22 der Projektionsbelich tungsanlage 1 liegt. Der Ausleuchtungsbereich wird auch als Beleuchtungsfeld bezeichnet. Das Objektfeld 18 ist je nach der konkreten Ausführung der Beleuchtungsoptik 9 der Projektionsbe lichtungsanlage 1 rechteckig oder bogenförmig. Feldfacettenbilder der Feldfacetten- Abbildungs- Kanäle werden im Objektfeld 18 überlagert.

Das EUV-Beleuchtungslicht 3 wird vom Retikel 23 reflektiert. Das Retikel 23 wird von einem Objekthalter 24 gehaltert, der längs der Verlagerungsrichtung y mit Hilfe eines schematisch an gedeuteten Objektverlagerungsantriebs 25 angetrieben verlagerbar ist. Die Projektionsoptik 22 bildet das Objektfeld 18 in der Objektebene 21 in ein Bildfeld 26 in ei ner Bildebene 27 ab. In dieser Bildebene 27 ist ein Wafer 28 angeordnet, der eine lichtempfindli che Schicht trägt, die während der Projektionsbelichtung mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 belichtet wird. Der Wafer 28, also das Substrat, auf welches abgebildet wird, wird von einem Wafer- bzw. Substrathalter 29 gehaltert, der längs der Verlagerungsrichtung y mit Hilfe eines ebenfalls schematisch angedeuteten Waferverlagerungsantriebs 30 synchron zur Verlagerung des Objekthalters 24 verlagerbar ist. Bei der Projektionsbelichtung werden sowohl das Retikel 23 als auch der Wafer 28 in der y-Richtung synchronisiert gescannt. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 ist als Scanner ausgeführt. Die Scanrichtung y ist die Objektverlagerungsrichtung.

Der Feldfacettenspiegel 7, der Pupillenfacettenspiegel 14 und der Kondensorspiegel 19 der Übertragungsoptik 20 sind Bestandteile der Beleuchtungsoptik 9 der Projektionsbelichtungsan lage 1. Gemeinsam mit der Projektionsoptik 22 bildet die Beleuchtungsoptik 9 ein Beleuchtungs system der Projektionsbelichtungsanlage 1.

Eine jeweilige Gruppe von Pupillenfacetten 15, die über entsprechende Ausleuchtungskanäle zugeordnete Feldfacetten 8 mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagt werden, definiert ein je weiliges Beleuchtungssetting, also eine Beleuchtungswinkelverteilung bei der Beleuchtung des Objektfeldes 18, die über die Projektionsbelichtungsanlage 1 vorgegeben werden kann. Durch Umstellung der Kippstellungen der Feldfacetten 8 kann zwischen verschiedenen derartigen Be- leuchtungssettings gewechselt werden. Beispiele derartiger Beleuchtungssettings sind beschrie ben in der WO 2014/075902 Al und in der WO 2011/154244 Al.

Auf mindestens zweien der für das EUV-Nutzlicht reflektierend ausgeführten Komponenten, die das EUV-Nutzlicht sequentiell zwischen dem Quellbereich 4 und dem Objektfeld 18 führen und auch als EUV- Spiegel-Komponenten bezeichnet werden, ist jeweils eine als optisches Gitter ausgeführte optische Beugungskomponente 31 zur Unterdrückung von Falschlicht-Strahlung mit vom EUV-Nutzlicht 3 abweichender Wellenlänge angeordnet. Die EUV- Spiegel-Komponenten zwischen dem Quellbereich 4 und dem Objektfeld 18, die für die Anordnung der optischen Beu gungskomponente 31 zur Auswahl stehen, sind der EUV-Kollektor 5, der Feldfacettenspiegel 7, der Pupillenfacettenspiegel 14 und der Kondensor 19. Dargestellt ist in der Fig. 6 eine Seitenansicht der optischen Beugungskomponente 31, die als Binärgitter mit Positiv-Beugungsstrukturen 32 (Berge) und Negativ-Beugungsstrukturen 33 (Tä ler) ausgeführt ist. Eine Gitterperiode P der optischen Beugungskomponente 31 sowie eine Strukturtiefe d des Binärgitters sind so auf zu unterdrückende Falschlicht-Wellenlängen abge stimmt, dass das Falschlicht beispielsweise in der +/- ersten Beugungsordnung aus dem Strah lengang des EUV-Nutzlichts herausgebeugt und beispielsweise über einen Falschlicht-Reflektor und/oder über einen Beam-Dump, also eine Falschlichtfalle, abgeführt werden kann.

Fig. 6 zeigt in einem Schnitt die Periodizität der Beugungsstrukturen 32, 33 einer Ausführung des optischen Gitters 31, welches z. B. bei dem EUV-Kollektor 5 zum Einsatz kommen kann. Eine Schnittebene nach Fig. 6 verläuft in einer xz-Ebene des dargestellten Koordinatensystems. Eine Gitterfläche des optischen Gitters erstreckt sich parallel zur xy-Ebene in der Fig. 6.

Die Beugungsstrukturen 32, 33 sind in der Fig. 6 senkrecht zu deren Längserstreckung y ge schnitten, erstrecken sich also senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 6.

Die Beugungsstrukturen 32, 33 der optischen Beugungskomponente 31 sind für das EUV- Nutzlicht unwirksam.

Für das EUV-Nutzlicht ist die optische Beugungskomponente 31 hochreflektierend. Hierzu trägt die Binärgitter-Struktur der optischen Beugungskomponente 31 eine Mehrlagenbeschichtung 34, die als Mehrzahl bzw. Vielzahl alternierender Einzelschichten verschiedener Materialien ausge führt sein kann, deren Brechungsindizes und Schichtdicken zur konstruktiven Interferenz des zu reflektierenden EUV-Nutzlichts abgestimmt sind.

In der Fig. 2 ist der Fall angedeutet, bei dem die beiden Facettenspiegel 7 und 14 jeweils eine optische Beugungskomponente 31 tragen. Die Gitterperioden dieser beiden optischen Beugungs komponenten unterscheiden sich aufgrund der Anpassung an verschiedene Falschlicht- Zielwellenlängen.

Fig. 7 zeigt beispielhaft die Wirkung einer auf dem Kollektor 5 angebrachten optischen Beu gungskomponente 31 nach Art derjenigen der Fig. 6 zur Falschlichtunterdrückung. Gezeigt ist ein Strahlengang hin zum und vom Quellbereich 4 der EUV-Lichtquelle 2 und zeigt insbesonde- re die Falschlicht unterdrückende Wirkung des EUV-Kollektors 5, der in diesem Fall mit der optischen Beugungskomponente 31 ausgerüstet ist, die in der Fig. 7 nicht maßstäblich dargestellt ist.

Pumplicht 35, zum Beispiel die Emission eines CCk-Lasers, wird in den Quellbereich 4 fokus siert und interagiert mit einem nicht näher dargestellten Targetmedium, welches einerseits EUV- Nutzlicht 3 mit einer EUV-Nutzwellenlänge, zum Beispiel von 6,9 nm oder von 13 nm, und Falschlicht 36 mit einer von der EUV-Nutzwellenlänge abweichenden Wellenlänge abstrahlt. Wesentliche Anteile des Falschlichts 36 haben die Wellenlänge des Pumplichts 35. Das Pump licht 35 durchtritt eine Durchtrittsöffnung 35a im Kollektor 5.

Sowohl das EUV-Nutzlicht 3 als auch das Falschlicht 36 werden von einer Spiegelfläche des EUV-Kollektors 5 reflektiert, die bei der gezeigten Ausführung die optische Beugungskompo nente 31 trägt.

Die Beugungsstrukturen 32, 33 sind in der Fig. 7 nicht maßstäblich dargestellt.

Das optische Gitter 31 dient zur beugenden Ablenkung des Falschlichts 36, so dass ausschließ lich das EUV-Nutzlicht 3 eine Zwischenfokusblende 37 passiert, die in der Zwischenfokusebene 6 angeordnet ist. Die Zwischenfokusebene 6 stellt eine Bildebene des Quellbereichs 4 dar. Ent sprechend ist die Spiegelfläche des EUV-Kollektors 5 mit der Grundform einer Kegelschnitt- Fläche ausgeführt. Bei der in der Fig. 7 dargestellten Ausführung ist die Spiegelfläche mit der Grundform einer Ellipsoid-Fläche ausgeführt, in deren einem Brennpunkt der Quellbereich 4 angeordnet ist und in deren anderem Brennpunkt ein Zwischenfokus (IF, intermediate focus) 38 in der Zwischenfokusebene 6 liegt.

Bei der Ausführung, die im Zusammenhang mit der Fig. 7 beschrieben wurde, trägt zusätzlich zum Kollektor 5 noch eine weitere EUV-Spiegel-Komponente eine entsprechende optische Beu gungskomponente 31 nach Fig. 6 zur Falschlichtunterdrückung. Beispielhaft können die Feldfa cetten 8 des Feldfacettenspiegels 7 mit entsprechenden Beugungsstrukturen 32, 33 versehen sein. Alternativ oder zusätzlich können die Pupillenfacetten 15 des Pupillenfacettenspiegels 14 mit entsprechenden Beugungsstrukturen 32, 33 zur Falschlichtunterdrückung versehen sein. Alterna tiv oder zusätzlich kann der Kondensorspiegel 19 entweder in der Ausführung des streifenden Einfalls nach Fig. 1 oder in der Ausführung zur Reflexion mit kleinerem Einfallswinkel nach Fig. 2 entsprechende Beugungsstrukturen 32, 33 zur Falschlichtunterdrückung tragen. Mindes tens zwei der EUV-Spiegelkomponenten 5 (Kollektor), 7 (Feldfacettenspiegel), 14 (Pupillenfa cettenspiegel) und 19 (Kondensor) sind mit einer optischen Beugungskomponente 31 mit ent sprechenden Beugungsstrukturen zur Falschlichtunterdrückung versehen. Die Wirkung der opti schen Beugungskomponente 31 auf dem Feldfacettenspiegel 7 und/oder auf dem Pupillenfacet tenspiegel 14 und/oder auf dem Kondensorspiegel 19 entspricht, abgesehen von der nachfolgend noch erläuterten Auslegung auf eine andere Falschlicht-Wellenlänge, derjenigen, die vorstehend im Zusammenhang mit der Fig. 7 und dem Kollektor 5 beschrieben wurde. Auch bei Aufbrin gung auf einer der anderen EUV-Spiegel-Komponenten 7, 14 oder 19 beugt die dort angebrachte optische Beugungskomponente 31 Falschlicht mit einer vom EUV-Nutzlicht abweichenden Wel lenlänge aus dem Strahlengang des EUV-Nutzlichts.

Die optischen Beugungskomponenten 31, die auf mindestens zwei der verschiedenen EUV- Spiegel-Komponenten 5, 7, 14, 19 angebracht sind, sind zur Unterdrückung verschiedener Falschlicht-Wellenlängen ausgelegt. Beispielsweise kann die optische Beugungskomponente 31 zur Unterdrückung von Falschlicht einer Wellenlänge eines Hauptpulses der als EUV-Plasma- quelle ausgeführten Lichtquelle 2 ausgeführt sein. Die optische Beugungskomponente 31 auf mindestens einer weiteren EUV- Spiegelkomponente, beispielsweise auf dem Feldfacettenspiegel 7, kann dann zur Unterdrückung einer anderen Falschlichtwellenlänge, z. B. derjenigen eines Vorpulses der EUV-Plasmaquelle ausgeführt sein. Die Wellenlänge des Hauptpulses kann bei spielsweise bei 10,6 pm liegen. Die Wellenlänge des Vorpulses kann beispielsweise bei 10,2 pm liegen.

Jede der optischen Beugungskomponenten 31 auf den verschiedenen EUV-Spiegel- Komponenten 5, 7, 14, 19 kann genau eine eigene Zielwellenlänge zur Falschlichtunterdrückung haben. Alternativ kann jede dieser optischen Beugungskomponenten 31 auf den verschiedenen EUV-Spiegel-Komponenten 5, 7, 14, 19 eine eigene Haupt-Zielwellenlänge haben, aber auch zusätzlich noch weitere Neben-Wellenlängen unterdrücken.

Abgesehen von den beiden EUV-Spiegel-Komponenten, die jeweils die optische Beugungskom ponente 31 zur Falschlichtunterdrückung aufweisen, können die anderen der EUV-Spiegel- Komponenten im Strahlengang zwischen dem Quellbereich 4 und dem Objektfeld 18 ohne derar tige optische Beugungskomponenten ausgeführt sein.

Anhand der Fig. 8 wird nachfolgend eine weitere Ausführung einer Projektionsbelichtungsanlage 1, wiederum mit einer Beleuchtungsoptik beschrieben. Komponenten und Funktionen, die denje nigen entsprechen, die vorstehend anhand der Fig. 1 bis 7 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffem und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.

Anstelle eines einzigen Kondensorspiegels hat die Übertragungsoptik 20 nach Fig. 8 insgesamt drei EUV-Spiegel 19a, 19b und 19c zur Abbildung der Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 7 in die Objektebene 21. Die beiden EUV-Spiegel 19a, 19b sind als NI (Normal Incidencej-Spiegel mit einem Einfallswinkel des Beleuchtungslichts 3 ausgeführt, der kleiner ist als 45°. Der EUV- Spiegel 19c ist als Gl (Grazing Incidencej-Spiegel mit einem Einfallswinkel des Beleuchtungs lichts 3 größer als 45° ausgeführt. Die Übertragungsoptik 20 mit den Spiegeln 19a. 19b und 19c kann zudem für eine Abbildung einer Beleuchtungs-Pupillenebene im Bereich einer Anord nungsebene des Pupillenfacettenspiegels 14 in eine Eintrittspupille der Projektionsoptik 22 sor gen. Grundsätzlich ist ein derartiger Aufbau einer Beleuchtungsoptik bekannt aus der DE 10 2015 208 571 Al.

Bei der Ausführung der Beleuchtungsoptik 9 nach Fig. 8 tragen die beiden EUV-Spiegel 19a und 19b jeweils eine der optischen Beugungskomponenten 31 zur Unterdrückung der verschiedenen EUV-Zielwellenlängen, also zur Falschlichtunterdrückung. Auch zwei andere der EUV-Spiegel- Komponenten 7, 14, 19a, 19b und 19c können bei anderen Varianten dieser Beleuchtungsoptik 9 nach Fig. 8 entsprechende optische Beugungskomponenten 31 tragen. Auch Varianten, bei denen mehr als zwei oder alle der EUV-Spiegelkomponenten 7, 14, 19a, 19b und 19c entsprechende optische Beugungskomponenten 31 tragen, von denen mindestens zwei eine eigene Zielwellen länge zur Falschlichtunterdrückung haben, sind möglich. Hier gilt entsprechend, was vorstehend zu den Ausführungen nach den Fig. 1 bis 7 bereits erläutert wurde.

Eine erste Einfallsrichtung des Beleuchtungslichts 3 nach Reflexion am Kollektor 5 kann, wie bei der Ausführung nach Fig. 1 dargestellt, schräg von oben her erfolgen oder kann, wie in der Fig. 8 dargestellt, schräg von unten her erfolgen. Auch eine Einfallsrichtung beispielsweise senk- recht von oben oder senkrecht von unten ist möglich, die von der jeweiligen Beleuchtungsoptik 9 dann entsprechend in die Einfallsrichtung zur Beleuchtung des Objektfeldes 18 überführt wird.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführung einer optischen Beugungskomponente 40 in einer Schnitt darstellung, die mit derjenigen nach Fig. 6 vergleichbar ist. Das Beugungsgitter 40 hat innerhalb einer Gitterperiode P längs einer Perioden-Laufrichtung R, die parallel zur x-Richtung verläuft, aufeinander folgende Beugungsstruktur-Niveaus: NI mit Strukturtiefe 0, N2 mit Strukturtiefe dv, N3 mit Strukturtiefe dh und N4 mit Strukturtiefe dv + dh. Es gilt: dh < dv. Es gilt: dv + dh > dh, dv > 0. Zwischen den Niveaus NI und N2 einerseits und N3 und N4 andererseits liegt also die gleiche Strukturtiefen-Differenz dv vor. Zwischen den Niveaus NI und N3 einerseits sowie N2 und N4 andererseits liegt jeweils die gleiche Strukturtiefen-Differenz dh vor. Das Beugungsgitter 40 hat also insgesamt vier sich in ihrer Strukturtiefe unterscheidende Beugungsstruktur-Niveaus NI bis N4.

Die Niveaus NI bis N4 stellen Strukturab schnitte des Beugungsgitters 40 dar, deren Erstreckung längs der Laufrichtung R jeweils P/4 beträgt.

Durch entsprechende Auslegung der Strukturtiefen dv und dh kann mit dem Beugungsgitter 40 eine Unterdrückung verschiedener Falschlicht-Wellenlängen lΐ, l2 erfolgen, beispielsweise eine Unterdrückung einerseits einer Wellenlänge lΐ eines Pumplicht-Vorpulses der Plasma- Lichtquelle 2 von zum Beispiel 10,2 pm sowie andererseits der Wellenlänge l2 eines Pumplicht- Hauptpulses der Lichtquelle 2, beispielsweise von 10,6 pm.

Beim Beugungsgitter 40 nach Fig. 9 liegen die verschiedenen Beugungsstruktur-Niveaus NI bis N4 längs der Laufrichtung R jeweils nebeneinander.

Das Beugungsgitter 40 kann anstelle einer der optischen Beugungskomponenten treten, die vor stehend erläutert wurden. Zudem kann das Beugungsgitter 40 mit zusätzlichen Komponenten und Funktionen, beispielsweise mit einer Mehrlagen-Be Schichtung entsprechend dem ausgerüs tet sein, was vorstehend in Bezug auf die anderen Beugungsgitter bereits erläutert wurde. Dies gilt entsprechend auch für die nachfolgend noch beschriebenen Beugungsgitter-Ausführungen. Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführung einer optischen Beugungskomponente in Form eines Beu gungsgitters 41, das insbesondere anstelle des Beugungsgitters 40 nach Fig. 9 zum Einsatz kommen kann.

Das Beugungsgitter 41 ist in Strukturabschnitte mit Beugungsstruktur-Niveaus NI, N4 unterteilt, deren Strukturtiefen denen entsprechen, die vorstehend in Zusammenhang mit der Fig. 9 bereits erläutert wurden.

Beim Beugungsgitter 41 überlagern sich zwei Gitter mit Perioden PI und P2 mit Laufrichtungen in der x-Richtung (Gitterperiode PI) und der y-Richtung (Gitterperiode P2). Es ergibt sich eine raster- oder schachbrettartige Anordnung der Beugungsstruktur-Niveaus NI bis N4, die als An einanderstückelung von 2x2 -Rasterzellen verstanden werden kann, von denen eine dieser Raster zellen 42 in der Fig. 10 gestrichelt hervorgehoben ist. Diese Rasterzelle 42 weist in der ersten Reihe links das folgende Struktur-Niveau NI mit Strukturtiefe 0 und rechts das Beugungsstruk tur-Niveau N2 mit Strukturtiefe dv auf und in der zweiten Reihe links das Beugungs- Struktur- Niveau N3 mit Strukturtiefe dh und rechts das Beugungsstruktur-Niveau N4 mit Strukturtiefe dh + dv.

Eine Beugungswirkung des Beugungsgitters 41 kann wiederum zur Falschlicht-Unterdrückung mehrerer unterschiedlicher Falschlicht-Wellenlängen herangezogen werden.

Fig. 11 zeigt eine alternative Darstellung des Beugungsgitters 41 zur Verdeutlichung der Raster anordnung der verschiedenen Beugungsstruktur-Niveaus NI bis N4.

Die Beugungsgitter 40 und 41 können durch zwei sequentielle Ätzprozesse hergestellt werden. Dabei wird am Ort der Beugungsstruktur-Niveaus NI durch Einsatz entsprechender Masken nicht geätzt, am Ort der Beugungsstruktur-Niveaus N2 und N4 mit Strukturtiefe dv und am Ort der Beugungsstruktur-Niveaus N3 und N4 mit Strukturtiefe dh geätzt, wobei hierbei wiederum entsprechende Masken zum Einsatz kommen und wobei ausschließlich die Beugungsstruktur- Niveaus N4 beiden Ätzschritten unterzogen werden, so dass dort die Summen- Strukturtiefe dh + dv erzeugt wird. dv kann im Bereich von 2,65 mih liegen dh kann im Bereich von 2,55 gm liegen. Das Teilgitter mit dem Strukturtiefen-Unterschied dv kann somit zur Unterdrückung der Falschlicht- Wellenlänge 10,6 gm und das Teilgitter mit dem Strukturtiefen-Unterschied dh zur Unterdrü ckung der Falschlicht-Wellenlänge 10,2 gm herangezogen werden.

Zur Einbeziehung einer zusätzlichen Abhängigkeit der Strukturtiefen dv und dh vom Einfalls winkel der auftreffenden Falschlicht-Strahlung können die Beugungsgitter, insbesondere das Beugungsgitter 41, mit über einer Fläche der jeweiligen EUV- Spiegel-Komponente variierender Strukturtiefe ausgeführt sein. Diese Strukturtiefen- Variation kann in Form einer Abstufung oder auch kontinuierlich erfolgen.

Fig. 12 zeigt in einer zu Fig. 9 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung einer optischen Beugungskomponente in Form eines Beugungsgitters 40a, die alternativ oder zusätzlich zum Beugungsgitter 40 oder den anderen vorstehend erläuterten Beugungsgittern zum Einsatz kom men kann.

Das Beugungsgitter 40a weist insgesamt drei Typen von Beugungsstruktur-Niveaus NI, N2 und N3 innerhalb einer Gitterperiode P auf, die innerhalb der Gitterperiode P längs der Laufrichtung R jeweils eine Strukturabschnitt-Länge von P/4 aufweisen. Das Beugungsstruktur-Niveau NI ist als Neutral- Strukturabschnitt ausgeführt. Das Beugungsstruktur-Niveau N2 ist als Positiv- Strukturabschnitt ausgeführt, dessen Strukturtiefe sich vom Neutral- Strukturab schnitt NI um einen Wert dl unterscheidet. Das Beugungsstruktur-Niveau N3 ist als Negativ- Strukturab schnitt ausgeführt, dessen Strukturtiefe sich von der des Neutral-Strukturabschnitts NI um einen Wert d2 unterscheidet. Die Strukturtiefen dl und d2 können sich unterscheiden, können aber auch identisch sein. Für Absolutgrößen der Strukturtiefen dl, d2 kann gelten, was vorstehend zu den Strukturtiefen dv, dh des Beugungsgitters 40 ausgeführt wurde. Innerhalb der Gitterperiode P kann die Abfolge der Beugungsstruktur-Niveaus wie in der Fig. 12 NI, N2, NI und N3 sein. Auch eine andere Abfolge der Beugungsstruktur-Niveaus ist möglich, wobei der Neutral- Strukturab schnitt NI insgesamt die doppelte Länge, nämlich P/2 aufweist.

Soweit ein Beugungsgitter mit mehr als zwei Beugungsstruktur-Niveaus zum Einsatz kommt, können die verschiedenen Strukturtiefen zur Unterdrückung von unterschiedlichen, nahe beiei- nander liegenden Wellenlängen ausgeführt sein, um eine gesamte Falschlicht-Unterdrückung zu optimieren.

Um beispielsweise Pumplicht mit einer Wellenlänge von 10,60 pm zu unterdrücken, kann ein Beugungsgitter mit zwei Strukturtiefen dv, dh bzw. dl, d2 zum Einsatz kommen, die für Wellen längen 10,59 pm und 10,61 pm ausgelegt sind und die beispielsweise 2,6475 pm und 2,6525 pm betragen können.

Ein Beugungsgitter mit mehr als zwei Beugungsstruktur-Niveaus kann auch dann zur Verbesse rung einer Unterdrückungs-Bandbreite genutzt werden, wenn nur eine Zielwellenlänge unter drückt werden soll, um eine Einfallswinkel-Toleranz zu verbessern.

Die Ätztiefen dv, dh bzw. dl, d2 der Gitter 40, 40a, 41 können bei einem Viertel der zu unter drückenden Falschlicht-Wellenlänge liegen.

Diese Einfallswinkel- Abhängigkeit wird anhand der Fig. 13 veranschaulicht. Dort ist ein Strahl weg zweier unterschiedlicher Falschlicht-Strahlen 36i, 36₂, beispielsweise des Pumplicht- Vorpulses, gezeigt. Ein Eintritt des Pumplichts durch eine in der Fig. 13 nicht dargestellte Durchtrittsöffnung (vgl. die Durchtrittsöffnung 35a in Fig. 7) im Kollektor 5 ist in der Fig. 13 nicht gezeigt.

Der Falschlicht-Strahl 36i ergibt sich durch Rückreflexion des Pumplicht-Vorpulses hin zur Re flexionfläche des Kollektors 5, wobei die Rückreflexion im Quellbereich 4 stattfindet. Der rück reflektierte Falschlicht-Strahl 36i trifft senkrecht, also unter einem Einfallswinkel von 0°, auf die Reflexionsfläche des Kollektors 5 und wird von dort, falls keine Falschlicht-Unterdrückung statt findet, hin zum Zwischenfokus 38 reflektiert, wobei er den Quellbereich 4 durchtritt. Der weitere Falschlicht-Strahl 36₂, der in der Fig. 13 dargestellt ist, wird vom Quellbereich 4 unter einem Ablenkwinkel von nahezu 90° hin zur Reflexionsfläche des Kollektors 5 abgelenkt und trifft auf der Reflexionsfläche des Kollektors 5 unter einem Einfallswinkel a von etwa 30° auf.

In konzentrischen Flächenabschnitten des Kollektors 5 um eine zentrale Rotationssymmetrieach se 43 liegt, bei Ausrüstung des Kollektors 5 mit einer optischen Beugungskomponente zur Falschlicht-Unterdrückung, also beispielsweise das Beugungsgitter 41 mit an den jeweiligen Einf allswinkel a angepassten Strukturtiefen dv, dh vor. Die Ätztiefen dh, dv müssen entspre chend dem Cosinus des Einfallswinkels vergrößert werden.

Fig. 14 verdeutlicht die Einstrahlverhältnisse innerhalb der Plasma-Lichtquelle 2 beim Auftref fen des Pumplicht-Vorimpulses 35i auf das Plasma erzeugende Medium in Form eines Zinn tröpfchens 44. Der Pumplicht-Vorimpuls 35i durchtritt die Durchtrittsöffnung 35a des Kollektors 5, verläuft längs der Rotationssymmetrieachse 43 und trifft im Quellbereich 4 auf das Zinntröpf chen 44, das sich in einer Bewegungsrichtung 45 senkrecht zur Rotationssymmetrieachse 43 bewegt.

Fig. 15 zeigt die Einstrahlverhältnisse des Pumplicht-Hauptimpulses 35₂, der im Quellbereich 4 ankommt, nachdem das Zinntröpfchen 44 durch den Vorimpuls verdampft wurde. Relativ zum Zinntröpfchen 44 trifft der Pumplicht-Hauptimpuls 35₂ außermittig auf das Zinntröpfchen 44 auf, so dass der Pumplicht-Hauptimpuls 35₂ vom Zinntröpfchen 44 hauptsächlich in Richtung eines außermittigen Kollektorabschnitts 46 des Kollektors 5 reflektiert wird. Der Kollektorab schnitt 46 hat eine Fläche, die kleiner ist als beispielsweise ein Zehntel der gesamten Reflexions fläche des Kollektors 5. Sowohl innerhalb der Meridionalebene, also der Zeichenebene der Fig. 15, als auch in Elmfangsrichtung um die Rotationssymmetrieachse 43 ist der Kollektorabschnitt 46 begrenzt. Ein ähnlicher Effekt kann auftreffen, wenn das Zinntröpfen 44 zwar auf der opti schen Achse getroffen wird, das Zinntröpfchen jedoch keine exakt sphärische Form besitzt.

Der Kollektor 5 kann so ausgeführt sein, dass im Kollektorabschnitt 46 ein erster Typ einer opti schen Beugungskomponente, zum Beispiel ein erster Gittertyp, vorliegt und die sonstige Refle xionsfläche des Kollektors 5 mit einem zweiten Typ einer optischen Beugungskomponente, zum Beispiel mit einem zweiten Gittertyp, ausgerüstet ist. Alternativ kann die sonstige Reflexionsflä che des Kollektors 5 auch ohne Beugungskomponente zur Falschlicht-Unterdrückung ausgerüs tet sein.

Der erste Gittertyp kann als Mehrfachgitter nach Art der Beugungsgitter 40, 40a, 41 sowohl für die Vorimpuls- als auch für die Hauptimpuls-Wellenlänge ausgeführt sein. Alternativ kann der erste Gittertyp ausschließlich zur Unterdrückung der Hauptimpuls-Wellenlänge ausgeführt sein. Der zweite Gittertyp außerhalb des Kollektorabschnitts 46 kann ausschließlich zur Unterdrü ckung der Vorimpuls-Wellenlänge, oder kann ebenfalls als Mehrfachgitter für beide Wellenlän gen ausgeführt sein. Beliebige Varianten dieser beiden Gittertypen einerseits im Kollektorab schnitt 46 und andererseits im sonstigen Reflexionsflächenbereich des Kollektors 5 sind mög lich.

Soweit einer der beiden Gittertypen nur für genau eine Pumplicht-Wellenlänge ausgelegt ist, kann dieses Gitter insbesondere als Binärgitter nach Art der optischen Beugungskomponente 31 ausgeführt sein.

Die verschiedenen Gittertypen, die in den unterschiedlichen Flächenabschnitten der Reflexions fläche des Kollektors 5 zum Einsatz kommen können, können je nach zu erwartendem auftref fenden Falschlicht zum einen auf dessen Unterdrückung optimiert sein und/oder auf eine Reflek- tivität für das EUV-Nutzlicht optimiert sein.

Ein hinsichtlich der Falschlicht-Unterdrückung an die Einfallswinkel angepasstes Beugungsgit ter, wie vorstehend in Zusammenhang mit der Fig. 13 ausgeführt, ist ein Beispiel für die Ausfüh rung einer optischen Beugungskomponente derart, dass in einem gesamten Einfallswinkelbereich zwischen einem minimalen Einfallswinkel und einem maximalen Einfallswinkel die Falschlicht- Strahlung unterdrückt ist. Ein Unterdrückungsverhältnis zwischen einer Intensität des auf das Beugungsgitter einfallenden Falschlichts und einer Intensität des in Richtung des Strahlengangs für die EUV-Nutzstrahlung ausfallenden Falschlichts kann besser sein als 1000 und kann insbe sondere besser sein als 10⁴ oder 10⁵.

Nachfolgend werden weitere Ausführungen von Varianten optischer Beugungskomponenten erläutert, die zur Falschlicht-Unterdrückung in einem Einfallswinkelbereich zwischen einem minimalen und einem maximalen Einfallswinkel ausgelegt sind.

Fig. 16 zeigt eine der Feldfacetten 8 des Feldfacettenspiegels 7 nach Fig. 4. Ein einfallender Lichtstrahl, bei dem es sich um Beleuchtungslicht 3i und/oder um Falschlicht 16i handeln kann und der längs des Strahlengangs der Beleuchtungsoptik 9 geführt ist, trifft auf ein Zentrum 8_Z der Feldfacette 8 unter einem Einfallswinkel ai zu einer Normalen N auf die Reflexionsfläche der Feldfacette 8 im Bereich des Zentrums 8_Z auf. Fig. 17 zeigt die Feldfacette 8 in einer im Vergleich zur Fig. 16 verkippten Kippstellung, in die die Feldfacette durch Betätigung des ihr zugeordneten Aktors 12 gekippt wurde. In dieser Kippstellung nach Fig. 17 trifft der Lichtstrahl 3i, 16i unter einem im Vergleich zum Einfalls winkel ai nach Fig. 16 größeren Einfallswinkel 012 auf die Reflexionsfläche der Feldfacette 8 auf.

Die Einfallswinkel ai_, <12 sind in den Fig. 16 und 17 stark übertrieben dargestellt. Der Einfalls winkel ai kann beispielsweise bei 8° liegen und der Einfallswinkel <12 bei 12°. Abhängig von diesen Einfallswinkeln betragen dann effektiv unter Einbeziehung des Einfallswinkels zu unter drückende Wellenlängen anstelle der tatsächlichen Wellenlängen lΐ von 10,2 pm und l2 von

10,6 pm in der Kippstellung nach Fig. 16 (Einfallswinkel ai):

10,2 pm/(cos 8°) = 10,3 pm,

10,6 pm/(cos 8°) = 10,7 pm und in der Kippstellung nach Fig. 17 (Einfallswinkel 012):

10,2 pm/(cos 12°) = 10,43 pm,

10,6 pm/(cos 12°) = 10,84 pm.

Die Feldfacette 8 kann zur Unterdrückung dieser effektiven Wellenlängen, die im Bereich zwi schen 10,3 pm und 10,84 pm liegen, mit einem Beugungsgitter 40, 40a, 41 nach Art der Fig. 9 bis 12 mit mehr als zwei Beugungsstruktur-Niveaus zur Unterdrückung mehrerer Falschlicht- Wellenlängen ausgeführt sein, wobei die Auslegung beispielsweise so sein kann, dass die erste der zu unterdrückenden Falschlicht-Wellenlängen nominal bei 10,30 pm und die zweite der bei den nominal zu unterdrückenden Falschlicht-Wellenlängen nominal bei 10,84 pm liegt. Ätztiefen dh, dv bzw. dl, d2 können dann bei 2,575 pm und bei 2,709 pm liegen.

Alternativ kann das mindestens drei Beugungsstruktur-Niveaus Ni aufweisende Gitter auch zur Unterdrückung ausschließlich des Einfallswinkelbereichs für die Wellenlänge des Pumplicht- Hauptimpulses ausgelegt sein, was im obigen Beispiel zu Strukturtiefen von 10,6 pm/(cos 8°) = 10,7 mih und 10,6 pm/(cos 12°) = 10,84 mih und entsprechenden Ätztiefen di von 2,676 mih und 2,709 mih führt.

Zusätzlich zum Einfluss des Feldfacetten-Kippwinkels auf den Einfallswinkel a ergibt sich auch ein Einfluss des Auftreffpunktes des jeweiligen Lichtstrahls 3i, 16i auf der Feldfacette 8 auf den Einfallswinkel. Fig. 18 verdeutlicht die hierbei zu berücksichtigenden Dimensionen. Ein Abstand a zwischen dem Zwischenfokus 38 und einer Anordnungsebene des Feldfacettenspiegels 7, ver anschaulicht durch eine einzelne Feldfacette 8, kann im Bereich von 1.500 mm liegen. Eine x- Erstreckung b der jeweiligen Feldfacette kann bei 75 mm liegen. Es ergibt sich eine Einfallswin kel-Variation, je nach Auftrittspunkt des Lichtstrahls auf der jeweiligen Feldfacette 8, im Be reich von 50 mrad, also im Bereich von knapp 3°. Auch diese Einfallswinkel-Variation kann bei der Auslegung der Strukturtiefen d bzw. di der Beugungsgitter berücksichtigt werden. Das Beu gungsgitter kann insbesondere so gestaltet sein, dass die Ätztiefen di über die Reflexionsfläche der Feldfacette 8 variieren.

Fig. 19 zeigt eine der Feldfacetten, aufweisend ein Beugungsgitter nach Art des Beugungsgitters 41. Perioden-Laufrichtungen RI, R2 längs der Zeilen und der Spalten der Rasteranordnung der Strukturabschnitte des Beugungsgitters 41 laufen in der xy-Ebene (y= Scanrichtung) zu den x-,y- Koordinatenrichtungen unter einem Orientierungswinkel O von etwa 30°. Dies gewährleistet, dass sich Beugungseffekte des Beugungsgitters 41 während eines Scans eines Objektpunktes durch das Objektfeld herausmitteln und kein unerwünschter systematischer Beugungsstruktur- Effekt über die x-Objektfeldkoordinate resultiert.

Die Gitterperioden PI, P2 des Beugungsgitters 41 sind kleiner als die Erstreckungen xo, yo der Feldfacette 8 in der x- und y-Richtung. Dies gewährleistet eine ausreichende Beugungseffizienz des Beugungsgitters 41 auf der Feldfacette 8 bei der Falschlicht-Unterdrückung durch destrukti ve Interferenz.

Ein Orientierungswinkel O zwischen den Perioden-Laufrichtungen RI, R2 und den Koordinaten x, y der Feldfacette 8 kann im Bereich zwischen 10° und 80° liegen, insbesondere im Bereich zwischen 20° und 70° und beispielsweise bei 30° oder 60°. Bei Einsatz eines Beugungsgitters mit einer Perioden-Laufrichtung sollte eine Orientierung der Perioden-Laufrichtung zur Scan- Richtung y jeweils unter einem von 90° und/oder unter einem von 0° verschiedenen Orientie rungswinkel verlaufen.

Zur Unterdrückung ausschließlich einer Falschlicht-Wellenlänge, insbesondere der Wellenlänge des Pumplicht-Hauptimpulses, kann ein Zwei stuf en-Gitter, insbesondere in Form eines Binärgit ters, zum Einsatz kommen Eine Ausführung eines solchen Binärgitters ist vorstehend in Zusam menhang mit der Fig. 6 bereits erläutert worden.

Fig. 20 zeigt eine weitere Ausführung einer optischen Beugungskomponente zur Falschlicht- Unterdrückung in Form eines als Binärgitter ausgeführten Beugungsgitters 47. Zwischen den Positiv-Beugungsstrukturen 32 und den Negativ-Beugungsstrukturen 33 liegt eine Strukturtiefe bzw. Ätztiefe d vor. Zur Unterdrückung einer Falschlicht-Wellenlänge von 10,6 pm liegt die Strukturtiefe d bei einem mittleren Einfallswinkel des Falschlichts auf einer EUV- Spiegelkomponente, die mit dem Beugungsgitter 47 ausgerüstet ist, von 10° bei d = _eff/4 mit k_err = 10,6 pm/(cos 10°). Es ergibt sich eine Strukturtiefe d von 2,691 pm.

Fig. 21 zeigt eine Feldfacette 8 nach Art der Feldfacetten des Feldfacettenspiegels nach Fig. 3, ausgerüstet mit dem Beugungsgitter 47 nach Fig. 20. Die Perioden-Laufrichtung R des Beu gungsgitters 47 schließt mit der x-Koordinate der Feldfacette 8 wiederum einen Orientierungs winkel O von etwa 30° ein.

Das Verhältnis xo/P zwischen der x-Erstreckung xo der Feldfacette 8 und der Periode P des Beu gungsgitters 47 beträgt etwa 5/1.

Nicht alle Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 7 müssen in gleicher Weise mit optischen Beu gungskomponenten zur Falschlicht-Unterdrückung ausgerüstet sein. Beispielsweise kann ledig lich eine Untergruppe aller Feldfacetten 8 innerhalb eines Anordnungs-Unterbereichs 48 der Feldfacetten 8 des Feldfacettenspiegels 7 mit einem Beugungsgitter zur Unterdrückung der Pumplicht-Wellenlänge ausgeführt sein.

Fig. 22 verdeutlicht die Auswahl des Anordnungs-Unterbereichs 48 innerhalb eines gesamten Facetten- Anordnungsbereichs des Feldfacettenspiegels 7. Der Anordnungs-Unterbereich 48 wird so vorgegeben, dass er diejenigen Feldfacetten 8 erfasst, die im Bereich des Strahlengangs des Pumplicht-Hauptimpulses 35₂ liegen. Die im Anordnungs-Unterbereich 48 liegenden Feldfacet ten werden ihrerseits mit einer optischen Beugungskomponente, beispielsweise mit dem Beu gungsgitter 47 nach Fig. 20, zur Unterdrückung der Wellenlänge des Pumplicht-Hauptimpulses ausgerüstet. Andere Feldfacetten außerhalb des Anordnungs-Unterbereichs 48 können mit ande ren Typen Feldfacetten bestückt sein, die entweder keine optische Beugungskomponente zur Falschlicht-Unterdrückung tragen oder andere Typen von optischen Beugungskomponenten, die insbesondere eine höhere Reflektivität für das EUV-Nutzlicht 3 aufweisen.

Fig. 23 zeigt eine Pupillenfacette 15, die anstelle der runden Pupillenfacetten beim Pupillenfacet tenspiegel 14 nach Fig. 5 zum Einsatz kommen kann. Die Pupillenfacette 15 nach Fig. 23 trägt wiederum eine optische Beugungskomponente zur Falschlicht-Unterdrückung. Bei der Ausfüh rung nach Fig. 23 ist dies das binäre Beugungsgitter 47, das vorstehend im Zusammenhang mit den Fig. 20 und 21 bereits beschrieben wurde. Auch bei dem Beugungsgitter 47 für die Pupillen facette 15 läuft eine Perioden-Laufrichtung R unter einem Orientierungswinkel O, der beispiels weise 30° betragen kann, zu der x-Koordinate.

Ein typischer Durchmesser der Pupillenfacette 15 ist etwa fünf- bis zehnmal so groß wie die Git terperiode P des Beugungsgitters 47.

Auch die Pupillenfacetten 15 können mit optischen Beugungskomponenten in Form von Beu gungsgittern ausgerüstet sein, bei denen ein Einfallswinkelbereich zwischen einem minimalen und einem maximalen Einfallswinkel der auftreffenden Strahlung berücksichtigt wird.

Fig. 24 zeigt einen Teil eines Strahlengangs eines Beleuchtungs- bzw. Ausleuchtungskanals zwi schen einer der Feldfacetten 8 und einer dieser zugeordneten Pupillenfacette 15. Dargestellt sind beispielhaft zwei von gegenüber liegenden Randbereichen der Feldfacetten 8 ausgehende Einzel strahlen 3i, 16i sowie 3j, 16j. Diese Einzel strahlen markieren Ränder eines Einfallswinkelinter valls Da von Einfallswinkeln auf der Pupillenfacette 15. Dieses Einfallswinkelintervall Da liegt, die jeweilige Ausdehnung der Reflexionsfläche der Feldfacette 8 einerseits sowie den Abstand zwischen der Feldfacette 8 und der zugeordneten Pupillenfacette 15 andererseits berücksichti gend, im Bereich zwischen 30 mrad und 50 mrad, also im Bereich von etwa 2°. Dieses Einfalls winkelintervall und der daraus resultierende Einfallswinkelbereich zwischen einem minimalen Einfallswinkel und einem maximalen Einfallswinkel auf der Pupillenfacette 15 kann bei der Auslegung einer optischen Beugungskomponente, mit der die Pupillenfacette 15 ausgerüstet wird, also beispielsweise einer Ausführung eines Beugungsgitters gemäß den vorstehend be schriebenen Varianten, Berücksichtigung finden, wie vorstehend in Zusammenhang mit der Aus rüstung der Feldfacetten 8 bereits erläutert.

Fig. 25 zeigt eine der Pupillenfacetten 15 mit einem Beugungsgitter 41 nach Art desjenigen, das vorstehend in Zusammenhang mit den Fig. 10 und 11 erläutert wurde. Laufrichtungen RI, R2 sind wiederum gegenüber den x- und y-Koordinaten der Pupillenfacette 15 verkippt, wie vorste hend im Zusammenhang mit der Feldfacette 8 der Fig. 19 bereits erläutert wurde. Ein Verhältnis zwischen einer Periode PI, P2 und einem typischen Durchmesser der Pupillenfacette 15 kann im Bereich zwischen 1/3 und 1/15 liegen.

Zusätzlichen Einfluss auf ein Einfallswinkelintervall Da auf der Pupillenfacette 15 zur Ausle gung der jeweiligen optischen Beugungskomponente zur Falschlicht-Unterdrückung kann eine grundsätzlich mögliche Kippbarkeit der Pupillenfacetten 15 haben, wie nachfolgend anhand der Fig. 26 bis 28 erläutert wird. Die verkippbare Pupillenfacette 15 nach Fig. 26 hat, vergleichbar zu den verkippbaren Feldfacetten 8, einen Kippaktor 49, der mit der jeweiligen Pupillenfacette 15 in Wirkverbindung steht.

Fig. 26 zeigt eine erste Ausleuchtungskanal-Zuordnung zwischen einer Feldfacette 8i des Feld facettenspiegels 7 und der Pupillenfacette 15. Die Pupillenfacette 15 ist zur Reflexion des Be leuchtungslichts 3, das über diesen Ausleuchtungskanal geführt ist, in einer ersten Kippstellung. Es resultiert ein erstes Einfallswinkelintervall aufgrund der Ausdehnung der Feldfacette 8i ent sprechend dem, was vorstehend im Zusammenhang mit der Fig. 24 bereits erläutert wurde.

Fig. 27 zeigt eine andere Facetten-Zuordnung, bei der der Pupillenfacette 15 eine andere Feldfa cette 8₂ über einen Ausleuchtungskanal zur Führung des Beleuchtungslichts 3 zugeordnet ist. Die Pupillenfacette 15 ist dann im Vergleich zur Fig. 26 in einer anderen Kippstellung, was zu einem anderen Einfallswinkelintervall des auf die Pupillenfacette 15 einfallenden Beleuchtungslichts 3 sowie des gegebenenfalls mitgeführten Falschlichts führt.

Fig. 28 zeigt das resultierende Gesamt-Einfallswinkelintervall Das, das bei der Auslegung der schalt- bzw. kippbaren Pupillenfacette 15 aufgrund der Kippstellungen nach den Fig. 26 und 27 berücksichtigt werden muss. Dieses Gesamt-Einfallswinkelintervall kann im Bereich zwischen 4° und 15° liegen. Zur Unterdrückung der beiden Falschlicht-Wellenlängen von 10,2 gm und 10,6 gm kann dann eine erste Strukturtiefe dh bzw. dl von 1/4 x 10,2 gm/(cos 4°) = 10,225 gm/4 und eine Strukturtiefe dv bzw. d2 von 1/4 x 10,6 gm/(cos 15°) = 10,974 gm/4 gewählt werden.

Fig. 29 zeigt eine Erweiterung des Konzeptes „Facetten mit unterschiedlichen Beugungsgitter- Typen“, das vorstehend in Zusammenhang mit der Fig. 22 erläutert wurde. Zusätzlich zum Ein satz von Feldfacetten 8i, 8j zweier unterschiedlicher Beugungs-Unterdrückungstypen i und j können entsprechend zugeordnete Pupillenfacetten-Typen 15i, 15j genutzt werden, die sich ebenfalls im Beugungs-Unterdrückungstyp unterscheiden. Den Feldfacetten 8i, die im Beispiel nach Fig. 29 innerhalb des Anordnungs-Unterbereichs 48 des Feldfacettenspiegels 7 angeordnet sind, können über entsprechende Ausleuchtungskanäle 3i die Pupillenfacetten 15 zugeordnet sein, deren optische Beugungskomponenten zur Unterdrückung der Pumplicht-Hauptimpuls- Wellenlänge ausgelegt ist. Für die Zuordnung der Gittertypen i, j kann gelten, was vorstehend im Zusammenhang mit den Gittertypen 1 und 2 (erster und zweiter Gittertyp) der Beugungsgitter des Reflektors 5 nach Fig. 15 ausgeführt wurde.

Auch der Kondensorspiegel 19 kann mit einer optischen Beugungskomponente in Form eines Beugungsgitters versehen sein, dessen Unterdrückungswirkung auf einen Einfallswinkelbereich der auftreffenden Strahlung zwischen einem minimalen Einfallswinkel und einem maximalen Einfallswinkel ausgelegt ist.

Fig. 30 zeigt eine geometrische Darstellung eines Teils des Strahlengangs der EUV-Strahlung sowie der gegebenenfalls mitgeführten Falschlicht-Strahlung zwischen dem Kondensorspiegel 19 und einer Eintrittspupille 50 der Projektionsoptik 22. Zwischen dem Kondensorspiegel 19 und der Eintrittspupille 50 liegt das Retikel 23. Die Eintrittspupille 50 kann auch eine andere relative Lage zum Kondensorspiegel 19 und zum Retikel 23 haben, als in der Fig. 30 dargestellt.

Gestrichelt sind in der Fig. 30 Randstrahlen 3_RS des EUV-Strahlengangs dargestellt, die Rand punkt-Paare des Retikels 23 und der Eintrittspupille 50 im in der Fig. 30 gezeigten Meridional- schnitt durchtreten. Durchgezogen sind in der Fig. 30 beispielhafte Einzelstrahlen 3i dargestellt, die von genau einem bestimmten Punkt 19i auf den Kondensorspiegel ausgehen und Teile des EUV-Strahlengangs sind sowie den minimalen Einfallswinkel und den maximalen Einfallswin- kel auf dem Kondensorspiegel 19 repräsentieren. Die beiden Strahlen 3i sind also ein Maß für einen Einfallswinkelbereich, der zur Falschlicht-Unterdrückung durch eine optische Beugungs komponente, insbesondere eine der Varianten der optischen Beugungsgitter, die vorstehend dis kutiert wurden, zur Falschlicht-Unterdrückung abgedeckt werden muss.

Fig. 31 zeigt einen Abschnitt eines Feldfacettenspiegels 51, der anstelle der vorstehend erläuter ten Feldfacettenspiegel 7 innerhalb der Beleuchtungsoptik 9 der Projektionsbelichtungsanlage 1 zum Einsatz kommen kann. Der dargestellte Abschnitt einer Facettenanordnung des Feldfacet tenspiegels 51 ist unterteilt in insgesamt sechs Einzelspiegel-Module 52₁ ¹ bis 52₂ ³, wobei die Indizierung 52F die Position des Einzelspiegel-Moduls 52,^J innerhalb eines Rasters aus i-Zeilen und j-Spalten wiedergibt. Jedes der Einzelspiegel-Module 52 hat wiederum ein IOcIO-Raster aus Einzelspiegeln 53, die als MEMS-Einzelspiegel ausgeführt sein können. Die Anzahl der Einzel spiegel 53 jedes Einzelspiegel-Moduls 52 kann auch größer sein und die Einzelspiegel in z.B. einem 25x25-Raster angeordnet sein.

Über den dargestellten Abschnitt des Feldfacettenspiegels 51 lassen sich, jedenfalls zum größten Teil, durch entsprechende Gruppierung und Zusammenschaltung der Einzelspiegel 53 der ver schiedenen Einzelspiegel-Module 52F beispielsweise drei Feldfacetten 8i, 82 und 83 generieren, die auch als virtuelle Feldfacetten bezeichnet werden.

Jedes der Einzelspiegel-Module 52 kann mit einer eigenen optischen Beugungskomponente zur Falschlicht-Unterdrückung entsprechend dem ausgerüstet sein, was vorstehend im Zusammen hang mit den anderen Feldfacetten- Varianten bereits erläutert wurde. Hierzu kann ein Einfalls winkelbereich des Falschlichts auf dem jeweiligen Einzelspiegel-Moduls 52F vorab abgeschätzt bzw. berechnet werden.

Fig. 32 zeigt in einer zur Fig. 3 ähnlichen Darstellung wiederum sechs Einzelspiegel-Module 52F eines Pupillenfacettenspiegels 54, der anstelle des Pupillenfacettenspiegels 14 bei der Beleuch tungsoptik 9 der Projektionsbelichtungsanlage 1 zum Einsatz kommen kann.

Wiederum können durch Zuordnung und Zusammenschaltung gruppierter Einzelspiegel 53 der Einzelspiegel-Module 52F Pupillenfacetten 15i generiert werden, die in der Fig. 32 durch eine hexagonale Belegung angedeutet sind. Auch bei der Nutzung der Einzelspiegel. -Module 52F als Bestandteile des Pupillenfacettenspiegels 54 können diese Einzelspiegel-Module 52,^J wiederum mit optischen Beugungskomponenten nach Art der vorstehend erläuterten Beugungsgitter zur Falschlicht-Unterdrückung ausgerüstet werden.

Anstelle einer Beleuchtungsoptik mit einem Feldfacettenspiegel und einem Pupillenfacettenspie gel kann auch ein spekularer Reflektor zum Einsatz kommen, bei dem insbesondere ein zweites Facettenelement, das nach einem Facettenelement nach Art des Feldfacettenspiegels genutzt wird, nicht im Bereich einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik angeordnet ist. Ein spekularer Reflektor ist beispielsweise beschrieben in der US 8 934 085 B2, in der US 2006/0132747 Al, in der EP 1 614 008 Bl und in der US 6 573 978. Auch beim Einsatz eines derartigen spekularen Reflektors können zweite Facetten zum Einsatz kommen, die mit einer optischen Beugungskom ponente nach Art eines der vorstehend erläuterten Beugungsgitter zur Falschlicht-Unterdrückung ausgerüstet sind.

Die vorstehend beschriebenen EUV- Spiegel-Komponenten können vollflächig mit mindestens einer optischen Beugungskomponente zur Falschlicht-Unterdrückung versehen sein oder alterna tiv auch nur in Abschnitten ihrer jeweiligen Reflexionsfläche. Beispielsweise ist es möglich, bei einer Ausrüstung der Facettenspiegel mit einer optischen Beugungskomponente nicht alle Facet ten in gleicher Weise auszurüsten oder auch einige Facetten nicht mit einer optischen Beugungs komponente auszurüsten. Die EUV-Spiegel-Komponenten oder auch einzelne oder alle Facetten können auch lediglich abschnittsweise mit einer optischen Beugungskomponente versehen sein.

Zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauteils wird die Projektionsbelichtungs anlage 1 folgendermaßen eingesetzt: Zunächst werden die Reflexionsmaske 23 bzw. das Retikel und das Substrat bzw. der Wafer 28 bereitgestellt. Anschließend wird eine Struktur auf dem Re tikel 23 auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers 28 mithilfe der Projektionsbelichtungsan lage 1 projiziert. Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird dann eine Mikro- oder Nanostruktur auf dem Wafer 28 und somit das mikrostrukturierte Bauteil erzeugt.

Claims

Patentansprüche

1. Optisches Beleuchtungssystem zur Führung von EUV-Strahlung (3) zwischen einem Quell bereich (4) einer EUV-Lichtquelle (2) und einem Objektfeld (18), in dem ein abzubildendes Objekt (23) anordenbar ist, mit mindestens zwei für die EUV- Strahlung (3) reflektierenden EUV-Spiegel- Komponenten (5, 7, 14, 19; 51; 54), die sequentiell die EUV-Strahlung (3) zwischen dem Quellbereich (4) und dem Objektfeld (18) führen, wobei auf jeder der beiden EUV- Spiegel-Komponenten eine optische Beugungskompo nente (31; 40; 40a; 41; 47) zur Unterdrückung von Falschlicht-Strahlung (36) angeord net ist, wobei die optischen Beugungskomponenten (31; 40; 40a; 41; 47) auf den beiden EUV- Spiegel-Komponenten zur Unterdrückung verschiedener Falschlicht-Wellenlängen aus gelegt sind, wobei eine erste (31; 40; 40a; 41; 47) der beiden optischen Beugungskomponenten (31; 40; 40a; 41; 47), die auf einer ersten der EUV-Spiegel-Komponenten (5, 7, 14, 19; 51; 54) angeordnet ist, als Gitter mit mindestens einer ersten Strukturtiefe (d; dv, dh; dl, d2) und eine zweite (31; 40; 40a; 41; 47) der beiden optischen Beugungskomponenten, die auf einer zweiten der EUV-Spiegel-Komponenten (5, 7, 14, 19; 51; 54) angeordnet ist, als Gitter mit mindestens einer zweiten Strukturtiefe (d; dv, dh; dl, d2) ausgeführt ist, wobei sich die Strukturtiefen (d; dv, dh; dl, d2) der beiden Gitter (31; 40; 40a; 41; 47) unterscheiden.

2. Optisches Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Gitter (31; 47) als Binärgitter ausgeführt ist.

3. Optisches Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden EUV-Spiegel-Komponenten (5, 7; 5, 14; 5, 19) mit der optischen Beu gungskomponente (31) als EUV-Kollektorspiegel (5) zum Sammeln der vom Quellbe reich (4) ausgehenden EUV-Strahlung (3) ausgeführt ist, wobei die optische Beugungskomponente (40; 40a; 41), die auf dem EUV- Kollektorspiegel (5) angeordnet ist, als Beugungsgitter mit mindestens drei sich vonei- nander unterscheidenden Beugungsstruktur-Niveaus (NI bis N4; NI bis N3) ausgeführt ist.

4. Optisches Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden EUV- Spiegel-Komponenten mit der optischen Beugungskomponente (31; 40; 40a; 41; 47) als Feldfacettenspiegel (7) ausgeführt ist, und/oder eine der beiden EUV- Spiegel-Komponenten mit der optischen Beugungskomponente (31; 40; 40a; 41; 47) als Pupillenfacettenspiegel (14) ausgeführt ist, und/oder eine der beiden EUV- Spiegel-Komponenten mit der optischen Beugungskomponente (31; 40; 40a; 41; 47) als EUV-Kondensorspiegel (19) als Bestandteil einer Optik (20) zur Abbildung von verschiedenen EUV-Strahlungskanälen in das Objektfeld (18) aus geführt ist, wobei die optische Beugungskomponente (31; 47), die auf dem Feldfacettenspiegel (7) und/oder auf dem Pupillenfacettenspiegel (14) und/oder auf dem EUV- Kondensorspiegel (19) angeordnet ist, als Beugungsgitter (31; 47) mit zwei sich vonei nander unterscheidenden Beugungsstruktur-Niveaus (32, 33) ausgeführt ist.

5. Optisches Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden EUV-Spiegel-Komponenten mit der optischen Beugungskompo nente (31; 40; 40a; 41; 47) als Facettenspiegel (7, 14; 51; 54) ausgeführt ist.

6. Optisches Beleuchtungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden EUV-Spiegel-Komponenten mit der optischen Beugungskomponente (31; 40; 40a; 41; 47) als Feldfacettenspiegel (7; 51) ausgeführt ist.

7. Optisches Beleuchtungssystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden EUV-Spiegel-Komponenten mit der optischen Beugungskomponente (31; 40; 40a; 41; 47) als Pupillenfacettenspiegel (14; 54) ausgeführt ist.

8. Optisches Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden EUV-Spiegel-Komponenten mit der optischen Beu gungskomponente (31; 40; 40a; 41; 47) als EUV-Kondensorspiegel (19) als Bestandteil ei- ner Optik (20) zur Abbildung von verschiedenen EUV- Strahlungskanälen in das Objektfeld (18) ausgeführt ist.

9. Optisches System mit einem Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einer Projektionsoptik (22) zur Abbildung des Objektfeldes (18) in ein Bildfeld (26), in dem ein Substrat (28) anordenbar ist.

10. Optisches System nach Anspruch 9 mit einer EUV-Lichtquelle (2).

11. Projektionsbelichtungsanlage (1) mit einem optischen System nach Anspruch 10.

12. Verfahren zur Herstellung strukturierter Bauelemente mit folgenden Schritten:

Bereitstellen eines Wafers (28), auf dem zumindest teilweise eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht ist, - Bereitstellen eines Retikels als Objekt (23), das abzubildende Strukturen aufweist,

Bereitstellen einer Projektionsbelichtungsanlage (1) nach Anspruch 11,

Projizieren wenigstens eines Teils des Retikels (23) auf einen Bereich der Schicht des Wafers (28) mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage (1).

13. Strukturiertes Bauelement, hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 12.