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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithographie zur Beleuchtung eines Beleuchtungsfeldes, in welchem ein Objektfeld einer nachfolgenden abbildenden Optik anordenbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Beleuchtungssystem mit einer derartigen Beleuchtungsoptik, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen Beleuchtungssystem, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements unter Einsatz einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage sowie ein nach einem solchen Herstellungsverfahren hergestelltes mikro- oder nanostrukturiertes Bauelement. Ferner betrifft die Erfindung einen Pupillenfacettenspiegel als Teil einer Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithographie zur Beleuchtung eines Beleuchtungsfeldes, in welchem ein Objektfeld einer nachfolgenden abbildenden Optik anordenbar ist.
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Beleuchtungsoptiken mit zwischen verschiedenen Ausleuchtungs-Kipp-stellungen verlagerbaren ersten Facetten, nämlich verlagerbaren Feldfacetten, sind bekannt aus der
US 6,658,084 B2 und der
US 7,196,841 B2 .
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithographie zu schaffen, mit der eine flexible Vorgabe von Beleuchtungswinkelverteilungen zur Ausleuchtung des Objektfeldes möglich ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Beleuchtungsoptik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Der erste Facettenspiegel kann als in einer Feldebene der Beleuchtung angeordneter Feldfacettenspiegel und der zweite Facettenspiegel kann als in einer Pupillenebene der Beleuchtung angeordneter Pupillenfacettenspiegel der Beleuchtungsoptik ausgeführt sein. Durch die Bereitstellung der dritten Auswahlfacetten ist eine Beleuchtung des zweiten Facettenspiegels über die ersten Facetten des ersten Facettenspiegels möglich, wobei die dritte Ausleuchtungs-Kippstellung des ersten Facettenspiegels in ihrer Kippposition nicht exakt definiert sein muss. Wird in der dritten Ausleuchtungs-Kippstellung des ersten Facettenspiegels eine der dritten Auswahlfacetten beleuchtet, kann eine gewisse Positionsunschärfe der nicht exakt definierten dritten Ausleuchtungs-Kippstellung der ersten Facette toleriert werden, da das von dieser ersten Facette in der dritten Ausleuchtungs-Kippstellung reflektierte EUV-Teilbündel in jedem Fall auf die jeweilige dritte Auswahlfacette der zweiten Facetten des zweiten Facettenspiegels trifft.
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Die verschiedenen Auswahlfacetten-Typen des zweiten Facettenspiegels der Beleuchtungsoptik nach Anspruch 2, also die ersten Auswahlfacetten, die zweiten Auswahlfacetten und die dritten Auswahlfacetten, können hinsichtlich ihres Aspektverhältnisses an die jeweiligen Beleuchtungsverhältnisse und insbesondere an eine Genauigkeit einer Vorgabe der jeweiligen Ausleuchtungs-Kippstellungen angepasst sein. Dies erleichtert eine mechanische Auslegung des ersten Facettenspiegels mit den kippbar ausgeführten ersten Facetten.
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Eine Anordnung der dritten Auswahlfacette nach Anspruch 3 führt nicht zu unerwünscht großen Einflüssen einer Abweichung der exakten Position des Teilbündels auf der Gesamt-Reflexionsfläche der Auswahlfacette, da den Auswahlfacetten im Bereich des Zentrums des zweiten Facettenspiegels in der Regel kleine Beleuchtungswinkel zugeordnet sind und bei kleinen Beleuchtungswinkeln entsprechende Abweichungen aufgrund der Näherung kleiner Winkel nicht oder kaum stören.
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Eine Unterteilung der Gesamt-Reflexionsfläche der dritten Auswahlfacette nach Anspruch 4 vereinfacht die Gestaltung der Gesamt-Reflexionsfläche mit entsprechender abbildender Wirkung. Die Unterteilung kann durch eine Segmentierung geschehen. Insbesondere kann die Unterteilung in Teil-Reflexionsflächen geschehen, die nebeneinander längs einer Längserstreckung, also längs einer langen Seite der dritten Auswahlfacette, aufgereiht angeordnet sind.
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Eine abbildende Wirkung aller Teil-Reflexionsflächen nach Anspruch 5 führt zu einer gut reproduzierbaren Beleuchtung über die so ausgeführte dritte Auswahlfacette, auch wenn diese an unterschiedlichen Stellen vom Teilbündel beaufschlagt ist. Jede der Teil-Reflexionsflächen kann eine Abbildung der ersten Facetten in das gesamte Objektfeld bewerkstelligen.
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Die Vorteile eines Beleuchtungssystems nach Anspruch 6 und einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 7 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik bereits erläutert wurden.
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Bei einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 8 wird vermieden, dass aufgrund der größeren Ausdehnung der dritten Auswahlfacetten, die dazu führt, dass oftmals nur eine geringere Anzahl derartiger dritter Auswahlfacetten bereitgestellt werden kann, eine zu geringe Gesamt-Beleuchtungsintensität auf dem Objektfeld resultiert. Die dritten Auswahlfacetten werden in diesem Fall intensiver ausgeleuchtet. Eine geringere Anzahl dritter Auswahlfacetten führt dann zu einer Gesamt-Beleuchtungsintensität, die der Gesamt-Beleuchtungsintensität entspricht, die über die ersten Auswahlfacetten und/oder die zweiten Auswahlfacetten erreicht werden kann.
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Eine Ausrichtung der dritten Auswahlfacetten nach Anspruch 9 führt, besonders dann, wenn die Gesamt-Reflexionsfläche der dritten Auswahlfacetten in eine Mehrzahl von Teil-Reflexionsflächen unterteilt sind, die jeweils das gesamte Objektfeld ausleuchten, scanintegriert zu geringeren Auswirkungen verschiedener Auftreffpunkte der Teilbündel auf den dritten Auswahlfacetten und sich hieraus ergebender Abweichungen im Beleuchtungswinkel.
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Die Vorteile eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 10 und eines Bauelements nach Anspruch 11 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik sowie die erfindungsgemäßen Verfahren bereits diskutiert wurden. Es lassen sich auf die herzustellende Bauteilstruktur exakt angepasste Beleuchtungen vorgeben, sodass insbesondere Halbleiterchips mit extrem feinen und insbesondere komplexen Strukturen hergestellt werden können.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Pupillenfacettenspiegel bereitzustellen, der sehr flexibel über verschiedene Ausleuchtungs-Kippstellungen eines im Strahlengang der Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage vorgelagerten Feldfacettenspiegels beleuchtet werden kann.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Pupillenfacettenspiegel mit den im Anspruch 12 angegebenen Merkmalen.
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Durch die Bereitstellung von Pupillenfacetten des ersten Aspekt-Typs ist eine Beleuchtung des Pupillenfacettenspiegels mit Feldfacetten eines Feldfacettenspiegels möglich, die mindestens eine Ausleuchtungs-Kippstellung aufweisen, die in ihrer Kippposition nicht exakt definiert ist. Das Aspektverhältnis ist definiert als das Verhältnis der Seitenlänge einer langen Dimension der Gesamt-Reflexionsfläche der Pupillenfacette zur Seitenlänge einer hierzu senkrechten kurzen Dimension der Gesamt-Reflexionsfläche. Die Gesamt-Reflexionsflächen der Pupillenfacetten des ersten Aspekt-Typs können rechteckig, abgerundet rechteckig, länglich gebogen oder auch elliptisch geformt sein. Das erste Aspektverhältnis der Gesamt-Reflexionsfläche einer der Pupillenfacetten des ersten Aspekt-Typs kann größer sein als 1,2, kann größer sein als 1,25, kann größer sein als 1,5, kann größer sein als 2, kann größer sein als 2,5, kann größer sein als 3, kann größer sein als 4, kann größer sein als 5 und kann auch noch größere Werte annehmen. Das weitere Aspektverhältnis der Pupillenfacetten des weiteren Aspekt-Typs, dass sich vom ersten Aspektverhältnis unterscheidet, kann genau gleich 1 sein, aber auch ungleich 1 sein. Die Pupillenfacetten des weiteren Aspekt-Typs können daher rund, quadratisch, rechteckig oder elliptisch sein, haben aber in jedem Fall ein anderes Aspektverhältnis als das erste Aspektverhältnis.
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Wird in der Ausleuchtungs-Kippstellung des Feldfacettenspiegels die Pupillenfacette des ersten Aspekt-Typs beleuchtet, kann eine gewisse Positionsunschärfe der nicht exakt definierten Ausleuchtungs-Kippstellung der Feldfacette toleriert werden, da das von dieser Feldfacette in der nicht exakt definierten Ausleuchtungs-Kippstellung reflektierte EUV-Teilbündel in jedem Fall auf die Pupillenfacette des ersten Aspekt-Typs trifft.
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Die dritten Auswahlfacetten der Beleuchtungsoptik können als Pupillenfacetten des Aspekt-Typs ausgeführt sein. Die zweiten Facetten können Teil einer Optik sein, die die ersten Facetten in das Objektfeld abbildet. Der zweite Facettenspiegel kann als erfindungsgemäßer Pupillenfacettenspiegel ausgeführt sein. Die größere optische Gesamt-Reflexionsfläche der dritten Auswahlfacetten führt wiederum dazu, dass Abweichungen in der exakten Kippposition der dritten Ausleuchtungs-Kippstellung der ersten Facetten nicht dazu führen, dass das hierdurch geführte Teilbündel nicht auf die dritte Auswahlfacette der zweiten Facetten trifft.
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Die Positionsunschärfe der Ausleuchtungs-Kippstellung der Feldfacette bzw. der dritten Ausleuchtungs-Kippstellung der ersten Facette kann asymmetrisch sein, kann also zu Richtungsabweichungen des reflektierten Teilbündels von einer Soll-Richtung führen, die insbesondere eine Vorzugsrichtung oder mehrere Vorzugsrichtungen aufweist.
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Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen, die vorstehend im Zusammenhang mit den dritten Auswahlfacetten diskutiert wurden, können in dieser Form auch auf die Pupillenfacetten des Aspekt-Typs des erfindungsgemäßen Pupillenfacettenspiegels zutreffen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 schematisch und in Bezug auf eine Beleuchtungsoptik im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie;
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2 eine Aufsicht auf eine Facettenanordnung eines Feldfacettenspiegels der Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage nach 1;
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2a in einer Seitenansicht eine der Feldfacetten des Feldfacettenspiegels mit drei schematisch angedeuteten Ausleuchtungs-Kippstellungen;
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3 in einer zu 2 ähnlichen Darstellung eine Facettenanordnung einer weiteren Ausführung eines Feldfacettenspiegels;
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4 eine Aufsicht auf eine Facettenanordnung eines Pupillenfacettenspiegels der Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage nach 1,
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5 in einer zu 4 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführungsform eines Pupillenfacettenspiegels, wobei abweichend von der Darstellung nach 4 lediglich eine Pupillenfacette eines Aspekt-Typs, die gleichzeitig eine dritte Auswahlfacette ist, dargestellt ist;
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6 schematisch einen Schnitt gemäß Linie VI-VI in 5 durch die Pupillenfacette des Aspekt-Typs;
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7 in einer zu 6 ähnlichen Darstellung eine Beleuchtungssituation der Pupillenfacette des Aspekt-Typs;
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8 eine Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichts eines Ausleuchtungskanals, zu dem die Pupillenfacette des Aspekt-Typs in der Beleuchtungssituation nach 7 gehört, über eine Objektfelddimension parallel zu einer Scanrichtung der Projektionsbelichtungsanlage; und
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9 bis 12 in zu den 7 und 8 ähnlichen Darstellungen zwei weitere Beleuchtungssituationen der Pupillenfacette des Aspekt-Typs mit zugehörigen Beleuchtungs-Intensitätsverteilungen im Objektfeld.
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Eine Projektionsbelichtungsanlage
1 für die Mikrolithographie 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. Auch eine Strahlungsquelle, die auf einem Synchrotron basiert, ist für die Lichtquelle
2 einsetzbar. Informationen zu einer derartigen Lichtquelle findet der Fachmann beispielsweise in der
US 6 859 515 B2 . Zur Beleuchtung und Abbildung innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage
1 wird EUV-Beleuchtungslicht bzw. Beleuchtungsstrahlung
3 genutzt. Das EUV-Beleuchtungslicht
3 durchläuft nach der Lichtquelle
2 zunächst einen Kollektor
4, bei dem es sich beispielsweise um einen genesteten Kollektor mit einem aus dem Stand der Technik bekannten Mehrschalen-Aufbau oder alternativ um einen ellipsoidal geformten Kollektor handeln kann. Ein entsprechender Kollektor ist aus der
EP 1 225 481 A bekannt. Nach dem Kollektor
4 durchtritt das EUV-Beleuchtungslicht
3 zunächst eine Zwischenfokusebene
5, was zur Trennung des EUV-Beleuchtungslichts
3 von unerwünschten Strahlungs- oder Partikelanteilen genutzt werden kann. Nach Durchlaufen der Zwischenfokusebene
5 trifft das EUV-Beleuchtungslicht
3 zunächst auf einen Feldfacettenspiegel
6.
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Zur Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen ist in der Zeichnung jeweils ein kartesisches globales xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Achse verläuft in der 1 senkrecht zur Zeichenebene und aus dieser heraus. Die y-Achse verläuft in der 1 nach rechts. Die z-Achse verläuft in der 1 nach oben.
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Zur Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen bei einzelnen optischen Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird in den nachfolgenden Figuren jeweils auch ein kartesisches lokales xyz- oder xy-Koordinatensystem verwendet. Die jeweiligen lokalen xy-Koordinaten spannen, soweit nichts anderes beschrieben ist, eine jeweilige Hauptanordnungsebene 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 haben einen Winkel zur y-Achse des globalen xyz-Koordinatensystems, die einem Kippwinkel der jeweiligen optischen Komponente um die x-Achse entspricht.
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2 zeigt beispielhaft eine Facettenanordnung von Feldfacetten 7 des Feldfacettenspiegels 6. Die Feldfacetten 7 sind rechteckig und haben jeweils das gleiche x/y-Aspektverhältnis. Das x/y-Aspektverhältnis kann beispielsweise 12/5, kann 25/4 oder kann 104/8 betragen.
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Die Feldfacetten 7 geben eine Reflexionsfläche des Feldfacettenspiegels 6 vor und sind in vier Spalten zu je sechs bis acht Feldfacettengruppen 8a, 8b gruppiert. Die Feldfacettengruppen 8a haben jeweils sieben Feldfacetten 7. Die beiden zusätzlichen randseitigen Feldfacettengruppen 8b der beiden mittleren Feldfacettenspalten haben jeweils vier Feldfacetten 7. Zwischen den beiden mittleren Facettenspalten und zwischen der dritten und vierten Facettenzeile weist die Facettenanordnung des Feldfacettenspiegels 6 Zwischenräume 9 auf, in denen der Feldfacettenspiegel 6 durch Haltespeichen des Kollektors 4 abgeschattet ist. Innerhalb eines zentralen Bereichs des Facettenspiegels 6, der in der 2 durch eine kreisförmige, gestrichelte Begrenzungslinie 9a angedeutet ist, wird der Feldfacettenspiegel 6 ebenfalls nicht ausgeleuchtet. Zwischen der inneren Begrenzungslinie 9a und einer weiteren, mittleren und ebenfalls kreisförmigen Begrenzungslinie 9b liegt ein Bereich größter Beleuchtungsintensität des Feldfacettenspiegels mit dem EUV-Beleuchtungslicht 3. Außerhalb der mittleren Begrenzungslinie 9b fällt die Beleuchtungsintensität kontinuierlich ab und erreicht am Rand des Feldfacettenspiegels 6 einen Wert, der etwa einer Hälfte der Beleuchtungsintensität im Bereich der Begrenzungslinie 9a entspricht oder auch noch geringer sein kann, beispielsweise 20% der Beleuchtungsintensität im Bereich der Begrenzungslinie 9a. Auch innerhalb des Bereiches größter Beleuchtungsintensität zwischen der inneren Begrenzungslinie 9a und der mittleren Begrenzungslinie 9b kann vom Zentrum aus ein Intensitätsabfall vorliegen.
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3 zeigt eine weitere Ausführung eines Feldfacettenspiegels 6. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf den Feldfacettenspiegel 6 nach 2 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nur erläutert, soweit sie sich von den Komponenten des Feldfacettenspiegels 6 nach 2 unterscheiden. Der Feldfacettenspiegel 6 nach 3 hat eine Feldfacettenanordnung mit gebogenen Feldfacetten 7. Diese Feldfacetten 7 sind in insgesamt fünf Spalten mit jeweils einer Mehrzahl von Feldfacettengruppen 8 angeordnet. Die Feldfacettenanordnung ist in eine kreisförmige Begrenzung einer Trägerplatte 9c des Feldfacettenspiegels eingeschrieben.
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Die Feldfacetten 7 der Ausführung nach 3 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 7 der Ausführung nach 2 entspricht.
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Nach Reflexion am Feldfacettenspiegel 6 trifft das in Strahlbüschel bzw. Teilbündel, die den einzelnen Feldfacetten 7 zugeordnet sind, aufgeteilte EUV-Beleuchtungslicht 3 auf einen Pupillenfacettenspiegel 10.
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Zumindest einigen der Feldfacetten 7 der jeweiligen Ausführung des Feldfacettenspiegels 6 sind über jeweils einen Objektfeld-Ausleuchtungskanal genau drei der Pupillenfacetten 11 des Pupillenfacettenspiegels 10 zugeordnet, wie nachfolgend noch erläutert wird.
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4 zeigt in einem Ausschnitt eine beispielhafte Facettenanordnung von runden Pupillenfacetten 11 des Pupillenfacettenspiegels 10, die nachfolgend noch näher erläutert wird. Jedem von einer der Feldfacetten 7 reflektierten Teilbündel des EUV-Beleuchtungslichts 3 ist mindestens eine Pupillenfacette 11 derart zugeordnet, dass jeweils ein beaufschlagtes Facettenpaar mit einer der Feldfacetten 7 und einer der Pupillenfacetten 11 einen Objektfeld-Ausleuchtungskanal für das zugehörige Teilbündel des EUV-Beleuchtungslichts 3 vorgibt. Die kanalweise Zuordnung der Pupillenfacetten 11 zu den Feldfacetten 7 erfolgt abhängig von einer gewünschten Beleuchtung durch die Projektionsbelichtungsanlage 1.
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Über den Pupillenfacettenspiegel 10 (vgl. 1) und eine nachfolgende, aus drei EUV-Spiegeln 12, 13, 14 bestehenden Übertragungsoptik 15 werden die Feldfacetten 7 in eine Objektebene 16 der Projektionsbelichtungsanlage 1 abgebildet. Der EUV-Spiegel 14 ist als Spiegel für streifenden Einfall (Grazing-Incidence-Spiegel) ausgeführt. In der Objektebene 16 ist ein Retikel 17 angeordnet, von dem mit dem EUV-Beleuchtungslicht 3 ein Ausleuchtungsbereich in Form eines Beleuchtungsfeldes ausgeleuchtet wird, das mit einem Objektfeld 18 einer nachgelagerten Projektionsoptik 19 der Projektionsbelichtungsanlage 1 zusammenfällt. Die Objektebene 16 ist also die Objektebene der Projektionsoptik 19. Die Objektfeld-Ausleuchtungskanäle werden im Objektfeld 18 überlagert. Das EUV-Beleuchtungslicht 3 wird vom Retikel 17 reflektiert. Das Retikel 17 wird von einem Retikelhalter 17a getragen.
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Die Projektionsoptik 19 bildet das Objektfeld 18 in der Objektebene 16 in ein Bildfeld 20 in einer Bildebene 21 ab. In dieser Bildebene 21 ist ein Wafer 22 angeordnet, der eine lichtempfindliche Schicht trägt, die während der Projektionsbelichtung mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 belichtet wird. Der Wafer 22 wird von einem Waferhalter 22a getragen. Bei der Projektionsbelichtung werden sowohl der Retikelhalter 17a als auch der Waferhalter 22a in y-Richtung synchronisiert gescannt. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 ist als Scanner ausgeführt. Die Scanrichtung y wird nachfolgend auch als Objektverlagerungsrichtung bezeichnet.
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Der Feldfacettenspiegel 6, der Pupillenfacettenspiegel 10 und die Spiegel 12 bis 14 der Übertragungsoptik 15 sind Bestandteile einer Beleuchtungsoptik 23 der Projektionsbelichtungsanlage 1. Gemeinsam mit der Projektionsoptik 19 bildet die Beleuchtungsoptik 23 ein Beleuchtungssystem der Projektionsbelichtungsanlage 1.
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Der Feldfacettenspiegel 6 stellt einen ersten Facettenspiegel der Beleuchtungsoptik 23 dar. Die Feldfacetten 7 stellen erste Facetten der Beleuchtungsoptik 23 dar.
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Der Pupillenfacettenspiegel 10 stellt einen zweiten Facettenspiegel der Beleuchtungsoptik 23 dar. Die Pupillenfacetten 11 stellen zweite Facetten der Beleuchtungsoptik 23 dar.
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4 zeigt eine Aufsicht des in etwa kreisförmigen Pupillenfacettenspiegels 10. Der Ausschnitt zeigt den Pupillenfacettenspiegel 10 im Bereich seines größten Durchmessers. Der Pupillenfacettenspiegel 10 ist in drei Spiegelbereiche 24, 25, 26 unterteilt, die zu verschiedenen Beleuchtungswinkelbereichen gehören, mit denen das Objektfeld 18 mit dem Beleuchtungslicht 3 beleuchtet wird. Der äußere, ringförmige Spiegelbereich 24 deckt die größten Beleuchtungswinkel ab. Der mittlere, ebenfalls ringförmige Spiegelbereich 25, der nach innen hin direkt an den äußeren Spiegelbereich angrenzt, deckt einen mittleren Bereich von Beleuchtungswinkeln ab. Der innere, kreisförmige Spiegelbereich 26 stellt einen Zentrumsbereich des Pupillenfacettenspiegels 10 dar.
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Die im äußeren Spiegelbereich 24 angeordneten Pupillenfacetten 11 stellen erste Pupillen-Auswahlfacetten 11a dar. Die im mittleren Spiegelbereich 25 angeordneten Pupillenfacetten 11 stellen zweite Pupillen-Auswahlfacetten 11b des Pupillenfacettenspiegels 10 dar. Die ersten und die zweiten Auswahlfacetten sind rund. Die im inneren Spiegelbereich 26 angeordneten Pupillenfacetten 11 sind dritte Pupillen-Auswahlfacetten 11c des Pupillenfacettenspiegels 10.
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Die dritten Auswahlfacetten 11c haben eine optische Gesamt-Reflexionsfläche, die größer ist als die runden Gesamt-Reflexionsflächen der ersten und der zweiten Auswahlfacetten. Bei der in der 4 dargestellten Ausführung sind die dritten Auswahlfacetten 11c rechteckig mit einem Aspektverhältnis von etwa 1:2,5. Lange Seiten 27 der dritten Auswahlfacetten 11c verlaufen parallel oder unter einem kleinen Winkel zur lokalen y-Achse. Diese lokale y-Achse entspricht optisch einer y-Achse des Objektfeldes 18 und entspricht optisch der Scanrichtung der Projektionsbelichtungsanlage 1. Die langen Seiten 27 der dritten Auswahlfacetten 11c verlaufen hinsichtlich ihrer optischen Wirkung also parallel oder unter einem kleinen Winkel zur Scanrichtung. Kurze Seiten 28 der dritten Auswahlfacetten 11c verlaufen entsprechend parallel oder unter einem kleinen Winkel zur x-Achse und damit senkrecht oder nahezu senkrecht zur Scanrichtung der Projektionsbelichtungsanlage 1.
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Die dritten Auswahlfacetten 11c stellen gleichzeitig Pupillenfacetten eines Aspekt-Typs dar, deren Gesamt-Reflexionsfläche ein Aspektverhältnis hat, das größer ist als 1,1. Bei den dritten Auswahlfacetten 11c nach 4 beträgt dieses Aspektverhältnis 2,5.
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Die Reflexionsflächen der Feldfacetten 7 sind jeweils kippbar zwischen drei Ausleuchtungs-Kippstellungen. Hierzu ist jede der Feldfacetten 7 mit einem Kippaktor 29 mechanisch verbunden, der in der 2 schematisch dargestellt ist. Tatsächlich sind die Kippaktoren 29 auf der den Reflexionsflächen der Feldfacetten 7 abgewandten Seite des Feldfacettenspiegels 6 angeordnet. Die Kippaktoren 29 sind zur Verkippung der Feldfacetten 7 unabhängig voneinander über eine zentrale Steuereinrichtung 30 ansteuerbar, die mit den Kippaktoren über eine Multipol-Signalleitung 31 verbunden ist, was in der 2 ebenfalls schematisch für den einzigen dargestellten Kippaktor 29 gezeigt ist.
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In der ersten Ausleuchtungs-Kippstellung wird ein auf die Feldfacette 7 auftreffendes Teilbündel des EUV-Beleuchtungslichts 3 in Richtung einer der ersten Auswahlfacetten 11a reflektiert. Die zugeordnete erste Auswahlfacette 11a für eine Bestimmte der Feldfacetten 7 ist in der 4 schraffiert hervorgehoben.
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In der zweiten Ausleuchtungs-Kippstellung der jeweiligen Feldfacette 7 wird das Teilbündel längs eines weiteren Objektfeld-Ausleuchtungskanals in Richtung einer der zweiten Auswahlfacetten 11b des Pupillenfacettenspiegels 10 reflektiert. Die der zweiten Ausleuchtungs-Kippstellung zugeordnete zweite Auswahlfacette 11b der gleichen Feldfacette 7 ist in der 4 ebenfalls schraffiert hervorgehoben.
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Die erste und die zweite Ausleuchtungs-Kippstellung sind durch zwei gegenüberliegende Endanschläge EA (vgl. 2a) einer Kippmechanik der Feldfacette 7 exakt definiert.
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In der dritten Ausleuchtungs-Kippstellung, die in einem Kippwinkelbereich zwischen der ersten Ausleuchtungs-Kippstellung und der zweiten Ausleuchtungs-Kippstellung der Feldfacette 7 liegt, wird das EUV-Teilbündel längs eines dritten Objektfeld-Ausleuchtungskanals in Richtung einer der dritten Auswahlfacetten 11c reflektiert, die in der 4 ebenfalls schraffiert dargestellt ist.
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2a zeigt in einer Seitenansicht eine der Feldfacetten 7 des Feldfacettenspiegels. Durchgezogen ist die dritte Ausleuchtungs-Kippstellung dargestellt. Strichpunktiert ist die erste Ausleuchtungs-Kippstellung der Feldfacette dargestellt, in der die Feldfacette 7 um eine zur y-Achse parallele Achse mittels des Kippaktors 29 im Uhrzeigersinn um einen Kippwinkel α verkippt ist. Die Kippachse ist in der 2a bei 31 eingezeichnet. Die Kippachse kann in der Reflexionsfläche der Feldfacette 7 liegen. Gestrichelt ist in der 2a die zweite Ausleuchtungs-Kippstellung der Feldfacette 7 dargestellt, in der diese um einen Kippwinkel β entgegen dem Uhrzeigersinn um die Kippachse 31 verkippt ist. Schematisch dargestellt sind in der 2a die Endanschläge EA, die die erste und die zweite Ausleuchtungs-Kippstellung in ihrer Position definieren. Die Feldfacette 7 liegt in der ersten und in der zweiten Ausleuchtungs-Kippstellung mit ihrer der Reflexionsfläche abgewandten Rückwand am jeweiligen Endanschlag EA an. Ein Kippwinkelbereich zwischen der ersten Ausleuchtungs-Kippstellung und der zweiten Ausleuchtungs-Kippstellung entspricht der Addition der beiden Kippwinkel α und β. α und β können den gleichen Absolutbetrag haben.
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Eine entsprechende Ausgestaltung einer kippbaren Feldfacette mit als Endanschlägen dienenden Aktoren ist beispielsweise bekannt aus den
13 und
14 der
US 7 196 841 B2 .
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Beim Kippen längs des gesamten Kippwinkelbereiches der Feldfacette 7 zwischen der ersten Ausleuchtungs-Kippstellung und der zweiten Ausleuchtungs-Kippstellung überstreicht das von dieser Feldfacette 7 reflektierte EUV-Teilbündel einen Weg 32 auf dem Pupillenfacettenspiegel 10. Die der jeweiligen Feldfacette 7 zugeordnete dritte Auswahlfacette 11c liegt auf dem jeweiligen Weg 32 zwischen der dieser Feldfacette 7 zugeordneten ersten Auswahlfacette 11a und der dieser Feldfacette 7 zugeordneten zweiten Auswahlfacette 11b, wie in der 4 schematisch dargestellt ist.
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Die jeweilige dritte Ausleuchtungs-Kippstellung der Feldfacette 7 ist nicht durch einen Anschlag definiert. Das längs des dritten Objektfeld-Ausleuchtungskanals geführte EUV-Teilbündel, dessen Bündelquerschnitt so klein ist, dass er insgesamt von einer der runden Pupillenfacetten 11a, 11b reflektiert werden kann, wird je nach den statistischen Randbedingungen des Kippvorgangs von einem beliebigen Bereich auf der zugeordneten dritten Auswahlfacette 11c reflektiert, jedoch immer insgesamt von genau der zugeordneten dritten Auswahlfacette 11c. Damit ist gewährleistet, dass über den dritten Objektfeld-Ausleuchtungskanal das Objektfeld 18 aus einer Richtung ausgeleuchtet wird, die einer Position der jeweiligen dritten Auswahlfacette 11c auf dem Pupillenfacettenspiegel 10 entspricht.
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Auch ein Verlauf der langen Seiten 27 und entsprechend auch der kurzen Seiten 28 der dritten Auswahlfacetten 11c unter anderen Winkeln zur y- bzw. x-Achse und insbesondere unter größeren Winkeln zu diesen Achsen ist möglich. Grundsätzlich verlaufen die langen Seiten 27 der dritten Auswahlfacetten 11c parallel oder angenähert parallel zur Richtung des jeweiligen Weges 32, der zwischen den ersten und zweiten Auswahlfacetten 11a, 11b vorgegeben ist, die dieser dritten Auswahlfacette 11c zugeordnet sind.
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Auch den anderen der dritten Auswahlfacetten 11c im inneren Spiegelbereich 26 sind jeweils Paare von ersten Auswahlfacetten 11a und zweiten Auswahlfacetten 11b zugeordnet, sodass diese Tripel von Auswahlfacetten 11a, 11b und 11c jeweils über ein und dieselbe Feldfacette 7 über deren drei Ausleuchtungs-Kippstellungen angesteuert werden können.
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Das Größenverhältnis der Reflexionsflächen zwischen den dritten Auswahlfacetten 11c einerseits und den ersten und zweiten Auswahlfacetten 11a, 11b andererseits ist in der 4 nicht maßstabsgetreu dargestellt. Insgesamt ist etwa der Hälfte aller Feldfacetten 7 eine dritte Auswahlfacette 11c zugeordnet. Die Reflexionsfläche jeweils einer der dritten Auswahlfacetten 11c ist etwa doppelt so groß wie die Reflexionsfläche einer der ersten oder zweiten Auswahlfacetten 11a, 11b.
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Die Anzahl der dritten Auswahlfacetten 11c ist kleiner als die Anzahl der ersten und zweiten Auswahlfacetten 11a, 11b. Nicht alle der Feldfacetten 7 sind daher zwischen drei Ausleuchtungs-Kippstellungen verkippbar. Diejenigen der Feldfacetten 7, die zwischen den drei Ausleuchtungs-Kippstellungen verkippbar sind, sind auf dem Feldfacettenspiegel 6 zwischen den beiden Begrenzungslinien 9a, 9b, also im Bereich der höchsten Beleuchtungsintensitäts-Beaufschlagung durch das EUV-Beleuchtungslicht 3, angeordnet. Hierdurch ist sichergestellt, dass auch in dem Fall, in dem eine Beleuchtung des Objektfeldes 18 mit kleinen Beleuchtungswinkeln gewünscht ist, eine ausreichende gesamte Beleuchtungsintensität bereitgestellt werden kann.
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Etwa 50% aller Feldfacetten 7 sind zwischen den drei beschriebenen Ausleuchtungs-Kippstellungen verkippbar.
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Anhand der 5 wird nachfolgend eine weitere Ausführung eines Pupillenfacettenspiegels 10 erläutert. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 und insbesondere unter Bezugnahme auf die 4 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
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Dargestellt ist in der 5 lediglich eine der dritten Auswahlfacetten 11c. Die anderen dritten Auswahlfacetten 11c sind genauso ausgeführt, wie die dargestellte dritte Auswahlfacette 11c, und sind angeordnet, wie in der 4 dargestellt. Die dritten Auswahlfacetten 11c des Pupillenfacettenspiegels 10 nach 5 sind senkrecht zu den langen Seiten 27 unterteilt in eine Mehrzahl von Facettensegmenten 33, 34, 35, 36, im dargestellten Ausführungsbeispiel also in vier Facettensegmente. Die Facettensegmente 33 bis 36 sind nebeneinander längs einer Längserstreckung, also längs der langen Seite 27, der dritten Auswahlfacette 11c aufgereiht angeordnet. Die Facettensegmente 33 bis 36 stellen Teil-Reflexionsflächen der Gesamt-Fläche der dritten Auswahlfacette 11c dar. Auch eine Unterteilung in eine andere Anzahl von Facettensegmenten, beispielsweise in zwei, drei, fünf oder noch mehr Facettensegmente, beispielsweise 8, 10 oder 20 Facettensegmente, ist möglich.
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Jedes der Facettensegmente 33 bis 36 der dritten Auswahlfacette 11c nach 5 hat eine eigene abbildende Wirkung auf das EUV-Beleuchtungslicht 3, wie in der 6 schematisch durch eine konkave Krümmung der Facettensegmente 33 bis 36 dargestellt.
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7 zeigt eine erste Beleuchtungssituation einer der dritten Auswahlfacetten 11c mit dem Teilbündel des EUV-Beleuchtungslichts 3. Beleuchtet wird hierbei ausschließlich das Facettensegment 34. Eine Ausdehnung des Teilbündels in der y-Richtung entspricht einer y-Erstreckung der einzelnen Facettensegmente 33 bis 36, sodass in der Beleuchtungssituation nach 7 das Facettensegment 34 über seine gesamte y-Erstreckung durch das Teilbündel des Beleuchtungslichts 3 ausgeleuchtet wird. Aufgrund der Abbildung der dieses Teilbündel reflektierenden Feldfacette in das Objektfeld 18 ergibt sich längs der Scanrichtung y eine Intensitätsverteilung über das Objektfeld 18, die in der 8 schematisch dargestellt ist.
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9 zeigt eine weitere Beleuchtungssituation der gleichen dritten Auswahlfacette 11c, bedingt durch eine statistisch etwas andere dritte Ausleuchtungs-Kippstellung der zugehörigen Feldfacette 7. Das Teilbündel des EUV-Beleuchtungslichts 3 trifft hierbei zum Teil auf das Facettensegment 34 und zum anderen Teil auf das benachbarte Facettensegment 35. Die sich ergebende Beleuchtungsintensität über das Objektfeld 18 ist in der 10 dargestellt. Eine in der 10 linke Hälfte 18a der gesamten y-Erstreckung des Objektfeldes 18 wird über das Facettensegment 35 ausgeleuchtet und eine rechte Hälfte 18b über das Facettensegment 34.
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Eine statistisch vorkommende dritte Beleuchtungssituation der gleichen dritten Auswahlfacette 11c ist in der 11 dargestellt. In diesem Fall hat das Teilbündel 3 in der y-Richtung eine etwas größere Erstreckung als jedes der Facettensegmente 33 bis 36. Auch hier beleuchtet das Teilbündel des EUV-Beleuchtungslichts 3 die beiden Facettensegmente 34 und 35, beleuchtet aufgrund seiner größeren y-Erstreckung allerdings teilweise gleiche Abbildungsabschnitte auf diesen beiden Facettensegmenten 34 und 35. Dies führt zu einem in der 12 dargestellten y-Intensitätsprofil, welches eine Intensitätsüberhöhung 37 in dem y-Bereich des Objektfeldes 18 aufweist, der das Teilbündel des EUV-Beleuchtungslichts sowohl aus Richtung des Facettensegments 34 als auch aus Richtung des Facettensegments 35 sieht. Solange das Teilbündel in der Beleuchtungssituation nach 11 in der y-Richtung integriert die gleiche y-Intensität aufweist, wie die Teilbündel in den Beleuchtungssituationen nach den 7 und 9, ergibt sich scanintegriert auch in der Beleuchtungssituation nach 11 die gleiche gesamte Beleuchtungsintensität auf dem Objektfeld 18.
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Durch Vorgabe der jeweiligen Ausleuchtungs-Kippstellung lässt sich ein bestimmtes Beleuchtungssetting zur Beleuchtung des Retikels
17 mit der Beleuchtungsoptik
23 vorgeben. Beispiele derartiger Beleuchtungssettings sind bekannt aus der
DE 10 2008 021 833 A1 .
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Bei der Projektionsbelichtung werden das Retikel 17 und der Wafer 22, der eine für das EUV-Beleuchtungslicht 3 lichtempfindliche Beschichtung trägt, bereitgestellt. Anschließend wird zumindest ein Abschnitt des Retikels 17 auf den Wafer 22 mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 projiziert. Schließlich wird die mit dem EUV-Beleuchtungslicht 3 belichtete lichtempfindliche Schicht auf dem Wafer 22 entwickelt. Auf diese Weise wird das mikro- bzw. nanostrukturierte Bauteil, beispielsweise ein Halbleiterchip, hergestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6658084 B2 [0002]
- US 7196841 B2 [0002, 0057]
- US 6859515 B2 [0032]
- EP 1225481 A [0032]
- DE 102008021833 A1 [0071]