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DE102006020734A1 - Beleuchtungssystem für die EUV-Lithographie sowie erstes und zweites optisches Element zum Einsatz in einem derartigen Beleuchtungssystem - Google Patents

Beleuchtungssystem für die EUV-Lithographie sowie erstes und zweites optisches Element zum Einsatz in einem derartigen Beleuchtungssystem Download PDF

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DE102006020734A1
DE102006020734A1 DE102006020734A DE102006020734A DE102006020734A1 DE 102006020734 A1 DE102006020734 A1 DE 102006020734A1 DE 102006020734 A DE102006020734 A DE 102006020734A DE 102006020734 A DE102006020734 A DE 102006020734A DE 102006020734 A1 DE102006020734 A1 DE 102006020734A1
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facet
facet elements
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illumination
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Application number
DE102006020734A
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English (en)
Inventor
Martin Endres
Jens Dr. Ossmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
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Publication date
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Priority to PCT/EP2007/003609 priority patent/WO2007128407A1/en
Priority to EP07724539A priority patent/EP2013663A1/de
Priority to TW096115708A priority patent/TWI414896B/zh
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Abstract

Ein Beleuchtungssystem für die EUV-Lithographie dient zur Ausleuchtung eines vorgegebenen Beleuchtungsfeldes (2) einer Objektoberfläche mit EUV-Strahlung (4). Das Beleuchtungssystem hat eine Quelle für die EUV-Strahlung (4). Ein erstes optisches Element (7) dient zur Erzeugung sekundärer Lichtquellen im Beleuchtungssystem. Eine mit EUV-Strahlung (4) beaufschlagte Fläche des ersten optischen Elements (7) ist in eine Mehrzahl von ersten Facetten-Elementen (8 bis 11) unterteilt. Letztere sind jeweils Teilbündeln (12 bis 15) der EUV-Strahlung (4) zugeordnet. Ein zweites optisches Element (20) am Ort der sekundären Lichtquellen wird über das erste optische Element (7) über eine beaufschlagbare Fläche mit EUV-Strahlung (4) beaufschlagt, die in eine Mehrzahl von zweiten Facetten-Elementen (21 bis 24) unterteilt ist. Letztere sind jeweils mindestens einem der das jeweilige zweite Facetten-Element (21 bis 24) zur Erzeugung der sekundären Lichtquellen beaufschlagenden ersten Facetten-Elemente (8 bis 11) zugeordnet. Das zweite optische Element (20) ist zumindest Teil einer optischen Einrichtung, die das erste optische Element (8 bis 11) in eine von der Objektoberfläche vorgegebene Ebene abbildet. Mindestens ausgewählte der ersten Facetten-Elemente (8 bis 11) sind so dimensioniert und ausgerichtet, dass sie von der optischen Einrichtung in eines von mindestens zwei Teilfeldern (31, 32) des Beleuchtungsfeldes (2) abgebildet werden. Die Teilfelder (31, 32) ergänzen sich zum gesamten ...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem für die EUV-Lithographie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein erstes und ein zweites optisches Element zum Einsatz in einem derartigen Beleuchtungssystem.
  • Ein gattungsgemäßes Beleuchtungssystem mit entsprechenden ersten und zweiten optischen Elementen ist bekannt aus der US 6 658 084 B2 . Dort können unterschiedliche Beleuchtungs-Settings mit Hilfe verlagerbarer Feld-Facetten-Elemente erzeugt werden. Bei jedem der unterschiedlichen Beleuchtungs-Settings erfolgt eine Ausleuchtung der Objektoberfläche mit einer anderen Verteilung von Beleuchtungswinkeln. Dieses bekannte Beleuchtungssystem erfordert ein sehr aufwendiges zweites optisches Element mit einer großen Anzahl von Pupillen-Facetten. Derartige Elemente sind sehr teuer.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beleuchtungssystem der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ein Wechsel zwischen verschiedenen Beleuchtungs-Settings auch bei Einsatz eines weniger Facetten-Elemente aufweisenden zweiten optischen Elements möglich ist.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Beleuchtungssystem mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es nicht zwingend erforderlich ist, sämtliche erste Facetten-Elemente in ein und derselben Bildfläche abzubil den, sondern dass es möglich ist, das Beleuchtungsfeld als Zusammensetzung einzelner Teilfelder auszulegen, die sich zum gesamten Beleuchtungsfeld ergänzen. Keines der Teilfelder leuchtet dabei das gesamte Beleuchtungsfeld aus. Dieser Grundansatz ermöglicht eine flexiblere Verwendung der zweiten Facetten-Elemente. Diese können mit Strahlung mehrerer und räumlich voneinander beabstandeter erster Facetten-Elemente beaufschlagt werden. Die von den verschiedenen ersten Facetten-Elementen, die ein und dasselbe zweite Facetten-Element beaufschlagen, ausgehenden Teilbündel der EUV-Strahlung werden dann in die verschiedenen Teilfelder abgebildet. Auf diese Weise wird die Möglichkeit geschaffen, die mehreren ersten Facetten-Elementen zugeordneten Teilbündel der EUV-Strahlung durch ein und dasselbe zweite Facetten-Element abzubilden. Durch diese Flexibilität kann ein zweites optisches Element mit einer im Vergleich zum Stand der Technik geringen Anzahl von zweiten Facetten-Elementen zur Realisierung verschiedener Beleuchtungs-Settings herangezogen werden, wobei die Möglichkeit gewahrt bleibt, mit einem solchen zweiten optischen Element ein Beleuchtungs-Setting zu realisieren, bei dem eine 1:1-Zuordnung der ersten und zweiten Facetten-Elemente gegeben ist. Verschiede Beleuchtungs-Settings können daher ohne Lichtverlust und ohne Austausch optischer Komponenten realisiert werden. Ein konventionelles Setting, also eine homogene Ausleuchtung des zweiten optischen Elements, kann bei dichter Füllung des zweiten optischen Elements realisiert werden. Durch die Unterteilung des Beleuchtungsfeldes in mindestens zwei Teilfelder kann in der Verlagerungsrichtung des Objekts ein EUV-Intensitätsprofil vorgegeben werden. Möglich ist zum Beispiel die Vorgabe eines Gauß-, Lorenz-, Trapez- oder anderen Profils. Durch Verlagern des die Objektoberfläche vorgebenden Objekts senkrecht zur Teilfeld-Unterteilung des Beleuchtungsfeldes kann gewährleistet werden, dass das Objekt über alle Teilfelder beleuchtet wird, so dass jedes Teilfeld zur Beleuchtung eines vorgegebenen Objektpunktes beiträgt. Diese sequentielle Beleuchtung von Objektpunkten über die Teilfelder kann genutzt werden, um zum Beispiel eine gewünschte Aktivierung einer sensitiven Waferschicht, die ein Beispiel für eine zu beleuchtende Objektoberfläche darstellt, zu erzielen.
  • Verlagerbare erste Facetten-Elemente nach Anspruch 2 führen zur Möglichkeit des automatisierten Umstellens zwischen verschiedenen Beleuchtungs-Settings.
  • Die Anzahl der Teilfelder nach Anspruch 3 ist gleichzeitig die minimal notwenige Anzahl der Teilfelder. Es resultiert ein kompaktes Beleuchtungsfeld. Es können zwei, drei oder auch mehr erste Facetten-Elemente einem zweiten Facetten-Element zur Beaufschlagung von diesem zugeordnet sein.
  • Eine Unterteilung des Beleuchtungsfelds nach Anspruch 4 ermöglicht eine vergleichsweise unaufwendig aufgebaute optische Einrichtung.
  • Bogenförmige erste Facetten-Elemente bzw. Teilfelder nach Anspruch 5 reduzieren die Anforderungen an die optische Einrichtung.
  • Eine Anordnung der Facetten-Elemente nach Anspruch 6 reduziert die Anforderungen an die Abbildung, da große Winkel zwischen den einzelnen Teilbündeln der EUV-Strahlung vermieden werden können.
  • Aktuatorisch verlagerbare zweite Facetten-Elemente nach Anspruch 7 erhöhen die Flexibilität des Beleuchtungssystems.
  • Ein Beleuchtungssystem nach Anspruch 8 hat geringe Verluste.
  • Eine Anordnung nach Anspruch 9 ermöglicht eine 1:1-Zuordnung der ersten Facetten-Elemente zu den zweiten Facetten-Elementen.
  • Schnittmengen nach den Ansprüchen 10 bis 15 zwischen den Teilfeldern des Beleuchtungsfeldes haben sich für die praktische Realisierung des Beleuchtungssystems insbesondere zur Vorgabe einer gewünschten sequentiellen Beleuchtung für die Objektoberfläche als vorteilhaft herausgestellt.
  • Weitere Aufgaben der Erfindung sind die Angabe eines ersten sowie eines zweiten optischen Elements für das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch optische Elemente nach den Ansprüche 16 und 17.
  • Die Vorteile dieser optischen Elemente entsprechen denen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem ausgeführt wurden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
  • 1 schematisch den Strahlengang in einem Beleuchtungssystem für die EUV-Mikrolithographie;
  • 2 schematisch Komponenten des Beleuchtungssystems nach 1, nämlich ein in eine Mehrzahl von Facetten-Elementen unterteiltes erstes optisches Element zur Erzeugung sekundärer Lichtquellen im Beleuchtungssystem, ein in eine Mehrzahl von zweiten Facetten-Elementen unterteiltes zweites optisches Element am Ort der erzeugten sekundären Lichtquellen sowie ein Beleuchtungsfeld auf einer Objektoberfläche, wobei die zweiten Facetten-Elemente zur Bereitstellung eines homogenen, konventionellen Beleuchtungs-Settings ausgeleuchtet sind;
  • 3 eine zu 2 ähnliche Darstellung, wobei die zweiten Facetten-Elemente zur Bereitstellung eines annularen Settings mit großem Durchmesser ausgeleuchtet sind;
  • 4 eine zu 2 ähnliche Darstellung, wobei die zweiten Facetten-Elemente zur Bereitstellung eines homogenen Beleuchtungs-Settings mit im Vergleich zum Beleuchtungs-Setting nach 2 kleinen Beleuchtungswinkeln ausgeleuchtet sind;
  • 5 eine zu 2 ähnliche Darstellung, wobei die zweiten Facetten-Elemente zur Bereitstellung eines Beleuchtungs-Settings nach Art eines x-Dipols ausgeleuchtet sind;
  • 6 eine zu 2 ähnliche Darstellung, wobei die zweiten Facetten-Elemente zur Bereitstellung eines Beleuchtungs-Settings nach Art eines y-Dipols ausgeleuchtet sind;
  • 7 eine zu 3 ähnliche Darstellung einer weiteren Ausführungsform mit gekrümmten ersten Facetten-Elementen;
  • 8 eine zu 2 ähnliche Darstellung einer weiteren Ausführung mit anderem Abbildungsmaßstab; und
  • 9 eine zu 3 ähnliche Darstellung der Ausführung nach 8.
  • 1 zeigt ein Beleuchtungssystem 1 zur Ausleuchtung eines vorgegebenen Beleuchtungsfeldes 2 einer Objektoberfläche 3 mit extrem ultravioletter (EUV-)Strahlung 4.
  • Als Quelle 5 für die EUV-Strahlung 4 dient eine Plasmaquelle. Die Wellenlänge der EUV-Strahlung liegt beispielsweise zwischen 10 und 20 nm.
  • In den 1 und 2 ist ein kartesisches Koordinatensystem (x, y, z) eingezeichnet, wobei auf die Koordinaten (x, y, z) nachfolgend Bezug genommen wird. In 1 verläuft die x-Richtung senkrecht zur Zeichenebene, die y-Richtung nach rechts und die z-Richtung nach unten.
  • Die von der Quelle 5 emittierte EUV-Strahlung wird zunächst durch einen Kollektor 6 gesammelt, der die EUV-Strahlung wie sämtliche nachfolgenden Stahlführungskomponenten reflektiert. Die von der Quelle 5 emittierte EUV-Strahlung 4 trifft auf ein erstes optisches Element 7, welches auch als Feld-Rasterelement bezeichnet wird. Das erste optische Element 7 dient zur Erzeugung sekundärer Lichtquellen im Beleuchtungssystem 1. Eine von der EUV-Strahlung 4 beaufschlagte, reflektierende Fläche des ersten optischen Elements 7 ist unterteilt in eine Mehrzahl von ersten Facetten-Elementen, von denen in 1 beispielhaft vier erste Facetten-Elemente 8 bis 11 dargestellt sind. Letztere sind Teilbündeln 12 bis 15 der EUV-Strahlung 4 zugeordnet. Die ersten Facetten-Elemente sind rechteckig, wobei ihre Erstreckung in x-Richtung wesentlich größer ist als in y-Richtung.
  • Ein typisches Aspektverhältnis der ersten Facetten-Elemente 8 bis 11 (x:y) ist 20:1.
  • Jedes der ersten Facetten-Elemente 8 bis 11 kann zwischen verschiedenen Setting-Stellungen um zur x-Richtung und y-Richtung parallele Achsen verkippt werden. Hierzu steht jedes der ersten Facetten-Elemente 8 bis 11 mit einem zugeordneten Aktuator in Verbindung. In der 1 ist stellvertretend hierfür ein Aktuator 16 angedeutet, der, wie gestrichelt bei 17 angedeutet mit dem ersten Facetten-Element 11 mechanisch zur Verkippung von diesem wahlweise um eine der beiden Achsen (x/y) verbunden ist. Über eine Steuerleitung 18 steht der Aktuator 16 mit einer zentralen Steuereinrichtung 19 in Verbindung. Über entsprechende, nicht dargestellte Steuerleitungen steht die Steuereinrichtung 19 mit allen anderen, den ersten Facetten-Elementen 8 bis 11 sowie den nicht dargestellten ersten Facetten-Elementen zugeordneten Aktuatoren in Verbindung.
  • Beispiele für Anordnungen erster Facetten-Elemente finden sich in den 7 bis 14 der US 2003/0086524 A1, auf die vollumfänglich Bezug genommen wird.
  • Am Ort der vom ersten optischen Element 7 erzeugten sekundären Lichtquellen, also in einer Bildebene zur Quelle 5 ist ein zweites optisches Element 20 angeordnet, das auch als Pupillen-Rasterelement bezeichnet wird. Dieses wird über das erste optische Element 7 mit der EUV-Strahlung 4 beaufschlagt. Die beaufschlagbare Fläche des zweiten optischen Elements 20 ist in eine Mehrzahl von zweiten Facetten-Elementen unterteilt, von denen in der 1 beispielhaft vier Facetten-Elemente 21 bis 24 dargestellt sind. Die zweiten Facetten-Elemente 21 bis 24 sind jeweils einem der ersten Facetten-Elemente 8 bis 11 zugeordnet, so dass am Ort der jeweils beaufschlagten zweiten Facetten-Elemente 21 bis 24 jeweils eine sekundäre Lichtquelle erzeugt wird. In der Darstellung nach 1 ist dem ersten Facetten-Element 8 das zweite Facetten-Element 21, dem ersten Facetten-Element 9 das zweite Facetten-Element 23, dem ersten Facetten-Element 10 das zweite Facetten-Element 22 und dem ersten Facetten-Element 11 das zweite Facetten-Element 24 zugeordnet.
  • Wie die ersten Facetten-Elemente 8 bis 11 sind auch die zweiten Facetten-Elemente 21 bis 24 sowie die weiteren, nicht dargestellten Facetten-Elemente des zweiten optischen Elements 20 über Aktuatoren um zur x- und zur y-Richtung parallele Achsen verkippbar. Beispielhaft hierfür ist ein dem zweiten Facetten-Element 21 zugeordneter Aktuator 25 in 1 schematisch dargestellt, der, wie dort bei 26 gestrichelt angedeutet, mit dem zweiten Facetten-Element 21 zur Verkippung von diesem mechanisch in Verbindung steht. Auch der Aktuator 25 steht über eine Steuerleitung 18 mit der Steuereinrichtung 19 in Signalverbindung.
  • Sowohl die ersten Facetten-Elemente also auch die zweiten Facetten-Elemente sind reflektive Elemente.
  • Das zweite optische Element 20 ist Teil einer mehrere optische Komponenten umfassenden optischen Einrichtung 27, die das erste optische Element 7 in eine von der Objektoberfläche 3 vorgegebene Ebene 30 abbildet. Zur optischen Einrichtung 27 gehören noch zwei weitere reflektierende Elemente 28, 29 für EUV-Strahlung, wobei das dem zweiten optischen Element 20 nachgeordnete reflektierende Element 28 die EUV-Strahlung mit einem geringen Einfallswinkel, zum Beispiel einem Einfallswinkel von 30°, reflektiert und das im anschließenden Strahlengang der EUV-Strah lung 4 angeordnete reflektierende Element 29 die EUV-Strahlung durch streifenden Einfall reflektiert.
  • 2 zeigt stark schematisch Zuordnungsverhältnisse zwischen den ersten und den zweiten Facetten-Elementen bei der Abbildung in das Beleuchtungsfeld 2. Die Zeichenebene der 2 ist hierbei, wie auch die Zeichenebenen der nachfolgenden 3 bis 9, parallel zur x-y-Ebene. Aus Darstellungsgründen sind die in den 2 bis 9 dargestellten Komponenten in die x-y-Ebene gedreht. Diese Komponenten können in der Praxis auch anders orientiert vorliegen. Komponenten in den 2 bis 9, die denjenigen entsprechen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die 1 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
  • 2 zeigt stellvertretend für alle ersten Facetten-Elemente des ersten optischen Elements 7 die vier Facetten-Elemente 8 bis 11. Als Stellvertreter für alle zweiten Facetten-Elemente des zweiten optischen Elements 20 sind aus Darstellungszwecken in 2 die zweiten Facetten-Elemente 21 bis 24 folgendermaßen angeordnet: Die zweiten Facetten-Elemente 21 und 24 sind Bestandteile eines inneren Rings aus zweiten Facetten-Elementen. Die zweiten Facetten-Elemente 22 und 23 sind Bestandteile eines äußeren Rings zweiter Facetten-Elemente. Das insgesamt runde zweite optische Element 20 weist eine Mehrzahl derartiger konzentrisch angeordneter Ringe von zweiten Facetten-Elementen auf. Die zweiten Facetten-Elemente können nach Art eines gleichverteilten x/y-Rasters, angeordnet sein. Ein Beispiel hierfür gibt die 15 in der US 2003/0086524 A1.
  • Die Zuordnung der ersten Facetten-Elemente 8 bis 11 zu den zweiten Facetten-Elementen 21 bis 24 ist derart, dass hierdurch ein homogenes, kon ventionelles Beleuchtungs-Setting realisiert ist. Zusammen mit weiteren, nicht dargestellten zweiten Facetten-Elementen werden alle zweiten Facetten-Elemente des zweiten optischen Elements 20, also nicht nur die dargestellten zweiten Facetten-Elemente 21 bis 24, sondern auch alle anderen zweiten Facetten-Elemente des zugehörigen Rasters durch jeweils ein erstes Facetten-Element ausgeleuchtet. Das zweite optische Element 20 wird also homogen ausgeleuchtet.
  • Die ersten Facetten-Elemente 8 und 10 sind so dimensioniert und ausgerichtet, dass sie in der Anordnung nach 2 durch die optische Einrichtung 27 in ein unteres Teilfeld 31 des Beleuchtungsfeldes 2 abgebildet werden. Die ersten Facetten-Elemente 9 und 11 sind so dimensioniert und ausgerichtet, dass sie von der optischen Einrichtung 27 in ein oberes Teilfeld 32 des Beleuchtungsfeldes 2 abgebildet werden. Die beiden Teilfelder 31, 32 haben die gleiche Fläche. Die Teilfelder 31, 32 haben das gleiche Aspektverhältnis wie die ersten Facetten-Elemente 8 bis 11. Aufgrund der Abbildungseigenschaften der optischen Einrichtung 27 sind die beiden Teilfelder 31, 32 bogenförmig leicht gekrümmt. Die beiden Teilfelder 31, 32 ergänzen sich zum gesamten Beleuchtungsfeld 2. Im in der 2 dargestellten idealisierten Beispiel grenzen die beiden Teilfelder 31, 32 unmittelbar einander an, ohne sich zu überlappen. In der Praxis überlappen die beiden Teilfelder 31, 32 derart, dass die Schnittmenge der beiden Teilfelder 31, 32, also der Überlappungsbereich, immer kleiner ist als die Fläche jedes Teilfelds 31, 32.
  • Bei der Ausführung nach 2 geschieht die Abbildung der ersten Facetten-Elemente 8 bis 11 in die Bildebene 30 mit einem negativen Abbildungsmaßstab.
  • Die Aufteilung des Beleuchtungsfelds 2 in die beiden Teilfelder 31, 32 führt dazu, dass in jedem der Teilfelder 31, 32 eine Beleuchtung durch einen Teil aller zweiten Facetten-Elemente erfolgt, so dass in jedem Teilfeld eine Beleuchtung mit ausgewählten Beleuchtungswinkeln von allen in dem Beleuchtungs-Setting nach 2 vorhandenen Beleuchtungswinkeln geschieht. Erst eine Superposition beider Teilfelder 31, 32 führt zu einer Beleuchtung der Objektoberfläche 3 mit sämtlichen Beleuchtungswinkeln des Beleuchtungs-Settings. Diese Superposition geschieht durch Verlagerung der Objektoberfläche 3 in y-Richtung. Diese Verlagerung kann kontinuierlich oder schrittweise erfolgen, wobei eine Schrittlänge nicht größer sein darf als die y-Erstreckung eines Teilfeldes. Auf diese Weise integriert jeder Punkt auf der Objektoberfläche 3, der sämtliche Teilfelder 31, 32 passiert, die Belichtungswirkung der dort eingestrahlten EUV-Strahlung auf, so dass nach der Passage eine Beleuchtung aus allen im Beleuchtungs-Setting möglichen Beleuchtungswinkeln erfolgt ist.
  • 3 zeigt ein weiteres Beleuchtungs-Setting, welches mit der Anordnung nach 1 möglich ist. Bei diesem weiteren Beleuchtungs-Setting handelt es sich um ein sogenanntes großes annulares Setting. Dieses wird ausgehend von der Situation nach 2 eingestellt durch Verkippen des ersten Facetten-Elements 8 um seine zur x-Richtung parallele Längsachse und durch Verkippen des zweiten Facetten-Elements 11 um seine zur y-Richtung parallele Längsachse. Aufgrund dieser Verkippungen beaufschlagt nunmehr das erste Facetten-Element 8 das zweite Facetten-Element 23 und das erste Facetten-Element 11 das zweite Facetten-Element 22. Das zweite Facetten-Element 22 ist somit zwei ersten Facetten-Elementen, nämlich den ersten Facetten-Elementen 10 und 11 zugeordnet. Entsprechend ist das zweite Facetten-Element 23 den ersten Facetten-Elementen 8 und 9 zugeordnet. Die zweiten Facetten-Elemente 22, 23 sind so angeordnet, dass sie beim Beleuchtunngs-Setting nach 3 also jeweils von zwei verschiedenen nebeneinanderliegenden ersten Facetten-Elementen, nämlich einerseits den ersten Facetten-Elementen 10 und 11 und andererseits von den ersten Facetten-Elementen 8, 9 beaufschlagt werden. Die zweiten Facetten-Elemente 21, 24 werden vom ersten optischen Element 7 nicht beaufschlagt.
  • Wie beim Setting nach 2 wird in 3 das untere Teilfeld 31 durch Strahlung von den ersten Facetten-Elementen 8 und 10 beaufschlagt. Das obere Teilfeld 32 wird durch Strahlung von den ersten Facetten-Elementen 9 und 11 beaufschlagt.
  • Eine Verlagerung der zweiten Facetten-Elemente 22, 23 ist beim Wechsel der Beleuchtungs-Settings zwischen den 2 und 3 nicht erforderlich.
  • Beim annularen Setting nach 3 variiert der Beleuchtungswinkel zwischen einem minimalen und von Null verschiedenen Beleuchtungswinkel und einem maximalen Beleuchtungswinkel.
  • 4 zeigt ein weiteres Beleuchtungs-Setting, welches mit der Anordnung nach den 1 und 2 realisiert werden kann. Es handelt sich hierbei um ein sogenanntes kleines konventionelles Setting, mit einem maximalen Beleuchtungswinkel, der kleiner ist als der minimale Beleuchtungswinkel des annularen Settings nach 3.
  • Im Vergleich zum Setting nach 2 sind in 4 die beiden ersten Facetten-Elemente 9 und 10 in x- bzw. y-Richtung verkippt. Das erste Facetten-Element 9 beaufschlagt nun gemeinsam mit dem ersten Facetten-Element 8 das zweite Facetten-Element 21. Das erste Facetten-Element 10 beaufschlagt nun gemeinsam mit dem ersten Facetten-Element 11 das zweite Facetten-Element 24. Die zweiten Facetten-Elemente 22, 23 werden vom ersten optischen Element 7 nicht beaufschlagt.
  • Wie beim Setting nach 2 wird in 4 das untere Teilfeld 31 durch Strahlung von den ersten Facetten-Elementen 8 und 10 beaufschlagt. Das obere Teilfeld 32 wird durch Strahlung von den ersten Facetten-Elementen 9 und 11 beaufschlagt.
  • Auch beim Wechsel zwischen den Beleuchtungs-Settings nach den 2 und 4 ist eine Verlagerung der zweiten Facetten-Elemente 21 und 24 nicht erforderlich.
  • 5 zeigt ein weiteres Beleuchtungs-Setting, welches mit der Anordnung nach den 1 und 2 realisiert werden kann. Es handelt sich hierbei um ein Beleuchtungs-Setting nach Art eines sogenannten x-Dipols. Hier erfolgt die Beleuchtung in der x-z-Ebene über einen Bereich von Beleuchtungswinkeln, der dem konventionellen Setting nach 2 entspricht. Senkrecht hierzu, also in der y-z-Ebene erfolgt die Beleuchtung in einem Bereich kleinerer Beleuchtungswinkel, die nach außen hin zunehmen können.
  • Im Setting nach 5 entspricht der Strahlengang, ausgehend von den ersten Facetten-Elementen 10, 11 dem Strahlengang des Settings nach 3. Die von den ersten Facetten-Elementen 8 und 9 ausgehende Strahlung beaufschlagt gemeinsam das zweite Facetten-Element 24, wobei die vom ersten Facetten-Element 8 ausgehende Strahlung in das untere Teilfeld 31 und die vom ersten Facetten-Element 9 ausgehende Strahlung in das obere Teilfeld 32 abgebildet wird.
  • Beim Übergang zwischen den Beleuchtungs-Settings nach den 2 und 5 ist es erforderlich, das zweite Facetten-Element 24 zu verkippen, damit gewährleistet ist, dass die von den ersten Facetten-Elementen 8 und 9 ausgehende Strahlung tatsächlich korrekt in das Beleuchtungsfeld 2 abgebildet wird.
  • 6 zeigt ein weiteres Beleuchtungs-Setting, welches in der Anordnung nach den 1 und 2 realisiert werden kann. Es handelt sich hierbei um ein Beleuchtungs-Setting nach Art eines sogenannten y-Dipols. Entsprechend zum im Zusammenhang mit dem Setting nach 5 ausgeführten sind die Beleuchtungswinkel im Beleuchtungsfeld beim Setting nach 6 so verteilt, dass in der y-z-Ebene eine Winkelverteilung wie beim konventionellen Setting nach 2 vorliegt und in der x-z-Ebene eine Beleuchtungswinkelverteilung vorliegt, die derjenigen in der y-z-Ebene des Settings nach 5 entspricht.
  • Gegenüber dem Setting nach 2 muss zur Einstellung des Settings nach 6 nicht nur eine Verkippung der ersten Facetten-Elemente 8, 10 und 11, sondern auch eine Verkippung der zweiten Facetten-Elements 21 erfolgen, damit die von den ersten Facetten-Elementen 10, 11 ausgehende Strahlung korrekt ins Beleuchtungsfeld 2 abgebildet wird.
  • Beim Setting nach 6 bestrahlen die ersten Facetten-Elemente 8, 9 gemeinsam das zweite Facetten-Element 23 und die ersten Facetten-Elemente 10, 11 bestrahlen gemeinsam das zweite Facetten-Element 21.
  • 7 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Beleuchtungssystems nach Art des Beleuchtungssystems der 1 und 2, eingestellt in ein Beleuchtungs-Setting nach Art des Settings von 3. Komponenten, die denjeni gen entsprechen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. Im Unterschied zu den rechteckigen ersten Facetten-Elementen der Ausführungen nach den 1 und 2 weist das erste optische Element 7 der Anordnung nach 7 bogenförmig leicht gekrümmte erste Facetten-Elemente 8 bis 11 auf.
  • Die bogenförmigen ersten Facetten-Elemente 8 bis 11 werden durch die optische Einrichtung 27 in die bogenförmigen Teilfelder 31, 32 gebildet.
  • Die 8 und 9 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Beleuchtungssystems 1. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 beschrieben wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
  • Im Unterschied zu den Ausführungen nach den 1 bis 7 hat die optische Einrichtung 27 der Ausführung nach den 8 und 9, zu der neben dem zweiten optischen Element 20 noch weitere reflektive Elemente nach Art der Elemente 28 und 29 gehören, die nicht dargestellt sind, einen positiven Abbildungsmaßstab. Dies führt dazu, dass in das untere Teilfeld 31 des Beleuchtungsfeldes 2 bei der Ausführung nach den 8 und 9 nun die ersten Facetten-Elemente 9 und 11 abgebildet werden. In das obere Teilfeld 32 werden die ersten Facetten-Elemente 8 und 10 abgebildet.
  • 8 zeigt ein konventionelles Setting, welches dem der 2 entspricht. Hinsichtlich der Führung der Teilbündel 12 bis 15 ist das erste Facetten-Element 8 dem zweiten Facetten-Element 23, das erste Facetten-Element 9 dem zweiten Facetten-Element 21, das erste Facetten-Element 10 dem zweiten Facetten-Element 22 und das erste Facetten-Element 11 dem zweiten Facetten-Element 24 zugeordnet.
  • 9 zeigt bei der Anordnung nach 8 ein weiteres Beleuchtungs-Setting, welches durch Verkippung der ersten Facetten-Elemente 9 und 11 realisiert wird, so dass ein großes annulares Setting nach Art des Settings nach 3 resultiert. Das zweite Facetten-Element 23 wird gemeinsam von den beiden ersten Facetten-Elementen 8 und 9 beaufschlagt. Das zweite Facetten-Element 22 wird gemeinsam von den beiden ersten Facetten-Elementen 10 und 11 beaufschlagt.
  • Das Beleuchtungssystem 1 ist Teil einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikro-Lithographie, mit der ein Objekt, welches die Objektoberfläche aufweist, also zum Beispiel eine Maske bzw. ein Retikel, auf einen Wafer zur Produktion von integrierten Bauelementen, zum Beispiel Mikroprozessoren oder Speicherchips, abgebildet wird.
  • Das erste optische Element 7 kann so ausgelegt sein, dass nur bestimmte erste Facetten-Elemente über Aktuatoren verkippbar sind, andere erste Facetten-Elemente jedoch ortsfest sind. Auch das zweite optische Element 20 kann entsprechend mit verkippbaren und ortsfesten zweiten Facetten-Elementen ausgerüstet sein. Es ist auch möglich, das zweite optische Element 20 generell mit ortsfesten zweiten Facetten-Elementen auszurüsten, dort also keine Verkippbarkeit vorzusehen.
  • Die Anzahl der ersten Facetten-Elemente des ersten optischen Elements 7 ist genauso groß wie die Anzahl der zweiten Facetten-Elemente des zweiten optischen Elements 20. Alternativ ist es möglich, ein zweites optisches Element 20 bereitzustellen, dessen Facetten-Anzahl größer oder kleiner ist als die Anzahl der ersten Facetten-Elemente des ersten optischen Elements.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind den zweiten Facetten-Elementen 21 bis 24 maximal zwei erste Facetten-Elemente 8 bis 11 zugeordnet. Es können auch mehr als zwei erste Facetten-Elemente jeweils einem zweiten Facetten-Element zugeordnet sein. Entsprechend erhöht sich die minimale Anzahl der das Beleuchtungsfeld aufbauenden Teilfelder.
  • Prinzipiell ist es möglich, zumindest einzelne Komponenten des Beleuchtungssystems auch als transmissive Komponenten auszuführen.

Claims (17)

  1. Beleuchtungssystem (1) für die EUV-Lithographie zur Ausleuchtung eines vorgegebenen Beleuchtungsfeldes (2) einer Objektoberfläche (3) mit EUV-Strahlung (4) a) mit einem ersten optischen Element (7) zur Erzeugung sekundärer Lichtquellen im Beleuchtungssystem (1), aa) welches von der EUV-Strahlung (4) beaufschlagt wird, ab) dessen beaufschlagte Fläche in eine Mehrzahl von ersten Facetten-Elementen (8 bis 11) unterteilt ist, die jeweils Teilbündeln (12 bis 15) der EUV-Strahlung (4) zugeordnet sind, b) mit einem zweiten optischen Element (20) am Ort der vom ersten optischen Element erzeugten sekundären Lichtquellen, ba) welches über das erste optische Element (7) mit EUV-Strahlung (4) beaufschlagt wird, bb) dessen beaufschlagbare Fläche in eine Mehrzahl von zweiten Facetten-Elementen (21 bis 24) unterteilt ist, die jeweils mindestens einem der das jeweilige zweite Facetten-Element (21 bis 24) zur Erzeugung der sekundären Lichtquellen beaufschlagenden ersten Facetten-Elemente (8 bis 11) zugeordnet sind, bc) welches zumindest Teil einer optischen Einrichtung (27) ist, die das erste optische Element (8 bis 11) in eine von der Objektoberfläche (3) vorgegebene Ebene (30) abbildet, dadurch gekennzeichnet, dass c) mindestens zwei der ersten Facetten-Elemente (8 bis 11) so dimensioniert und ausgerichtet sind, dass sie von der optischen Einrichtung (27) in jeweils eines von mindestens zwei Teilfeldern (31, 32) des Beleuchtungsfeldes (2) abgebildet werden, die sich zum ge samten Beleuchtungsfeld (2) ergänzen, wobei eine Schnittmenge zwischen den Teilfeldern (31, 32), falls eine derartige Schnittmenge existiert, immer kleiner ist als jedes der zur Schnittmenge beitragenden Teilfelder (31, 32).
  2. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 zur wahlweisen Ausleuchtung eines vorgegebenen Beleuchtungsfeldes (2) einer Objektoberfläche (3) mit EUV-Strahlung (4) in einem ausgewählten von verschiedenen vorgebbaren Beleuchtungs-Settings, dadurch gekennzeichnet, dass bc) mindestens Ausgewählte der ersten Facetten-Elemente (8 bis 11) zwischen verschiedenen Setting-Stellungen mit Hilfe von den ausgewählten ersten Facetten-Elementen (8 bis 11) jeweils zugeordneten Aktuatoren (16) verlagerbar sind, bd) wobei in jeder Setting-Stellung des verlagerbaren ersten Facetten-Elements (8 bis 11) das diesem jeweils zugeordnete Teilbündel (12 bis 15) durch das verlagerbare erste Facetten-Element (8 bis 11) zur Erzeugung eines der vorgegebenen Beleuchtungs-Settings abgelenkt wird, e) wobei zumindest eines der zweiten Facetten-Elemente (21 bis 24) so angeordnet ist, dass es in mindestens einem der vorgegebenen Beleuchtungs-Settings von mindestens zwei verschiedenen ersten Facetten-Elementen (8 bis 11) beaufschlagt werden kann.
  3. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch seine Auslegung derart, dass die Anzahl der Teilfelder (31, 32) der maximalen Anzahl von ersten Facetten-Elemnten (8 bis 11) entspricht, die das gleiche zweite Facetten-Element (21 bis 24) beaufschlagen können.
  4. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungsfeld in mindestens zwei nebeneinander liegende Teilfelder (31, 32) in Form von Teilfeld-Streifen, insbesondere mit gleicher Fläche unterteilt ist.
  5. Beleuchtungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Facetten-Elemente (8 bis 11) und/oder die Teilfelder (31, 32) bogenförmig sind.
  6. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der zweiten Facetten-Elemente (21 bis 24) so angeordnet ist, dass es von genau zwei nebeneinander liegenden ersten Facetten-Elementen (8 bis 11) beaufschlagt werden kann.
  7. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der zweiten Facetten-Elemente (21 bis 24) zwischen verschiedenen Setting-Stellungen mit Hilfe von den ausgewählten zweiten Facetten-Elementen (21 bis 24) jeweils zugeordneten Aktuatoren (25) verlagerbar ist.
  8. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder die zweiten Facetten-Elemente (8 bis 11; 21 bis 24) als reflektive Elemente ausgeführt sind.
  9. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der ersten Facetten-Elemente (8 bis 11) genauso groß ist wie die Anzahl der zweiten Facetten-Elemente (2l bis 24).
  10. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittmenge zwischen den Teilfeldern (31, 32) kleiner ist als 95% des kleinsten zur Schnittmenge beitragenden Teilfeldes (31, 32).
  11. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittmenge zwischen den Teilfeldern (31, 32) kleiner ist als 90% des kleinsten zur Schnittmenge beitragenden Teilfeldes (31, 32).
  12. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittmenge zwischen den Teilfeldern (31, 32) kleiner ist als 80% des kleinsten zur Schnittmenge beitragenden Teilfeldes (31, 32).
  13. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittmenge zwischen den Teilfeldern (31, 32) kleiner ist als 60% des kleinsten zur Schnittmenge beitragenden Teilfeldes (31, 32).
  14. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittmenge zwischen den Teilfeldern (31, 32) kleiner ist als 40% des kleinsten zur Schnittmenge beitragenden Teilfeldes (31, 32).
  15. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittmenge zwischen den Teilfeldern (31, 32) kleiner ist als 20% des kleinsten zur Schnittmenge beitragenden Teilfeldes (31, 32).
  16. Erstes optisches Element (7) zum Einsatz in einem Beleuchtungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
  17. Zweites optisches Element (20) zum Einsatz in einem Beleuchtungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
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