DE102006020734A1 - Beleuchtungssystem für die EUV-Lithographie sowie erstes und zweites optisches Element zum Einsatz in einem derartigen Beleuchtungssystem - Google Patents
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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 nach1 , 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 zu2 ähnliche Darstellung, wobei die zweiten Facetten-Elemente zur Bereitstellung eines annularen Settings mit großem Durchmesser ausgeleuchtet sind; -
4 eine zu2 ähnliche Darstellung, wobei die zweiten Facetten-Elemente zur Bereitstellung eines homogenen Beleuchtungs-Settings mit im Vergleich zum Beleuchtungs-Setting nach2 kleinen Beleuchtungswinkeln ausgeleuchtet sind; -
5 eine zu2 ähnliche Darstellung, wobei die zweiten Facetten-Elemente zur Bereitstellung eines Beleuchtungs-Settings nach Art eines x-Dipols ausgeleuchtet sind; -
6 eine zu2 ähnliche Darstellung, wobei die zweiten Facetten-Elemente zur Bereitstellung eines Beleuchtungs-Settings nach Art eines y-Dipols ausgeleuchtet sind; -
7 eine zu3 ähnliche Darstellung einer weiteren Ausführungsform mit gekrümmten ersten Facetten-Elementen; -
8 eine zu2 ähnliche Darstellung einer weiteren Ausführung mit anderem Abbildungsmaßstab; und -
9 eine zu3 ähnliche Darstellung der Ausführung nach8 . -
1 zeigt ein Beleuchtungssystem1 zur Ausleuchtung eines vorgegebenen Beleuchtungsfeldes2 einer Objektoberfläche3 mit extrem ultravioletter (EUV-)Strahlung4 . - Als Quelle
5 für die EUV-Strahlung4 dient eine Plasmaquelle. Die Wellenlänge der EUV-Strahlung liegt beispielsweise zwischen 10 und 20 nm. - In den
1 und2 ist ein kartesisches Koordinatensystem (x, y, z) eingezeichnet, wobei auf die Koordinaten (x, y, z) nachfolgend Bezug genommen wird. In1 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 Kollektor6 gesammelt, der die EUV-Strahlung wie sämtliche nachfolgenden Stahlführungskomponenten reflektiert. Die von der Quelle5 emittierte EUV-Strahlung4 trifft auf ein erstes optisches Element7 , welches auch als Feld-Rasterelement bezeichnet wird. Das erste optische Element7 dient zur Erzeugung sekundärer Lichtquellen im Beleuchtungssystem1 . Eine von der EUV-Strahlung4 beaufschlagte, reflektierende Fläche des ersten optischen Elements7 ist unterteilt in eine Mehrzahl von ersten Facetten-Elementen, von denen in1 beispielhaft vier erste Facetten-Elemente8 bis11 dargestellt sind. Letztere sind Teilbündeln12 bis15 der EUV-Strahlung4 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 bis11 (x:y) ist 20:1. - Jedes der ersten Facetten-Elemente
8 bis11 kann zwischen verschiedenen Setting-Stellungen um zur x-Richtung und y-Richtung parallele Achsen verkippt werden. Hierzu steht jedes der ersten Facetten-Elemente8 bis11 mit einem zugeordneten Aktuator in Verbindung. In der1 ist stellvertretend hierfür ein Aktuator16 angedeutet, der, wie gestrichelt bei17 angedeutet mit dem ersten Facetten-Element11 mechanisch zur Verkippung von diesem wahlweise um eine der beiden Achsen (x/y) verbunden ist. Über eine Steuerleitung18 steht der Aktuator16 mit einer zentralen Steuereinrichtung19 in Verbindung. Über entsprechende, nicht dargestellte Steuerleitungen steht die Steuereinrichtung19 mit allen anderen, den ersten Facetten-Elementen8 bis11 sowie den nicht dargestellten ersten Facetten-Elementen zugeordneten Aktuatoren in Verbindung. - Beispiele für Anordnungen erster Facetten-Elemente finden sich in den
7 bis14 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 Quelle5 ist ein zweites optisches Element20 angeordnet, das auch als Pupillen-Rasterelement bezeichnet wird. Dieses wird über das erste optische Element7 mit der EUV-Strahlung4 beaufschlagt. Die beaufschlagbare Fläche des zweiten optischen Elements20 ist in eine Mehrzahl von zweiten Facetten-Elementen unterteilt, von denen in der1 beispielhaft vier Facetten-Elemente21 bis24 dargestellt sind. Die zweiten Facetten-Elemente21 bis24 sind jeweils einem der ersten Facetten-Elemente8 bis11 zugeordnet, so dass am Ort der jeweils beaufschlagten zweiten Facetten-Elemente21 bis24 jeweils eine sekundäre Lichtquelle erzeugt wird. In der Darstellung nach1 ist dem ersten Facetten-Element8 das zweite Facetten-Element21 , dem ersten Facetten-Element9 das zweite Facetten-Element23 , dem ersten Facetten-Element10 das zweite Facetten-Element22 und dem ersten Facetten-Element11 das zweite Facetten-Element24 zugeordnet. - Wie die ersten Facetten-Elemente
8 bis11 sind auch die zweiten Facetten-Elemente21 bis24 sowie die weiteren, nicht dargestellten Facetten-Elemente des zweiten optischen Elements20 über Aktuatoren um zur x- und zur y-Richtung parallele Achsen verkippbar. Beispielhaft hierfür ist ein dem zweiten Facetten-Element21 zugeordneter Aktuator25 in1 schematisch dargestellt, der, wie dort bei26 gestrichelt angedeutet, mit dem zweiten Facetten-Element21 zur Verkippung von diesem mechanisch in Verbindung steht. Auch der Aktuator25 steht über eine Steuerleitung18 mit der Steuereinrichtung19 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 Einrichtung27 , die das erste optische Element7 in eine von der Objektoberfläche3 vorgegebene Ebene30 abbildet. Zur optischen Einrichtung27 gehören noch zwei weitere reflektierende Elemente28 ,29 für EUV-Strahlung, wobei das dem zweiten optischen Element20 nachgeordnete reflektierende Element28 die EUV-Strahlung mit einem geringen Einfallswinkel, zum Beispiel einem Einfallswinkel von 30°, reflektiert und das im anschließenden Strahlengang der EUV-Strah lung4 angeordnete reflektierende Element29 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 Beleuchtungsfeld2 . Die Zeichenebene der2 ist hierbei, wie auch die Zeichenebenen der nachfolgenden3 bis9 , parallel zur x-y-Ebene. Aus Darstellungsgründen sind die in den2 bis9 dargestellten Komponenten in die x-y-Ebene gedreht. Diese Komponenten können in der Praxis auch anders orientiert vorliegen. Komponenten in den2 bis9 , die denjenigen entsprechen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die1 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. -
2 zeigt stellvertretend für alle ersten Facetten-Elemente des ersten optischen Elements7 die vier Facetten-Elemente8 bis11 . Als Stellvertreter für alle zweiten Facetten-Elemente des zweiten optischen Elements20 sind aus Darstellungszwecken in2 die zweiten Facetten-Elemente21 bis24 folgendermaßen angeordnet: Die zweiten Facetten-Elemente21 und24 sind Bestandteile eines inneren Rings aus zweiten Facetten-Elementen. Die zweiten Facetten-Elemente22 und23 sind Bestandteile eines äußeren Rings zweiter Facetten-Elemente. Das insgesamt runde zweite optische Element20 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 die15 in der US 2003/0086524 A1. - Die Zuordnung der ersten Facetten-Elemente
8 bis11 zu den zweiten Facetten-Elementen21 bis24 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 Elements20 , also nicht nur die dargestellten zweiten Facetten-Elemente21 bis24 , sondern auch alle anderen zweiten Facetten-Elemente des zugehörigen Rasters durch jeweils ein erstes Facetten-Element ausgeleuchtet. Das zweite optische Element20 wird also homogen ausgeleuchtet. - Die ersten Facetten-Elemente
8 und10 sind so dimensioniert und ausgerichtet, dass sie in der Anordnung nach2 durch die optische Einrichtung27 in ein unteres Teilfeld31 des Beleuchtungsfeldes2 abgebildet werden. Die ersten Facetten-Elemente9 und11 sind so dimensioniert und ausgerichtet, dass sie von der optischen Einrichtung27 in ein oberes Teilfeld32 des Beleuchtungsfeldes2 abgebildet werden. Die beiden Teilfelder31 ,32 haben die gleiche Fläche. Die Teilfelder31 ,32 haben das gleiche Aspektverhältnis wie die ersten Facetten-Elemente8 bis11 . Aufgrund der Abbildungseigenschaften der optischen Einrichtung27 sind die beiden Teilfelder31 ,32 bogenförmig leicht gekrümmt. Die beiden Teilfelder31 ,32 ergänzen sich zum gesamten Beleuchtungsfeld2 . Im in der2 dargestellten idealisierten Beispiel grenzen die beiden Teilfelder31 ,32 unmittelbar einander an, ohne sich zu überlappen. In der Praxis überlappen die beiden Teilfelder31 ,32 derart, dass die Schnittmenge der beiden Teilfelder31 ,32 , also der Überlappungsbereich, immer kleiner ist als die Fläche jedes Teilfelds31 ,32 . - Bei der Ausführung nach
2 geschieht die Abbildung der ersten Facetten-Elemente8 bis11 in die Bildebene30 mit einem negativen Abbildungsmaßstab. - Die Aufteilung des Beleuchtungsfelds
2 in die beiden Teilfelder31 ,32 führt dazu, dass in jedem der Teilfelder31 ,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 nach2 vorhandenen Beleuchtungswinkeln geschieht. Erst eine Superposition beider Teilfelder31 ,32 führt zu einer Beleuchtung der Objektoberfläche3 mit sämtlichen Beleuchtungswinkeln des Beleuchtungs-Settings. Diese Superposition geschieht durch Verlagerung der Objektoberfläche3 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 Objektoberfläche3 , der sämtliche Teilfelder31 ,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 nach1 möglich ist. Bei diesem weiteren Beleuchtungs-Setting handelt es sich um ein sogenanntes großes annulares Setting. Dieses wird ausgehend von der Situation nach2 eingestellt durch Verkippen des ersten Facetten-Elements8 um seine zur x-Richtung parallele Längsachse und durch Verkippen des zweiten Facetten-Elements11 um seine zur y-Richtung parallele Längsachse. Aufgrund dieser Verkippungen beaufschlagt nunmehr das erste Facetten-Element8 das zweite Facetten-Element23 und das erste Facetten-Element11 das zweite Facetten-Element22 . Das zweite Facetten-Element22 ist somit zwei ersten Facetten-Elementen, nämlich den ersten Facetten-Elementen10 und11 zugeordnet. Entsprechend ist das zweite Facetten-Element23 den ersten Facetten-Elementen8 und9 zugeordnet. Die zweiten Facetten-Elemente22 ,23 sind so angeordnet, dass sie beim Beleuchtunngs-Setting nach3 also jeweils von zwei verschiedenen nebeneinanderliegenden ersten Facetten-Elementen, nämlich einerseits den ersten Facetten-Elementen10 und11 und andererseits von den ersten Facetten-Elementen8 ,9 beaufschlagt werden. Die zweiten Facetten-Elemente21 ,24 werden vom ersten optischen Element7 nicht beaufschlagt. - Wie beim Setting nach
2 wird in3 das untere Teilfeld31 durch Strahlung von den ersten Facetten-Elementen8 und10 beaufschlagt. Das obere Teilfeld32 wird durch Strahlung von den ersten Facetten-Elementen9 und11 beaufschlagt. - Eine Verlagerung der zweiten Facetten-Elemente
22 ,23 ist beim Wechsel der Beleuchtungs-Settings zwischen den2 und3 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 den1 und2 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 nach3 . - Im Vergleich zum Setting nach
2 sind in4 die beiden ersten Facetten-Elemente9 und10 in x- bzw. y-Richtung verkippt. Das erste Facetten-Element9 beaufschlagt nun gemeinsam mit dem ersten Facetten-Element8 das zweite Facetten-Element21 . Das erste Facetten-Element10 beaufschlagt nun gemeinsam mit dem ersten Facetten-Element11 das zweite Facetten-Element24 . Die zweiten Facetten-Elemente22 ,23 werden vom ersten optischen Element7 nicht beaufschlagt. - Wie beim Setting nach
2 wird in4 das untere Teilfeld31 durch Strahlung von den ersten Facetten-Elementen8 und10 beaufschlagt. Das obere Teilfeld32 wird durch Strahlung von den ersten Facetten-Elementen9 und11 beaufschlagt. - Auch beim Wechsel zwischen den Beleuchtungs-Settings nach den
2 und4 ist eine Verlagerung der zweiten Facetten-Elemente21 und24 nicht erforderlich. -
5 zeigt ein weiteres Beleuchtungs-Setting, welches mit der Anordnung nach den1 und2 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 nach2 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-Elementen10 ,11 dem Strahlengang des Settings nach3 . Die von den ersten Facetten-Elementen8 und9 ausgehende Strahlung beaufschlagt gemeinsam das zweite Facetten-Element24 , wobei die vom ersten Facetten-Element8 ausgehende Strahlung in das untere Teilfeld31 und die vom ersten Facetten-Element9 ausgehende Strahlung in das obere Teilfeld32 abgebildet wird. - Beim Übergang zwischen den Beleuchtungs-Settings nach den
2 und5 ist es erforderlich, das zweite Facetten-Element24 zu verkippen, damit gewährleistet ist, dass die von den ersten Facetten-Elementen8 und9 ausgehende Strahlung tatsächlich korrekt in das Beleuchtungsfeld2 abgebildet wird. -
6 zeigt ein weiteres Beleuchtungs-Setting, welches in der Anordnung nach den1 und2 realisiert werden kann. Es handelt sich hierbei um ein Beleuchtungs-Setting nach Art eines sogenannten y-Dipols. Entsprechend zum im Zusammenhang mit dem Setting nach5 ausgeführten sind die Beleuchtungswinkel im Beleuchtungsfeld beim Setting nach6 so verteilt, dass in der y-z-Ebene eine Winkelverteilung wie beim konventionellen Setting nach2 vorliegt und in der x-z-Ebene eine Beleuchtungswinkelverteilung vorliegt, die derjenigen in der y-z-Ebene des Settings nach5 entspricht. - Gegenüber dem Setting nach
2 muss zur Einstellung des Settings nach6 nicht nur eine Verkippung der ersten Facetten-Elemente8 ,10 und11 , sondern auch eine Verkippung der zweiten Facetten-Elements21 erfolgen, damit die von den ersten Facetten-Elementen10 ,11 ausgehende Strahlung korrekt ins Beleuchtungsfeld2 abgebildet wird. - Beim Setting nach
6 bestrahlen die ersten Facetten-Elemente8 ,9 gemeinsam das zweite Facetten-Element23 und die ersten Facetten-Elemente10 ,11 bestrahlen gemeinsam das zweite Facetten-Element21 . -
7 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Beleuchtungssystems nach Art des Beleuchtungssystems der1 und2 , eingestellt in ein Beleuchtungs-Setting nach Art des Settings von3 . Komponenten, die denjeni gen entsprechen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die1 bis6 beschrieben wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. Im Unterschied zu den rechteckigen ersten Facetten-Elementen der Ausführungen nach den1 und2 weist das erste optische Element7 der Anordnung nach7 bogenförmig leicht gekrümmte erste Facetten-Elemente8 bis11 auf. - Die bogenförmigen ersten Facetten-Elemente
8 bis11 werden durch die optische Einrichtung27 in die bogenförmigen Teilfelder31 ,32 gebildet. - Die
8 und9 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Beleuchtungssystems1 . Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die1 bis7 beschrieben wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. - Im Unterschied zu den Ausführungen nach den
1 bis7 hat die optische Einrichtung27 der Ausführung nach den8 und9 , zu der neben dem zweiten optischen Element20 noch weitere reflektive Elemente nach Art der Elemente28 und29 gehören, die nicht dargestellt sind, einen positiven Abbildungsmaßstab. Dies führt dazu, dass in das untere Teilfeld31 des Beleuchtungsfeldes2 bei der Ausführung nach den8 und9 nun die ersten Facetten-Elemente9 und11 abgebildet werden. In das obere Teilfeld32 werden die ersten Facetten-Elemente8 und10 abgebildet. -
8 zeigt ein konventionelles Setting, welches dem der2 entspricht. Hinsichtlich der Führung der Teilbündel12 bis15 ist das erste Facetten-Element8 dem zweiten Facetten-Element23 , das erste Facetten-Element9 dem zweiten Facetten-Element21 , das erste Facetten-Element10 dem zweiten Facetten-Element22 und das erste Facetten-Element11 dem zweiten Facetten-Element24 zugeordnet. -
9 zeigt bei der Anordnung nach8 ein weiteres Beleuchtungs-Setting, welches durch Verkippung der ersten Facetten-Elemente9 und11 realisiert wird, so dass ein großes annulares Setting nach Art des Settings nach3 resultiert. Das zweite Facetten-Element23 wird gemeinsam von den beiden ersten Facetten-Elementen8 und9 beaufschlagt. Das zweite Facetten-Element22 wird gemeinsam von den beiden ersten Facetten-Elementen10 und11 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 Element20 kann entsprechend mit verkippbaren und ortsfesten zweiten Facetten-Elementen ausgerüstet sein. Es ist auch möglich, das zweite optische Element20 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 Elements20 . Alternativ ist es möglich, ein zweites optisches Element20 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 bis24 maximal zwei erste Facetten-Elemente8 bis11 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)
- 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 bis11 ) unterteilt ist, die jeweils Teilbündeln (12 bis15 ) 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 bis24 ) unterteilt ist, die jeweils mindestens einem der das jeweilige zweite Facetten-Element (21 bis24 ) zur Erzeugung der sekundären Lichtquellen beaufschlagenden ersten Facetten-Elemente (8 bis11 ) zugeordnet sind, bc) welches zumindest Teil einer optischen Einrichtung (27 ) ist, die das erste optische Element (8 bis11 ) in eine von der Objektoberfläche (3 ) vorgegebene Ebene (30 ) abbildet, dadurch gekennzeichnet, dass c) mindestens zwei der ersten Facetten-Elemente (8 bis11 ) 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 ). - 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 bis11 ) zwischen verschiedenen Setting-Stellungen mit Hilfe von den ausgewählten ersten Facetten-Elementen (8 bis11 ) jeweils zugeordneten Aktuatoren (16 ) verlagerbar sind, bd) wobei in jeder Setting-Stellung des verlagerbaren ersten Facetten-Elements (8 bis11 ) das diesem jeweils zugeordnete Teilbündel (12 bis15 ) durch das verlagerbare erste Facetten-Element (8 bis11 ) zur Erzeugung eines der vorgegebenen Beleuchtungs-Settings abgelenkt wird, e) wobei zumindest eines der zweiten Facetten-Elemente (21 bis24 ) so angeordnet ist, dass es in mindestens einem der vorgegebenen Beleuchtungs-Settings von mindestens zwei verschiedenen ersten Facetten-Elementen (8 bis11 ) beaufschlagt werden kann. - 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 bis11 ) entspricht, die das gleiche zweite Facetten-Element (21 bis24 ) beaufschlagen können. - 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. - Beleuchtungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Facetten-Elemente (
8 bis11 ) und/oder die Teilfelder (31 ,32 ) bogenförmig sind. - Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der zweiten Facetten-Elemente (
21 bis24 ) so angeordnet ist, dass es von genau zwei nebeneinander liegenden ersten Facetten-Elementen (8 bis11 ) beaufschlagt werden kann. - Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der zweiten Facetten-Elemente (
21 bis24 ) zwischen verschiedenen Setting-Stellungen mit Hilfe von den ausgewählten zweiten Facetten-Elementen (21 bis24 ) jeweils zugeordneten Aktuatoren (25 ) verlagerbar ist. - Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder die zweiten Facetten-Elemente (
8 bis11 ;21 bis24 ) als reflektive Elemente ausgeführt sind. - Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der ersten Facetten-Elemente (
8 bis11 ) genauso groß ist wie die Anzahl der zweiten Facetten-Elemente (2l bis24 ). - 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 ). - 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 ). - 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 ). - 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 ). - 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 ). - 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 ). - Erstes optisches Element (
7 ) zum Einsatz in einem Beleuchtungssystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 15. - Zweites optisches Element (
20 ) zum Einsatz in einem Beleuchtungssystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
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JP5543516B2 (ja) | 2014-07-09 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CARL ZEISS SMT GMBH, 73447 OBERKOCHEN, DE |
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R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |