Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein Projektionsbelichtungssystem für die Mikrolithographie. Die Erfindung betrifft außerdem ein Beleuchtungssystem mit einer derartigen Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsbelichtungssystem für die Mikrolithographie mit einem derartigen Beleuchtungssystem. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur mikrolithographischen Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein derartiges Bauelement. The invention relates to a lighting device for a projection exposure system for microlithography. The invention also relates to a lighting system with such a lighting device and a projection exposure system for microlithography with such a lighting system. In addition, the invention relates to a method for microlithographic production of a micro- or nanostructured device and such a device.
Bei einer lithographischen Strukturierung eines Wafers spielt die Strahlungsdosis, mit der der Wafer belichtet wird, eine entscheidende Rolle. Dosisschwankungen übersetzen sich direkt in Dickenschwankungen der auf dem Wafer gedruckten Strukturen. Die Dosis, mit der ein bestimmter Bereich auf dem Wafer belichtet wird, hängt unter anderem von der Leistung der Beleuchtungsstrahlung im Bereich eines Objektfeldes, in welchem ein Retikel mit auf dem Wafer abzubildenden Strukturen angeordnet wird, ab. Diese Leistung wiederum ist abhängig von den Komponenten und Eigenschaften des Beleuchtungssystems zur Beleuchtung des Objektfeldes.In a lithographic structuring of a wafer, the radiation dose with which the wafer is exposed plays a decisive role. Dose variations translate directly into thickness variations of the structures printed on the wafer. The dose with which a certain area is exposed on the wafer depends inter alia on the power of the illumination radiation in the region of an object field in which a reticle is arranged with structures to be imaged on the wafer. This power in turn depends on the components and properties of the illumination system for illuminating the object field.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Beleuchtungseinrichtung für ein Projektionsbelichtungssystem mit einer Mehrzahl von Beleuchtungsoptiken zu verbessern. It is an object of the invention to improve a lighting device for a projection exposure system with a plurality of illumination optics.
Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungseinrichtung mit einer Vorrichtung zur Beeinflussung mindestens eines von zu Beleuchtungsoptiken geführten Einzel-Ausgabestrahlen gelöst, wobei die Vorrichtung eine Regelungsbandbreite von mindestens 1 kHz aufweist. This object is achieved by an illumination device with a device for influencing at least one of single illumination beams guided to illumination optics, wherein the device has a control bandwidth of at least 1 kHz.
Die Regelungsbandbreite liegt insbesondere im Bereich von 1 kHz bis 50 kHz. Sie kann mindestens 2 kHz, insbesondere mindestens 3 kHz, insbesondere mindestens 5 kHz, insbesondere mindestens 10 kHz betragen. Sie liegt vorzugsweise im Bereich von 5 kHz bis 20 kHz.The control bandwidth is in particular in the range of 1 kHz to 50 kHz. It can be at least 2 kHz, in particular at least 3 kHz, in particular at least 5 kHz, in particular at least 10 kHz. It is preferably in the range of 5 kHz to 20 kHz.
Die Regelungsbandbreite ist eng mit der Antwortzeit der Vorrichtung verknüpft. Die Antwortzeit der Vorrichtung beträgt insbesondere höchstens 2 ms, insbesondere höchstens 1 ms, insbesondere höchstens 0,5 ms, insbesondere höchstens 0,3 ms, insbesondere höchstens 0,2 ms, insbesondere höchstens 0,1 ms, insbesondere höchstens 0,05 ms, insbesondere höchstens 0,03 ms, insbesondere höchstens 0,02 ms, insbesondere höchstens 0,01 ms.The control bandwidth is closely linked to the response time of the device. The response time of the device is in particular at most 2 ms, in particular at most 1 ms, in particular at most 0.5 ms, in particular at most 0.3 ms, in particular at most 0.2 ms, in particular at most 0.1 ms, in particular at most 0.05 ms, in particular at most 0.03 ms, in particular at most 0.02 ms, in particular at most 0.01 ms.
Die Vorrichtung ermöglicht somit eine sehr schnelle Beeinflussung der zu den Beleuchtungsoptiken geführten Einzel-Ausgabestrahlen. Hierbei kann insbesondere jeder einzelnen Beleuchtungsoptik eine separate derartige Vorrichtung zugeordnet sein. The device thus enables a very rapid influencing of the individual output beams guided to the illumination optics. In this case, in particular each individual illumination optical system can be assigned a separate such device.
Die Vorrichtung ermöglicht insbesondere eine sehr schnelle Steuerung, insbesondere eine sehr schnelle Regelung der Dosis der Beleuchtungsstrahlung, welche zu einer bestimmten Beleuchtungsoptik geführt wird. Sie ermöglicht insbesondere eine Regelung dieser Strahlungsdosis innerhalb der Zeit, die ein Punkt auf dem Wafer benötigt, um durch den Scanschlitz geführt zu werden. Die Vorrichtung dient somit insbesondere zur Dosiskontrolle.In particular, the device enables a very fast control, in particular a very rapid control of the dose of the illumination radiation, which is guided to a specific illumination optics. In particular, it allows regulation of this dose of radiation within the time required for a point on the wafer to pass through the scan slot. The device thus serves in particular for dose control.
Die Vorrichtung kann vorzugsweise Bestandteil eines Regelungskreises sein. Der Regelungskreis kann außerdem einen Energiesensor zur Erfassung der Intensität der Beleuchtungsstrahlung umfassen. Der Energiesensor kann im Strahlengang in der Beleuchtungsoptik, das heißt vor dem Objektfeld, im Bereich der Objektebene oder dahinter angeordnet sein. Er kann insbesondere auch im Bereich des Bildfeldes, insbesondere auf einem Waferhalter, angeordnet sein. The device may preferably be part of a control loop. The control circuit may also include an energy sensor for detecting the intensity of the illumination radiation. The energy sensor can be arranged in the beam path in the illumination optical system, that is to say in front of the object field, in the region of the object plane or behind it. In particular, it can also be arranged in the region of the image field, in particular on a wafer holder.
Die Vorrichtung bildet insbesondere eine Vorrichtung zur Steuerung einer Intensitätsverteilung (I*(x, y)) der auf ein Objektfeld einer der Beleuchtungsoptiken auftreffenden Beleuchtungsstrahlung. In particular, the device forms a device for controlling an intensity distribution (I * (x, y)) of the illumination radiation impinging on an object field of one of the illumination optics.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Vorrichtung jeweils im Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung zwischen der Auskoppeloptik und einem der Objektfelder angeordnet. Dies ermöglicht eine individuelle Dosisanpassung in unterschiedlichen Scannern.According to one aspect of the invention, the device is in each case arranged in the beam path of the illumination radiation between the coupling-out optical system and one of the object fields. This allows individual dose adjustment in different scanners.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Vorrichtung ein Mittel zur Beeinflussung einer Vignettierung und/oder Absorption der Beleuchtungsstrahlung in einem der Einzel-Ausgabestrahlen auf. Die Vorrichtung weist insbesondere ein Mittel zur gezielten Beeinflussung der Beleuchtungsstrahlung in einem der Einzel-Ausgabestrahlen auf. According to one aspect of the invention, the device has a means for influencing vignetting and / or absorption of the illumination radiation in one of the single output jets. In particular, the device has a means for selectively influencing the illumination radiation in one of the single output jets.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es möglich ist, die Beleuchtungsstrahlung in den einzelnen Einzel-Ausgabestrahlen kontrolliert und schnell abschwächen zu können. Weiter wurde erkannt, dass für eine Dosisregelung eine Beeinflussung der Gesamtintensität der Beleuchtungsstrahlung, welche von einem der Einzel-Ausgabestrahlen zu einem der Objektfelder geführt wird, im Bereich von wenigen Prozent, insbesondere im Bereich von bis zu 10%, insbesondere im Bereich von 0,01% bis 10%, ausreichend sein kann, um eine Dosisstabilität am Wafer sicherzustellen. Die Amplitude der Beeinflussbarkeit der Gesamtintensität liegt insbesondere im Bereich von 1% bis 10%, insbesondere im Bereich von 1% bis 5%. According to the invention, it has been recognized that it is possible to control and quickly attenuate the illumination radiation in the individual single output jets. It was further recognized that, for a dose control, the total intensity of the illumination radiation, which is guided by one of the individual output beams to one of the object fields, is in the range of a few percent, in particular in the range of up to 10%, in particular in the range of 0, 01% to 10%, may be sufficient to ensure dose stability on the wafer. The amplitude of the influenceability of the total intensity is in particular in the range of 1% to 10%, in particular in the range of 1% to 5%.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Vorrichtung ein Mittel zur Beeinflussung einer mittleren Gasdichte und/oder eines Gasflusses in einem vorbestimmten Interaktionsbereich auf. Die Vorrichtung weist insbesondere ein Mittel zur Beeinflussung der mittleren Gasdichte in einem vorbestimmten Volumenbereich, durch welchen die Beleuchtungsstrahlung eines der Einzel-Ausgabestrahlen oder eines Teils hiervon auf dem Weg von der Auskoppeloptik zu dem entsprechenden Objektfeld hindurchtritt.According to one aspect of the invention, the device has a means for influencing a mean gas density and / or a gas flow in a predetermined interaction region. In particular, the device has a mean for influencing the mean gas density in a predetermined volume range, through which the illumination radiation of one of the individual output beams or a part thereof passes on the way from the coupling-out optical system to the corresponding object field.
Durch die Veränderung der Gasdichte kann gesteuert werden, welcher Anteil der Beleuchtungsstrahlung von Gasmolekülen absorbiert wird.By changing the gas density can be controlled, which portion of the illumination radiation is absorbed by gas molecules.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist zur Beeinflussung der mittleren Gasdichte eine aktuierbare Einrichtung zur Steuerung eines Gasflusses und/oder eine aktuierbare Einrichtung zur Verdampfung von Flüssigkeitströpfchen vorgesehen. Letztere können insbesondere mittels eines Tröpfchengenerators erzeugt werden.According to one aspect of the invention, an actuatable device for controlling a gas flow and / or an actuatable device for evaporating liquid droplets is provided for influencing the average gas density. The latter can be generated in particular by means of a droplet generator.
Die Vorrichtung kann insbesondere eine Einrichtung zur aktuatorischen Veränderung der Gasdichte beziehungsweise des Gasdrucks oder eines Gasflusses im Interaktionsbereich aufweisen. Die Einrichtung kann insbesondere eine Temperatursteuereinheit zur Steuerung der Temperatur des Gases im Interaktionsbereich aufweisen. In particular, the device can have a device for the actuatory change of the gas density or of the gas pressure or of a gas flow in the area of interaction. The device may in particular have a temperature control unit for controlling the temperature of the gas in the interaction area.
Als Gas, insbesondere als Reaktionsgas zur Absorption von Beleuchtungsstrahlung eignet sich insbesondere eines oder mehrere der folgenden Elemente: Wasserstoff, Helium, Chlor, Stickstoff, Argon, Sauerstoff, Fluor, Krypton, Neon und Xenon.In particular, one or more of the following elements is suitable as gas, in particular as reaction gas for absorbing illumination radiation: hydrogen, helium, chlorine, nitrogen, argon, oxygen, fluorine, krypton, neon and xenon.
Die Vorrichtung kann insbesondere eine Steuereinheit zur Steuerung des Drucks des Gases im Interaktionsbereich aufweisen. Diese Einheit kann insbesondere einen Druckminderer und/oder eine Drosseleinheit umfassen. The device may in particular have a control unit for controlling the pressure of the gas in the interaction area. This unit may in particular comprise a pressure reducer and / or a throttle unit.
Die Einrichtung kann insbesondere ein schaltbares Ventil, insbesondere mit einer Schaltrate von mindestens 1 kHz aufweisen. Die Schaltrate kann insbesondere höchstens 100 kHz betragen. In particular, the device can have a switchable valve, in particular with a switching rate of at least 1 kHz. The switching rate can be in particular at most 100 kHz.
Die mittlere Gasdichte im Interaktionsbereich kann auch durch Verdampfen von Flüssigkeitströpfchen beeinflusst werden. Letztere lassen sich mittels eines Tröpfchengenerators mit hoher Frequenz, insbesondere mindestens 1 kHz, erzeugen. Die Frequenz des Tröpfchengenerators beträgt insbesondere höchstens 100 kHz. Die Tröpfchen können periodisch, insbesondere nicht aktuiert, erzeugt werden. Die Tröpfchenerzeugung kann auch aktuierbar gesteuert sein.The mean gas density in the interaction region can also be influenced by evaporation of liquid droplets. The latter can be generated by means of a droplet generator with a high frequency, in particular at least 1 kHz. In particular, the frequency of the droplet generator is at most 100 kHz. The droplets can be generated periodically, in particular not actuated. Droplet generation may also be controlled actuatable.
Zur Verdampfung der Tröpfchen im Interaktionsbereich ist insbesondere ein Laser vorgesehen.In particular, a laser is provided for evaporating the droplets in the interaction region.
Die Tröpfchen sind insbesondere aus einem Stoff, welcher unter Normalbedingungen, insbesondere bei 273,15 K und 101,325 kPa, gasförmig sind. Für die Tröpfchen eignen sich insbesondere eines oder mehrere der folgenden Elemente: Wasserstoff, Helium, Chlor, Stickstoff, Argon, Sauerstoff, Fluor, Krypton, Neon und Xenon.The droplets are in particular of a substance which under normal conditions, in particular at 273.15 K and 101.325 kPa, are gaseous. In particular, one or more of the following elements are suitable for the droplets: hydrogen, helium, chlorine, nitrogen, argon, oxygen, fluorine, krypton, neon and xenon.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Vorrichtung ein Mittel zur Verlagerung eines oder mehrerer Vignettierungs-Elemente relativ zum Einzel-Ausgabestrahl auf. Hierbei ist es möglich, das oder die Vignettierungselemente selbst und/oder den Einzel-Ausgabestrahl zu verlagern. According to one aspect of the invention, the device has a means for displacing one or more vignetting elements relative to the single output beam. In this case, it is possible to displace the vignetting element or elements itself and / or the single output beam.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Vignettierungs-Elemente ausgewählt aus folgender Gruppe: eine oder mehrere Lochblenden, eine Mikroelement-Matrix, insbesondere eine Mikrospiegel-Matrix, und in einem externen Kraftfeld ausrichtbare asphärische Teilchen.According to a further aspect of the invention, the vignetting elements are selected from the following group: one or more pinhole diaphragms, a microelement matrix, in particular a micromirror matrix, and aspherical particles which can be aligned in an external force field.
Sämtliche dieser Alternativen ermöglichen eine schnelle, präzise steuerbare Beeinflussung, insbesondere Abschwächung der zu einem bestimmten Objektfeld geführten Gesamtleistung der Beleuchtungsstrahlung eines der Einzel-Ausgabestrahlen. All of these alternatives enable rapid, precisely controllable influencing, in particular weakening of the total power of the illumination radiation of one of the individual output beams guided to a specific object field.
Bei den in einem externen Kraftfeld ausrichtbaren asphärischen Teilchen handelt es sich insbesondere um längliche, stäbchenförmige Teilchen. Sie können ein Aspektverhältnis, definiert durch das Verhältnis der Länge der kürzesten Seite zur Länge der längsten Seite, von höchstens 1:2, insbesondere höchstens 1:3, insbesondere höchstens 1:5, insbesondere höchstens 1:10 aufweisen. Die Teilchen können insbesondere magnetisch sein oder ein magnetisches Moment aufweisen. Sie können insbesondere mit Hilfe eines externen Magnetfeldes ausgerichtet werden.The aspherical particles which can be oriented in an external force field are, in particular, elongated, rod-shaped particles. They may have an aspect ratio, defined by the ratio of the length of the shortest side to the length of the longest side, of at most 1: 2, in particular at most 1: 3, in particular at most 1: 5, in particular at most 1:10. The particles may in particular be magnetic or have a magnetic moment. In particular, they can be aligned by means of an external magnetic field.
Die Teilchen haben insbesondere Abmessungen im Mikrometerbereich. Sie können insbesondere einen Durchmesser im Bereich von 1 µm bis 10 µm, insbesondere im Bereich von 1 µm bis 5 µm aufweisen. Sie können insbesondere eine Länge im Bereich von 5 µm bis 100 µm, insbesondere im Bereich von 10 µm bis 50 µm aufweisen.The particles have in particular dimensions in the micrometer range. In particular, they can have a diameter in the range from 1 μm to 10 μm, in particular in the range from 1 μm to 5 μm. In particular, they may have a length in the range of 5 μm to 100 μm, in particular in the range of 10 μm to 50 μm.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Vorrichtung ein Mittel zur Veränderung einer vom Einzel-Ausgabestrahl in ein bestimmtes Phasenraumvolumen abgegebenen Strahlungsleistung. According to a further aspect of the invention, the device comprises a means for changing a radiation power emitted by the single output beam into a specific phase space volume.
Unter dem Phasenraumvolumen wird hierbei das Produkt aus der Winkeldivergenz und der Querschnittsfläche der Beleuchtungsstrahlung, insbesondere des Einzel-Ausgabestrahls, verstanden. Here, the phase space volume is understood to mean the product of the angular divergence and the cross-sectional area of the illumination radiation, in particular of the single output beam.
Durch eine Veränderung der in ein bestimmtes Phasenraumvolumen abgegebenen Strahlungsleistung lässt sich auf einfache Weise die Strahlungsleistung der auf das Objektfeld auftreffenden Beleuchtungsstrahlung beeinflussen.By changing the radiation power delivered into a specific phase space volume, the radiation power of the illumination radiation impinging on the object field can be influenced in a simple manner.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die Vorrichtung ein Mittel zur räumlichen Verlagerung eines Einzel-Beleuchtungsstrahls relativ zu einem aperturbegrenzenden Element einer Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage. Bei dem aperturbegrenzenden Element kann es sich insbesondere um einen ersten Facettenspiegel, insbesondere einen Feldfacettenspiegel, handeln. Es kann sich auch um eine Blende handeln.According to one aspect of the invention, the device comprises a means for spatial displacement of a single illumination beam relative to an aperture-limiting element of illumination optics of the projection exposure apparatus. The aperture-limiting element may in particular be a first facet mirror, in particular a field facet mirror. It can also be a screen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Vorrichtung ein Mittel zur Änderung einer mit Beleuchtungsstrahlung beaufschlagbaren Fläche im Bereich des ersten Facettenspiegels. Die Vorrichtung umfasst insbesondere ein Mittel zur Beeinflussung der Divergenz des Einzel-Ausgabestrahls. According to a further aspect of the invention, the device comprises a means for changing a surface which can be acted upon by illumination radiation in the region of the first facet mirror. In particular, the device comprises a means for influencing the divergence of the single output beam.
Die Beleuchtungseinrichtung ist insbesondere für ein Projektionsbelichtungssystem, bei welchem eine Mehrzahl von Scannern von einer einzigen, gemeinsamen Strahlungsquelle mit Beleuchtungsstrahlung versorgt werden, vorteilhaft. Die Beleuchtungseinrichtung ist insbesondere für ein Projektionsbelichtungssystem vorteilhaft, bei welchem eine Mehrzahl von Beleuchtungsoptiken von einer einzigen, gemeinsamen Strahlungsquelle in Form eines Freie-Elektronen-Lasers (FEL) oder in Form einer Synchrotron-Strahlungsquelle mit Beleuchtungsstrahlung versorgt werden.The illumination device is particularly advantageous for a projection exposure system in which a plurality of scanners are supplied with illumination radiation from a single, common radiation source. The illumination device is particularly advantageous for a projection exposure system in which a plurality of illumination optics are supplied with illumination radiation by a single common radiation source in the form of a free-electron laser (FEL) or in the form of a synchrotron radiation source.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung ermöglicht es insbesondere, die Strahlungsleistung einzelner Scanner, insbesondere jedes einzelnen Scanners eines Projektionsbelichtungssystems individuell zu steuern, insbesondere zu regeln. Sie ermöglicht es insbesondere, die eingangsseitige Strahlungsleistung jedes einzelnen Scanners individuell zu steuern, insbesondere zu regeln. Über die Steuerung beziehungsweise Regelung der eingangsseitig zur Verfügung gestellten Strahlungsleistung kann die Strahlungsdosis zur Belichtung von Wafern in den einzelnen Scannern individuell gesteuert beziehungsweise geregelt werden. In particular, the illumination device according to the invention makes it possible to individually control, in particular regulate, the radiation power of individual scanners, in particular of each individual scanner of a projection exposure system. In particular, it makes it possible to individually control, in particular regulate, the input-side radiation power of each individual scanner. The radiation dose for the exposure of wafers in the individual scanners can be controlled or regulated individually via the control or regulation of the radiation power provided on the input side.
Zur Regelung der Strahlungsdosis kann wie bereits erwähnt eine Regelungsschleife, welche einen Energiesensor zur Erfassung der auf einen Wafer auftreffenden Strahlungsleistung umfasst, vorgesehen sein.As already mentioned, to regulate the radiation dose, a control loop which comprises an energy sensor for detecting the radiation power impinging on a wafer can be provided.
Die Beleuchtungseinrichtung kann insbesondere zur Steuerung der Beleuchtungsstrahlung, insbesondere der Strahlungsleistung der Beleuchtungsstrahlung, welche in die Beleuchtungsoptik eingekoppelt wird, dienen.The illumination device can be used in particular for controlling the illumination radiation, in particular the radiation power of the illumination radiation, which is coupled into the illumination optics.
Durch ein derartiges Mittel zur räumlichen Verlagerung eines Beleuchtungsstrahls lässt sich auf einfache Weise die auf den ersten Facettenspiegel und damit die auf das Objektfeld auftreffende Beleuchtungsstrahlung gezielt beeinflussen. By means of such a spatial displacement of an illumination beam, it is possible in a simple manner to influence in a targeted manner the illumination radiation impinging on the first facet mirror and thus on the object field.
Das Mittel zur räumlichen Verlagerung des Einzel-Beleuchtungsstrahls ermöglicht es insbesondere, eine gegebene Intensitätsverteilung relativ zu dem ersten Facettenspiegel zu verlagern. Hierdurch ist es auf einfache Weise möglich, die vom ersten Facettenspiegel reflektierte Strahlungsleistung zu beeinflussen. The means for spatial displacement of the single illumination beam makes it possible, in particular, to shift a given intensity distribution relative to the first facet mirror. This makes it possible in a simple manner to influence the radiation power reflected by the first facet mirror.
Durch eine räumliche Verlagerung eines Einzel-Beleuchtungsstrahls relativ zum ersten Facettenspiegel lässt sich insbesondere gezielt steuern, welcher Teil der Beleuchtungsstrahlung des Einzel-Beleuchtungsstrahls auf den ersten Facettenspiegel auftrifft und somit zur Beleuchtung des Objektfeldes beiträgt, und welcher Teil der Beleuchtungsstrahlung des Einzel-Beleuchtungsstrahls nicht auf den Facettenspiegel auftrifft und somit nicht zur Beleuchtung des Objektfelds beiträgt. Durch eine Verlagerung des Einzel-Beleuchtungsstrahls relativ zum ersten Facettenspiegel kann insbesondere gezielt gesteuert werden, welcher Anteil einer gegebenen Intensitätsverteilung der Beleuchtungsstrahlung im Einzel-Beleuchtungsstrahl in das Objektfeld abgebildet wird. By a spatial displacement of a single illumination beam relative to the first facet mirror it is possible to specifically control which part of the illumination radiation of the single illumination beam impinges on the first facet mirror and thus contributes to the illumination of the object field, and which part of the illumination radiation of the single illumination beam does not hits the facet mirror and thus does not contribute to the illumination of the object field. By displacing the individual illumination beam relative to the first facet mirror, it can be specifically controlled in particular which portion of a given intensity distribution of the illumination radiation in the individual illumination beam is imaged into the object field.
Durch die Verlagerung des Einzel-Beleuchtungsstrahls relativ zum ersten Facettenspiegel lässt sich insbesondere die Intensitätsverteilung der auf das Objektfeld auftreffenden Beleuchtungsstrahlung steuern. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine zweidimensionale Intensitätsverteilung, I(x, y), wobei die y-Richtung im Folgenden als parallel zu einer Scanrichtung verlaufend verstanden wird. Die x-Richtung verläuft senkrecht hierzu.By the displacement of the single illumination beam relative to the first facet mirror, in particular the intensity distribution of the illumination radiation impinging on the object field can be controlled. This is, in particular, a two-dimensional intensity distribution, I (x, y), the y-direction being understood below as running parallel to a scanning direction. The x-direction is perpendicular to this.
Das Mittel zur räumlichen Veränderung einer vom Einzel-Ausgabestrahl (9 i) in ein bestimmtes Phasenraumvolumen abgegebenen Strahlungsleistung, insbesondere zur Verlagerung des Einzel-Beleuchtungsstrahls kann im Strahlengang vor einem Zwischenfokus, insbesondere im Strahlengang zwischen der Strahlungsquelle, insbesondere zwischen der Auskoppeloptik und einem Zwischenfokus, angeordnet sein. Es kann insbesondere außerhalb, insbesondere vor der eigentlichen Beleuchtungsoptik angeordnet sein. In diesem Fall ist eine einfache Nachrüstung bestehender Beleuchtungsoptiken möglich. The means for spatially changing a single output beam ( 9 i ) Radiation output delivered in a specific phase space volume, in particular for shifting the single illumination beam, can be arranged in the beam path in front of an intermediate focus, in particular in the beam path between the radiation source, in particular between the coupling-out optic and an intermediate focus. It can be arranged in particular outside, in particular in front of the actual illumination optics. In this case, a simple retrofitting of existing lighting optics is possible.
Alternativ hierzu kann die Beleuchtungseinrichtung, insbesondere das Mittel zur Verlagerung des Einzel-Beleuchtungsstrahls, auch einen Bestandteil der Beleuchtungsoptik bilden.Alternatively, the illumination device, in particular the means for shifting the single illumination beam, also form part of the illumination optics.
Das Mittel zur Verlagerung des Einzel-Beleuchtungsstrahls kann insbesondere auch im Strahlengang zwischen dem Zwischenfokus und dem ersten Facettenspiegel insbesondere innerhalb der eigentlichen Beleuchtungsoptik, angeordnet sein. The means for displacing the individual illumination beam can in particular also be arranged in the beam path between the intermediate focus and the first facet mirror, in particular within the actual illumination optics.
Das Mittel zur Verlagerung des Einzel-Beleuchtungsstrahls kann auch im oder in unmittelbarer Nähe des Zwischenfokus angeordnet sein.The means for shifting the single illumination beam may also be arranged in or in the immediate vicinity of the intermediate focus.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Mittel zur Verlagerung des Einzel-Beleuchtungsstrahls relativ zum ersten Facettenspiegel derart ausgebildet, dass der Einzel-Beleuchtungsstrahl in Richtung parallel zu einem in y-Richtung, das heißt parallel zur Scanrichtung, verlaufenden Gradienten einer Intensitätsverteilung verlagerbar ist. According to a further aspect of the invention, the means for displacing the single illumination beam relative to the first facet mirror is designed such that the single illumination beam is displaceable in the direction parallel to a gradient of an intensity distribution running in the y-direction, ie parallel to the scan direction.
Dies ermöglicht auf einfache Weise eine Steuerung der auf das Objektfeld auftreffenden Strahlungsintensität, ohne die Homogenität der Beleuchtung des Objektfeldes in Richtung senkrecht zur Scanrichtung zu beeinflussen. This makes it possible in a simple manner to control the radiation intensity impinging on the object field, without influencing the homogeneity of the illumination of the object field in the direction perpendicular to the scanning direction.
Insbesondere im Falle eines Einzel-Beleuchtungsstrahls, der eine Intensitätsverteilung aufweist, die in Richtung parallel zur Verlagerungsrichtung inhomogen ist, insbesondere einen Gradienten aufweist, kann durch eine derartige Verlagerung die auf den ersten Facettenspiegel, insbesondere auf das Objektfeld auftreffende Beleuchtungsstrahlung, auf einfache Weise gezielt beeinflusst werden.In particular, in the case of a single illumination beam, which has an intensity distribution which is inhomogeneous in the direction parallel to the displacement direction, in particular has a gradient, the illumination radiation incident on the first facet mirror, in particular on the object field, can be influenced in a simple manner in a simple manner by such a displacement become.
Bei dem Mittel zur Verlagerung des Einzel-Beleuchtungsstrahls kann es sich um ein Mittel zu einer reinen Verlagerung, das heißt einer Verlagerung, bei welcher die Form der Intensitätsverteilung an sich, welche auch als Intensitätsprofil bezeichnet wird, nicht verändert wird, handeln. The means for displacing the single illumination beam may be a means for a pure displacement, that is to say a displacement in which the form of the intensity distribution per se, which is also referred to as the intensity profile, is not changed.
Beim Mittel zur Verlagerung des Einzel-Beleuchtungsstrahls kann es sich auch um ein Mittel, welches zusätzlich zu der Verlagerung zu einer Änderung der Form des Einzel-Beleuchtungsstrahls, das heißt zu einer Änderung des Intensitätsprofils führt, handeln.The means for displacing the single illumination beam may also be a means which, in addition to the displacement, results in a change in the shape of the single illumination beam, that is to say a change in the intensity profile.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die Beleuchtungseinrichtung außerdem ein Mittel zur Formung eines Strahlenbündels mit vorgegebenen Einzel-Beleuchtungsstrahlen aus mindestens einem Strahlenbündel mit einem bekannten Sammel-Beleuchtungsstrahl. Hierdurch kann der Einzel-Beleuchtungsstrahl, welcher erfindungsgemäß relativ zum ersten Facettenspiegel, insbesondere relativ zum Objektfeld, verlagert werden soll, erzeugt werden. According to one aspect of the invention, the illumination device furthermore comprises a means for shaping a radiation beam with predetermined individual illumination beams from at least one Beam with a known collective illumination beam. In this way, the individual illumination beam, which according to the invention is to be displaced relative to the first facet mirror, in particular relative to the object field, can be generated.
I(x, y) = I(x)·exp[a(y + Δ)], wobei a und Δ Konstanten sind. Vorteilhafterweise ist I(x) eine Konstante.I (x, y) = I (x) * exp [a (y + Δ)], where a and Δ are constants. Advantageously, I (x) is a constant.
Der Einzel-Beleuchtungsstrahl kann insbesondere ein Intensitätsprofil mit einem streng monotonen Verlauf aufweisen. Es kann in Scanrichtung einen linearen Verlauf aufweisen. Sie weist vorteilhafterweise in Scanrichtung ein exponentielles Profil auf:
Durch ein exponentielles Intensitätsprofil kann erreicht werden, dass sich das Verhältnis der Intensitäten auf in Scanrichtung benachbarten Feldfacetten bei der Verlagerung des Einzel-Beleuchtungsstrahls unverändert bleibt. In particular, the single illumination beam can have an intensity profile with a strictly monotonous profile. It can have a linear progression in the scanning direction. It advantageously has an exponential profile in the scan direction:
An exponential intensity profile can be used to ensure that the ratio of the intensities on field facets adjacent in the scan direction remains unchanged during the displacement of the single illumination beam.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Intensitätsverteilung keinen Gradienten in x-Richtung auf, ∂/∂x (I(x, y)) = 0.According to another aspect of the invention, the intensity distribution has no gradient in the x-direction, ∂ / ∂x (I (x, y)) = 0.
Hierdurch kann die Homogenität, insbesondere die Uniformität, der Beleuchtung des Objektfeldes senkrecht zur Scanrichtung sichergestellt werden. As a result, the homogeneity, in particular the uniformity, of the illumination of the object field perpendicular to the scanning direction can be ensured.
Gemäß einer Alternative weist die Intensitätsverteilung auch in y-Richtung keinen Gradienten auf, ∂/∂y (I(x, y)) = 0.According to one alternative, the intensity distribution also has no gradient in the y-direction, ∂ / ∂y (I (x, y)) = 0.
Die Intensitätsverteilung kann insbesondere einem sogenannten Flattop-Profil entsprechen.The intensity distribution may in particular correspond to a so-called flattop profile.
Durch eine Verlagerung des Einzel-Beleuchtungsstrahls relativ zum ersten Facettenspiegel kann insbesondere eine Änderung der mittleren Intensität im Bereich des ersten Facettenspiegels, insbesondere eine Änderung der mittleren Intensität, im Bereich des Objektfeldes erreicht werden.By shifting the individual illumination beam relative to the first facet mirror, in particular a change in the mean intensity in the region of the first facet mirror, in particular a change in the mean intensity, in the region of the object field can be achieved.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Mittel zur Verlagerung des Einzel-Beleuchtungsstrahls mindestens ein aktuatorisch verlagerbares und/oder verformbares Strahlführungselement. Bei dem Strahlführungselement kann es sich insbesondere um einen Spiegel handeln. Der Spiegel kann insbesondere eine einfach zusammenhängende Reflexionsfläche aufweisen. Die Reflexionsfläche des Spiegels zur Verlagerung des Beleuchtungsstrahls ist insbesondere durchgehend, das heißt frei von Durchtrittsöffnungen, Obskurationen oder anderen nicht-reflektierenden Unterbrechungen, ausgebildet.According to a further aspect of the invention, the means for displacing the individual illumination beam comprises at least one actuatorally displaceable and / or deformable beam guiding element. The beam guiding element may in particular be a mirror. The mirror can in particular have a simply coherent reflection surface. The reflection surface of the mirror for displacing the illumination beam is in particular continuous, that is, free of passage openings, obscurations or other non-reflective interruptions.
Der Spiegel ist insbesondere verschwenkbar. Er ist insbesondere um eine Schwenkachse, welche parallel zu einer Reflexionsfläche des nachfolgend noch näher beschriebenen ersten Facettenspiegels verläuft, verschwenkbar. Er ist insbesondere um eine Schwenkachse, welche parallel zur x-Richtung verläuft, verschwenkbar. Hierunter sei insbesondere verstanden, dass eine Verschwenkung des Strahlführungselements zu einer Verlagerung der Intensitätsverteilung in Richtung parallel zur Scanrichtung im Objektfeld führt. Hierbei führt die Verlagerung des Beleuchtungsstrahls relativ zum ersten Facettenspiegel dazu, dass sich der Anteil der Intensitätsverteilung, welcher vom ersten Facettenspiegel zum Objektfeld geführt wird, verändert.The mirror is in particular pivotable. It is in particular pivotable about a pivot axis, which runs parallel to a reflection surface of the first facet mirror described in more detail below. In particular, it is pivotable about a pivot axis which runs parallel to the x-direction. By this is meant in particular that a pivoting of the beam guiding element leads to a shift of the intensity distribution in the direction parallel to the scanning direction in the object field. In this case, the displacement of the illumination beam relative to the first facet mirror causes the proportion of the intensity distribution which is guided from the first facet mirror to the object field to change.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Spiegel mittels eines, zweier oder mehr Aktuatoren verlagerbar. Bei den Aktuatoren kann es sich insbesondere um Piezo-Aktuatoren handeln. Diese ermöglichen ein sehr schnelles, präzises Verlagern des Spiegels. According to one aspect of the invention, the mirror is displaceable by means of one, two or more actuators. The actuators may in particular be piezo actuators. These allow a very fast, precise shifting of the mirror.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, mindestens zwei Piezo-Aktuatoren zur Verlagerung des Spiegels beabstandet zueinander anzuordnen. Die Aktuatoren weisen insbesondere einen Abstand im Bereich von 1 mm bis 30 mm, insbesondere im Bereich von 3 mm bis 20 mm, insbesondere im Bereich von 5 mm bis 12 mm auf. Die Aktuatoren sind insbesondere auf der Rückseite des Spiegels angeordnet. Sie können in einem Randbereich des Spiegels angeordnet sein. Sie können auch in einem Mittenbereich des Spiegels angeordnet sein. Der Spiegel kann insbesondere seitlich über die Aktuatoren überstehen.In particular, it may be provided that at least two piezoactuators are arranged at a distance from each other for displacing the mirror. The actuators have in particular a distance in the range of 1 mm to 30 mm, in particular in the range of 3 mm to 20 mm, in particular in the range of 5 mm to 12 mm. The actuators are arranged in particular on the back of the mirror. They can be arranged in an edge region of the mirror. They can also be arranged in a central region of the mirror. In particular, the mirror can project laterally beyond the actuators.
Das Strahlführungselement ist insbesondere um einen Winkel von bis zu 10 mrad, insbesondere bis zu 20 mrad, insbesondere bis zu 50 mrad, insbesondere bis zu 100 mrad, insbesondere bis zu 200 mrad, insbesondere bis zu 500 mrad verschwenkbar.The beam guiding element can be pivoted in particular by an angle of up to 10 mrad, in particular up to 20 mrad, in particular up to 50 mrad, in particular up to 100 mrad, in particular up to 200 mrad, in particular up to 500 mrad.
Der Spiegel kann auch verformbar ausgebildet sein. Zur Verformung des Spiegels kann ebenfalls ein Piezo-Aktuator dienen. The mirror can also be formed deformable. To deform the mirror can also serve a piezo actuator.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Strahlführungselement ein Oberflächenprofil auf, welches zu einer bestimmten Beeinflussung der Intensitätsverteilung des Einzel-Beleuchtungsstrahls führt. According to a further aspect of the invention, the beam guiding element has a surface profile which leads to a specific influencing of the intensity distribution of the single illumination beam.
Das Strahlführungselement kann insbesondere ein Oberflächenprofil aufweisen, welches dazu führt, dass aus einem Beleuchtungsstrahl mit einer bekannten Intensitätsverteilung ein Beleuchtungsstrahl mit einer vorgegebenen räumlichen Intensitätsverteilung geformt wird. In particular, the beam guidance element can have a surface profile which leads to an illumination beam having a predetermined spatial intensity distribution being formed from an illumination beam having a known intensity distribution.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Mittel zur Verlagerung des Einzel-Beleuchtungsstrahls derart ausgebildet, dass ein Verhältnis einer maximalen Verlagerbarkeit des Einzel-Beleuchtungsstrahls in einer Richtung senkrecht zur Richtung einer optischen Achse zur Ausdehnung des Einzel-Beleuchtungsstrahls in dieser Richtung mindestens 0,01, insbesondere mindestens 0,02, insbesondere mindestens 0,03, insbesondere mindestens 0,05, insbesondere mindestens 0,1, insbesondere mindestens 0,2, insbesondere mindestens 0,3, insbesondere mindestens 0,5, insbesondere mindestens 0,7, insbesondere mindestens 1 beträgt. Die maximal sinnvolle Verlagerbarkeit des Einzel-Beleuchtungsstrahls ist in der Praxis durch die Abmessungen der Bauelemente, welche dem Mittel zur Verlagerung des Einzel-Beleuchtungsstrahls nachgeordnet sind, gegeben. Die maximale Verlagerbarkeit ist kleiner als die dreifache Ausdehnung des Querschnitts des Einzel-Beleuchtungsstrahls. According to another aspect of the invention, the means for displacing the single illumination beam is such that a ratio of maximum displaceability of the single illumination beam in a direction perpendicular to the direction of an optical axis for extending the single illumination beam in that direction is at least 0.01 , in particular at least 0.02, in particular at least 0.03, in particular at least 0.05, in particular at least 0.1, in particular at least 0.2, in particular at least 0.3, in particular at least 0.5, in particular at least 0.7, in particular is at least 1. The maximum useful displaceability of the single illumination beam is given in practice by the dimensions of the components which are arranged downstream of the means for displacing the single illumination beam. The maximum displaceability is less than the threefold extent of the cross section of the single illumination beam.
Das angegebene Verhältnis der maximalen Verlagerbarkeit des Einzel-Beleuchtungsstrahls zu dessen Ausdehnung in der Verlagerungsrichtung bezieht sich insbesondere auf eine gegebene Position im Strahlengang, insbesondere auf den Bereich, in welchem ein Feldfacettenspiegel angeordnet wird und/oder auf den Bereich der Objektebene. The stated ratio of the maximum displaceability of the single illumination beam to its extension in the direction of displacement relates in particular to a given position in the beam path, in particular to the area in which a field facet mirror is arranged and / or to the area of the object plane.
Bei der angegebenen Verlagerungsrichtung handelt es sich insbesondere um die Scanrichtung beziehungsweise eine Richtung parallel zur Scanrichtung oder eine der Scanrichtung entsprechenden Richtung. The indicated displacement direction is, in particular, the scanning direction or a direction parallel to the scanning direction or a direction corresponding to the scanning direction.
Es hat sich herausgestellt, dass ein derartiger Verlagerungsumfang realistisch möglich ist. Außerdem hat sich herausgestellt, dass dies möglich ist, ohne die Inhomogenität der Ausleuchtung auf dem Feldfacettenspiegel zu groß werden zu lassen. Die relative Inhomogenität der Ausleuchtung auf dem Feldfacettenspiegel ist insbesondere kleiner als 5, insbesondere kleiner als 4, insbesondere kleiner als 3. Hierbei gibt die relative Inhomogenität das Verhältnis der höchsten Strahlungsleistung, welche von einer einzelnen Facette des Facettenspiegels reflektiert wird, zur minimalen Strahlungsleistung, welche von einer Facette des Facettenspiegels reflektiert wird, an.It has turned out that such a degree of relocation is realistically possible. In addition, it has been found that this is possible without the inhomogeneity of the illumination on the field facet mirror becoming too large. The relative inhomogeneity of the illumination on the field facet mirror is in particular less than 5, in particular less than 4, in particular less than 3. Here, the relative inhomogeneity gives the ratio of the highest radiation power, which is reflected by a single facet of the facet mirror, to the minimum radiation power, which is reflected by a facet of the facet mirror.
Die durch die Verlagerung des Einzel-Beleuchtungsstrahls verursachbare Änderung der auf das Objektfeld auftreffenden Strahlungsleistung ist insbesondere abhängig vom Verhältnis des Verlagerungsumfangs zu den Abmessungen des Objektfeldes. Das Verhältnis des in die Objektebene projizierten Verfahrwegs der Intensitätsverteilung zur Erstreckung des Objektfeldes, insbesondere in Scanrichtung, liegt insbesondere im Bereich von 0,01 bis 0,5, insbesondere im Bereich von 0,05 bis 0,3, insbesondere im Bereich von 0,1 bis 0,2. The change in the radiation power incident on the object field caused by the displacement of the individual illumination beam is in particular dependent on the ratio of the displacement extent to the dimensions of the object field. The ratio of the travel path of the intensity distribution projected into the object plane to the extent of the object field, in particular in the scanning direction, lies in particular in the range of 0.01 to 0.5, in particular in the range of 0.05 to 0.3, in particular in the range of 0, 1 to 0.2.
Die Vorrichtung umfasst insbesondere ein Mittel zur Änderung des Intensitätsprofils des Einzel-Beleuchtungsstrahls. Sie ermöglicht mit anderen Worten eine Umverteilung der Intensität der Beleuchtungsstrahlung. Dies ist insbesondere durch eine Verformung eines Strahlführungselements auf einfache Weise erreichbar. Hierbei bleibt insbesondere die Homogenität der Intensitätsverteilung erhalten. Außerdem bleibt die Gesamtstrahlungsleistung erhalten. Sie wird lediglich auf eine andere Fläche verteilt. Sofern diese Fläche in Scanrichtung über den Bereich des Facettenspiegels, welcher zur Beleuchtung des Objektfeldes beiträgt, übersteht, geht der überstehende Anteil für die Beleuchtung des Objektfeldes verloren. Es kommt mit anderen Worten zu einer Reduzierung der Gesamtstrahlungsleistung, mit welcher das Objektfeld beaufschlagt wird.In particular, the device comprises a means for changing the intensity profile of the single illumination beam. In other words, it allows a redistribution of the intensity of the illumination radiation. This can be achieved in a simple manner in particular by a deformation of a beam guiding element. In this case, in particular the homogeneity of the intensity distribution is maintained. In addition, the total radiation power is maintained. It is merely distributed to another area. If this area protrudes in the scanning direction over the area of the facet mirror, which contributes to the illumination of the object field, the projecting portion for the illumination of the object field is lost. In other words, there is a reduction in the total radiation power with which the object field is applied.
Insbesondere wenn die Intensitätsverteilung derart verändert wird, dass im Bereich des Facettenspiegels ein Teil der Beleuchtungsstrahlung verloren geht, weil er nicht mehr von den Facetten in das Objektfeld abgebildet wird, das heißt, wenn der Facettenspiegel überstrahlt wird. kann eine Verlagerung des Strahlführungselements vorgenommen werden, ohne dass es zu einer Änderung der tatsächlich mit Beleuchtungsstrahlung beaufschlagten Fläche im Bereich des Facettenspiegels kommt. Der Facettenspiegel wird in diesem Fall vollständig ausgeleuchtet, ja sogar überstrahlt. In diesem Fall kann die Intensitätsverteilung der auf das Objektfeld auftreffenden Beleuchtungsstrahlung dadurch gesteuert werden, dass durch das Mittel zur Verlagerung der räumlichen Intensitätsverteilung bestimmt wird, auf welchen räumlichen Bereich im Bereich des Facettenspiegels die Beleuchtungsstrahlung insgesamt verteilt wird. Hierdurch kann die Intensität, insbesondere die mittlere Intensität im Bereich des Facettenspiegels und damit die Intensität der in das Objektfeld überführten Beleuchtungsstrahlung gesteuert werden.In particular if the intensity distribution is changed such that part of the illumination radiation is lost in the area of the facet mirror because it is no longer imaged by the facets into the object field, that is, if the facet mirror is outshined. a displacement of the beam guiding element can be carried out without there being any change in the area of the facet mirror which is actually exposed to illumination radiation. In this case, the facet mirror is completely illuminated, even outshined. In this case, the intensity distribution of the illumination radiation impinging on the object field can be controlled by determining, by the means for shifting the spatial intensity distribution, to which spatial area in the area of the facet mirror the illumination radiation is distributed overall. As a result, the intensity, in particular the average intensity in the region of the facet mirror and thus the intensity of the illumination radiation transferred into the object field can be controlled.
Die Steuerung der Intensitätsverteilung im Objektfeld führt zu einer direkt damit zusammenhängenden Veränderung der Strahlungsdosis, mit welcher ein Bildfeld, insbesondere ein im Bildfeld angeordneter Bereich der Oberfläche eines Wafers, beaufschlagt wird. Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung ermöglicht somit auf einfache Weise eine Dosis-Anpassung, insbesondere eine Anpassung der Strahlungsdosis zur Belichtung eines Wafers. The control of the intensity distribution in the object field leads to a directly related change in the radiation dose with which an image field, in particular an area of the surface of a wafer arranged in the image field, is acted on. The illumination device according to the invention thus enables a dose adjustment, in particular an adaptation of the radiation dose for the exposure of a wafer, in a simple manner.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Beleuchtungseinrichtung eine Mehrzahl von Beleuchtungsoptiken zur Überführung von Beleuchtungsstrahlung von einer Strahlungsquelle zu einem zu beleuchtenden Objektfeld. Die Beleuchtungseinrichtung umfasst insbesondere mindestens zwei Beleuchtungsoptiken. Sie kann drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr Beleuchtungsoptiken umfassen. Die Maximalanzahl der Beleuchtungsoptiken ist durch das Verhältnis der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlungsleistung zu der zur Beleuchtung des Objektfeldes vorgesehenen Strahlungsleistung gegeben. According to a further aspect of the invention, the illumination device comprises a plurality of illumination optics for transferring illumination radiation from a radiation source to an object field to be illuminated. In particular, the illumination device comprises at least two illumination optics. It can include three, four, five, six, seven, eight, nine, ten or more illumination optics. The maximum number of illumination optics is given by the ratio of the radiation power emitted by the radiation source to the radiation power provided for illuminating the object field.
Die Beleuchtungsoptiken umfassen jeweils mindestens einen ersten Facettenspiegel. The illumination optics each comprise at least a first facet mirror.
Die Beleuchtungsoptik kann insbesondere auch einen zweiten Facettenspiegel umfassen. Bei den Facettenspiegeln kann es sich insbesondere um einen Feldfacettenspiegel und einen Pupillenfacettenspiegel handeln. Es ist jedoch auch möglich, den ersten Facettenspiegel beabstandet zu einer Feldebene beziehungsweise einer hierzu konjugierten Ebene und/oder den zweiten Facettenspiegel beabstandet zu einer Pupillenebene oder einer hierzu konjugierten Ebene anzuordnen.The illumination optics may in particular also comprise a second facet mirror. The facet mirrors may in particular be a field facet mirror and a pupil facet mirror. However, it is also possible to arrange the first facet mirror at a distance from a field plane or a plane conjugate thereto and / or the second facet mirror at a distance from a pupil plane or a plane conjugate thereto.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Beleuchtungssystem für ein Projektionsbelichtungssystem zu verbessern. Another object of the invention is to improve a lighting system for a projection exposure system.
Diese Aufgabe wird durch ein Beleuchtungssystem mit mindestens einer Beleuchtungseinrichtung gemäß der vorhergehenden Beschreibung und einer Strahlungsquelle zur Erzeugung von Beleuchtungsstrahlung gelöst. This object is achieved by an illumination system having at least one illumination device according to the preceding description and a radiation source for generating illumination radiation.
Bei der Strahlungsquelle kann es sich insbesondere um eine EUV-Strahlungsquelle handeln. Es kann sich insbesondere um einen freien Elektronenlaser (FEL) handeln. Es kann sich insbesondere um eine Plasmaquelle für EUV-Strahlung handeln. Es kann sich auch um eine Synchrotron-Strahlungsquelle handeln. The radiation source may in particular be an EUV radiation source. It may in particular be a free electron laser (FEL). In particular, it may be a plasma source for EUV radiation. It can also be a synchrotron radiation source.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Beleuchtungssystem eine Mehrzahl von Beleuchtungsoptiken. Es kann insbesondere mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens fünf Beleuchtungsoptiken umfassen.According to another aspect of the invention, the illumination system comprises a plurality of illumination optics. In particular, it may comprise at least two, in particular at least three, in particular at least four, in particular at least five illumination optics.
Die Beleuchtungsoptiken können von einer einzigen gemeinsamen Strahlungsquelle mit Beleuchtungsstrahlung versorgt werden.The illumination optics can be supplied with illumination radiation from a single common radiation source.
Die Beleuchtungsoptiken können insbesondere im Parallelbetrieb mit Beleuchtungsstrahlung beaufschlagt werden. The illumination optics can be acted upon in particular in parallel operation with illumination radiation.
Die Beleuchtungsoptiken können jeweils ein Bestandteil eines separaten Scanners mit einer separaten Projektionsoptik sein. The illumination optics can each be part of a separate scanner with a separate projection optics.
Das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem ermöglicht es insbesondere, mehrere Scanner mit einer einzigen Strahlungsquelle zu betreiben, wobei es insbesondere möglich ist, die Strahlungsdosis, mit welcher ein Bereich auf einem zu belichtenden Wafer im Bildfeld beaufschlagt wird, in jedem der Scanner unabhängig voneinander zu steuern, insbesondere zu regeln. The illumination system according to the invention makes it possible, in particular, to operate a plurality of scanners with a single radiation source, it being possible in particular to control the radiation dose with which an area on a wafer to be exposed in the image field is controlled independently of each other, in particular to regulate.
Es ist insbesondere möglich, die Strahlungsleistung am Eingang jedes einzelnen Scanners individuell zu regeln. In particular, it is possible to individually regulate the radiation power at the input of each individual scanner.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Beleuchtungssystem mindestens zwei der vorhergehend beschriebenen Mittel zur Veränderung der von einem Einzel-Ausgabestrahl in ein bestimmtes Phasenraumvolumen abgegebenen Strahlungsleistung. Das Beleuchtungssystem kann insbesondere drei, vier, fünf, sechs oder mehr derartige Mittel umfassen. Es kann insbesondere bis zu zehn, insbesondere bis zu zwanzig derartiger Mittel umfassen.According to a further aspect of the invention, the illumination system comprises at least two of the previously described means for varying the radiation power delivered by a single output beam into a specific phase space volume. In particular, the illumination system may comprise three, four, five, six or more such means. In particular, it may comprise up to ten, in particular up to twenty, such means.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Projektionsbelichtungssystem für die Mikrolithographie zu verbessern. Another object of the invention is to improve a projection exposure system for microlithography.
Diese Aufgabe wird durch ein Projektionsbelichtungssystem mit einem Beleuchtungssystem gemäß der vorhergehenden Beschreibung und mindestens zwei Projektionsoptiken zur Abbildung der Objektfelder in Bildfelder gelöst.This object is achieved by a projection exposure system with an illumination system according to the preceding description and at least two projection optics for imaging the object fields in image fields.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst das Projektionsbelichtungssystem eine Mehrzahl von Projektionsoptiken. Sie umfasst insbesondere zwei, drei, vier, fünf oder mehr Projektionsoptiken. Die Anzahl der Projektionsoptiken kann insbesondere gerade der Anzahl der Beleuchtungsoptiken entsprechen. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist jeder Beleuchtungsoptik eine separate Projektionsoptik zugeordnet. According to one aspect of the invention, the projection exposure system comprises a plurality of projection optics. In particular, it comprises two, three, four, five or more projection optics. In particular, the number of projection optics can correspond precisely to the number of illumination optics. According to one aspect of the invention, each illumination optical system is assigned a separate projection optical system.
Das Projektionsbelichtungssystem umfasst insbesondere eine Mehrzahl von Scannern, welche parallel, das heißt gleichzeitig, betrieben werden können. Hierbei weist jeder der Scanner ein Mittel zur individuellen Dosisanpassung auf. Alternativ weisen alle bis auf genau einen der Scanner ein Mittel zur individuellen Dosisanpassung auf.In particular, the projection exposure system comprises a plurality of scanners which can be operated in parallel, that is, simultaneously. In this case, each of the scanners has a means for individual dose adjustment. Alternatively, all but one of the scanners have a means for individual dose adjustment.
Die weiteren Vorteile ergeben sich aus den bereits für das Beleuchtungssystem beschriebenen.The further advantages result from those already described for the lighting system.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur mikrolithographischen Herstellung mindestens eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements zu verbessern.A further object of the invention is to improve a method for the microlithographic production of at least one microstructured or nanostructured component.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den folgenden Schritten gelöst:
- – Bereitstellen eines Projektionsbelichtungssystems gemäß der vorhergehenden Beschreibung,
- – Abbilden eines im Objektfeld angeordneten Retikels auf einen im Bildfeld angeordneten Wafer zur Belichtung des Wafers mit Beleuchtungsstrahlung mit einer vorbestimmten Strahlungsdosis,
- – wobei zur Anpassung der zur Belichtung des Wafers verwendeten Strahlungsdosis die Intensitätsverteilung der auf das Objektfeld auftreffenden Beleuchtungsstrahlung mittels der Beleuchtungseinrichtung gesteuert wird.
This task is solved by a procedure with the following steps: - Providing a projection exposure system according to the preceding description,
- Imaging a reticle arranged in the object field onto a wafer arranged in the image field for illuminating the wafer with illumination radiation having a predetermined radiation dose,
- - In order to adapt the radiation dose used for the exposure of the wafer, the intensity distribution of the incident on the object field illumination radiation is controlled by means of the illumination device.
Die Vorteile des Verfahrens ergeben sich aus denen des Beleuchtungssystems.The advantages of the method result from those of the lighting system.
Mit Hilfe der Beleuchtungseinrichtung ist es insbesondere möglich, die zur Belichtung des Wafers verwendete Strahlungsdosis auf einfache Weise zu steuern, insbesondere zu regeln. Es ist insbesondere möglich, die Strahlungsdosis in mehreren separaten Scannern, welche von einer gemeinsamen Strahlungsquelle mit Beleuchtungsstrahlung versorgt werden, individuell und unabhängig voneinander zu steuern, insbesondere zu regeln.With the aid of the illumination device, it is possible, in particular, to control the radiation dose used for exposure of the wafer in a simple manner, in particular to regulate it. In particular, it is possible to control, in particular to regulate, the radiation dose in a plurality of separate scanners, which are supplied with illumination radiation by a common radiation source, individually and independently of one another.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die zur Verlagerung der Intensitätsverteilung benötigte Zeit kürzer als die Zeit, die ein Punkt im Objektfeld höchstens benötigt, um durch das Objektfeld gefahren zu werden. Die Verlagerung ist insbesondere schnell im Vergleich zu der Zeit, in der ein Punkt auf dem Wafer den Scanschlitz durchläuft. Die zur Verlagerung benötigte Zeit beträgt insbesondere höchstens 10 ms, insbesondere höchstens 5 ms, insbesondere höchstens 2 ms, insbesondere höchstens 1 ms, insbesondere höchstens 0,5 ms, insbesondere höchstens 0,3 ms, insbesondere höchstens 0,2 ms, insbesondere höchstens 0,1 ms, insbesondere höchstens 0,05 ms, insbesondere höchstens 0,03 ms, insbesondere höchstens 0,02 ms, insbesondere höchstens 0,01 ms. Dies wird insbesondere durch die hohe Regelungsbandbreite der Vorrichtung ermöglicht.According to one aspect of the invention, the time required to shift the intensity distribution is shorter than the time that a point in the object field at most takes to travel through the object field. In particular, the displacement is fast compared to the time that a point on the wafer passes through the scan slot. The time required for the displacement is in particular at most 10 ms, in particular at most 5 ms, in particular at most 2 ms, in particular at most 1 ms, in particular at most 0.5 ms, in particular at most 0.3 ms, in particular at most 0.2 ms, in particular at most 0 , 1 ms, in particular at most 0.05 ms, in particular at most 0.03 ms, in particular at most 0.02 ms, in particular at most 0.01 ms. This is made possible in particular by the high control bandwidth of the device.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden mehrere Wafer gleichzeitig mit Beleuchtungsstrahlung beaufschlagt. Es ist insbesondere vorgesehen, mehrere Wafer gleichzeitig in separaten Scannern zu belichten.According to another aspect of the invention, multiple wafers are simultaneously exposed to illumination radiation. In particular, it is envisaged to expose multiple wafers simultaneously in separate scanners.
Hierbei kann die Strahlungsdosis, mit welcher jeder der Wafer beaufschlagt wird, individuell und unabhängig von den anderen Scannern gesteuert oder geregelt werden. Für Details sei auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen. Here, the radiation dose with which each of the wafers is applied can be individually controlled and regulated independently of the other scanners. For details refer to the previous description.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein mikro- oder nanostrukturiertes Bauelement zu verbessern. Another object of the invention is to improve a micro- or nanostructured device.
Auch diese Aufgabe wird durch die Bereitstellung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus den für die Beleuchtungseinrichtung beschriebenen. This object is also achieved by the provision of the illumination device according to the invention. The advantages result from those described for the lighting device.
Weitere Details und Einzelheiten sowie Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:Further details and details and advantages of the invention will become apparent from the description of embodiments with reference to the drawings. Show it:
1 schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie, 1 schematically a projection exposure apparatus for EUV projection lithography,
2 schematisch einen Ausschnitt des Strahlengangs in einem System mit mehreren Projektionsbelichtungsanlagen gemäß 1, 2 schematically a section of the beam path in a system with multiple projection exposure systems according to 1 .
3 eine alternative schematische Darstellung des Strahlengangs in einem System mit mehreren Projektionsbelichtungsanlagen, 3 an alternative schematic representation of the beam path in a system with multiple projection exposure systems,
4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Steuerung einer Intensitätsverteilung mit einem Mittel zur räumlichen Verlagerung eines Beleuchtungsstrahls, 4 a schematic representation of an apparatus for controlling an intensity distribution with a means for the spatial displacement of an illumination beam,
5 schematisch eine Intensitätsverteilung der Beleuchtungsstrahlung in einer Projektionsbelichtungsanlage im Bereich eines Feldfacettenspiegels, 5 FIG. 2 schematically shows an intensity distribution of the illumination radiation in a projection exposure apparatus in the region of a field facet mirror. FIG.
6 eine Darstellung gemäß 5 in einem Zustand, in welchem das Intensitätsprofil relativ zum Feldfacettenspiegel verlagert wurde, 6 a representation according to 5 in a state in which the intensity profile has been shifted relative to the field facet mirror,
7 eine Darstellung entsprechend der in 5 mit einem exponentiellen Intensitätsprofil, 7 a representation according to the in 5 with an exponential intensity profile,
8 schematisch eine Darstellung einer weiteren Vorrichtung zur Verlagerung eines Beleuchtungsstrahls relativ zum Feldfacettenspiegel, 8th 1 is a schematic view of another device for displacing an illumination beam relative to the field facet mirror;
9 eine Darstellung gemäß 4 einer alternativen Ausführungsform, bei welcher der Spiegel zur Verlagerung des Beleuchtungsstrahls ein spezielles Oberflächenprofil zur Erzeugung eines bestimmten Intensitätsprofils des Beleuchtungsstrahls aufweist, 9 a representation according to 4 an alternative embodiment in which the mirror for displacing the illumination beam has a specific surface profile for generating a specific intensity profile of the illumination beam,
10 eine Darstellung gemäß 5 mit einem Flattop-Profil, 10 a representation according to 5 with a flattop profile,
11 eine Darstellung gemäß 10, jedoch mit einem verlagerten und dabei veränderten Flattop-Profil, 11 a representation according to 10 but with a displaced and changed flattop profile,
12 eine schematische Darstellung einer Alternative mit einem verformbaren Spiegel in einem ersten Verformungszustand und 12 a schematic representation of an alternative with a deformable mirror in a first deformation state and
13 eine Darstellung gemäß 12 mit dem Spiegel in einem zweiten Verformungszustand, 13 a representation according to 12 with the mirror in a second deformation state,
14 in einem Schnitt parallel zur Einfallsebene auf den Umlenkspiegeln stark schematisch eine Ausführung der Umlenkoptik mit im Strahlengang des EUV-Einzel-Ausgabestrahls zunächst zwei konvexen Zylinderspiegeln, einem nachfolgenden Planspiegel und drei nachfolgenden konkaven Zylinderspiegeln; 14 in a section parallel to the plane of incidence on the deflecting mirrors, very schematically an embodiment of the deflecting optics with in the beam path of the EUV single output beam initially two convex cylindrical mirrors, a subsequent plane mirror and three subsequent concave cylindrical mirrors;
15 in einer zu 14 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung der Umlenkoptik mit einem konvexen Zylinderspiegel und im EUV-Strahlengang sich sequentiell anschließenden drei konkaven Zylinderspiegeln; 15 in one too 14 a similar embodiment, a further embodiment of the deflection optics with a convex cylindrical mirror and in the EUV beam path sequentially adjoining three concave cylindrical mirrors;
16 in einer zu 14 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung der Umlenkoptik mit sequentiell im EUV-Strahlengang nacheinander angeordnet einem konvexen Zylinderspiegel, einem Planspiegel und zwei konkaven Zylinderspiegeln; 16 in one too 14 similar representation, a further embodiment of the deflection optics sequentially in the EUV beam path successively arranged a convex cylindrical mirror, a plane mirror and two concave cylindrical mirrors;
17 in einer zu 14 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung der Umlenkoptik mit sequentiell im EUV-Strahlengang nacheinander angeordnet einem konvexen Zylinderspiegel, einem Planspiegel und drei konkaven Zylinderspiegeln; 17 in one too 14 similar representation, a further embodiment of the deflection optics sequentially in the EUV beam path successively arranged a convex cylindrical mirror, a plane mirror and three concave cylindrical mirrors;
18 in einer zu 14 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung der Umlenkoptik mit sequentiell im EUV-Strahlengang nacheinander angeordnet einem konvexen Zylinderspiegel, zwei nachfolgenden konkaven Zylinderspiegeln, einem nachfolgenden Planspiegeln und zwei nachfolgenden konkaven Zylinderspiegeln; 18 in one too 14 similar representation, a further embodiment of the deflection optics sequentially in the EUV beam path successively arranged a convex cylindrical mirror, two subsequent concave cylindrical mirrors, a subsequent plane mirror and two subsequent concave cylindrical mirrors;
19 in einer zu 14 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung der Umlenkoptik mit sequentiell im EUV-Strahlengang nacheinander angeordnet einem konvexen Zylinderspiegel, einem nachfolgenden Planspiegel und vier sequentiell nachfolgenden konkaven Zylinderspiegeln; 19 in one too 14 similar representation, a further embodiment of the deflection optics sequentially in the EUV beam path successively arranged a convex cylindrical mirror, a subsequent plane mirror and four sequentially following concave cylindrical mirrors;
20 in einer zu 14 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung der Umlenkoptik mit sequentiell im EUV-Strahlengang nacheinander angeordnet einem konvexen Zylinderspiegel, zwei sequentiell nachfolgenden Planspiegeln und drei sequentiell nachfolgenden konkaven Zylinderspiegeln; 20 in one too 14 similar representation, a further embodiment of the deflection optics sequentially in the EUV beam path successively arranged a convex cylindrical mirror, two sequentially following plane mirrors and three sequentially following concave cylindrical mirrors;
21 bis 23 schematische Darstellungen einer alternativen Vorrichtung zur Beeinflussung eines Einzel-Ausgabestrahls in unterschiedlichen Aktivierungszuständen; 21 to 23 schematic representations of an alternative device for influencing a single output beam in different activation states;
24 und 25 schematische Darstellungen einer weiteren Alternative zur Beeinflussung eines Einzel-Ausgabestrahls in unterschiedlichen Stellungen; 24 and 25 schematic representations of another alternative for influencing a single output beam in different positions;
26 eine schematische Darstellung einer alternativen Anordnung einer Vorrichtung zur Beeinflussung lediglich eines Teils der Beleuchtungsstrahlung in einem der Einzel-Ausgabestrahlen; 26 a schematic representation of an alternative arrangement of a device for influencing only a portion of the illumination radiation in one of the individual output beams;
27 eine schematische Darstellung einer weiteren Alternative zur Beeinflussung eines Teils der Beleuchtungsstrahlung in einem der Einzel-Ausgabestrahlen; 27 a schematic representation of a further alternative for influencing a portion of the illumination radiation in one of the single output beams;
28 eine schematische Darstellung einer weiteren Alternative zur Beeinflussung der Beleuchtungsstrahlung einem der Einzel-Ausgabestrahlen; und 28 a schematic representation of a further alternative for influencing the illumination radiation of one of the individual output beams; and
29 eine weitere Alternative einer Vorrichtung zur Beeinflussung der Beleuchtungsstrahlung in einem der Einzel-Ausgabestrahlen. 29 a further alternative of a device for influencing the illumination radiation in one of the single output beams.
Eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie ist Teil eines Projektionsbelichtungssystems 30 mit mehreren Projektionsbelichtungsanlagen 1. Die Projektionsbelichtungsanlagen 1 umfassen jeweils eine Beleuchtungsoptik 15 und eine Projektionsoptik 19. Die Beleuchtungsoptik 15 dient zur Überführung von Beleuchtungsstrahlung 3 von einer Strahlungsquelle 2 zu einem in einem Objektfeld 11 angeordneten Retikel 12. Die Projektionsoptik 19 dient zur Abbildung des Retikels 12, insbesondere zur Abbildung von Strukturen auf dem Retikel 12, auf einen in einem Bildfeld 22 angeordneten Wafer 24.A projection exposure machine 1 for microlithography is part of a projection exposure system 30 with several projection exposure systems 1 , The projection exposure systems 1 each include a lighting optics 15 and a projection optics 19 , The illumination optics 15 serves for the transfer of illumination radiation 3 from a radiation source 2 to one in an object field 11 arranged reticle 12 , The projection optics 19 serves to image the reticle 12 in particular for imaging structures on the reticle 12 , on one in an image field 22 arranged wafers 24 ,
Die einzelnen Bestandteile des Projektionsbelichtungssystems 30 können begrifflich zu Teilsystemen zusammengefasst werden. Diese Teilsysteme können separate konstruktive Teilsysteme bilden. Die Aufteilung in Teilsysteme muss sich jedoch nicht notwendigerweise in einer konstruktiven Abgrenzung widerspiegeln. Beispielsweise sind die Beleuchtungsoptik 15 und die Projektionsoptik 19 jeweils Bestandteile eines optischen Systems. Sie sind insbesondere Bestandteile eines Scanners 5. Der Scanner 5 kann auch weitere Bestandteile umfassen. Er kann insbesondere die Einkoppeloptik 14 umfassen. Er kann auch die Umlenkoptik 13 umfassen. Er kann insbesondere die gesamte Strahlführungsoptik 10 umfassen. Der Scanner 5 kann insbesondere jeweils die Bestandteile, welche im Strahlengang nach der Auskoppeloptik, das heißt im Strahlengang eines der ausgekoppelten Strahlen, angeordnet sind, umfassen.The individual components of the projection exposure system 30 can be summarized conceptually into subsystems. These subsystems can form separate structural subsystems. However, the division into subsystems does not necessarily have to be reflected in a constructive demarcation. For example, the illumination optics 15 and the projection optics 19 each components of an optical system. They are in particular components of a scanner 5 , The scanner 5 may also include other ingredients. He can in particular the Einkoppeloptik 14 include. He can also use the deflection optics 13 include. He can in particular the entire beam guiding optics 10 include. The scanner 5 In particular, in each case the constituents, which are arranged in the beam path after the coupling-out optical system, that is to say in the beam path of one of the coupled-out beams, can comprise.
Die Strahlungsquelle 2 ist ebenso wie ein dieser in Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung 3 nachgeordnete Strahlformungsoptik 6 und eine Auskoppeloptik 8 Bestandteil eines Strahlungsquellenmoduls.The radiation source 2 is as well as one of these in the beam path of the illumination radiation 3 downstream beamforming optics 6 and a coupling optics 8th Component of a radiation source module.
Eine Strahlführungsoptik 10 umfasst in der Reihenfolge des Strahlengangs der Beleuchtungsstrahlung 3 jeweils eine Umlenkoptik 13, eine Einkoppeloptik, insbesondere in Form einer Fokussier-Baugruppe 14, und die Beleuchtungsoptik 15.A beam guiding optics 10 comprises in the order of the beam path of the illumination radiation 3 each a deflection optics 13 , a coupling optics, in particular in the form of a focusing assembly 14 , and the illumination optics 15 ,
Die Strahlführungsoptik 10 bildet zusammen mit der Strahlformungsoptik 6 und der Auskoppeloptik 8 Bestandteile einer Beleuchtungseinrichtung 35. The beam guiding optics 10 forms together with the beam shaping optics 6 and the decoupling optics 8th Components of a lighting device 35 ,
Die Beleuchtungseinrichtung 35 ist ebenso wie die Strahlungsquelle 2 Bestandteil eines Beleuchtungssystems. The lighting device 35 is as well as the radiation source 2 Part of a lighting system.
Das Projektionsbelichtungssystem 30 umfasst das Beleuchtungssystem und eine Mehrzahl von Projektionsoptiken 19. Hierbei entspricht die Anzahl der Projektionsoptiken 19 insbesondere gerader der Anzahl der Beleuchtungsoptiken 15, insbesondere der Strahlführungsoptiken 10. Es besteht insbesondere eine 1:1-Zuordnung zwischen den Beleuchtungsoptiken 15 und den Projektionsoptiken 19. The projection exposure system 30 includes the illumination system and a plurality of projection optics 19 , Here, the number of projection optics corresponds 19 especially straighter the number of illumination optics 15 , in particular the beam guiding optics 10 , In particular, there is a 1: 1 association between the illumination optics 15 and the projection optics 19 ,
Zum Teil wird das gesamte Projektionsbelichtungssystem 30 auch als Projektionsbelichtungsanlage bezeichnet. Im Folgenden sei zur besseren begrifflichen Abgrenzung unter den Projektionsbelichtungsanlagen 1 jeweils der Teil des Projektionsbelichtungssystems 30 verstanden, welcher zur Belichtung eines einzelnen Wafers 24 dient, das heißt jeweils genau eine einzelne der Projektionsoptiken 19 umfasst. Hierzu teilen sich mehrere, insbesondere sämtliche, der Projektionsbelichtungsanlagen 1 ein gemeinsames Strahlungsquellenmodul, insbesondere eine gemeinsame Strahlungsquelle 2.In part, the entire projection exposure system 30 Also referred to as a projection exposure system. In the following, for a better conceptual differentiation among the projection exposure systems 1 each part of the projection exposure system 30 which is used to expose a single wafer 24 serves, that is, in each case exactly one single of the projection optics 19 includes. This is shared by several, in particular all, the projection exposure systems 1 a common radiation source module, in particular a common radiation source 2 ,
Das System mit den Projektionsbelichtungsanlagen 1 umfasst insbesondere eine Mehrzahl von Scannern 5, welche von einer einzigen, gemeinsamen Strahlungsquelle 2 mit Beleuchtungsstrahlung 3 versorgt werden.The system with the projection exposure systems 1 includes in particular a plurality of scanners 5 , which from a single, common radiation source 2 with illumination radiation 3 be supplied.
Von den Projektionsbelichtungsanlagen 1 ist in der 1 nur eine schematisch dargestellt. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 dient zur Herstellung eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauelements, insbesondere eines elektronischen Halbleiter-Bauelements. Die Projektionsbelichtungsanlagen 1 weisen eine gemeinsame Strahlungsquelle 2 auf. Die Strahlungsquelle 2 emittiert EUV-Strahlung im Wellenlängenbereich beispielsweise zwischen 2 nm und 30 nm, insbesondere zwischen 2 nm und 15 nm. Die Strahlungsquelle 2 ist als Freie-Elektronen-Laser (FEL) ausgeführt. Es handelt sich dabei um eine Synchrotronstrahlungsquelle beziehungsweise um eine Synchrotron strahlungsbasierte Strahlungsquelle, die kohärente Strahlung mit sehr hoher Brillanz erzeugt. From the projection exposure equipment 1 is in the 1 only one shown schematically. The projection exposure machine 1 is used to produce a micro- or nanostructured device, in particular an electronic semiconductor device. The projection exposure systems 1 have a common radiation source 2 on. The radiation source 2 emits EUV radiation in the wavelength range, for example, between 2 nm and 30 nm, in particular between 2 nm and 15 nm. The radiation source 2 is designed as a free-electron laser (FEL). It is a synchrotron radiation source or a synchrotron radiation-based radiation source that generates coherent radiation with very high brilliance.
Exemplarisch sei für derartige Strahlungsquellen auf die US 2007/0152171 A1 , die DE 103 58 225 B3 und die in der WO 2009/121438 A1 angegebenen Veröffentlichungen verwiesen. As an example for such radiation sources on the US 2007/0152171 A1 , the DE 103 58 225 B3 and those in the WO 2009/121438 A1 referenced publications.
Die Strahlungsquelle 2 hat beispielsweise eine mittlere Leistung im Bereich von 1 kW bis 25 kW. Sie weist eine Pulsfrequenz im Bereich von 10 MHz bis 50 MHz auf. Jeder einzelne Strahlungsimpuls kann beispielsweise eine Energie von 83 µJ betragen. Bei einer Strahlungsimpulslänge von 100 fs entspricht dies einer Strahlungsimpulsleistung von 833 MW.The radiation source 2 has, for example, a mean power in the range of 1 kW to 25 kW. It has a pulse rate in the range of 10 MHz to 50 MHz. Each individual radiation pulse may for example have an energy of 83 μJ. With a radiation pulse length of 100 fs, this corresponds to a radiation pulse power of 833 MW.
Die Strahlungsquelle 2 kann eine Repetitionsrate im Kilohertzbereich, beispielsweise von 100 kHz, oder im niederen Megahertzbereich, beispielsweise bei 3 MHz, im mittleren Megahertzbereich, beispielsweise bei 30 MHz, im oberem Megahertzbereich, beispielsweise bei 300 MHz oder auch im Gigahertzbereich, beispielsweise bei 1,3 GHz, liegen. The radiation source 2 may have a repetition rate in the kilohertz range, for example of 100 kHz, or in the low megahertz range, for example at 3 MHz, in the middle megahertz range, for example at 30 MHz, in the upper megahertz range, for example at 300 MHz or else in the gigahertz range, for example at 1.3 GHz, lie.
Zur Erleichterung der Darstellung von Lagebezeichnungen wird nachfolgend ein kartesisches xyz-Koordinatensystem verwendet. Die x-Koordinate spannt mit der y-Koordinate bei diesen Darstellungen regelmäßig einen Bündelquerschnitt der EUV-Strahlung 3 auf. Entsprechend verläuft die z-Richtung regelmäßig in Strahlrichtung der EUV-Strahlung 3, welche auch als Beleuchtungs- oder Abbildungsstrahlung bezeichnet wird. To facilitate the representation of position labels, a Cartesian xyz coordinate system is used below. The x-coordinate regularly tightens a bundle cross-section of the EUV radiation with the y-coordinate in these representations 3 on. Accordingly, the z-direction is regularly in the beam direction of the EUV radiation 3 , which is also referred to as illumination or imaging radiation.
Im Bereich einer Objektebene 18 beziehungsweise einer Bildebene 23 verläuft die y-Richtung parallel zu einer Scanrichtung. Die x-Richtung verläuft senkrecht zur Scanrichtung. In the area of an object plane 18 or a picture plane 23 the y-direction is parallel to a scan direction. The x-direction is perpendicular to the scan direction.
In 1 sind stark schematisch die Hauptkomponenten einer der Projektionsbelichtungsanlagen 1 dargestellt.In 1 are very schematically the main components of one of the projection exposure systems 1 shown.
Die Strahlungsquelle 2 emittiert Beleuchtungsstrahlung 3 in Form eines EUV-Rohstrahls 4. Der EUV-Rohstrahl 4 weist ein Intensitätsprofil mit einer bekannten Intensitätsverteilung I0(x, y) auf. Der EUV-Rohstrahl 4 hat eine sehr kleine Divergenz. The radiation source 2 emits illumination radiation 3 in the form of an EUV raw beam 4 , The EUV raw beam 4 has an intensity profile with a known intensity distribution I 0 (x, y). The EUV raw beam 4 has a very small divergence.
Eine Strahlformungsoptik 6 dient zur Erzeugung eines EUV-Sammel-Ausgabestrahls 7 aus dem EUV-Rohstrahl 4. Dies ist in der 1 sehr stark schematisch und in der 2 etwas weniger stark schematisch dargestellt. Der EUV-Sammel-Ausgabestrahl 7 hat eine sehr kleine Divergenz. A beam shaping optics 6 serves to generate an EUV collective output beam 7 from the EUV raw beam 4 , This is in the 1 very strongly schematic and in the 2 somewhat less schematically shown. The EUV collective output beam 7 has a very small divergence.
Nach Verlassen der Strahlformungsoptik 6 verlaufen die Strahlen des EUV-Sammel-Ausgabestrahls 7 im Wesentlichen parallel. Die Divergenz des EUV-Sammel-Ausgabestrahls 7 kann kleiner als 10 mrad sein, insbesondere kleiner als 1 mrad, insbesondere kleiner als 100 µrad, insbesondere kleiner als 10 µrad. After leaving the beam shaping optics 6 The beams of the EUV collective output beam run 7 essentially parallel. The divergence of the EUV collective output beam 7 may be less than 10 mrad, in particular less than 1 mrad, in particular less than 100 urad, in particular less than 10 urad.
Der EUV-Sammel-Ausgabestrahl 7 weist ein Aspektverhältnis auf, welches von der Strahlformungsoptik 6 in Abhängigkeit von einer Anzahl N der mit der Strahlungsquelle 2 zu versorgenden Scannern vorgegeben wird. Wie nachfolgend noch näher erläutert wird, ist vorgesehen, mehrere Scanner mittels einer einzigen, gemeinsamen Strahlungsquelle 2 mit EUV-Strahlung 3 zu versorgen. The EUV collective output beam 7 has an aspect ratio which depends on the beam shaping optics 6 depending on a number N of the radiation source 2 is to be supplied to scanners. As will be explained in more detail below, a plurality of scanners is provided by means of a single, common radiation source 2 with EUV radiation 3 to supply.
In 2 ist schematisch eine Systemauslegung mit N = 4 angedeutet. Bei der in der 2 schematisch dargestellten Alternative versorgt die Strahlungsquelle 2 vier Projektionsbelichtungsanlagen mit EUV-Strahlung 3. Die Anzahl N der von der Strahlungsquelle 2 mit Beleuchtungsstrahlung 3 zu versorgenden beziehungsweise versorgten Projektionsbelichtungsanlagen kann auch noch größer sein. Sie kann beispielsweise bis zu zehn, insbesondere bis zu zwanzig betragen.In 2 schematically a system design with N = 4 is indicated. When in the 2 schematically illustrated alternative provides the radiation source 2 four projection exposure systems with EUV radiation 3 , The number N of the radiation source 2 with illumination radiation 3 To be supplied or supplied projection exposure equipment may be even greater. It can for example be up to ten, in particular up to twenty.
Eine Auskoppeloptik 8 dient zur Erzeugung von mehreren, nämlich von N, EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 i (i = 1 bis N) aus dem EUV-Sammel-Ausgabestrahl 7. Die EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 i bilden jeweils Strahlenbündel zur Beleuchtung eines Retikels 12. Sie werden auch als Einzel-Beleuchtungsstrahlen oder lediglich als Beleuchtungsstrahlen bezeichnet.A coupling optics 8th is used to generate several, namely N, EUV single output jets 9 i (i = 1 to N) from the EUV collective output beam 7 , The EUV single issue jets 9 i each form bundles of rays for illuminating a reticle 12 , They are also referred to as single illumination beams or merely as illumination beams.
In der 1 ist schematisch die weitere Führung eines der EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 i, nämlich des EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 1, dargestellt. Die anderen, von der Auskoppeloptik 8 erzeugten EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 j, die in der 1 ebenfalls schematisch angedeutet sind, werden anderen Scannern 5 des Systems zugeführt.In the 1 is schematically the further guidance of one of the EUV single output jets 9 i , namely the EUV single output beam 9 1 , shown. The others, from the decoupling optics 8th generated EUV single output beams 9 j , who in the 1 also schematically indicated are other scanners 5 supplied to the system.
2 zeigt ein Beispiel für die Auskoppeloptik 8 zur Erzeugung der EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 i aus dem EUV-Sammel-Ausgabestrahl 7. Die Auskoppeloptik 8 hat eine Mehrzahl von Auskoppelspiegeln 31 i, die den EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 i zugeordnet sind. Die Auskoppelspiegel 31 i dienen jeweils dazu, einen der EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 i aus dem EUV-Sammel-Ausgabestrahl 7 auszukoppeln. 2 shows an example of the coupling-out optics 8th for generating the EUV single output jets 9 i from the EUV collective output beam 7 , The decoupling optics 8th has a plurality of Auskoppelspiegeln 31 i , which is the EUV single output beam 9 i are assigned. The Auskoppelspiegel 31 i each serve to one of the EUV single output jets 9 i from the EUV collective output beam 7 decouple.
Am Ausgang der Auskoppeloptik 8 weist der EUV-Einzel-Ausgabestrahl 9 i jeweils eine bekannte Intensitätsverteilung Ii(x, y) auf. At the output of the coupling optics 8th indicates the EUV single output beam 9 i each have a known intensity distribution I i (x, y).
2 zeigt eine Anordnung der Auskoppelspiegel 31 i derart, dass die Beleuchtungsstrahlung 3 bei der Auskopplung von den Auskoppelspiegeln 31 i um 90° umgelenkt wird. Gemäß einer vorteilhaften Alternative sind die Auskoppelspiegel 31 i jeweils derart angeordnet, dass sie unter streifendem Einfall der Beleuchtungsstrahlung 3 betrieben werden. Ein Einfallswinkel der Beleuchtungsstrahlung 3 auf den Auskoppelspiegeln 31 i kann mindestens 70°, insbesondere mindestens 80°, insbesondere mindestens 85° betragen. 2 shows an arrangement of Auskoppelspiegel 31 i such that the illumination radiation 3 in the decoupling of the coupling-out mirrors 31 i is deflected by 90 °. According to an advantageous alternative, the Auskoppelspiegel 31 i each arranged such that they under grazing incidence of the illumination radiation 3 operate. An angle of incidence of the illumination radiation 3 on the Auskoppelspiegeln 31 i may be at least 70 °, in particular at least 80 °, in particular at least 85 °.
Die Auskoppelspiegel 31 i können jeweils an einen nicht näher dargestellten Kühlkörper thermisch angekoppelt sein. The Auskoppelspiegel 31 i can each be thermally coupled to a heat sink, not shown.
In 2 ist eine Variante der Auskoppeloptik 8 mit insgesamt vier Auskoppelspiegeln 31 1 bis 31 4 dargestellt. Auch eine andere Anzahl an Auskoppelspiegeln 31 i ist möglich. Je nach Anzahl der von der Strahlungsquelle 2 zu versorgenden Scannern 5 können zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr Auskoppelspiegel 31 i vorgesehen sein. Üblicherweise liegt die Anzahl der Auskoppelspiegel 31 i bei weniger als 20.In 2 is a variant of the coupling optics 8th with a total of four coupling-out mirrors 31 1 to 31 4 shown. Also a different number of Auskoppelspiegeln 31 i is possible. Depending on the number of the radiation source 2 to be supplied scanners 5 can have two, three, four, five, six, seven, eight, nine, ten or more output levels 31 i be provided. Usually, the number of Auskoppelspiegel 31 i at less than 20.
Nach der Auskoppeloptik 8 wird die Beleuchtungsstrahlung 3 von der Strahlführungsoptik 10 zum Objektfeld 11 des Scanners 5 geführt. Im Objektfeld 11 ist eine Lithographiemaske in Form des Retikels 12 als zu projizierendes Objekt angeordnet. After the coupling-out optics 8th becomes the illumination radiation 3 from the beam guiding optics 10 to the object field 11 of the scanner 5 guided. In the object field 11 is a lithographic mask in the form of the reticle 12 arranged as an object to be projected.
Die der Auskoppeloptik 8 im Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung 3 nachfolgende Umlenkoptik 13 dient einerseits zum Umlenken der EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 i so, dass diese nach der Umlenkoptik 13 jeweils eine vertikale Strahlrichtung haben, und andererseits zur Anpassung des x:y-Aspektverhältnisses der EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 i. Das x:y-Aspektverhältnis der EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 i kann mittels der Umlenkoptik 13 insbesondere auf ein Aspektverhältnis von 1:1 angepasst werden. Andere Aspektverhältnisse können ebenso erreicht werden. Es ist insbesondere möglich, die EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 i jeweils derart anzupassen, dass sie ein x:y-Aspektverhältnis der ersten Facetten 16a und/oder entsprechend dem des Objektfeldes 11, insbesondere beispielsweise ein Aspektverhältnis von 13:1, aufweisen. The decoupling optics 8th in the beam path of the illumination radiation 3 subsequent deflection optics 13 serves on the one hand to divert the EUV single output jets 9 i so that these after the deflection optics 13 each have a vertical beam direction and, on the other hand, to adjust the x: y aspect ratio of the EUV single output beams 9 i . The x: y aspect ratio of the EUV single output jets 9 i can by means of the deflection optics 13 especially adapted to an aspect ratio of 1: 1. Other aspect ratios can also be achieved. In particular, it is possible to use the EUV single output jets 9 i are each adapted to have an x: y aspect ratio of the first facets 16a and / or according to the object field 11 , in particular, for example, an aspect ratio of 13: 1, have.
Bei einer Variante, bei welcher nach der Auskoppeloptik 8 bereits ein vertikaler Strahlengang der EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 i vorliegt, kann auf eine umlenkende Wirkung der Umlenkoptik 13 verzichtet werden. Die Umlenkoptik 13 dient in diesem Fall vornehmlich der Anpassung des x:y-Aspektverhältnisses der EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 i. In a variant in which after the coupling-out optics 8th already a vertical beam path of the EUV single output beams 9 i , may be due to a deflecting effect of the deflection optics 13 be waived. The deflection optics 13 In this case, it serves primarily to adapt the x: y aspect ratio of the EUV single output jets 9 i .
Gemäß einer Variante kann auf die Umlenkoptik 13 insgesamt verzichtet werden.According to a variant can on the deflection optics 13 altogether be waived.
Die EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 können hinter der Umlenkoptik 13 derart verlaufen, dass sie, gegebenenfalls nach Durchlaufen einer Fokussier-Baugruppe 14, unter einem Winkel in die Beleuchtungsoptik 15 treffen, wobei dieser Winkel eine effiziente Faltung der Beleuchtungsoptik erlaubt. Hinter der Umlenkoptik 13 kann der EUV-Einzel-Ausgabestrahl 9 i in einem Winkel von 0° bis 10° zur Senkrechten, in einem Winkel von 10° bis 20° zur Senkrechten, oder in einem Winkel von 20° bis 30° zur Senkrechten verlaufen.The EUV single issue jets 9 can behind the deflection optics 13 are such that they, optionally after passing through a focusing assembly 14 , at an angle in the illumination optics 15 meet, with this angle allows efficient folding of the illumination optics. Behind the deflection optics 13 can the EUV single output beam 9 i at an angle of 0 ° to 10 ° to the vertical, at an angle of 10 ° to 20 ° to the vertical, or at an angle of 20 ° to 30 ° to the vertical.
Anhand der 14 bis 20 werden nachfolgend verschiedene Varianten für die Umlenkoptik 13 beschrieben. Das Beleuchtungslicht 3 wird dabei schematisch als ein einziger Strahl dargestellt, es wird also auf eine Bündeldarstellung verzichtet. Based on 14 to 20 Below are different variants for the deflection optics 13 described. The illumination light 3 is shown schematically as a single beam, so it is dispensed to a bundle presentation.
Die Divergenz des EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 i nach Durchlaufen der Umlenkoptik ist kleiner als 10 mrad, insbesondere kleiner als 1 mrad und insbesondere kleiner als 100 µrad, das heißt, der Winkel zwischen zwei beliebigen Strahlen im Strahlenbündel des EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 i ist kleiner als 20 mrad, insbesondere kleiner als 2 mrad und insbesondere kleiner als 200 µrad. Dies ist für die im Folgenden beschriebenen Varianten erfüllt.The divergence of the EUV single output beam 9 i after passing through the deflection optics is less than 10 mrad, in particular less than 1 mrad and in particular less than 100 μrad, that is, the angle between any two beams in the beam of the EUV single output beam 9 i is less than 20 mrad, in particular less than 2 mrad and in particular less than 200 μrad. This is fulfilled for the variants described below.
Die Umlenkoptik 13 nach 14 lenkt den ausgekoppelten EUV-Einzel-Ausgabestrahl 9 insgesamt um einen Umlenkwinkel von etwa 75° ab. Der EUV-Einzel-Ausgabestrahl 9 fällt auf die Umlenkoptik 13 nach 14 also unter einem Winkel von etwa 15° zur Horizontalen ein und verlässt die Umlenkoptik 13 mit einer Strahlrichtung parallel zur x-Achse in der 14. Die Umlenkoptik 13 hat eine Gesamttransmission für den EUV-Einzel-Ausgabestrahl 9 von etwa 55 %. The deflection optics 13 to 14 steers the disconnected EUV single output beam 9 in total by a deflection angle of about 75 °. The EUV single output beam 9 falls on the deflection optics 13 to 14 So at an angle of about 15 ° to the horizontal and leaves the deflection optics 13 with a beam direction parallel to the x-axis in the 14 , The deflection optics 13 has a total transmission for the EUV single output beam 9 of about 55%.
Die Umlenkoptik 13 nach 14 hat insgesamt sechs Umlenkspiegel D1, D2, D3, D4, D5 und D6, die in der Reihenfolge ihrer Beaufschlagung im Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 durchnummeriert sind. Von den Umlenkspiegeln D1 bis D6 ist schematisch jeweils nur ein Schnitt durch deren Reflexionsfläche dargestellt, wobei eine Krümmung der jeweiligen Reflexionsfläche stark übertrieben dargestellt ist. Alle Spiegel D1 bis D6 der Umlenkoptik 13 nach 14 werden unter streifendem Einfall mit dem Beleuchtungslicht 3 in einer gemeinsamen Umlenk-Einfallsebene parallel zur xz-Ebene beaufschlagt. The deflection optics 13 to 14 has a total of six deflecting mirrors D1, D2, D3, D4, D5 and D6, in order of their exposure in the beam path of the illumination light 3 are numbered. Of the deflecting mirrors D1 to D6, only a section through the reflection surface is shown schematically, wherein a curvature of the respective reflection surface is shown greatly exaggerated. All mirrors D1 to D6 of the deflection optics 13 to 14 are under grazing incidence with the illumination light 3 applied in a common deflection incident plane parallel to the xz plane.
Die Spiegel D1 und D2 sind als konvexe Zylinderspiegel mit Zylinderachse parallel zur y-Achse ausgeführt. Der Spiegel D3 ist als Planspiegel ausgeführt. Die Spiegel D4 bis D6 sind als konkave Zylinderspiegel wiederum mit Zylinderachse parallel zur y-Achse ausgeführt. The mirrors D1 and D2 are designed as convex cylindrical mirrors with cylinder axis parallel to the y-axis. The mirror D3 is designed as a plane mirror. The mirrors D4 to D6 are in turn designed as concave cylinder mirrors with cylinder axis parallel to the y-axis.
Die konvexen Zylinderspiegel werden auch als domförmige Spiegel bezeichnet. Die konkaven Zylinderspiegel werden auch als schüsselförmige Spiegel bezeichnet. The convex cylindrical mirrors are also referred to as dome-shaped mirrors. The concave cylindrical mirrors are also referred to as dish-shaped mirrors.
Die kombinierte bündelformende Wirkung der Spiegel D1 bis D6 ist so, dass das x/y-Aspektverhältnis vom Wert 1/√ N :1 auf den Wert 1:1 angepasst wird. In der x-Dimension erfolgt also im Verhältnis eine Streckung des Bündelquerschnitts um den Faktor √ N . The combined beam-forming effect of the mirrors D1 to D6 is such that the x / y aspect ratio is 1 / √ N : 1 is adjusted to the value 1: 1. In the x-dimension, therefore, the bundle cross-section is stretched by the factor √ N ,
Mindestens einer der Umlenkspiegel D1 bis D6, einer Auswahl der Umlenkspiegel oder auch alle Umlenkspiegel D1 bis D6 können über zugeordnete Aktoren 40 in der x-Richtung und/oder in der z-Richtung verlagerbar ausgeführt sein. Hierdurch kann eine Anpassung einerseits der Umlenkwirkung und andererseits der Aspektverhältnis-Anpassungswirkung der Umlenkoptik 13 herbeigeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens einer der Umlenkspiegel D1 bis D6 als hinsichtlich seines Krümmungsradius anpassbarer Spiegel ausgeführt sein. Hierzu kann der jeweilige Spiegel D1 bis D6 aus einer Mehrzahl von Einzelspiegeln aufgebaut sein, die aktorisch zueinander verlagerbar sind, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist. At least one of the deflecting mirrors D1 to D6, a selection of the deflecting mirrors or also all the deflecting mirrors D1 to D6 can be assigned via associated actuators 40 be executed displaced in the x-direction and / or in the z-direction. As a result, an adaptation on the one hand the deflection effect and on the other hand the aspect ratio adjustment effect of the deflection optics 13 be brought about. Alternatively or additionally, at least one of the deflecting mirrors D1 to D6 can be designed as a mirror which can be adapted with regard to its radius of curvature. For this purpose, the respective mirror D1 to D6 can be constructed from a plurality of individual mirrors which are actuarially displaceable relative to one another, which is not shown in the drawing.
Die verschiedenen optischen Baugruppen des Systems mit den Projektionsbelichtungsanlagen 1 können adaptiv ausgeführt sein. Es kann also zentral vorgegeben werden, wie viele der Projektionsbelichtungsanlagen 1 mit welchem energetischen Verhältnis mit EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 i von der Lichtquelle 2 versorgt werden sollen und welche Bündelgeometrie bei jeweiligen EUV-Einzel-Ausgabestrahl 9 nach Durchlaufen der jeweiligen Umlenkoptik 13 vorliegen soll. Je nach Vorgabewerten können sich die EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 i in ihrer Intensität und auch in ihrem Soll-x/y-Aspektverhältnis unterscheiden. Insbesondere ist es möglich, durch adaptive Einstellung der Auskoppelspiegel 31 i die energetischen Verhältnisse der EUV-Einzel-Ausgabestrahlen 9 i zu verändern, und durch adaptive Einstellung der Umlenkoptik 13 die Größe und das Aspektverhältnis des EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 i nach Durchlaufen der Umlenkoptik 13 unverändert zu halten.The various optical assemblies of the system with the projection exposure equipment 1 can be adaptive. So it can be given centrally, as many of the projection exposure systems 1 with what energetic relationship with EUV single output jets 9 i from the light source 2 to be supplied and which bundle geometry for each EUV single output beam 9 after passing through the respective deflection optics 13 should be present. Depending on the default values, the EUV single output jets may be 9 i differ in their intensity and also in their desired x / y aspect ratio. In particular, it is possible by adaptive adjustment of the output mirror 31 i the energy conditions of the EUV individual output beams 9 i , and by adaptive adjustment of the deflection optics 13 the size and aspect ratio of the EUV single output beam 9 i after passing through the deflection optics 13 keep unchanged.
Anhand der 15 bis 20 werden nachfolgend weitere Ausführungen von Umlenkoptiken beschrieben, die anstelle der Umlenkoptik 13 nach 14 bei einem System mit N Projektionsbelichtungsanlagen 1 zum Einsatz kommen können. Komponenten und Funktionen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 14 und insbesondere unter Bezugnahme auf die 14 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugszeichen und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. Based on 15 to 20 In the following, further embodiments of deflection optics are described, which instead of the deflection optics 13 to 14 in a system with N projection exposure equipment 1 can be used. Components and functions described above with reference to the 1 to 14 and in particular with reference to 14 have already been explained, bear the same reference numbers and will not be discussed again in detail.
Eine Umlenkoptik 13 nach 15 hat insgesamt vier Spiegel D1, D2, D3, D4 im Strahlengang des Beleuchtungslichts 3. Der Spiegel D1 ist als konvexe Zylinderlinse ausgeführt. Die Spiegel D2 bis D4 sind als konkave Zylinderlinsen ausgeführt. A deflection optics 13 to 15 has a total of four mirrors D1, D2, D3, D4 in the beam path of the illumination light 3 , The mirror D1 is designed as a convex cylindrical lens. The mirrors D2 to D4 are designed as concave cylindrical lenses.
Genauere optische Daten können der nachfolgenden Tabelle entnommen werden. Die erste Spalte bezeichnet hierbei den Krümmungsradius des jeweiligen Spiegels D1 bis D4 und die zweite Spalte den Abstand des jeweiligen Spiegels D1 bis D3 zum jeweils nachfolgenden Spiegel D2 bis D4. Der Abstand bezieht sich auf diejenige Distanz, die ein zentraler Strahl innerhalb des EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 i zwischen den entsprechenden Reflexionen zurücklegt. Die in dieser und den nachfolgenden Tabellen verwendete Einheit ist jeweils mm, soweit nichts anderes beschrieben ist. Der EUV-Einzel-Ausgabestrahl 9 i fällt hierbei mit einem Halbmesser din/2 von 10mm in die Umlenkoptik 13 ein. Krümmungsradius Abstand zum nächsten Spiegel
D1 2922.955800 136.689360
D2 –49802.074797 244.501473
D3 –13652.672229 342.941568
D4 –22802.433560
Tabelle zu Fig. 15 More precise optical data can be found in the following table. The first column designates the radius of curvature of the respective mirror D1 to D4 and the second column the distance of the respective mirror D1 to D3 to the respective subsequent mirror D2 to D4. The distance refers to the distance that a central beam within the EUV single output beam 9 i travels between the corresponding reflections. The unit used in this and subsequent tables is mm, unless otherwise specified. The EUV single output beam 9 i falls here with a radius d in / 2 of 10mm in the deflection optics 13 one. radius of curvature Distance to the next mirror
D1 2922.955800 136.689360
D2 -49802.074797 244.501473
D3 -13652.672229 342.941568
D4 -22802.433560
Table for Fig. 15
Die Umlenkoptik 13 nach 15 weitet das x/y-Aspektverhältnis um einen Faktor 3 auf. The deflection optics 13 to 15 widens the x / y aspect ratio by a factor of 3.
16 zeigt eine weitere Ausführung einer Umlenkoptik 13 ebenfalls mit vier Spiegeln D1 bis D4. Der Spiegel D1 ist ein konvexer Zylinderspiegel. Der Spiegel D2 ist ein Planspiegel. Die Spiegel D3 und D4 sind zwei Zylinderspiegel mit identischem Krümmungsradius. 16 shows a further embodiment of a deflection optics 13 also with four mirrors D1 to D4. The mirror D1 is a convex cylindrical mirror. The mirror D2 is a plane mirror. The mirrors D3 and D4 are two cylindrical mirrors with identical radius of curvature.
Genauere Daten können der nachfolgenden Tabelle entnommen werden, die vom Aufbau der Tabelle zur 15 entspricht. Krümmungsradius Abstand zum nächsten Spiegel
D1 5080.620899 130.543311
D2 0.000000 187.140820
D3 –18949.299940 226.054877
D4 –18949.299940
Tabelle zu Fig. 16 More detailed data can be found in the table below, which is based on the structure of the table 15 equivalent. radius of curvature Distance to the next mirror
D1 5080.620899 130.543311
D2 0.000000 187.140820
D3 -18949.299940 226.054877
D4 -18949.299940
Table for Fig. 16
Die Umlenkoptik 13 nach 16 weitet das x/y-Aspektverhältnis des EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 um einen Faktor 2 auf. The deflection optics 13 to 16 expands the x / y aspect ratio of the EUV single output beam 9 by a factor of 2.
17 zeigt eine weitere Ausführung einer Umlenkoptik 13 mit fünf Spiegeln D1 bis D5. Der erste Spiegel D1 ist ein konvexer Zylinderspiegel. Der zweite Spiegel D2 ist ein Planspiegel. Die weiteren Spiegel D3 bis D5 sind drei konkave Zylinderspiegel. 17 shows a further embodiment of a deflection optics 13 with five mirrors D1 to D5. The first mirror D1 is a convex cylindrical mirror. The second mirror D2 is a plane mirror. The other mirrors D3 to D5 are three concave cylindrical mirrors.
Genauere Daten können der nachfolgenden Tabelle entnommen werden, die vom Aufbau den Tabellen zu 15 und 16 entspricht. Krümmungsradius Abstand zum nächsten Spiegel
D1 3711.660251 172.323866
D2 0.000000 352.407636
D3 –27795.782391 591.719804
D4 –41999.478002 717.778100
D5 –101011.739006
Tabelle zu Fig. 17 More detailed data can be found in the following table, which is based on the tables 15 and 16 equivalent. radius of curvature Distance to the next mirror
D1 3711.660251 172.323866
D2 0.000000 352.407636
D3 -27795.782391 591.719804
D4 -41999.478002 717.778100
D5 -101011.739006
Table for Fig. 17
Die Umlenkoptik 13 nach 17 weitet das x/y-Aspektverhältnis des EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 um einen Faktor 5 auf. The deflection optics 13 to 17 expands the x / y aspect ratio of the EUV single output beam 9 by a factor of 5.
Eine weitere Ausführung der Umlenkoptik 13 unterscheidet sich von der Ausführung nach 17 nur durch die Krümmungsradien und die Spiegelabstände, die in der nachfolgenden Tabelle angegeben sind: Krümmungsradius Abstand zum nächsten Spiegel
D1 4283.491081 169.288384
D2 0.000000 318.152124
D3 –26270.138665 486.408438
D4 –41425.305704 572.928893
D5 –91162.344644
Tabelle „Alternativdesign zu Fig. 17“ Another embodiment of the deflection optics 13 differs from the execution 17 only by the radii of curvature and the mirror distances given in the following table: radius of curvature Distance to the next mirror
D1 4283.491081 169.288384
D2 0.000000 318.152124
D3 -26270.138665 486.408438
D4 -41425.305704 572.928893
D5 -91162.344644
Table "Alternative Design to Fig. 17"
Im Unterschied zur ersten Ausführung nach 17 hat dieses Alternativdesign einen Aufweitfaktor von 4 für das x/y-Aspektverhältnis. Unlike the first version after 17 this alternative design has an expansion factor of 4 for the x / y aspect ratio.
Noch eine weitere Ausführung der Umlenkoptik 13 unterscheidet sich von der Ausführung nach 17 durch die Krümmungsradien und die Spiegelabstände, die in der nachfolgenden Tabelle angegeben sind: Krümmungsradius Abstand zum nächsten Spiegel
D1 5645.378471 164.790501
D2 0.000000 269.757678
D3 –28771.210382 361.997270
D4 –55107.732703 424.013033
D5 –55107.732703
Tabelle „weiteres Alternativdesign“ zu Fig. 17 Yet another version of the deflection optics 13 differs from the execution 17 by the radii of curvature and the mirror distances given in the table below: radius of curvature Distance to the next mirror
D1 5645.378471 164.790501
D2 0.000000 269.757678
D3 -28771.210382 361.997270
D4 -55107.732703 424.013033
D5 -55107.732703
Table "further alternative design" to FIG. 17
Im Unterschied zur vorstehend beschriebenen Ausführungsform hat dieses weitere Alternativdesign einen Aufweitfaktor von 3 für das x/y-Aspektverhältnis. Die Krümmungsradien der beiden letzten Spiegel D4 und D5 sind identisch.In contrast to the embodiment described above, this further alternative design has an expansion factor of 3 for the x / y aspect ratio. The radii of curvature of the two last mirrors D4 and D5 are identical.
18 zeigt eine weitere Ausführung einer Umlenkoptik 13 mit sechs Spiegeln D1 bis D6. Der erste Spiegel D1 ist ein konvexer Zylinderspiegel. Die beiden nächsten Umlenkspiegel D2, D3 sind jeweils konkave Zylinderspiegel mit identischem Krümmungsradius. Der nächste Umlenkspiegel D4 ist ein Planspiegel. Die beiden letzten Umlenkspiegel D5, D6 der Umlenkoptik 13 sind wiederum konkave Zylinderspiegel mit identischem Krümmungsradius. 18 shows a further embodiment of a deflection optics 13 with six mirrors D1 to D6. The first mirror D1 is a convex cylindrical mirror. The two next deflecting mirrors D2, D3 are each concave cylindrical mirrors with identical radius of curvature. The next deflection mirror D4 is a plane mirror. The last two deflection mirrors D5, D6 of the deflection optics 13 are in turn concave cylindrical mirrors with identical radius of curvature.
Genauere Daten können der nachfolgenden Tabelle entnommen werden, die vom Aufbau der Tabelle zu 17 entspricht. Krümmungsradius Abstand zum nächsten Spiegel
D1 7402.070457 197.715713
D2 –123031.042588 332.795789
D3 –123031.042588 459.491141
D4 0.000000 608.342998
D5 –87249.129389 857.423893
D6 –87249.129389
Tabelle zu Fig. 18 More detailed data can be found in the following table, which is based on the structure of the table 17 equivalent. radius of curvature Distance to the next mirror
D1 7402.070457 197.715713
D2 -123031.042588 332.795789
D3 -123031.042588 459.491141
D4 0.000000 608.342998
D5 -87249.129389 857.423893
D6 -87249.129389
Table for Fig. 18
Die Umlenkoptik 13 gemäß 18 hat einen Aufweitfaktor von 5 für das x/y-Aspektverhältnis. The deflection optics 13 according to 18 has an expansion factor of 5 for the x / y aspect ratio.
19 zeigt eine weitere Ausführung einer Umlenkoptik 13 mit sechs Spiegeln D1 bis D6. Der erste Spiegel D1 der Umlenkoptik 13 ist ein konvexer Zylinderspiegel. Der nachfolgende zweite Umlenkspiegel D2 ist ein Planspiegel. Die nachfolgenden Umlenkspiegel D3 bis D6 sind jeweils konkave Zylinderspiegel. Die Krümmungsradien der Spiegel D3 und D4 einerseits sowie der Spiegel D5 und D6 andererseits sind identisch. 19 shows a further embodiment of a deflection optics 13 with six mirrors D1 to D6. The first mirror D1 of the deflection optics 13 is a convex cylindrical mirror. The following second deflection mirror D2 is a plane mirror. The following deflecting mirrors D3 to D6 are each a concave cylindrical mirror. The radii of curvature of the mirrors D3 and D4 on the one hand and the mirrors D5 and D6 on the other hand are identical.
Genauere Daten können der nachfolgenden Tabelle entnommen werden, die vom Aufbau der Tabelle zu 18 entspricht. Krümmungsradius Abstand zum nächsten Spiegel
D1 7950.882348 196.142128
D2 0.000000 322.719989
D3 –207459.983757 451.327919
D4 –207459.983757 627.317787
D5 –90430.481262 839.555523
D6 –90430.481262
Tabelle zu Fig. 19 More detailed data can be found in the following table, which is based on the structure of the table 18 equivalent. radius of curvature Distance to the next mirror
D1 7950.882348 196.142128
D2 0.000000 322.719989
D3 -207459.983757 451.327919
D4 -207459.983757 627.317787
D5 -90430.481262 839.555523
D6 -90430.481262
Table for Fig. 19
Die Umlenkoptik 13 gemäß 19 hat einen Aufweitfaktor von 5 für das x/y-Aspektverhältnis. The deflection optics 13 according to 19 has an expansion factor of 5 for the x / y aspect ratio.
Bei einem Alternativdesign zu 19 ist die Spiegelabfolge konvex/plan/konkav/konkav/konkav/konkav genau wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführung der Umlenkoptik 13. Dieses Alternativdesign zu 19 unterscheidet sich in den konkreten Krümmungsradien und Spiegelabständen, wie die nachfolgende Tabelle verdeutlicht: Krümmungsradius Abstand zum nächsten Spiegel
D1 10293.907897 192.462359
D2 0.000000 285.944981
D3 –101659.408806 360.860262
D4 –101659.408806 451.967976
D5 –101659.408806 517.093086
D6 –101659.408806
Tabelle „Alternativdesign zu Fig. 19“ For an alternative design too 19 is the mirror sequence convex / plan / concave / concave / concave / concave exactly as in the above-described embodiment of the deflection optics 13 , This alternative design too 19 differs in the concrete radii of curvature and mirror spacing, as the following table illustrates: radius of curvature Distance to the next mirror
D1 10293.907897 192.462359
D2 0.000000 285.944981
D3 -101659.408806 360.860262
D4 -101659.408806 451.967976
D5 -101659.408806 517.093086
D6 -101659.408806
Table "Alternative Design to Fig. 19"
Dieses Alternativdesign zu 19 hat einen Aufweitfaktor von 4 für das x/y-Aspektverhältnis des EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9. This alternative design too 19 has an expansion factor of 4 for the x / y aspect ratio of the EUV single output beam 9 ,
20 zeigt eine weitere Ausführung einer Umlenkoptik 13 mit sechs Spiegeln D1 bis D6. Der erste Umlenkspiegel D1 der Umlenkoptik 13 ist ein konvexer Zylinderspiegel. Die beiden nachfolgenden Umlenkspiegel D2 und D3 sind Planspiegel. Die nachfolgenden Umlenkspiegel D4 bis D6 der Umlenkoptik 13 sind konkave Zylinderspiegel. Die Krümmungsradien der beiden letzten Umlenkspiegel D5 und D6 sind identisch. 20 shows a further embodiment of a deflection optics 13 with six mirrors D1 to D6. The first deflection mirror D1 of the deflection optics 13 is a convex cylindrical mirror. The two following deflecting mirrors D2 and D3 are plane mirrors. The following deflecting mirrors D4 to D6 of the deflection optics 13 are concave cylindrical mirrors. The radii of curvature of the last two deflection mirrors D5 and D6 are identical.
Genauere Daten können der nachfolgenden Tabelle entnommen werden, die vom Aufbau der Tabelle zu 19 entspricht. Krümmungsradius Abstand zum nächsten Spiegel
D1 8304.649871 195.440359
D2 0.000000 314.991402
D3 0.000000 435.995630
D4 –237176.552267 622.135962
D5 –85355.457233 852.531832
D6 –85355.457233
Tabelle zu Fig. 20 More detailed data can be found in the following table, which is based on the structure of the table 19 equivalent. radius of curvature Distance to the next mirror
D1 8304.649871 195.440359
D2 0.000000 314.991402
D3 0.000000 435.995630
D4 -237176.552267 622.135962
D5 -85355.457233 852.531832
D6 -85355.457233
Table for Fig. 20
Die Umlenkoptik 13 gemäß 20 hat einen Aufweitfaktor von 5 für das x/y-Aspektverhältnis. The deflection optics 13 according to 20 has an expansion factor of 5 for the x / y aspect ratio.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Variante hat die Umlenkoptik insgesamt acht Spiegel D1 bis D8. Die im Strahlengang des EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 führenden beiden Umlenkspiegel D1 und D2 sind konkave Zylinderspiegel. Die vier nachfolgenden Umlenkspiegel D3 bis D6 sind konvexe Zylinderspiegel. Die beiden letzten Umlenkspiegel D7 und D8 dieser Umlenkoptik sind wiederum konkave Zylinderspiegel.In another variant, not shown, the deflection optics has a total of eight mirrors D1 to D8. The in the beam path of the EUV single output beam 9 leading two deflecting mirrors D1 and D2 are concave cylindrical mirrors. The four subsequent deflecting mirrors D3 to D6 are convex cylindrical mirrors. The last two deflection mirrors D7 and D8 of this deflection optics are in turn concave cylindrical mirrors.
Diese Spiegel D1 bis D8 sind vergleichbar zum Spiegel D1 der 14 mit Aktoren 40 verbunden, über die ein Abstand zwischen benachbarten Spiegeln D1 bis D8 vorgegeben werden kann. These mirrors D1 to D8 are comparable to the mirror D1 of FIG 14 with actuators 40 connected, via which a distance between adjacent mirrors D1 to D8 can be specified.
Die nachfolgende Tabelle zeigt die Auslegung dieser Umlenkoptik 13 mit den acht Spiegeln D1 bis D8, wobei neben den Krümmungsradien auch die Spiegelabstände für verschiedenen Halbmesser dout/2 des ausfallenden EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 i angeben sind. Der EUV-Einzel-Ausgabestrahl 9 fällt hierbei mit einer Halbmesser din/2 von 10mm in die Umlenkoptik mit acht Spiegeln D1 bis D8 ein, sodass je nach den angegebenen Abstandswerten Aufweitfaktoren für das x/y-Aspektverhältnis des umgelenkten EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 i von 4,0, von 4,5 und von 5,0 realisiert werden. Krümmungsradius [mm] 40 mm Halbmesser Abstände [mm] für 45 mm Halbmesser 50 mm Halbmesser
D1 –24933.160828 233.314949 313.511608 355.515662
D2 –96792.387128 261.446908 184.453510 159.189884
D3 13933.786194 120.747224 278.984993 124.048048
D4 7248.275614 150.818354 311.248621 385.643707
D5 29532.874950 204.373669 219.654058 296.180993
D6 100989.002210 872.703663 698.841397 665.602749
D7 –87933.616578 1176.395997 1462.002885 1318.044212
D8 –79447.352117
The following table shows the design of this deflection optics 13 with the eight mirrors D1 to D8, wherein in addition to the radii of curvature and the mirror distances for different radius d out / 2 of the failed EUV single output beam 9 i indicate. The EUV single output beam 9 falls with a radius d in / 2 of 10mm in the deflection optics with eight mirrors D1 to D8, so depending on the specified distance values expansion factors for the x / y aspect ratio of the deflected EUV single output beam 9 i of 4.0, 4.5 and 5.0. Radius of curvature [mm] 40 mm radius Distances [mm] for 45 mm radius 50 mm radius
D1 -24933.160828 233.314949 313.511608 355.515662
D2 -96792.387128 261.446908 184.453510 159.189884
D3 13933.786194 120.747224 278.984993 124.048048
D4 7248.275614 150.818354 311.248621 385.643707
D5 29532.874950 204.373669 219.654058 296.180993
D6 100989.002210 872.703663 698.841397 665.602749
D7 -87933.616578 1176.395997 1462.002885 1318.044212
D8 -79447.352117
Bei einer weiteren, ebenfalls nicht dargestellten Ausführung der Umlenkoptik sind vier Spiegel D1 bis D4 vorhanden. Der erste Spiegel D1 und der dritte Spiegel D3 im Strahlengang des EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 i sind als konvexe Zylinderlinsen und die beiden weiteren Spiegel D2 und D4 sind als konkave Zylinderlinsen ausgeführt. In der nachfolgenden Tabelle sind neben den Krümmungsradien auch Abstandswerte angeben, die für einen Eingangs-Halbmesser din/2 des EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 i von 10mm gerechnet sind, die also zu Aufweitfaktoren beim Durchgang durch diese Umlenkgruppe mit den vier Spiegeln D1 bis D4 für das x/y-Aspektverhältnis von 1,5, (Halbmesser dout/2 15mm) von 1,75 (Halbmesser dout/2 17,5mm) und von 2,0 (Halbmesser dout/2 20mm) führen. Krümmungsradius [mm] 15 mm Halbmesser Abstände [mm] für 17,5 mm Halbmesser 20 mm Halbmesser
D1 112692.464497 1718.226630 6884.616863 7163.537958
D2 –488601.898900 250.044362 205.433074 3185.838011
D3 112362.082498 1439.444519 263.976778 175.458248
D4 –86905.078626
In another embodiment of the deflection optics, also not shown, there are four mirrors D1 to D4. The first mirror D1 and the third mirror D3 in the beam path of the EUV single output beam 9 i are designed as convex cylindrical lenses and the two further mirrors D2 and D4 are designed as concave cylindrical lenses. In the following table, in addition to the radii of curvature, distance values are also given that correspond to an input radius d in / 2 of the EUV single output beam 9 i are calculated by 10mm, ie the expansion factors when passing through this deflection group with the four mirrors D1 to D4 for the x / y aspect ratio of 1.5, (radius d out / 2 15mm) of 1.75 (radius d out / 2 17.5mm) and 2.0 (radius d out / 2 20mm). Radius of curvature [mm] 15 mm radius Distances [mm] for 17.5 mm radius 20 mm radius
D1 112692.464497 1718.226630 6884.616863 7163.537958
D2 -488601.898900 250.044362 205.433074 3185.838011
D3 112362.082498 1439.444519 263.976778 175.458248
D4 -86905.078626
Die Umlenkoptik 13 kann derart ausgelegt sein, dass parallel einfallendes Licht die Umlenkoptik parallel wieder verlässt. Die Abweichung der Richtungen parallel in die Umlenkoptik 13 eingefallener Strahlen des EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 i nach Verlassen der Umlenkoptik kann kleiner als 10 mrad, insbesondere kleiner als 1 mrad und insbesondere kleiner als 100 µrad sein.The deflection optics 13 can be designed such that parallel incident light leaves the deflection optics in parallel again. The deviation of the directions parallel in the deflection optics 13 incident rays of the EUV single output beam 9 i after leaving the deflection optics may be less than 10 mrad, in particular less than 1 mrad and in particular less than 100 μrad.
Die Spiegel Di der Umlenkoptik 13 können auch ohne Brechkraft, also plan, ausgeführt sein. Dies ist insbesondere möglich, wenn das x/y-Aspektverhältnis eines EUV-Sammel-Ausgabestrahls 7 ein Seitenverhältnis von N:1 besitzt, wobei N eine Anzahl der mit der Lichtquelle 2 zu versorgenden Projektionsbelichtungsanlagen 1 ist. Das Aspektverhältnis kann noch mit einem gewünschten Soll-Aspektverhältnis multipliziert werden.The mirrors Di of the deflection optics 13 can also be executed without refractive power, so plan. This is particularly possible when the x / y aspect ratio of an EUV collective output beam 7 has an aspect ratio of N: 1, where N is a number with the light source 2 to be supplied projection exposure equipment 1 is. The aspect ratio can still be multiplied by a desired target aspect ratio.
Eine Umlenkoptik 13 aus Spiegeln Di ohne Brechkraft kann aus drei bis zehn Spiegeln bestehen, insbesondere aus vier bis acht Spiegeln, insbesondere aus vier oder fünf Spiegeln. A deflection optics 13 from mirrors Di without refractive power can consist of three to ten mirrors, in particular from four to eight mirrors, in particular from four or five mirrors.
Die Lichtquelle 2 kann linear polarisiertes Licht abgegeben, die Polarisationsrichtung, das heißt, die Richtung des elektrischen Feldstärkevektors, des Beleuchtungslichts 3 beim Auftritt auf einen Spiegel der Umlenkoptik 13 kann senkrecht auf der Einfallsebene stehen. Eine Umlenkoptik 13 aus Spiegeln Di ohne Brechkraft kann aus weniger als drei Spiegeln bestehen, insbesondere aus einem Spiegel.The light source 2 can output linearly polarized light, the polarization direction, that is, the direction of the electric field strength vector, the illumination light 3 when appearing on a mirror of the deflection optics 13 can be perpendicular to the plane of incidence. A deflection optics 13 from mirrors Di without refractive power can consist of less than three mirrors, in particular of a mirror.
In der Strahlführungsoptik 10 ist der Umlenkoptik 13 im Strahlengang des jeweiligen EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 i die Fokussier-Baugruppe 14 nachgelagert. Die Fokussier-Baugruppe 14 wird auch als Einkoppeloptik bezeichnet. Die Fokussier-Baugruppe 14 dient der Überführung des jeweiligen EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 i in einen Zwischenfokus 33 in einer Zwischenfokusebene 34. In the beam guiding optics 10 is the deflection optics 13 in the beam path of the respective EUV single output beam 9 i the focusing assembly 14 downstream. The focusing assembly 14 is also referred to as Einkoppeloptik. The focusing assembly 14 serves to transfer the respective EUV single output beam 9 i in an intermediate focus 33 in a Zwischenfokusebene 34 ,
Der Zwischenfokus 33 kann im Bereich einer Durchtrittsöffnung eines Gehäuses des Scanners 5 angeordnet sein.The intermediate focus 33 can in the region of a passage opening of a housing of the scanner 5 be arranged.
Mittels der Umlenkoptik 13 und/oder der Fokussier-Baugruppe 14 kann der jeweilige EUV-Einzel-Ausgabestrahl 9 i jeweils derart geformt werden, dass er eine vorgegebene Divergenz sowie insbesondere eine vorgegebene räumliche Intensitätsverteilung I*(x, y) aufweist. Bei der Intensitätsverteilung I*(x, y) handelt es sich insbesondere um die Intensitätsverteilung der Beleuchtungsstrahlung im Bereich eines ersten Facettenspiegels 16.By means of the deflection optics 13 and / or the focusing assembly 14 can the respective EUV single output beam 9 i are each formed such that it has a predetermined divergence and in particular a predetermined spatial intensity distribution I * (x, y). The intensity distribution I * (x, y) is, in particular, the intensity distribution of the illumination radiation in the region of a first facet mirror 16 ,
Die Umlenkoptik 13 und/oder die Fokussier-Baugruppe 14 bilden mit anderen Worten ein Mittel zur Formung eines Strahlenbündels mit einer vorgegebenen räumlichen Intensitätsverteilung I*(x, y) aus einem Strahlenbündel mit einer bekannten Intensitätsverteilung I0(x, y). The deflection optics 13 and / or the focusing assembly 14 in other words form a means for forming a beam having a given spatial intensity distribution I * (x, y) from a beam having a known intensity distribution I 0 (x, y).
Die Beleuchtungsoptik 15 umfasst einen ersten Facettenspiegel 16 und einen zweiten Facettenspiegel 17, deren Funktion jeweils derjenigen entspricht, die aus dem Stand der Technik bekannt sind. Beim ersten Facettenspiegel 16 kann es sich insbesondere um einen Feldfacettenspiegel handeln. Beim zweiten Facettenspiegel 17 kann es sich insbesondere um einen Pupillenfacettenspiegel handeln. Der zweite Facettenspiegel 17 kann jedoch auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 15 angeordnet sein. Dieser allgemeine Fall wird auch als spekularer Reflektor bezeichnet.The illumination optics 15 includes a first facet mirror 16 and a second facet mirror 17 whose function corresponds in each case to those known from the prior art. At the first facet mirror 16 it may in particular be a field facet mirror. At the second facet mirror 17 it may in particular be a pupil facet mirror. The second facet mirror 17 however, may also be spaced apart from a pupil plane of the illumination optics 15 be arranged. This general case is also called a specular reflector.
Die Facettenspiegel 16, 17 umfassen jeweils eine Vielzahl von Facetten 16a, 17a. Beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 ist jeder der ersten Facetten 16a jeweils eine der zweiten Facetten 17a zugeordnet. Die einander zugeordneten Facetten 16a, 17a bilden jeweils einen Beleuchtungskanal der Beleuchtungsstrahlung 3 zur Beleuchtung des Objektfeldes 11 unter einem bestimmten Beleuchtungswinkel.The facet mirrors 16 . 17 each include a variety of facets 16a . 17a , When operating the projection exposure system 1 is one of the first facets 16a each one of the second facets 17a assigned. The associated facets 16a . 17a each form an illumination channel of the illumination radiation 3 for illuminating the object field 11 under a certain illumination angle.
Die kanalweise Zuordnung der zweiten Facetten 17a zu den ersten Facetten 16a erfolgt in Abhängigkeit einer gewünschten Beleuchtung, insbesondere eines vorgegebenen Beleuchtungssettings, durch die Projektionsbelichtungsanlage 1. Die Facetten 16a des ersten Facettenspiegels 16 können verlagerbar, insbesondere verkippbar, insbesondere mit jeweils zwei Kippfreiheitsgraden, ausgebildet sein. Die Facetten 16a des ersten Facettenspiegels 16 können als virtuelle Facetten 16a ausgebildet sein. Hierunter sei verstanden, dass sie durch eine variable Gruppierung einer Mehrzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Mehrzahl von Mikrospiegeln, gebildet werden. Für Details sei auf die WO 2009/100856 A1 verwiesen, die hiermit als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung in diese integriert ist. The channel-wise assignment of the second facets 17a to the first facets 16a takes place as a function of a desired illumination, in particular of a predetermined illumination setting, by the projection exposure apparatus 1 , The facets 16a of the first facet mirror 16 can be displaced, in particular tiltable, in particular with two tilt degrees of freedom, be formed. The facets 16a of the first facet mirror 16 can as virtual facets 16a be educated. This is understood to mean that they are formed by a variable grouping of a plurality of individual mirrors, in particular a plurality of micromirrors. For details be on the WO 2009/100856 A1 referenced, which is hereby incorporated as part of the present application in this.
Die Facetten 17a des zweiten Facettenspiegels 17 können entsprechend als virtuelle Facetten 17a ausgebildet sein. Sie können auch entsprechend verlagerbar, insbesondere verkippbar, ausgebildet sein.The facets 17a of the second facet mirror 17 can accordingly as virtual facets 17a be educated. They can also be correspondingly displaceable, in particular tiltable, be formed.
Über den zweiten Facettenspiegel 17 und gegebenenfalls über eine nachfolgende, in den Figuren nicht dargestellte Übertragungsoptik, welche beispielsweise drei EUV-Spiegel umfasst, werden die ersten Facetten 16a in das Objektfeld 11 in einer Retikel- beziehungsweise Objektebene 18 abgebildet. About the second facet mirror 17 and possibly via a subsequent transmission optics, not shown in the figures, which comprises, for example, three EUV mirrors, the first facets become 16a in the object field 11 in a reticle or object plane 18 displayed.
Die einzelnen Beleuchtungskanäle führen zur Beleuchtung des Objektfeldes 11 mit bestimmten Beleuchtungswinkeln. Die Gesamtheit der Beleuchtungskanäle führt somit zu einer Beleuchtungswinkelverteilung der Beleuchtung des Objektfeldes 11 durch die Beleuchtungsoptik 15. Die Beleuchtungswinkelverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.The individual illumination channels lead to the illumination of the object field 11 with certain lighting angles. The totality of the illumination channels thus leads to an illumination angle distribution of the illumination of the object field 11 through the illumination optics 15 , The illumination angle distribution is also referred to as the illumination setting.
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 15, insbesondere bei einer geeigneten Lage der Eintrittspupille der Projektionsoptik 19, kann auf die Spiegel der Übertragungsoptik vor dem Objektfeld 11 auch verzichtet werden, was zu einer entsprechenden Transmissionserhöhung der Projektionsbelichtungsanlage 1 für das Nutzstrahlungsbündel führt.In a further embodiment of the illumination optics 15 , Especially in a suitable position of the entrance pupil of the projection optics 19 , on the mirrors of the transmission optics in front of the object field 11 also be waived, resulting in a corresponding increase in transmission of the projection exposure system 1 leads for the Nutzstrahlungsbündel.
Das Retikel 12 mit für die Beleuchtungsstrahlung 3 reflektierenden Strukturen ist in der Objektebene 18 im Bereich des Objektfeldes 11 angeordnet. Das Retikel 12 wird von einem Retikelhalter 20 getragen. Der Retikelhalter 20 ist über eine Verlagerungseinrichtung 21 angesteuert verlagerbar.The reticle 12 with for the illumination radiation 3 reflective structures is in the object plane 18 in the area of the object field 11 arranged. The reticle 12 is from a reticle holder 20 carried. The reticle holder 20 is about a relocation facility 21 controlled displaceable.
Die Projektionsoptik 19 bildet das Objektfeld 11 in das Bildfeld 22 in einer Bildebene 23 ab. In dieser Bildebene 23 ist bei der Projektionsbelichtung der Wafer 24 angeordnet. Der Wafer 24 weist eine lichtempfindliche Beschichtung auf, die während der Projektionsbelichtung mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 belichtet wird. Der Wafer 24 wird von einem Waferhalter 25 getragen. Der Waferhalter 25 ist mittels einer Verlagerungseinrichtung 26 gesteuert verlagerbar.The projection optics 19 forms the object field 11 in the picture field 22 in an image plane 23 from. In this picture plane 23 is in the projection exposure of the wafer 24 arranged. The wafer 24 has a photosensitive coating during projection exposure with the projection exposure equipment 1 is exposed. The wafer 24 is from a wafer holder 25 carried. The wafer holder 25 is by means of a displacement device 26 controlled relocatable.
Die Verlagerungseinrichtung 21 des Retikelhalters 20 und die Verlagerungseinrichtung 26 des Waferhalters 25 können in Signalverbindung miteinander stehen. Sie sind insbesondere synchronisiert. Das Retikel 12 und der Wafer 24 sind insbesondere synchronisiert zueinander verlagerbar.The relocation device 21 of the reticle holder 20 and the relocation facility 26 of the wafer holder 25 can be in signal communication with each other. They are especially synchronized. The reticle 12 and the wafer 24 are in particular synchronized with each other displaced.
Bei der Projektionsbelichtung zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements werden sowohl das Retikel 12 als auch der Wafer 24 durch entsprechende Ansteuerung der Verlagerungseinrichtungen 21 und 26 synchronisiert verlagert, insbesondere synchronisiert gescannt. Der Wafer 24 wird während der Projektionsbelichtung mit einer Scangeschwindigkeit von beispielsweise 600 mm/s gescannt. In the projection exposure to produce a micro- or nanostructured device, both the reticle 12 as well as the wafer 24 by appropriate control of the displacement devices 21 and 26 synchronized relocate, especially synchronized scanned. The wafer 24 is scanned during the projection exposure at a scanning speed of, for example, 600 mm / sec.
Im Folgenden werden weitere Aspekte des Systems, insbesondere der Beleuchtungseinrichtung 35, beschrieben.The following are further aspects of the system, in particular the lighting device 35 , described.
In 3 ist noch einmal stark schematisch der allgemeine Aufbau eines Systems mit einer einzigen Strahlungsquelle 2 und einer Mehrzahl von Scannern 5 dargestellt. In der 3 ist exemplarisch ein System mit vier Scannern 5 dargestellt.In 3 is again very schematically the general structure of a system with a single radiation source 2 and a plurality of scanners 5 shown. In the 3 is an example of a system with four scanners 5 shown.
Es wurde erkannt, dass es vorteilhaft ist, die Strahlungsleistung der Beleuchtungsstrahlung 3 am Eingang jedes einzelnen Scanners 5 steuern, insbesondere regeln zu können. It has been recognized that it is advantageous to the radiant power of the illumination radiation 3 at the entrance of each individual scanner 5 control, in particular to be able to regulate.
Dies ist insbesondere vorteilhaft, um die Strahlungsdosis, mit welcher der Wafer 24 belichtet wird, gezielt steuern, insbesondere regeln zu können. Die Strahlungsdosis, mit welcher der Wafer 24 belichtet wird, kann insbesondere auf etwa 0,1% genau vorgegeben, gesteuert oder geregelt werden.This is particularly advantageous for the radiation dose with which the wafer 24 is exposed, targeted control, in particular to be able to regulate. The radiation dose with which the wafer 24 can be precisely specified, controlled or regulated in particular to about 0.1%.
Weiter wurde erkannt, eine Anpassung der Ausgangsleistung der Strahlungsquelle 2, insbesondere der FEL-Ausgangsleistung, dazu führt, dass die Strahlungsleistung am Eingang sämtlicher Scanner 5 gleichartig beeinflusst wird. Wünschenswert ist jedoch die Möglichkeit, die zur Belichtung des Wafers 24 verwendete Strahlungsleistung in jedem der Scanner 5 individuell zu steuern. It was further recognized an adaptation of the output power of the radiation source 2 , especially the FEL output power, causes the radiant power at the input of all scanners 5 is influenced in a similar way. However, it is desirable to be able to expose the wafer 24 used radiant power in each of the scanners 5 to control individually.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist hierfür eine Vorrichtung zur Dosisanpassung vorgesehen. Als Vorrichtung zur Dosisanpassung dient eine Vorrichtung zur Steuerung der Intensitätsverteilung 27 der auf das Objektfeld 11 auftreffenden Beleuchtungsstrahlung 3. Die Vorrichtung zur Steuerung der Intensitätsverteilung 27 ist als Bestandteil der Beleuchtungseinrichtung 35 ausgebildet. Sie kann auf einfache Weise in einem System mit vorhandenen Scannern 5 nachgerüstet werden. According to the present invention, a device for dose adjustment is provided for this purpose. As a device for dose adjustment is a device for controlling the intensity distribution 27 the on the object field 11 incident illumination radiation 3 , The device for controlling the intensity distribution 27 is as part of the lighting device 35 educated. It can easily work in a system with existing scanners 5 be retrofitted.
Prinzipiell ist es auch möglich, die Vorrichtung zur Steuerung der Intensitätsverteilung 27 der auf das Objektfeld 11 auftreffenden Beleuchtungsstrahlung 3 und damit die Vorrichtung zur Dosisanpassung als Bestandteil des Scanners 5, insbesondere als Bestandteil der Beleuchtungsoptik, auszubilden.In principle, it is also possible, the device for controlling the intensity distribution 27 the on the object field 11 incident illumination radiation 3 and thus the device for dose adjustment as part of the scanner 5 , in particular as part of the illumination optics, form.
Mit Hilfe eines in den Figuren nicht dargestellten Energiesensors kann die auf das Objektfeld 11, insbesondere auf den Wafer 24, auftreffende Intensität der Beleuchtungsstrahlung 3 erfasst werden. Dies ermöglicht es, die Strahlungsdosis, mit welcher der Wafer 24 belichtet wird, zu regeln.With the help of an energy sensor, not shown in the figures, the on the object field 11 , especially on the wafer 24 , incident intensity of the illumination radiation 3 be recorded. This allows the radiation dose with which the wafer is to be made 24 is exposed to settle.
Der Energiesensor kann prinzipiell an einer beliebigen Stelle im Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung angeordnet sein. Er kann insbesondere im Strahlengang der Beleuchtungsoptik, das heißt vor dem Objektfeld 11, angeordnet sein. Er kann auch im Bereich des Objektfeldes 11 angeordnet sein. Er kann auch im Strahlengang der Projektionsoptik 19 angeordnet sein. Er kann insbesondere auch im Bereich des Bildfeldes 22 oder sogar dahinter angeordnet sein. Es können auch mehrere Energiesensoren vorgesehen sein.The energy sensor can in principle be arranged at any point in the beam path of the illumination radiation. It can in particular in the beam path of the illumination optics, that is, in front of the object field 11 be arranged. He can also in the field of the object field 11 be arranged. He can also in the beam path of the projection optics 19 be arranged. He can especially in the field of image 22 or even behind it. It can also be provided several energy sensors.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die auf das Objektfeld 11 auftreffende Beleuchtungsstrahlung 3, insbesondere die Intensitätsverteilung derselben, dadurch gesteuert werden kann, dass der jeweilige Einzel-Beleuchtungsstrahl, welcher zur Beleuchtung des Objektfeldes 11 mit einer gegebenen Intensitätsverteilung dient, relativ zum Objektfeld 11 verlagert wird. Dies wird vereinfachend auch dadurch ausgedrückt, dass die Intensitätsverteilung relativ zum Objektfeld 11 verlagert wird. Unter der Intensitätsverteilung sei im Folgenden, soweit nichts anderes angegeben ist, jeweils die Intensitätsverteilung des jeweiligen EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 i verstanden.According to the invention it was recognized that the on the object field 11 incident illumination radiation 3 , in particular the intensity distribution of the same, can be controlled by the fact that the respective individual illumination beam which is used to illuminate the object field 11 with a given intensity distribution relative to the object field 11 is relocated. This is also expressed in a simplified way in that the intensity distribution relative to the object field 11 is relocated. The intensity distribution in the following, unless otherwise stated, is in each case the intensity distribution of the respective EUV single output beam 9 i understood.
Allgemein kann die Intensitätsverteilung der auf das Objektfeld 11 auftreffenden Beleuchtungsstrahlung 3 dadurch gesteuert werden, dass die Strahlungsleistung, welche von einem der Einzel-Ausgabestrahlen 9 i in ein bestimmtes Phasenraumvolumen abgegeben wird, verändert, insbesondere gesteuert, insbesondere geregelt wird. Dies kann insbesondere durch eine Verlagerung des jeweiligen Einzel-Ausgabestrahls 9 i und/oder durch eine Beeinflussung der Divergenz desselben erreicht werden.Generally, the intensity distribution of the object field 11 incident illumination radiation 3 be controlled by the radiation power coming from one of the single output beams 9 i is discharged into a specific phase space volume, changed, in particular controlled, in particular regulated. This can in particular by a shift of the respective single output beam 9 i and / or by influencing the divergence thereof.
Eine Veränderung der Strahlungsintensität, insbesondere der Intensitätsverteilung im Objektfeld 11, kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass zunächst eine Intensitätsverteilung I*(x, y), insbesondere eine inhomogene Intensitätsverteilung I*(x, y), erzeugt und diese relativ zum ersten Facettenspiegel 16 verlagert wird. Da ausschließlich der Teil der Beleuchtungsstrahlung 3, welcher auf den ersten Facettenspiegel 16 auftrifft, zur Beleuchtung des Objektfeldes 11 beiträgt, kann hierdurch auf einfache Weise die auf das Objektfeld 11 auftreffende Beleuchtungsstrahlung 3 gesteuert werden. A change in the radiation intensity, in particular the intensity distribution in the object field 11 , can be achieved in particular by first generating an intensity distribution I * (x, y), in particular an inhomogeneous intensity distribution I * (x, y), and this relative to the first facet mirror 16 is relocated. Since only the part of the illumination radiation 3 which is on the first facet mirror 16 impinges to illuminate the object field 11 contributes, this can easily on the object field 11 incident illumination radiation 3 to be controlled.
Eine entsprechende Variante ist schematisch in den 5 und 6 dargestellt. Hierbei ist jeweils schematisch die relative Lage eines Intensitätsprofils I(x1, y) der Beleuchtungsstrahlung 3 im Bereich des ersten Facettenspiegels 16, welcher zu einer bestimmten Feldhöhe x1 korrespondiert, dargestellt. Zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Konzepts ist der Teil des Intensitätsprofils der Beleuchtungsstrahlung 3, welcher auf den ersten Facettenspiegel 16 auftrifft und zum Objektfeld 11 reflektiert wird, schraffiert dargestellt. Der Teil der Beleuchtungsstrahlung 3, welcher nicht vom ersten Facettenspiegel 16 reflektiert wird und somit nicht zur Beleuchtung des Objektfeldes 11 beiträgt, ist unschraffiert dargestellt. A corresponding variant is schematically in the 5 and 6 shown. Here, in each case schematically the relative position of an intensity profile I (x 1 , y) of the illumination radiation 3 in the area of the first facet mirror 16 , which corresponds to a certain field height x 1 , shown. To clarify the concept according to the invention is the part of the intensity profile of the illumination radiation 3 which is on the first facet mirror 16 hits and to the object field 11 is reflected, hatched shown. The part of the illumination radiation 3 which is not from the first facet mirror 16 is reflected and thus not to illuminate the object field 11 contributes, is shown unshaded.
Die in 5 dargestellte Situation stellt den Fall geringster Gesamtintensität auf dem ersten Facettenspiegel 16 dar, unter der Randbedingung, dass noch sämtliche der ersten Facetten 16a vollständig beleuchtet sind. Die in 6 dargestellte Situation stellt entsprechend den Fall höchster Gesamtintensität dar. Das Verhältnis der beiden schraffierten Flächen gibt den möglichen Hub der Intensitätsanpassung und damit der Dosisanpassung an. In the 5 The situation illustrated represents the case of least total intensity on the first facet mirror 16 under the condition that all of the first facets are still present 16a are fully lit. In the 6 The situation represented represents the case of highest overall intensity. The ratio of the two hatched areas indicates the possible stroke of the intensity adaptation and thus the dose adjustment.
Das Intensitätsprofil I(x, y) weist in y-Richtung eine Erstreckung auf, welche größer ist als die Ausdehnung des ersten Facettenspiegels 16 in dieser Richtung. Der Betrag D wird auch als Überstand bezeichnet. Hierdurch kann erreicht werden, dass sämtliche der ersten Facetten 16a auch bei einer Verlagerung des Intensitätsprofils I(x, y) relativ zum Facettenspiegel 16 mit Beleuchtungsstrahlung 3 beaufschlagt werden. Das Intensitätsprofil I(x, y) kann insbesondere in Scanrichtung um einen Betrag D länger sein als eine Erstreckung L des Facettenspiegels 16 in dieser Richtung. Unter der Erstreckung des Intensitätsprofils I(x, y) sei hierbei die Ausdehnung des Querschnitts des Beleuchtungsstrahls, insbesondere im Bereich des ersten Facettenspiegels 16, verstanden, das heißt die Ausdehnung des Bereichs, in welchem das Intensitätsprofil I(x, y) größer als 0 ist. The intensity profile I (x, y) has an extension in the y-direction which is greater than the extent of the first facet mirror 16 in this direction. The amount D is also called a supernatant. This can be achieved that all of the first facets 16a even with a shift of the intensity profile I (x, y) relative to the facet mirror 16 with illumination radiation 3 be charged. The intensity profile I (x, y) can be longer, in particular in the scanning direction, by an amount D than an extent L of the facet mirror 16 in this direction. Let the extension of the intensity profile I (x, y) be the extension of the cross section of the illumination beam, in particular in the region of the first facet mirror 16 , understood, that is, the extent of the range in which the intensity profile I (x, y) is greater than 0.
Der Überstand D kann vorzugsweise gerade dem realisierbaren Verlagerungsumfang entsprechen. Das Verhältnis von D zu L kann insbesondere im Bereich von 0,005 bis 0,5, insbesondere im Bereich von 0,1 bis 0,2 liegen. Der Überstand D kann im Bereich von 10 mm bis 100 mm, insbesondere im Bereich von 30 mm bis 50 mm liegen.The supernatant D may preferably just correspond to the realizable displacement extent. The ratio of D to L may in particular be in the range of 0.005 to 0.5, in particular in the range of 0.1 to 0.2. The supernatant D can be in the range of 10 mm to 100 mm, in particular in the range of 30 mm to 50 mm.
Das Intensitätsprofil I(x, y) weist in Scanrichtung einen Gradienten auf, ∂/∂y(I(x, y)) ≠ 0. Der Gradient des Intensitätsprofils I(x, y) senkrecht zur Scanrichtung ist vorzugsweise = 0, ∂/∂x(I(x, y)) = 0. Das Intensitätsprofil weist somit insbesondere einen Gradienten auf, welcher parallel zur Scanrichtung, das heißt parallel zur y-Richtung, verläuft. Das Intensitätsprofil ist insbesondere derart gewählt, dass die Intensitätsverteilung I(x, y) senkrecht zur Scanrichtung konstant ist, I(x, y1) = konstant, wobei y1 einen beliebigen, jedoch festen Wert in Scanrichtung angibt. The intensity profile I (x, y) has a gradient in the scanning direction, ∂ / ∂y (I (x, y)) ≠ 0. The gradient of the intensity profile I (x, y) perpendicular to the scanning direction is preferably = 0, ∂ / ∂x (I (x, y)) = 0. The intensity profile thus has, in particular, a gradient which runs parallel to the scanning direction, that is to say parallel to the y-direction. The intensity profile is chosen in particular such that the intensity distribution I (x, y) is constant perpendicular to the scan direction, I (x, y 1 ) = constant, where y 1 indicates an arbitrary, but fixed value in the scan direction.
In 7 ist ein alternatives, bevorzugtes Intensitätsprofil I*(x, y) exemplarisch dargestellt. Das in 7 dargestellte Intensitätsprofil weist einen exponentiellen Verlauf in Scanrichtung auf, I*(x, y) = I*(x)·exp[a(y + Δ)] wobei a und Δ vorgegebene Konstanten sind. Auch hierbei gilt vorzugsweise wiederum ∂/∂x(I*(x, y)) = 0.In 7 an alternative, preferred intensity profile I * (x, y) is shown by way of example. This in 7 The intensity profile shown has an exponential curve in the scanning direction, I * (x, y) = I * (x) * exp [a (y + Δ)] where a and Δ are predetermined constants. Again, preferably ∂ / ∂x (I * (x, y)) = 0.
Ein derartiges exponentielles Intensitätsprofil I*(x, y) hat den Vorteil, dass das Verhältnis der Strahlungsintensität auf zwei beliebigen, vorgegebenen ersten Facetten 16a durch die Verlagerung des Intensitätsprofils I*(x, y) relativ zum ersten Facettenspiegel 16 nicht verändert wird. Such an exponential intensity profile I * (x, y) has the advantage that the ratio of the radiation intensity on any two predetermined first facets 16a by the shift of the intensity profile I * (x, y) relative to the first facet mirror 16 not changed.
Aus dem Intensitätsprofil I(x, y) lassen sich die folgenden Parameter berechnen: Das einstellbare Dosisverhältnis γ ist durch das Verhältnis der maximal vom Facettenspiegel 16 reflektierten Intensität zur minimal vom Facettenspiegel 16 reflektierten Intensität, unter der Randbedingung, dass noch sämtliche Facetten 16a vollständig mit Beleuchtungsstrahlung 3 beaufschlagt sind, gegeben. Der relative Energieverlust ε ist durch das Verhältnis der Differenz aus Gesamtintensität und Maximalintensität zur Gesamtintensität gegeben, ε = 1 – Imax/Iges. Die relative Inhomogenität η der Ausleuchtung des Facettenspiegels 16 und damit der Beleuchtungsrichtungsverteilung des Objektfeldes 11 ist durch das Verhältnis der Differenz der maximalen und minimalen Intensität auf dem Facettenspiegel 16 zur minimalen Intensität auf dem Facettenspiegel 16 gegeben, η = (I(L) – I(0))/I(0). Der Gradient des relativen Intensitätsprofils, das heißt der Gradient der Intensität an einem Ort geteilt durch die mittlere Intensität im Bereich des Facettenspiegels, beträgt dementsprechend ungefähr η geteilt durch die Ausdehnung des ersten Facettenspiegels 16. Der Gradient kann im Bereich 0,1% / mm bis 10% / mm liegen, insbesondere im Bereich 0,3% / mm bis 3% / mm, insbesondere im Bereich 0,5% / mm bis 2% / mm.From the intensity profile I (x, y), the following parameters can be calculated: The adjustable dose ratio γ is determined by the ratio of the maximum of the facet mirror 16 reflected intensity to minimal from the facet mirror 16 reflected intensity, under the boundary condition that still has all the facets 16a completely with illumination radiation 3 are given. The relative energy loss ε is given by the ratio of the difference between the total intensity and the maximum intensity to the total intensity, ε = 1 - I max / I tot . The relative inhomogeneity η of the illumination of the facet mirror 16 and thus the illumination direction distribution of the object field 11 is by the ratio of the difference of the maximum and minimum intensity on the facet mirror 16 to the minimum intensity on the facet mirror 16 given, η = (I (L) - I (0)) / I (0). The gradient of the relative intensity profile, that is to say the gradient of the intensity at a location divided by the mean intensity in the area of the facet mirror, is accordingly approximately η divided by the extent of the first facet mirror 16 , The gradient can be in the range 0.1% / mm to 10% / mm, in particular in the range 0.3% / mm to 3% / mm, in particular in the range 0.5% / mm to 2% / mm.
Für diese Parameter können Randbedingungen vorgegeben werden. Beispielsweise ist es vorteilhaft, den maximal zulässigen Energieverlust ε zu begrenzen. Als sinnvoll hat sich die Randbedingung ε ≤ 0,2, insbesondere ε ≤ 0,1 erwiesen. Je kleiner ε ist, desto größer ist tendenziell η. Die hieraus resultierenden Werte für die relative Inhomogenität η der Ausleuchtung liegen bei Verwendung eines Exponentialprofils dann etwa im Bereich von 2 bis 3. Die hieraus resultierenden Effekte können durch eine geeignete kanalweise Zuordnung der zweiten Facetten 17a zu den ersten Facetten 16a kompensiert werden. Boundary conditions can be specified for these parameters. For example, it is advantageous to limit the maximum permissible energy loss ε. The boundary condition ε ≦ 0.2, in particular ε ≦ 0.1, has proven to be expedient. The smaller ε is, the larger tends to be η. The resulting values for the relative inhomogeneity η of the illumination are then approximately in the range from 2 to 3 when using an exponential profile. The resulting effects can be achieved by a suitable channel-wise assignment of the second facets 17a to the first facets 16a be compensated.
Zur Verlagerung des Intensitätsprofils I*(x, y) weist die Vorrichtung 27 einen verschwenkbaren Spiegel 28 auf. Bei dem Spiegel 28 kann es sich um einen Planspiegel handeln. Bei dem Spiegel 28 handelt es sich allgemein um ein Strahlführungselement. For shifting the intensity profile I * (x, y), the device 27 a swiveling mirror 28 on. At the mirror 28 it can be a plane mirror. At the mirror 28 it is generally a beam guiding element.
Der Spiegel 28 kann einen Durchmesser im Bereich von 1 mm bis 100 mm, insbesondere im Bereich von 2 mm bis 50 mm, insbesondere im Bereich von 3 mm bis 30 mm, insbesondere im Bereich von 5 mm bis 20 mm aufweisen. The mirror 28 may have a diameter in the range of 1 mm to 100 mm, in particular in the range of 2 mm to 50 mm, in particular in the range of 3 mm to 30 mm, in particular in the range of 5 mm to 20 mm.
Der Spiegel 28 ist in Richtung des Strahlengangs der Beleuchtungsstrahlung 3 beabstandet zum ersten Facettenspiegel 16 angeordnet. Der Abstand des Spiegels 28 zum ersten Facettenspiegel 16 in Richtung des Strahlengangs der Beleuchtungsstrahlung 3 liegt im Bereich von 10 cm bis 5 m, insbesondere im Bereich von 50 cm bis 2 m. The mirror 28 is in the direction of the beam path of the illumination radiation 3 spaced from the first facet mirror 16 arranged. The distance of the mirror 28 to the first facet mirror 16 in the direction of Beam path of the illumination radiation 3 is in the range of 10 cm to 5 m, in particular in the range of 50 cm to 2 m.
Der Spiegel 28 ist verlagerbar, insbesondere verschwenkbar. Der Spiegel 28 ist insbesondere um eine Achse verschwenkbar, welche senkrecht oder zumindest näherungsweise senkrecht auf der Einfallsebene der Beleuchtungsstrahlung 3 steht. Unter Einfallsebene wird hierbei die Ebene verstanden, in welcher der einfallende Strahl, der auslaufende Strahl und die lokale Oberflächennormale liegen. Er ist insbesondere um eine Schwenkachse, welche parallel zur x-Richtung ausgerichtet ist, verschwenkbar. Eine Verlagerung des Spiegels 28 führt somit insbesondere zu einer Verlagerung des Intensitätsprofils I*(x, y) relativ zum ersten Facettenspiegel 16. Die Verlagerung des Spiegels 28 führt insbesondere zu einer Verlagerung des Intensitätsprofils I*(x, y) in y-Richtung, das heißt parallel zur Scanrichtung beziehungsweise einer im Bereich des ersten Facettenspiegels 16 der Scanrichtung entsprechenden Richtung.The mirror 28 is displaceable, in particular pivotable. The mirror 28 is in particular pivotable about an axis which is perpendicular or at least approximately perpendicular to the plane of incidence of the illumination radiation 3 stands. The plane of incidence is here understood to mean the plane in which the incident beam, the outgoing beam and the local surface normal lie. It is pivotable in particular about a pivot axis, which is aligned parallel to the x-direction. A shift of the mirror 28 thus leads in particular to a shift of the intensity profile I * (x, y) relative to the first facet mirror 16 , The shift of the mirror 28 leads in particular to a shift of the intensity profile I * (x, y) in the y direction, that is to say parallel to the scanning direction or one in the region of the first facet mirror 16 the scanning direction corresponding direction.
Zur Verschwenkung des Spiegels 28 sind zwei beabstandet zueinander angeordnete Piezo-Aktuatoren 29 vorgesehen. Die Piezo-Aktuatoren 29, insbesondere deren Angriffspunkte am Spiegel 28, weisen einen Abstand s auf. Der Abstand s der Piezo-Aktuatoren 29 liegt insbesondere im Bereich von 1 mm bis 100 mm, insbesondere im Bereich von 2 mm bis 50 mm, insbesondere im Bereich von 3 mm bis 30 mm, insbesondere im Bereich von 5 mm bis 20 mm. For pivoting the mirror 28 are two spaced-apart piezo actuators 29 intended. The piezo actuators 29 , in particular their points of attack on the mirror 28 , have a distance s. The distance s of the piezoactuators 29 is in particular in the range of 1 mm to 100 mm, in particular in the range of 2 mm to 50 mm, in particular in the range of 3 mm to 30 mm, in particular in the range of 5 mm to 20 mm.
Die Piezo-Aktuatoren 29 sind insbesondere derart ausgebildet und am Spiegel 28 angeordnet, dass dieser um einen Verschwenkwinkel von bis zu 20 mrad, insbesondere bis zu 50 mrad, insbesondere bis zu 100 mrad verschwenkbar ist. The piezo actuators 29 are especially designed and on the mirror 28 arranged that this by a pivot angle of up to 20 mrad, in particular up to 50 mrad, in particular up to 100 mrad is pivotable.
Der Spiegel 28 ist insbesondere derart angeordnet, dass er unter streifendem Einfall (Grazing Incidence) mit Beleuchtungsstrahlung 3 beaufschlagt wird. Der Einfallswinkel der Beleuchtungsstrahlung 3 auf den Spiegel 28 beträgt insbesondere mindestens 45°, insbesondere mindestens 60°, insbesondere mindestens 70°, insbesondere mindestens 80°. The mirror 28 In particular, it is arranged such that it illuminates with grazing incidence 3 is charged. The angle of incidence of the illumination radiation 3 on the mirror 28 is in particular at least 45 °, in particular at least 60 °, in particular at least 70 °, in particular at least 80 °.
Die auf den Spiegel 28 auftreffende Beleuchtungsstrahlung 3 kann bereits derart geformt sein, dass sich auf dem ersten Facettenspiegel 16 das vorhergehend beschriebene Intensitätsprofil I*(x, y) ergibt. Als Mittel zur Formung des EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 i dient beispielsweise die Umlenkoptik 13 und/oder die Fokussier-Baugruppe 14. The on the mirror 28 incident illumination radiation 3 may already be shaped so that on the first facet mirror 16 the previously described intensity profile I * (x, y) gives. As a means of shaping the EUV single output beam 9 i serves, for example, the deflection optics 13 and / or the focusing assembly 14 ,
In 8 ist eine alternative Darstellung des erfindungsgemäßen Konzepts gezeigt. In der 8 sind insbesondere zwei Spiegel 36, 37, welche als Mittel zur Formung eines Strahlenbündels mit einer vorgegebenen räumlichen Intensitätsverteilung I*(x, y) aus einem Strahlenbündel mit einer bekannten Intensitätsverteilung I0(x, y), insbesondere zur Formung des EUV-Einzel-Ausgabestrahls 9 i dienen, dargestellt. In 8th an alternative representation of the inventive concept is shown. In the 8th are in particular two mirrors 36 . 37 which as a means for forming a beam having a predetermined spatial intensity distribution I * (x, y) from a beam having a known intensity distribution I 0 (x, y), in particular for forming the EUV single output beam 9 i serve, presented.
Bei der in 8 dargestellten Alternative ist der Spiegel 28 im Strahlengang hinter dem Zwischenfokus 33 angeordnet. At the in 8th The alternative shown is the mirror 28 in the beam path behind the intermediate focus 33 arranged.
In der 9 ist eine weitere Alternative dargestellt. Die Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der gemäß 4, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Bei der Alternative gemäß 9 ist die Oberfläche des Spiegels 28 mit einem Oberflächenprofil 32 versehen, welches das gewünschte Intensitätsprofil I*(x, y) im Bereich des ersten Facettenspiegels 16 erzeugt. In the 9 another alternative is shown. The embodiment essentially corresponds to that according to FIG 4 , whose description is hereby referred to. In the alternative according to 9 is the surface of the mirror 28 with a surface profile 32 provided which the desired intensity profile I * (x, y) in the region of the first facet mirror 16 generated.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 10 und 11 eine weitere Alternative beschrieben. In den 10 und 11 ist exemplarisch ein alternatives Intensitätsprofil I*(x1, y) vor der Verlagerung (10) und nach der Verlagerung (11) dargestellt.The following is with reference to the 10 and 11 another alternative described. In the 10 and 11 is an alternative intensity profile I * (x 1 , y) before the relocation ( 10 ) and after the relocation ( 11 ).
Bei dem in den 10 und 11 dargestellten Intensitätsprofil I*(x, y) handelt es sich um ein sogenanntes Flattop-Profil. Ein derartiges Profil weist in einem vorgegebenen Bereich einen konstanten Wert auf. Außerhalb dieses Bereichs ist es identisch 0.In the in the 10 and 11 shown intensity profile I * (x, y) is a so-called Flattop profile. Such a profile has a constant value in a predetermined range. Outside this range, it is identical 0.
Bei dieser Variante ist vorgesehen, die Verlagerung des Intensitätsprofils I*(x, y) derart auszubilden, dass die Gesamtfläche, über welche die Beleuchtungsstrahlung 3 verteilt wird, verändert wird. Bei dieser Variante wird mit anderen Worten die in ein bestimmtes Phasenraumvolumen abgegebene Strahlungsleistung dadurch verändert, dass die Divergenz des Einzel-Ausgabestrahls 9 i verändert wird. Da die Gesamtleistung hierbei konstant bleibt, wird die auf den Facettenspiegel 16 auftreffende Intensität der Beleuchtungsstrahlung 3 verändert. Sie wird insbesondere umgekehrt proportional zur insgesamt mit Beleuchtungsstrahlung 3 beaufschlagten Fläche verringert.In this variant, it is provided to form the displacement of the intensity profile I * (x, y) such that the total area over which the illumination radiation 3 is distributed, is changed. In this variant, in other words, the radiation power delivered into a specific phase space volume is changed by the fact that the divergence of the single output beam 9 i is changed. Since the overall performance remains constant, the facets mirror 16 incident intensity of the illumination radiation 3 changed. In particular, it becomes inversely proportional to the total of illumination radiation 3 reduced surface.
Eine Vergrößerung der Divergenz des Einzel-Ausgabestrahls 9 i, das heißt eine Vergrößerung der mit Beleuchtungsstrahlung 3 beaufschlagten Fläche, insbesondere im Bereich des ersten Facettenspiegels 16, führt dazu, dass ein variabler Anteil der Beleuchtungsstrahlung 3 außerhalb des zur Belichtung des Objektfeldes 11 nutzbaren Bereichs des Facettenspiegels 16 auftrifft und somit nicht zur Beleuchtung des Retikels 12 im Objektfeld 11 beiträgt.An increase in the divergence of the single output beam 9 i , that is an enlargement of the illumination radiation 3 acted upon surface, in particular in the region of the first facet mirror 16 , causes a variable proportion of the illumination radiation 3 outside of the exposure of the object field 11 usable area of the facet mirror 16 impinges and thus not to illuminate the reticle 12 in the object field 11 contributes.
Diese Variante kann auch mit anderen Intensitätsprofilen, insbesondere gemäß einer der Varianten der vorhergehenden Beschreibung, kombiniert werden. This variant can also be combined with other intensity profiles, in particular according to one of the variants of the preceding description.
Zur Verlagerung des Intensitätsprofils I*(x, y) im Wege einer derartigen Größenveränderung ist vorgesehen, den Spiegel 28 deformierbar auszubilden. Wie in der 13 schematisch dargestellt ist, kann der Spiegel 28 hierzu an zwei oder mehr Fixpunkten 39 ortsfest gelagert sein. Im Bereich zwischen zwei dieser Fixpunkte 39 können ein oder mehrere Piezo-Aktuatoren 29 angeordnet sein, mittels welcher der Spiegel 28 verformt werden kann. Der Spiegel 28 kann mit Hilfe der Piezo-Aktuatoren 29 insbesondere in Richtung senkrecht zur Verbindungslinie zwischen den Fixpunkten 39 verformbar sein. In order to shift the intensity profile I * (x, y) by means of such a change in size, the mirror is provided 28 deformable form. Like in the 13 is shown schematically, the mirror 28 this at two or more fixed points 39 be stored stationary. In the area between two of these fixed points 39 can have one or more piezo actuators 29 be arranged, by means of which the mirror 28 can be deformed. The mirror 28 can with the help of piezo actuators 29 especially in the direction perpendicular to the connecting line between the fixed points 39 be deformable.
Der Spiegel 28 kann hierbei derart ausgebildet und/oder gelagert sein, dass eine Oberflächenform zylindrisch ist. Durch eine Längenänderung des oder der Piezo-Aktuatoren 29 kann der Spiegel eine veränderbar stark parabolische Oberfläche aufweisen. The mirror 28 may be designed and / or stored in such a way that a surface shape is cylindrical. By a change in length of the one or more piezo actuators 29 the mirror can have a changeable strongly parabolic surface.
Der Spiegel 28 kann in x-Richtung krümmungsfrei ausgebildet sein. Hierdurch werden Inhomogenitäten der Beleuchtungsstrahlung 3 im Bereich des Facettenspiegels 16 in Richtung senkrecht zur Scanrichtung vermieden. The mirror 28 can be formed without curvature in the x direction. As a result, inhomogeneities of the illumination radiation 3 in the area of the facet mirror 16 avoided in the direction perpendicular to the scanning direction.
Der Piezo-Aktuator 29 kann einen Aktuationsumfang von bis zu 0,1 mm, insbesondere bis zu 0,2 mm, insbesondere bis zu 0,3 mm, insbesondere bis zu 0,5 mm, insbesondere bis zu 0,7 mm, insbesondere bis zu 1 mm aufweisen. The piezo actuator 29 may have an Aktuationsumfang of up to 0.1 mm, in particular up to 0.2 mm, in particular up to 0.3 mm, in particular up to 0.5 mm, in particular up to 0.7 mm, in particular up to 1 mm.
Es ist auch möglich, zur Verformung des Spiegels 28 mehr als einen Piezo-Akuator 29 vorzusehen. Es ist insbesondere möglich, den Spiegel 28 im Bereich der Fixpunkte 39 nicht fix, sondern mittels weiterer Piezo-Aktuatoren zu lagern. Hierdurch kann zum einen der Umfang der insgesamt möglichen Verformung des Spiegels 28 vergrößert werden. Außerdem lässt sich hierdurch der Spiegel 28 entsprechend der vorhergehenden Beschreibung verschwenken.It is also possible to deform the mirror 28 more than a piezo-actuator 29 provided. It is possible in particular, the mirror 28 in the area of fixed points 39 not fix, but to store by means of further piezo actuators. As a result, on the one hand, the extent of the total possible deformation of the mirror 28 be enlarged. In addition, this can be the mirror 28 pivot according to the previous description.
Die Aktuierung des Spiegels 28 zur Verformung dessen Oberfläche mittels des Piezo-Aktuators 29 erfolgt vorteilhafterweise eindimensional. Die Pfeilhöhe der Oberfläche des Spiegels 28 hängt insbesondere ausschließlich von einer einzigen Koordinate ab. In der hierzu orthogonalen Richtung ist die Pfeilhöhe der Oberfläche vorteilhafterweise konstant. The actuation of the mirror 28 for the deformation of the surface by means of the piezo actuator 29 advantageously takes place one-dimensionally. The arrow height of the surface of the mirror 28 In particular, it depends solely on a single coordinate. In the orthogonal direction, the arrow height of the surface is advantageously constant.
Der deformierbare Spiegel 28 wird vorteilhafterweise in streifendem Einfall betrieben. Der deformierbare Spiegel 28 ist insbesondere derart im Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung 3 angeordnet, dass der Einfallswinkel der Beleuchtungsstrahlung 3 im planen Zustand des Spiegels 28 mindestens 45°, insbesondere mindestens 60°, insbesondere mindestens 70°, insbesondere mindestens 80° beträgt. The deformable mirror 28 is advantageously operated in grazing incidence. The deformable mirror 28 is particularly so in the beam path of the illumination radiation 3 arranged that the angle of incidence of the illumination radiation 3 in the plan state of the mirror 28 at least 45 °, in particular at least 60 °, in particular at least 70 °, in particular at least 80 °.
Die Achse, entlang welcher die Krümmung des Spiegels 28 mittels des Piezo-Aktuators 29 verändert werden kann, liegt zumindest näherungsweise in der Einfallsebene der Beleuchtungsstrahlung 3. Dies ist schematisch in den 12 und 13 dargestellt.The axis along which the curvature of the mirror 28 by means of the piezo actuator 29 can be changed is at least approximately in the plane of incidence of the illumination radiation 3 , This is schematic in the 12 and 13 shown.
Weiterhin wurde erkannt, dass die unterschiedlichen vorhergehend beschriebenen Varianten der Verlagerung der Intensitätsverteilung I*(x, y) relativ zum Facettenspiegel 16 dazu führen können, dass sich die Einfallswinkel der Beleuchtungsstrahlung 3 auf die einzelnen Facetten 16a marginal verändern, wenn der Spiegel 28 verlagert und/oder verformt wird. Dies kann dazu führen, dass die Lage des auf dem zweiten Facettenspiegel 17 beleuchteten Bereichs marginal wandert. Um diesen Effekt zu minimieren, kann vorgesehen sein, den Spiegel 28 derart im Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung 3 anzuordnen, dass die ersten Facetten 16a den Ort des aktuierten Spiegels 28 jeweils auf die zweiten Facetten 17a abbilden.Furthermore, it was recognized that the different variants of the shift of the intensity distribution I * (x, y) described above relative to the facet mirror 16 can lead to the angle of incidence of the illumination radiation 3 on the individual facets 16a marginally change when the mirror 28 is displaced and / or deformed. This can cause the location of the second facet mirror 17 lighted area marginally walks. To minimize this effect, the mirror can be provided 28 such in the beam path of the illumination radiation 3 arrange that the first facets 16a the place of the actuated mirror 28 each on the second facets 17a depict.
Die Ort des aktuierten Spiegels 28 kann mit dem Ort eines Zwischenfokus 33 übereinstimmen oder sich in seiner Nähe befinden. Insbesondere bei Verwendung einer Plasmaquelle als Strahlungsquelle 2 kann eine solche Anordnung vorteilhaft sein. The place of the actuated mirror 28 can with the place of an intermediate focus 33 match or are near him. Especially when using a plasma source as a radiation source 2 Such an arrangement may be advantageous.
Der Ort des aktuierten Spiegels 28 kann auch vom Zwischenfokus 33 beabstandet sein. Dieses kann insbesondere bei Verwendung einer Strahlungsquelle 2 mit kleinem Lichtleitwert sinnvoll sein, insbesondere bei Verwendung eines Freie-Elektronenlasers (FEL). Ist der aktuierte Spiegel 28 vom Zwischenfokus 33 beabstandet angeordnet, so kann es sinnvoll sein, den Verlagerungsvorgang derart auszubilden, dass neben einer Rotation auch eine Translation durchgeführt wird.The place of the actuated mirror 28 can also from the intermediate focus 33 be spaced. This can in particular when using a radiation source 2 be useful with a small light conductance, especially when using a free-electron laser (FEL). Is the actuated mirror 28 from the intermediate focus 33 arranged spaced apart, it may be useful to form the displacement process such that in addition to a rotation and a translation is performed.
Die erste Facetten 16a des ersten Facettenspiegels 16 können in Abhängigkeit von der Verlagerung des verschwenkbaren Spiegels 28 ebenfalls verlagert werden. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn der Spiegel 28 nicht an einem Ort, der durch die erste Facetten 16a auf die zweite Facetten 17a abgebildet wird, angeordnet ist. Vorteilhafterweise erfolgen die Verlagerung der ersten Facetten 17a und des Spiegels 28 synchron zueinander.The first facets 16a of the first facet mirror 16 can depend on the displacement of the pivoting mirror 28 also be relocated. This can be particularly useful if the mirror 28 not in a place that through the first facets 16a on the second facets 17a is displayed is arranged. Advantageously, the displacement of the first facets takes place 17a and the mirror 28 synchronous to each other.
Bei der Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 werden zunächst das Retikel 12 und der Wafer 24 bereitgestellt. Anschließend wird eine Struktur auf dem Retikel 12 auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers 24 mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 projiziert. Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird eine Mikro- oder Nanostruktur auf dem Wafer 24 und somit das mikro- oder nanostrukturierte Bauteil hergestellt. Bei dem mikro- oder nanostrukturierten Bauteil kann es sich insbesondere um ein Halbleiterbauelement, beispielsweise in Form eines Speicherchips, handeln.In the manufacture of a micro- or nanostructured device with the projection exposure system 1 be the reticle first 12 and the wafer 24 provided. Subsequently, a structure on the reticle 12 on a photosensitive layer of the wafer 24 with the help of the projection exposure system 1 projected. By developing the photosensitive layer, a micro or nanostructure is formed on the wafer 24 and thus the micro- or nanostructured component produced. The micro- or nanostructured component can in particular be a semiconductor component, for example in the form of a memory chip.
Mit dem erfindungsgemäßen System mit einer Mehrzahl von Scannern 5 ist es möglich, mehrere Wafer 24 gleichzeitig in separaten Scannern 5 zu belichten. With the system according to the invention with a plurality of scanners 5 is it possible to have multiple wafers 24 simultaneously in separate scanners 5 to expose.
Hierbei kann die Strahlungsdosis zur Belichtung der einzelnen Wafer 24 mittels der Beleuchtungseinrichtung 35 in jedem der Scanner 5 individuell gesteuert, insbesondere geregelt werden.In this case, the radiation dose for the exposure of the individual wafers 24 by means of the illumination device 35 in each of the scanners 5 individually controlled, in particular regulated.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 21 bis 29 weitere Alternativen der Vorrichtung 27 zur Beeinflussung jeweils eines der zu den Beleuchtungsoptiken 15 geführten Einzel-Ausgabestrahlen 9 i beschrieben.The following are with reference to the 21 to 29 other alternatives of the device 27 for influencing each one of the illumination optics 15 guided single output jets 9 i described.
Bei sämtlichen der exemplarisch beschriebenen Alternativen ist es möglich, die Beleuchtungsstrahlung 3, insbesondere die Gesamtintensität der zu jeweils einem der Objektfelder 11 geführten Beleuchtungsstrahlung 3, kontrolliert und schnell abzuschwächen. Die Amplitude der Beeinflussbarkeit liegt insbesondere im Bereich von einigen Prozent. Die Geschwindigkeit der Abschwächungsveränderung liegt im Bereich von einigen Kilohertz bis zu wenigen zehn Kilohertz.In all of the alternatives described by way of example it is possible to use the illumination radiation 3 , in particular the total intensity of each one of the object fields 11 guided illumination radiation 3 , controlled and quickly mitigate. The amplitude of the influenceability is in particular in the range of a few percent. The speed of the attenuation change is in the range of a few kilohertz to a few tens of kilohertz.
Bei der in den 21 bis 23 dargestellten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung 27 eine Einrichtung 41 zur Beeinflussung der Vignettierung eines der Einzel-Ausgabestrahlen 9 i. Die Einrichtung 41 umfasst ein Reservoir 42 zur Aufnahme von vignettierenden Teilchen 43. Die vignettierenden Teilchen 43 können über eine nur schematisch angedeutete Zufuhr-Verbindung 44 einem Volumenbereich, welcher auch als Interaktionsbereich 45 bezeichnet wird, zugeführt werden.In the in the 21 to 23 illustrated embodiment, the device comprises 27 An institution 41 for influencing the vignetting of one of the single output jets 9 i . The device 41 includes a reservoir 42 for receiving vignetting particles 43 , The vignetting particles 43 can via a feed connection indicated only schematically 44 a volume area, which also serves as an interaction area 45 is designated to be supplied.
Als Interaktionsbereich 45 wird der Bereich bezeichnet, in welchem die Beleuchtungsstrahlung 3 des Einzel-Ausgabestrahls 9 i mit einem der im Folgenden beschriebenen Mittel zur Vignettierung und/oder Absorption der Beleuchtungsstrahlung 3 interagieren kann. Es handelt sich insbesondere um einen Volumenbereich, welcher von einem der Einzel-Ausgabestrahlen 9 i durchlaufen wird.As an interaction area 45 is the area in which the illumination radiation 3 of the single output beam 9 i with one of the means described below for vignetting and / or absorption of the illumination radiation 3 can interact. In particular, it is a volume range which is from one of the single output jets 9 i is going through.
Die Zufuhr der vignettierenden Teilchen 43 zum Interaktionsbereich 45 kann steuerbar sein. Sie kann insbesondere aktuierbar sein. Mittels einer in den Figuren nicht dargestellten Steuereinrichtung kann insbesondere die mittlere Dichte der vignettierenden Teilchen 43 im Interaktionsbereich 45 variiert werden. The supply of vignetting particles 43 to the interaction area 45 can be controllable. It can be actuated in particular. By means of a control device, not shown in the figures, in particular the average density of the vignetting particles 43 in the interaction area 45 be varied.
Die Einrichtung 41 umfasst weiterhin ein Aufnahmereservoir 46. Das Aufnahmereservoir 46 ist über eine Abfuhrverbindung 47 mit dem Interaktionsbereich 45 verbunden. Es dient der Aufnahme der vignettierenden Teilchen 43 nach deren Durchlaufen des Interaktionsbereichs 45. The device 41 further includes a receiving reservoir 46 , The reception reservoir 46 is via a discharge connection 47 with the interaction area 45 connected. It serves to accommodate the vignetting particles 43 after passing through the interaction area 45 ,
Die Teilchen 43 können sich aufgrund eines externen Kraftfeldes, insbesondere aufgrund der Schwerkraft, durch den Interaktionsbereich 45 bewegen. Sie können insbesondere durch den Einzel-Ausgabestrahl 9 i hindurchrieseln. Hierbei kommt es zu einer Vignettierung der Beleuchtungsstrahlung 3 im Einzel-Ausgabestrahl 9 i. Sie können prinzipiell auch stationär oder zumindest im Wesentlichen stationär im Interaktionsbereich 45 gehalten werden. The particles 43 can due to an external force field, in particular due to gravity, through the interaction area 45 move. You can in particular through the single output beam 9 I trickle through. This leads to a vignetting of the illumination radiation 3 in the single output beam 9 i . In principle, they can also be stationary or at least substantially stationary in the interaction area 45 being held.
Die Einrichtung 41 umfasst des Weiteren eine Einrichtung 48 zur Erzeugung eines Magnetfeldes im Interaktionsbereich 45. Die Einrichtung 48 zur Erzeugung eines Magnetfeldes ist insbesondere außerhalb des Interaktionsbereichs 45 angeordnet. Die Einrichtung 48 kann insbesondere in Richtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Einzel-Ausgabestrahls 9 i umlaufend um den Interaktionsbereich 45 angeordnet sein. Sie kann eine Mehrzahl magnetisierbarer Elemente aufweisen. Mit Hilfe der Einrichtung 48 ist im Interaktionsbereich 45 ein Magnetfeld mit vorbestimmter, änderbarer Richtung erzeugbar.The device 41 further includes a device 48 for generating a magnetic field in the interaction area 45 , The device 48 for generating a magnetic field is especially outside the interaction area 45 arranged. The device 48 can in particular in the direction perpendicular to the propagation direction of the single output beam 9 i encircling the interaction area 45 be arranged. It can have a plurality of magnetizable elements. With the help of the device 48 is in the interaction area 45 a magnetic field with a predetermined, changeable direction can be generated.
Die vignettierenden Teilchen 43 sind magnetisch ausgebildet oder weisen ein magnetisches Moment auf. Sie sind daher mit Hilfe der Einrichtung 48 variabel ausrichtbar. Dies ist exemplarisch in den 21 bis 23 angedeutet. Die 21 zeigt schematisch den Fall, dass die Einrichtung 48 nicht aktiviert und im Interaktionsbereich 45 kein Magnetfeld vorhanden ist. Die Teilchen 43 haben in diesem Fall eine zufällige Orientierung.The vignetting particles 43 are magnetically formed or have a magnetic moment. They are therefore using the device 48 variably alignable. This is exemplary in the 21 to 23 indicated. The 21 schematically shows the case that the device 48 not activated and in the interaction area 45 no magnetic field is present. The particles 43 have a random orientation in this case.
Die vignettierenden Teilchen 43 sind länglich ausgebildet. Sie sind stäbchenförmig ausgebildet. Sie weisen einen Durchmesser d im Bereich von 1 µm bis 10 µm, insbesondere im Bereich von 1 µm bis 5 µm auf. Sie können insbesondere eine Länge im Bereich von 5 µm bis 100 µm, insbesondere im Bereich von 10 µm bis 50 µm aufweisen.The vignetting particles 43 are elongated. They are designed rod-shaped. They have a diameter d in the range of 1 .mu.m to 10 .mu.m, in particular in the range of 1 .mu.m to 5 .mu.m. In particular, they may have a length in the range of 5 μm to 100 μm, in particular in the range of 10 μm to 50 μm.
Es hat sich herausgestellt, dass mit Teilchen 43 dieser Größe ein ausreichend schneller Schaltvorgang möglich ist.It turned out that with particles 43 this size a sufficiently fast switching operation is possible.
Die Teilchen 43 weisen insbesondere ein Aspektverhältnis (Durchmesser:Länge) von höchstens 1:2, insbesondere höchstens 1:3, insbesondere höchstens 1:5, insbesondere höchstens 1:10 auf. Bei dem in der 22 schematisch dargestellten Fall weisen die Teilchen 43 eine horizontale Orientierung auf, welche durch Erzeugung eines Magnetfeldes mit einer ersten Richtung mit Hilfe der Einrichtung 48 erreichbar ist. Zur Verdeutlichung sind schematisch in der ersten Richtung, das heißt horizontal verlaufende Feldlinien 49 des Magnetfeldes dargestellt.The particles 43 in particular have an aspect ratio (diameter: length) of at most 1: 2, in particular at most 1: 3, in particular at most 1: 5, in particular at most 1:10. In the in the 22 schematically illustrated case, the particles 43 a horizontal orientation, which by generating a magnetic field with a first direction by means of the device 48 is reachable. For clarity, schematically in the first direction, that is horizontally extending field lines 49 represented the magnetic field.
In der 23 ist der entsprechende Fall dargestellt, bei welchem die Feldlinien 49 senkrecht zu der ersten Richtung, das heißt vertikal verlaufen und sich die Teilchen 43 daher vertikal ausrichten.In the 23 the corresponding case is shown, in which the field lines 49 perpendicular to the first direction, that is vertical and the particles are 43 therefore align vertically.
Durch die Beeinflussung der Ausrichtung der Teilchen 43 kann ihr Wirkungsquerschnitt beeinflusst werden. Hierdurch ist es möglich, präzise zu steuern, welcher Anteil der Beleuchtungsstrahlung 3 im Einzel-Ausgabestrahl 9 i durch die Teilchen 43 vignettiert wird.By influencing the orientation of the particles 43 their cross-section can be influenced. This makes it possible to precisely control what proportion of the illumination radiation 3 in the single output beam 9 i through the particles 43 is vignetted.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 24 bis 26 eine weitere Alternative der Vorrichtung 27 beschrieben. Gemäß dieser Alternative umfasst die Vorrichtung 27 ein verlagerbares Element 50, welches für die Beleuchtungsstrahlung 3 reflektiv ist. Das verlagerbare Element 50 weist insbesondere eine Reflektivität für die Beleuchtungsstrahlung 3 von mindestens 50%, insbesondere mindestens 70%, insbesondere mindestens 90% auf. Die Beleuchtungsstrahlung 3 kann am verlagerbaren Element 50 insbesondere streifend reflektiert werden. Das verlagerbare Element 50 kann insbesondere membranartig ausgebildet sein. Es ist insbesondere mit einer Schaltgeschwindigkeit von mindestens 1 kHz schaltbar. Die Schaltgeschwindigkeit des verlagerbaren Elements 50 kann mehr als 2 kHz, insbesondere mehr als 3 kHz, insbesondere mehr als 5 kHz, insbesondere mehr als 10 kHz betragen. Sie beträgt insbesondere höchstens 100 kHz. Zur Verlagerung des verlagerbaren Elements 50 können Schwingungskörper, wie sie aus Lautsprechern bekannt sind, vorgesehen sein.The following is with reference to the 24 to 26 another alternative of the device 27 described. According to this alternative, the device comprises 27 a displaceable element 50 , which for the illumination radiation 3 is reflective. The movable element 50 in particular has a reflectivity for the illumination radiation 3 of at least 50%, in particular at least 70%, in particular at least 90%. The illumination radiation 3 can be on the movable element 50 be reflected in particular grazing. The movable element 50 may in particular be formed like a membrane. It can be switched in particular with a switching speed of at least 1 kHz. The switching speed of the movable element 50 may be more than 2 kHz, in particular more than 3 kHz, in particular more than 5 kHz, in particular more than 10 kHz. In particular, it is at most 100 kHz. To relocate the movable element 50 For example, vibration bodies, as known from loudspeakers, can be provided.
Die Vorrichtung 27 umfasst außerdem zwei Lochblenden 51. Wie in den Figuren schematisch dargestellt ist, kann durch Verlagerung des verlagerbaren Elements 50 die Transmission des Einzel-Ausgabestrahls 9 i durch das System mit den beiden Lochblenden 51 beeinflusst werden. Bei dem in den 24 und 25 schematisch dargestellten Beispiel kann die mittels der Vorrichtung 27 erreichbare Absorption gezielt zwischen 50% und 100% der Gesamtintensität der Beleuchtungsstrahlung 3 im Einzel-Ausgabestrahl 9 i variiert werden. Eine eventuelle zusätzliche Absorption bei der Reflektion am verlagerbaren Element 50 ist bei der Angabe der einstellbaren Absorption der Vorrichtung 27 nicht berücksichtigt.The device 27 also includes two pinhole diaphragms 51 , As shown schematically in the figures, by displacing the displaceable element 50 the transmission of the single output beam 9 i through the system with the two pinholes 51 to be influenced. In the in the 24 and 25 schematically illustrated example, by means of the device 27 achievable absorption targeted between 50% and 100% of the total intensity of the illumination radiation 3 in the single output beam 9 i be varied. A possible additional absorption in the reflection at the displaceable element 50 is in indicating the adjustable absorption of the device 27 not considered.
Durch geeignete Anordnung und/oder Ausbildung der Durchtrittsöffnungen 52 in den Lochblenden 51, insbesondere im Zusammenspiel mit der Verlagerbarkeit des verlagerbaren Elements 50, sind andere Einstellbereiche möglich. Insbesondere ist es möglich, die beiden Lochblenden 51 periodisch und derart auszugestalten, dass durch Verlagerung des verlagerbaren Elements 50 die erreichbare Absorption zwischen p und 2 p einstellbar ist, wobei der Wert p von der Ausgestaltung der Lochblenden abhängt. By suitable arrangement and / or formation of the passage openings 52 in the pinhole 51 , in particular in conjunction with the displaceability of the displaceable element 50 , other adjustment ranges are possible. In particular, it is possible, the two pinhole 51 periodically and in such a way that by displacement of the displaceable element 50 the achievable absorption between p and 2 p is adjustable, the value p depends on the configuration of the pinhole.
Eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung, welcher Anteil der Gesamtleistung der Beleuchtungsstrahlung 3 im Einzel-Ausgabestrahl 9 i mittels der Vorrichtung 27 variabel absorbiert werden kann, ist schematisch in der 26 dargestellt. Gemäß dieser Variante ist vorgesehen, nur einen Teil, beispielsweise lediglich 10%, der Gesamtleistung der Beleuchtungsstrahlung 3 im Einzel-Ausgabestrahl 9 i durch die Vorrichtung 27 zu führen, während der restliche Teil der Beleuchtungsstrahlung 3 im Einzel-Ausgabestrahl 9 i an der Vorrichtung 27 vorbeigeführt und direkt zur Beleuchtungsoptik 15 geführt wird. Dies ist bei sämtlichen der dargestellten Ausführungsalternativen möglich. Dieses erlaubt es insbesondere, den bei Reflektionen an Elementen der Vorrichtung 27 unvermeidlich stattfindenden Energieverlust zu verringern.Another way to influence what proportion of the total power of the illumination radiation 3 in the single output beam 9 i by means of the device 27 can be absorbed variably, is schematically in the 26 shown. According to this variant, only a part, for example only 10%, of the total power of the illumination radiation is provided 3 in the single output beam 9 i through the device 27 while the rest of the illumination radiation 3 in the single output beam 9 i on the device 27 passed and directly to the illumination optics 15 to be led. This is possible in all of the illustrated alternative embodiments. This makes it possible, in particular, for reflections on elements of the device 27 to reduce inevitable energy loss.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 27 eine weitere Alternative der Vorrichtung 27 zur Beeinflussung eines der Einzel-Ausgabestrahlen 9 i beschrieben. Bei dieser Alternative umfasst die Vorrichtung 27 als Mittel zur Beeinflussung der Vignettierung des Einzel-Ausgabestrahls 9 i ein Mikrospiegelarray 53. Das Mikrospiegelarray 53 umfasst eine Vielzahl schaltbarer Mikrospiegel 54. Die Mikrospiegel 54 können kontinuierlich verstellbar sein. Sie sind insbesondere zwischen zwei Positionen umschaltbar. Durch Umschalten der Mikrospiegel 54, insbesondere durch Umschalten einer vorbestimmten Teilmenge der Mikrospiegel 54, kann der Anteil der Gesamtintensität der Beleuchtungsstrahlung 3 des Einzel-Ausgabestrahls 9 i, welcher zu einer bestimmten Beleuchtungsoptik 15 geführt wird, präzise und schnell gesteuert werden.The following is with reference to the 27 another alternative of the device 27 for influencing one of the single output jets 9 i described. In this alternative, the device comprises 27 as a means of influencing the vignetting of the single output beam 9 i is a micromirror array 53 , The micromirror array 53 includes a plurality of switchable micromirrors 54 , The micromirrors 54 can be continuously adjustable. In particular, they can be switched between two positions. By switching the micromirrors 54 in particular by switching over a predetermined subset of the micromirrors 54 , the proportion of the total intensity of the illumination radiation 3 of the single output beam 9 i , which leads to a specific illumination optics 15 is guided, precisely and quickly controlled.
Bei dem Mikrospiegelarray 53 kann es sich insbesondere um ein sogenanntes digitales Mikrospiegelelement (Digital Micromirror Device, DMD) handeln.In the micromirror array 53 in particular, it may be a so-called digital micromirror device (DMD).
Mittels des Mikrospiegelarrays 53 kann ein vorbestimmter Anteil der Beleuchtungsstrahlung 3 des Einzel-Ausgabestrahls 9 i aus dem zur Beleuchtungsoptik 15 führenden Strahlengang ausgekoppelt werden. Der ausgekoppelte Teil der Beleuchtungsstrahlung 3 kann insbesondere auf eine Blende 55 geleitet werden. By means of the micromirror array 53 may be a predetermined proportion of the illumination radiation 3 of the single output beam 9 i from that to the illumination optics 15 leading beam path are decoupled. The decoupled part of the illumination radiation 3 especially on an aperture 55 be directed.
Gemäß einer Alternative dieser Ausführungsform ist es vorgesehen, anstelle des Mikrospiegelarrays 53 eine matrixartige Anordnung von mikroskopischen Blenden-Elementen, sozusagen ein Mikroblendenarray, im Strahlengang eines der Einzel-Ausgabestrahlen 9 i anzuordnen. Durch eine Schaltbarkeit der Mikroblenden entsprechend der Schaltbarkeit der Mikrospiegel 54 des Mikrospiegelarrays 53 kann deren Anordnung im Strahlengang des Einzel-Ausgabestrahls 9 i und damit deren Wirkungsquerschnitt, das heißt deren Blendenwirkung, beeinflusst werden.According to an alternative of this embodiment, it is provided instead of the micromirror array 53 a matrix-like arrangement of microscopic diaphragm elements, so to speak a micro-aperture array, in the beam path of one of the individual output beams 9 i to arrange. By a switchability of the micro-apertures according to the switchability of the micromirrors 54 of the micromirror array 53 can their arrangement in the beam path of the single output beam 9 i and thus their cross section, that is their aperture effect, are affected.
Die Schaltfrequenz der Mikrospiegel 54 des Mikrospiegelarrays 53 liegt im Bereich von 1 kHz bis 100 kHz. Die Schaltfrequenz der Mikrospiegel 54 des Mikrospiegelarrays 53 kann auch über 100 kHz betragen. Es ist insbesondere möglich, die Mikrospiegel 54 innerhalb einer Millisekunde mehrfach umzuschalten, um auf diese Weise insbesondere eine feinere Abstufung des abblendbaren Anteils des Einzel-Ausgabestrahls 9 i zu erreichen.The switching frequency of the micromirrors 54 of the micromirror array 53 is in the range of 1 kHz to 100 kHz. The switching frequency of the micromirrors 54 of the micromirror array 53 can also be over 100 kHz. In particular, it is possible to use the micromirrors 54 within a millisecond, in order to thus, in particular, a finer gradation of the dimming portion of the single output beam 9 i reach.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 28 eine weitere Alternative der Vorrichtung 27 beschrieben. Gemäß der in 28 dargestellten Alternative umfasst die Vorrichtung 27 ein Mittel zur Beeinflussung der Absorption der Beleuchtungsstrahlung 3 in einem der Einzel-Ausgabestrahlen 9 i. Dieses Mittel wird insbesondere durch eine Einrichtung zur Beeinflussung der mittleren Gasdichte im Interaktionsbereich 45 gebildet. Bei der Einrichtung handelt es sich insbesondere um eine Einrichtung zur Steuerung eines Gasflusses, insbesondere eine aktuierbare Einrichtung zur Steuerung eines Gasflusses. Die Einrichtung umfasst ein Gasreservoir 56, aus welchem Gas mit einem vorbestimmten Gasdruck und einer vorbestimmten Temperatur ausströmbar ist. In Strömungsrichtung ist dem Gasreservoir 56 ein Druckminderer 57 nachgeordnet. Mit dem Druckminderer 57 kann der Gasdruck auf einen vorbestimmten Wert reduziert werden.The following is with reference to the 28 another alternative of the device 27 described. According to the in 28 illustrated alternative includes the device 27 a means for influencing the absorption of the illumination radiation 3 in one of the single output jets 9 i . This means is in particular by a device for influencing the average gas density in the interaction area 45 educated. The device is in particular a device for controlling a gas flow, in particular an actuatable device for controlling a gas flow. The device includes a gas reservoir 56 from which gas can be flowed out with a predetermined gas pressure and a predetermined temperature. In the flow direction is the gas reservoir 56 a pressure reducer 57 downstream. With the pressure reducer 57 For example, the gas pressure can be reduced to a predetermined value.
Dem Druckminderer 57 nachgeordnet ist eine Drossel-Einrichtung 58 mit einer oder mehreren Drossel-Einheiten. Diese dienen der weiteren Druckreduzierung. Der Drosseleinrichtung 58 nachgeordnet ist ein Ventil 59. Bei dem Ventil 59 handelt es sich insbesondere um ein steuerbares Ventil 59. Das Ventil 59 ist insbesondere mit einer Rate von mindestens 1 kHz schaltbar. The pressure reducer 57 downstream is a throttle device 58 with one or more throttle units. These serve for further pressure reduction. The throttle device 58 downstream is a valve 59 , At the valve 59 it is in particular a controllable valve 59 , The valve 59 is switchable in particular at a rate of at least 1 kHz.
Dem Ventil 59 nachgeordnet ist eine Heiz-Einrichtung 60. Allgemein handelt es sich bei der Heizeinrichtung 60 um eine Temperatursteuereinrichtung zur Steuerung der Temperatur des Gases, insbesondere des Gases, welches den Interaktionsbereich 45 durchfließt. The valve 59 downstream is a heating device 60 , Generally, the heater is 60 a temperature control device for controlling the temperature of the gas, in particular of the gas, which the interaction area 45 flows.
Das Gas wird mittels einer Düse 61 in den Interaktionsbereich 45 eingebracht, insbesondere eingespritzt.The gas is generated by means of a nozzle 61 in the interaction area 45 introduced, in particular injected.
Die Düse 61 ist in einem Abstand von wenigen Zentimetern zum Einzel-Ausgabestrahl 9 i angeordnet. Der Abstand der Düse 61 vom Interaktionsbereich 45 sowie die Geschwindigkeit des von der Düse ausgestoßenen Gases bestimmen eine Zeit, die das Gas benötigt, um von der Düse in den Interaktionsbereich zu gelangen. Diese Zeit beträgt vorteilhafterweise weniger als 5 ms, insbesondere weniger als 1 ms, insbesondere weniger als 0,5 ms, insbesondere weniger als 0,3 ms, insbesondere weniger als 0.2 ms, insbesondere weniger als 0,1 ms.The nozzle 61 is at a distance of a few centimeters to the single output beam 9 i arranged. The distance of the nozzle 61 from the interaction area 45 and the velocity of the gas ejected from the nozzle determine a time that the gas takes to travel from the nozzle into the interaction region. This time is advantageously less than 5 ms, in particular less than 1 ms, in particular less than 0.5 ms, in particular less than 0.3 ms, in particular less than 0.2 ms, in particular less than 0.1 ms.
Auf der der Düse 61 gegenüberliegenden Seite des Interaktionsbereichs 45 ist ein Aufnahmereservoir 62 zur Aufnahme des Gases nach Durchströmen des Interaktionsbereichs 45 angeordnet. Das Aufnahmereservoir kann eine in der Figur nicht dargestellte Absaug-Einrichtung umfassen. Hiermit kann der Gasfluss im Interaktionsbereich 45 noch gezielter gesteuert werden.On the nozzle 61 opposite side of the interaction area 45 is a collection reservoir 62 for receiving the gas after flowing through the interaction area 45 arranged. The receiving reservoir may comprise a suction device, not shown in the figure. This allows the gas flow in the interaction area 45 be controlled even more targeted.
Durch eine Steuerung der Gasdichte im Interaktionsbereich 45, insbesondere durch eine Steuerung des Gasdrucks und/oder des Gasflusses im Interaktionsbereich 45 kann gezielt gesteuert werden, welcher Anteil der Beleuchtungsstrahlung 3 im Einzel-Ausgabestrahl 9 i von dem Interaktionsbereich 45 durchströmenden Gas absorbiert wird.By controlling the gas density in the interaction area 45 , in particular by controlling the gas pressure and / or the gas flow in the interaction area 45 can be selectively controlled, which share of the illumination radiation 3 in the single output beam 9 i from the interaction area 45 flowing gas is absorbed.
Es wurde gefunden, dass die Geschwindigkeit des Gases im Interaktionsbereich 45 im Wesentlichen von der Gastemperatur im Bereich vor der Düse 61 abhängt. Geeignete Werte für Gasdruck am Austritt der Düse 61 und Gastemperatur am Eintritt der Düse sind für unterschiedliche mögliche Gase in Tabelle 1 wiedergegeben. Element T[K] p[Pa]
H2 9 3751
He 35 357.0
Cl2 325 83.9
N2 130 77.4
Ar 347 136.4
O2 148 44.7
F2 176 28.9
Kr 727 41.5
Ne 251 41.1
Xe 1134 7.5
Tabelle 1 It was found that the speed of the gas in the interaction area 45 essentially from the gas temperature in the area in front of the nozzle 61 depends. Suitable values for gas pressure at the outlet of the nozzle 61 and gas temperature at the inlet of the nozzle are given for different possible gases in Table 1. element T [K] p [Pa]
H 2 9 3751
He 35 357.0
Cl 2 325 83.9
N 2 130 77.4
Ar 347 136.4
O 2 148 44.7
F 2 176 28.9
Kr 727 41.5
ne 251 41.1
Xe 1134 7.5
Table 1
Die angegebenen Werte führen dazu, dass im Interaktionsbereich 45 auf einer Strecke von 1 cm 5% der Energie des Einzel-Ausgabestrahls 9 i absorbiert werden. Für andere Geometrien und / oder Anforderungen können diese Angaben gemäß den Grundgleichungen der Thermodynamik skaliert werden.The specified values cause that in the interaction area 45 on a distance of 1 cm 5% of the energy of the single output beam 9 i be absorbed. For other geometries and / or requirements, these data may be scaled according to the basic equations of thermodynamics.
Der entsprechende Gasdruck lässt sich mit Hilfe des Druckminderers 57 und/oder der Drosseleinrichtung 58 einstellen. Die entsprechende Temperatur lässt sich mit Hilfe der Heizeinrichtung 60 beziehungsweise der Temperatursteuereinrichtung einstellen.The corresponding gas pressure can be achieved with the help of the pressure reducer 57 and / or the throttle device 58 to adjust. The corresponding temperature can be adjusted with the help of the heating device 60 or adjust the temperature control device.
Es wurde gefunden, dass mit einer entsprechenden Vorrichtung 27 und den angegebenen Werten für den Gasdruck und die Gastemperatur eine Absorption der Beleuchtungsstrahlung 3 im Einzel-Ausgabestrahl 9 i im Bereich von bis zu 5%, insbesondere bis zu 10% präzise steuerbar ist. Aufgrund der schnellen Schaltbarkeit des Ventils 59, der hinreichend hohen Gasgeschwindigkeit sowie des hinreichend kleinen Abstandes zwischen Düse 61 und Interaktionsbereich 45 ist die Absorptionsveränderung mit einer Schaltzeit von weniger als 1 ms, insbesondere weniger als 0,5 ms, insbesondere weniger als 0,3 ms, insbesondere weniger als 0,2 ms, insbesondere weniger als 0,1 ms möglich.It was found that with an appropriate device 27 and the indicated values for the gas pressure and the gas temperature, an absorption of the illumination radiation 3 in the single output beam 9 i is precisely controllable in the range of up to 5%, in particular up to 10%. Due to the fast switchability of the valve 59 , the sufficiently high gas velocity and the sufficiently small distance between jet 61 and interaction area 45 the absorption change is possible with a switching time of less than 1 ms, in particular less than 0.5 ms, in particular less than 0.3 ms, in particular less than 0.2 ms, in particular less than 0.1 ms.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 29 eine Alternative der Vorrichtung 27 mit einem Mittel zur Beeinflussung der mittleren Gasdichte im Interaktionsbereich 45 beschrieben. Bei dieser Variante umfasst die Vorrichtung 27 einen Tröpfchengenerator 63. Der Tröpfchengenerator 63 dient der Erzeugung von Flüssigkeitströpfchen 64. Die Flüssigkeitströpfchen 64 werden insbesondere periodisch erzeugt. Die Erzeugung der Flüssigkeitströpfchen 64 kann nicht aktuiert erfolgen. Sie erfolgt insbesondere mit einer Frequenz im Bereich von Kilohertz, insbesondere im Bereich von mindestens 10 kHz. Sie kann auch aktuiert, insbesondere gesteuert, erfolgen.The following is with reference to the 29 an alternative to the device 27 with a means for influencing the mean gas density in the interaction area 45 described. In this variant, the device comprises 27 a droplet generator 63 , The droplet generator 63 serves to generate liquid droplets 64 , The liquid droplets 64 are generated in particular periodically. The generation of liquid droplets 64 can not be actuated. It takes place in particular with a frequency in the range of kilohertz, in particular in the range of at least 10 kHz. It can also be actuated, in particular controlled, done.
Die Flüssigkeitströpfchen 64 werden in, insbesondere durch den Interaktionsbereich 45 geschossen. Die Geschwindigkeit, mit der sich die erzeugten Flüssigkeitströpfchen 64 in Richtung auf den Interaktionsbereich 45 bewegen, kann insbesondere so groß sein, dass die Zeit zum Erreichen des Interaktionsbereichs 45 weniger als 1 ms beträgt. Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn die Erzeugung der Flüssigkeitströpfchen 64 aktuiert erfolgt. The liquid droplets 64 be in, especially through the interaction area 45 shot. The speed at which the generated liquid droplets 64 towards the interaction area 45 in particular, can be so great that the time to reach the interaction area 45 less than 1 ms. This may be the case in particular when the production of the liquid droplets 64 actuated takes place.
Die Geschwindigkeit, mit der sich die erzeugten Flüssigkeitströpfchen 64 in Richtung auf den Interaktionsbereich 45 bewegen, kann insbesondere auch so klein sein, dass die Zeit zum Erreichen des Interaktionsbereichs 45 mindestens 1 ms beträgt. Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn die Erzeugung der Flüssigkeitströpfchen 64 nicht aktuiert erfolgt.The speed at which the generated liquid droplets 64 towards the interaction area 45 In particular, moving can be so small that the time to reach the interaction area 45 is at least 1 ms. This may be the case in particular when the production of the liquid droplets 64 not actuated.
Die Flüssigkeitströpfchen 64 werden insbesondere durch den Strahlengang des Einzel-Ausgabestrahls 9 i geschossen.The liquid droplets 64 in particular by the beam path of the single output beam 9 i shot.
Die Vorrichtung 27 umfasst weiterhin eine Einrichtung zur Verdampfung der Flüssigkeitströpfchen 64. Die Einrichtung zur Verdampfung der Flüssigkeitströpfchen 64 wird insbesondere durch einen Laser 65 gebildet. Der Laser 65 ist gesteuert aktivierbar. Mittels des Lasers 65 ist ein Laserstrahl 66 erzeugbar. Der Laserstrahl 66 ist derart justiert, dass er die Trajektorie der Flüssigkeitströpfchen 64 kreuzt. Durch geeignete Aktivierung des Lasers 65 können die Flüssigkeitströpfchen 64, insbesondere im Interaktionsbereich 45, verdampft werden. Im verdampften Zustand nehmen die Tröpfchen 64 ein wesentlich größeres Volumen V2 ein als ihr Volumen V1 im flüssigen Zustand. Dies ist in der 29 schematisch angedeutet. Im verdampften Zustand ist somit der Wirkungsquerschnitt der Tröpfchen 64 und damit die Wechselwirkung mit dem Einzel-Ausgabestrahl 9 i wesentlich größer, was dazu führt, dass ein größerer Anteil der Beleuchtungsstrahlung 3 aus dem Einzel-Ausgabestrahl 9 i durch Absorption entfernt wird.The device 27 further comprises means for vaporizing the liquid droplets 64 , The device for evaporating the liquid droplets 64 in particular by a laser 65 educated. The laser 65 can be activated controlled. By means of the laser 65 is a laser beam 66 produced. The laser beam 66 is adjusted to reflect the trajectory of the liquid droplets 64 crosses. By suitable activation of the laser 65 can the liquid droplets 64 , especially in the interaction area 45 to be evaporated. In the vaporized state, the droplets take 64 a much larger volume V2 than their volume V1 in the liquid state. This is in the 29 indicated schematically. In the vaporized state is thus the cross section of the droplets 64 and thus the interaction with the single output beam 9 i much larger, which causes a larger proportion of the illumination radiation 3 from the single output beam 9 i is removed by absorption.
Auf der dem Tröpfchengenerator 63 gegenüberliegenden Seite des Interaktionsbereichs 45 kann wiederum ein Auffangreservoir 67 zum Auffangen der nicht verdampften Flüssigkeitströpfchen 64 angeordnet sein. Das Auffangreservoir 67 kann auch zur Aufnahme des Gases der verdampften Flüssigkeitströpfchen 64 dienen.On the droplet generator 63 opposite side of the interaction area 45 can turn a collection reservoir 67 to catch the non-evaporated liquid droplets 64 be arranged. The collection reservoir 67 may also be for receiving the gas of the vaporized liquid droplets 64 serve.
Vorzugsweise werden für die Flüssigkeitströpfchen 64 Stoffe gewählt, welche bei Normalbedingungen (273,15 K, 101,325 kPa) gasförmig sind. Preferably, for the liquid droplets 64 Substances selected which are gaseous under normal conditions (273.15 K, 101.325 kPa).
Mögliche Werte für den Radius der Flüssigkeitströpfchen 64 sowie die Temperatur, bei welcher bei Normaldruck (101,325 kPa) Verflüssigung eintritt, sind in Tabelle 2 aufgelistet: Element r[μm] T[K]
H 356 21
He 162 4
Cl 116 17
N 104 77
Ar 118 87
O 75 90
F 68 85
Kr 85 120
Ne 75 27
Xe 52 165
Tabelle 2 Possible values for the radius of the liquid droplets 64 and the temperature at which liquefaction occurs at atmospheric pressure (101.325 kPa) are listed in Table 2: element r [microns] T [K]
H 356 21
He 162 4
Cl 116 17
N 104 77
Ar 118 87
O 75 90
F 68 85
Kr 85 120
ne 75 27
Xe 52 165
Table 2
Die angegebenen Werte führen dazu, dass nach Verdampfen der Kugel in einem Würfel von 1 cm3 eine Gasdichte entsteht, die dazu führt, dass 20% der Energie eines durchlaufenden Einzel-Ausgabestrahls 9i absorbiert werden. Für andere Geometrien und / oder Anforderungen können die Werte gemäß den Grundgleichungen der Thermodynamik skaliert werden.The values given result in that, after evaporation of the sphere in a cube of 1 cm 3, a gas density results that results in 20% of the energy of a continuous single output beam 9i be absorbed. For other geometries and / or requirements, the values may be scaled according to the basic equations of thermodynamics.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
-
US 2007/0152171 A1 [0139] US 2007/0152171 A1 [0139]
-
DE 10358225 B3 [0139] DE 10358225 B3 [0139]
-
WO 2009/121438 A1 [0139] WO 2009/121438 A1 [0139]
-
WO 2009/100856 A1 [0210] WO 2009/100856 A1 [0210]