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Die Erfindung betrifft ein optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, sowie ein mikrolithographisches Belichtungsverfahren.
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Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z. B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
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Es sind verschiedene Ansätze bekannt, in der Beleuchtungseinrichtung zur Optimierung des Abbildungskontrastes gezielt bestimmte Polarisationsverteilungen in der Pupillenebene und/oder im Retikel einzustellen. Dabei ist der sogenannte IPS-Wert (IPS = „Intensity in Preferred State”), welcher den Grad der Polarisation in einem gewünschten Zustand beschreibt, von grundlegender Bedeutung. In der Praxis kann eine unerwünschte Verringerung des IPS-Wertes zum Beispiel aus auftretender Spannungsdoppelbrechung in den optischen Elementen bzw. Linsen der Beleuchtungseinrichtung resultieren, welche insbesondere dazu führen kann, dass der Polarisationszustand elliptisch wird bzw. zwar immer noch die gewünschte Polarisationsvorzugsrichtung, jedoch mit einen nicht in der gewünschten Richtung polarisierten Lichtanteil aufweist. In diesem Falle kann eine Erhöhung des IPS-Wertes durch Kompensation dieser Elliptizität erfolgen.
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Es sind verschiedene Ansätze bekannt, ausgehend von bereits polarisiertem Licht (z. B. infolge der Verwendung einer bereits polarisiertes Licht liefernden Laserlichtquelle) ein gewünschtes polarisiertes Beleuchtungssetting durch Drehung der Polarisationsrichtung zu erzielen und die Intensitätsverteilung in der Pupillenebene aus entsprechend polarisierten Lichtanteilen zusammenzusetzen. Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf die
WO 2009/054541 A2 verwiesen.
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In der Praxis kann jedoch auch die Situation auftreten, dass zumindest Teile des Beleuchtungslichtes unpolarisiert sind. Dies ist insbesondere in Systemen der Fall, bei denen die Lichtquelle von vorneherein unpolarisiertes Licht erzeugt, also etwa in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage oder auch bei einem die i-Linie (mit einer Wellenlänge von ca. 365 nm) als Beleuchtungslicht ausnutzenden Beleuchtungssystem.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage sowie ein mikrolithographisches Belichtungsverfahren bereitzustellen, welche die möglichst effiziente Erzeugung eines gewünschten polarisierten Beleuchtungssettings aus zumindest teilweise unpolarisiertem Licht ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
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Ein erfindungsgemäßes optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage weist auf:
- – eine Lichtquelle;
- – ein strahlaufspaltendes optisches Element, welches eine Aufspaltung eines im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage auf dieses Element auftreffenden Lichtstrahls in einen ersten Teilstrahl und einen zweiten Teilstrahl bewirkt, wobei der erste und der zweite Teilstrahl zueinander orthogonale Polarisationsrichtungen aufweisen; und
- – wenigstens einem strahlablenkenden optischen Element zur Erzeugung eines gewünschten polarisierten Beleuchtungssettings aus dem ersten Teilstrahl und dem zweiten Teilstrahl;
- – wobei das strahlaufspaltende optische Element derart angeordnet ist, dass im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage auf dieses strahlaufspaltende optische Element auftreffendes Licht einen Polarisationsgrad kleiner als Eins aufweist.
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Der Erfindung liegt das Konzept zugrunde, in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage ausgehend von unpolarisiertem oder einen geringen Polarisationsgrad aufweisendem Eingangslicht unter möglichst geringem Lichtverlust den Polarisationsgrad zu erhöhen. Diese Erhöhung des Polarisationsgrades erfolgt über die Aufspaltung des Eingangslichtes in zwei zueinander orthogonal polarisierte Teilstrahlen, welche wiederum so „weiterverarbeitet” werden, dass letztendlich das gewünschte polarisierte Beleuchtungssetting erzielt wird. Auf diese Weise wird der Polarisationsgrad erhöht, womit zugleich die mit der herkömmlicherweise üblichen Verwendung eines Polarisators einhergehenden Lichtverluste (die typischerweise in der Größenordnung von 50 liegen können) vermieden werden.
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Die Erfindung verfolgt insbesondere nicht etwa das in herkömmlichen bekannten Ansätzen in der Regel realisierte Konzept, lediglich eine bereits vorhandene Polarisationsvorzugsrichtung zu drehen und damit bei gleichbleibendem Polarisationsgrad (DoP = „Degree of Polarization”) nur die Polarisationsreinheit (PP = „polarization purity”) zu steigern, also innerhalb des Diagramms von 6 einen Übergang von rechts nach links zu realisieren. Das Konzept der Erfindung beinhaltet es vielmehr, den Polarisationsgrad selbst – und zwar mit möglichst geringem Lichtverlust – zu erhöhen (entsprechend einem Übergang im Diagramm von 6 „von unten nach oben”). Dabei erfolgt im Rahmen der Erfindung nicht notwendigerweise ein Übergang innerhalb derselben Spalte des Diagramms von 6 von unten nach oben, sondern es können auch – abhängig von dem letztendlich gewünschten polarisierten Beleuchtungssetting – zwei zueinander senkrecht polarisierte Teilstrahlen (entsprechend den in der ersten Zeile von 6 links bzw. rechts gezeigten Feldern) erzeugt werden. In weiteren Anwendungsbeispielen kann selbstverständlich der gewünschte Polarisationszustand auch der in der ersten Zeile von 6 im mittleren Feld gezeigten Polarisationsrichtung (welche unter 45° zur y-Richtung verläuft) entsprechen.
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Der Zusammenhang zwischen den genannten Größen Polarisationsgrad und Polarisationsreinheit ist gegeben durch IPS = DoP·(PP – 0.5) + 0.5 (1) wobei DoP den Polarisationsgrad (= „Degree of Polarization”), PP die Polarisationsreinheit (= „Polarization Purity”) und IPS die Intensität im gewünschten Polarisationszustand (= Intensity in Preferred State”) bezeichnen.
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Die Erfindung ist nicht auf die Erhöhung des Polarisationsgrades von 0% (entsprechend unpolarisiertem Licht) auf im Wesentlichen 100% (entsprechend vollständig polarisiertem Licht mit konstanter Polarisationsrichtung) beschränkt. Vielmehr besteht eine weitere vorteilhafte Anwendung der Erfindung auch darin, den Polarisationsgrad z. B. nach einem im Beleuchtungsstrahlengang vorhandenen Spiegel (welcher ja bereits eine teilweise Polarisation bewirkt) zu erhöhen, also für lediglich teilweise polarisiertes Licht. Dies erfolgt erfindungsgemäß ebenfalls durch Aufteilung des Lichtstrahls in zwei Teilstrahlen mit zueinander orthogonalen Polarisationszuständen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das strahlaufspaltende optische Element derart angeordnet, dass im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage auf dieses strahlaufspaltende optische Element auftreffendes Licht einen Polarisationsgrad kleiner als 0.5, insbesondere kleiner als 0.3, weiter insbesondere kleiner als 0.1, aufweist.
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Das gewünschte polarisierte Beleuchtungssetting kann z. B. eine quasi-tangentiale Polarisationsverteilung aufweisen. Des Weiteren kann das gewünschte polarisierte Beleuchtungssetting ein Quadrupol-Beleuchtungssetting oder ein Dipol-Beleuchtungssetting sein.
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Bei der Lichtquelle kann es sich insbesondere um eine die i-Linie (mit einer Wellenlänge von ca. 365 nm) erzeugende Lichtquelle in Form einer Quecksilber-Kurzbogenlampe handeln.
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Das strahlablenkende Element kann insbesondere ein diffraktives optisches Element (DOE) aufweisen.
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Das strahlaufspaltende Element kann insbesondere einen Polarisationsstrahlteiler, ein Sub-Lambda-Gitter, eine Vielfachschichtmembran oder ein doppelbrechendes Element aufweisen.
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Bei der Lichtquelle kann es sich ferner auch um eine EUV-Plasmaquelle handeln. Hierbei kann das strahlaufspaltende Element wie im Weiteren noch näher erläutert z. B. eine Zirkoniumfolie aufweisen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist im Strahlengang eines der beiden Teilstrahlen wenigstens ein Rotator zur Drehung des Polarisationszustandes, insbesondere um 90°, angeordnet.
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Gemäß einer Ausführungsform ist im Strahlengang der beiden Teilstrahlen ein Diffusor angeordnet.
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Die Erfindung betrifft ferner eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projektionsobjektiv, wobei die Beleuchtungseinrichtung ein optisches System mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen aufweist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein mikrolithographisches Belichtungsverfahren,
- – wobei mittels einer Lichtquelle erzeugtes Beleuchtungslicht einer Beleuchtungseinrichtung einer Projektionsbelichtungsanlage zur Beleuchtung einer Objektebene eines Projektionsobjektivs zugeführt wird, wobei die Objektebene mittels des Projektionsobjektivs in eine Bildebene des Projektionsobjektivs abgebildet wird;
- – wobei an einer Position innerhalb der Beleuchtungseinrichtung das die Beleuchtungseinrichtung durchlaufende Licht einen Polarisationsgrad kleiner als Eins aufweist; und
- – wobei der Polarisationsgrad in Lichtausbreitungsrichtung nach dieser Position erhöht wird, wobei das Licht in einen ersten Teilstrahl und einen zweiten Teilstrahl aufgespalten wird, und wobei der erste und der zweite Teilstrahl zueinander orthogonale Polarisationsrichtungen aufweisen.
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Der Polarisationsgrad kann insbesondere um wenigstens 0.3, weiter insbesondere um wenigstens 0.6, weiter insbesondere um 0.9, und weiter insbesondere vom Wert Null auf den Wert Eins erhöht werden.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Prinzips;
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2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3–5 schematische Darstellung zur Erläuterung weiterer Ausführungsformen der Erfindung; und
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6 ein Diagramm zur Erläuterung einer der Erfindung zugrundeliegenden Zielsetzung.
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1 zeigt in schematischer Darstellung eine Anordnung zur Erläuterung des allgemeinen Konzepts der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel wird unpolarisiertes Beleuchtungslicht einer Lichtquelle (in 1 nicht dargestellt) mittels eines lediglich angedeuteten Polarisationsstrahlteilers 110 in zwei zueinander orthogonal polarisierte Lichtbündel bzw. Teilstrahlen S101, S102 zerlegt. Dabei ist der durch den Polarisationsstrahlteiler 110 transmittierte Teilstrahl S102 im eingezeichneten Koordinatensystem in y-Richtung polarisiert, und der an dem Polarisationsteiler 110 reflektierte Teilstrahl S101 ist in x-Richtung polarisiert. Der unpolarisierte Zustand des auf den Polarisationsstrahlteilerwürfel 110 auftreffenden Eingangslichtes ist hier und im Folgenden dadurch symbolisiert, dass für diesen Lichtstrahl beide Polarisationsrichtungen eingezeichnet sind.
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Die Anordnung gemäß 1 weist ferner (ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre) drei Umlenkspiegel 120, 130 und 140 auf, mittels derer der Teilstrahl S101 wieder parallel zu dem Teilstrahl S102 ausgerichtet wird. Sodann erfolgt, wie anhand der weiteren Ausführungsbeispiele erläutert, eine geeignete „Weiterverarbeitung” wenigstens eines der Teilstrahlen S101, S102, um das letztendlich gewünschte polarisierte Beleuchtungssetting in der Beleuchtungseinrichtung einzustellen.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem es sich bei dem gewünschten, erfindungsgemäß eingestellten polarisierten Beleuchtungssetting 203 um ein Quadrupol-Beleuchtungssetting mit quasi-tangentialer Polarisationsverteilung handelt, also mit einer Polarisationsverteilung, bei der die Schwingungsrichtung des elektrischen Feldstärkevektors zumindest näherungsweise senkrecht zu dem auf die (bezogen auf das eingezeichnete Koordinatensystem in z-Richtung verlaufende) optische Systemachse gerichteten Radius verläuft. Hierzu ist gemäß 2 im Strahlengang jedes Teilstrahls S101 bzw. S102 jeweils ein diffraktives optisches Element (DOE) 205 bzw. 206 angeordnet, welches das vom Polarisationsstrahlteiler 110 ausgehende, einen der beiden orthogonalen Polarisationszustände aufweisende Licht an die für das betreffende Beleuchtungssetting passende Position in der Pupillenebene der Beleuchtungseinrichtung lenkt. Effektiv werden somit durch den Polarisationsstrahlteiler 110 in Verbindung mit dem jeweiligen DOE 205, 206 polarisierte „SubPupillen” 201, 202 eingestellt, deren Überlagerung in der Pupillenebene das letztendlich gewünschte polarisierte Beleuchtungssetting 203 ergibt. Konkret handelt es sich im Ausführungsbeispiel bei der durch das DOE 205 in Verbindung mit dem Polarisationsstrahlteiler 110 erzeugten Sub-Pupille 201 um ein horizontales Dipol-Beleuchtungssetting mit y-Polarisation, und bei der durch das DOE 206 in Verbindung mit dem Polarisationsstrahlteiler 110 erzeugten Sub-Pupille 202 um ein vertikales Dipol-Beleuchtungssetting mit x-Polarisation.
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In weiteren Ausführungsformen kann anstelle der DOE's 205, 206 auch eine (ggf. auch jeweils eine) Spiegelanordnung mit einer Mehrzahl unabhängig voneinander verstellbarer Spiegelelemente eingesetzt werden.
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Die Erfindung ist ferner auch nicht auf eine bestimmte Realisierung des Polarisationsstrahlteilers 110 etwa in Form eines Strahlteilerwürfels beschränkt, sondern es kann grundsätzlich jedes beliebige geeignete, strahlaufspaltende Element verwendet werden, sofern dieses für die entsprechende Arbeitswellenlänge geeignet ist.
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Zur Realisierung der erfindungsgemäßen Strahlaufspaltung in einer Beleuchtungseinrichtung kann ferner ein sogenanntes Sub-Lambda-Gitter (d. h. ein Gitter mit einem Abstand der Gitterstrukturen unterhalb der Arbeitswellenlänge) verwendet werden. Des Weiteren kann auch eine Vielfachschichtmembran eingesetzt werden, in welcher eine Mehrzahl von Schichten (mit einer Breite in der Größenordnung von 10 nm) eine Membran bildet, so dass bei deren Ausrichtung unter einen geeigneten Winkel (typischerweise unter 45°) die gewünschte polarisationssensitive Strahlaufbreitung erfolgt.
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In weiteren Ausführungsformen kann auch ein doppelbrechendes Element zur Strahlaufspaltung eingesetzt werden, wobei die Eigenschaft doppelbrechender Materialien hinsichtlich der räumlichen Trennung zwischen ordentlichem und außerordentlichem Strahl genutzt werden kann. Eine hierbei zunächst geringe Strahlablenkung durch das doppelbrechende Element kann durch weitere Strahlablenkung(en), z. B. eine weitere Ablenkung um ca. 90°, erhöht werden.
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Die Anordnung von
2 ist insbesondere zur Realisierung in Verbindung mit einer Beleuchtungseinrichtung geeignet, bei welcher das Beleuchtungslicht durch eine unpolarisierte Lichtquelle erzeugt wird. Hierbei kann es sich z. B. um eine Quecksilber-Kurzbogenlampe handeln, welche Licht der i-Linie mit einer Wellenlänge von ca. 365 nm erzeugt. Eine solche Quecksilber-Kurzbogenlampe kann typischerweise, wie etwa aus
DE 44 12 053 A1 oder
EP 0 658 810 A1 bekannt, in einem Brennpunkt eines elliptischen Spiegels angeordnet sein, der das emittierte Licht im zweiten Brennpunkt sammelt.
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Die Erfindung ist jedoch in weiteren Ausführungsbeispielen auch in Verbindung mit einer für eine Arbeitswellenlänge im EUV-Bereich (d. h. bei Wellenlängen kleiner 15 nm) ausgelegten Beleuchtungseinrichtung realisierbar, wie sie lediglich schematisch in 3d dargestellt ist.
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Gemäß 3d weist in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 375 eine Beleuchtungseinrichtung 380 einen ersten Facettenspiegel 381 mit einer Mehrzahl von ersten reflektiven Facettenelementen 382 und einen zweiten Facettenspiegel 383 mit einer Mehrzahl von zweiten reflektiven Facettenelementen 384 auf. Auf den ersten Facettenspiegel 381 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit 385, welche eine PlasmaLichtquelle 386 und einen Kollektorspiegel 387 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem zweiten Facettenspiegel 383 sind ein erster Teleskopspiegel 388 und ein zweiter Teleskopspiegel 389 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 390 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld 391 in der Objektebene OP eines sechs Spiegel M1–M6 umfassenden Projektionsobjektivs 395 lenkt. Am Ort des Objektfeldes 391 ist eine reflektive strukturtragende Maske M angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs 395 in eine Bildebene IP abgebildet wird.
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Zur Erläuterung einer Realisierung der Erfindung in einer solchen für EUV ausgelegten Beleuchtungseinrichtung zeigt die schematische Darstellung gemäß 3a wiederum die erfindungsgemäße Zerlegung eines zunächst unpolarisierten Lichtstrahls S300 (wie er etwa von einer EUV-Plasma-Lichtquelle erzeugt wird) in zwei Lichtstrahlen S301 und S302 mit zueinander orthogonalen Polarisationszuständen, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel der Lichtstrahl S302 in y-Richtung und der Lichtstrahl S301 in x-Richtung im dargestellten Koordinatensystem polarisiert ist. Das strahlaufspaltende, die Zerlegung in die zueinander orthogonalen Polarisationszustände bewirkende Element 310 kann hierbei durch eine Zirkoniumfolie realisiert werden, wobei die Dicke der Zirkoniumfolie lediglich beispielhaft ca. 50 μm betragen kann. Diese Zirkoniumfolie wird im Strahlengang unter einem Winkel von 45° zur Lichtausbreitungsrichtung (= z-Richtung im eingezeichneten Koordinatensystem) angeordnet. Dieser Winkel entspricht dem Brewster-Winkel, da der Brechungsindex von Zirkonium im EUV nahe dem Wert 1 liegt.
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Die Verwendung von Zirkoniumfolien in der EUV-Lithographie ist z. B. aus
EP 1 356 476 B1 und
DE 10 2008 041 801 A1 zur Realisierung von Spektralfiltern zwecks Herausfiltern unerwünschter Anteile der elektromagnetischen Strahlung bekannt, wobei wie in
EP 1 356 476 B1 beschrieben zur Verhinderung einer Oxidation des Zirkoniummaterials die Zirkoniumfolie auch zwischen zwei Siliziumschichten angeordnet sein kann.
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Durch die im Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzte Zirkoniumfolie wird das s-polarisierte Licht weitestgehend reflektiert, und das p-polarisierte Licht weitestgehend transmittiert. Konkret kann mittels einer solchen, unter dem Brewster-Winkel angeordneten Zirkoniumfolie – unter Berücksichtung der Abschwächung infolge Absorption im Material – eine Transmission von etwa (70–80)% für den p-polarisierten Lichtanteil und eine Reflexion von ebenfalls etwa (70–80)% für den s-polarisierten Lichtanteil erzielt werden.
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Um nun erfindungsgemäß wiederum einen Lichtverlust bei der Erhöhung des Polarisationsgrades zu minimieren, können die wie vorstehend beschrieben erzeugten, senkrecht zueinander polarisierten Teilstrahlen jeweils einem von zwei parallel zueinander innerhalb ein- und derselben Beleuchtungseinrichtung vorgesehenen Teilmodulen zugeführt werden. Diese Teilmodule können z. B. jeweils einen separaten Feldfacettenspiegel aufweisen, so dass die in der Anordnung von 3a austretenden Teilstrahlen mit zueinander orthogonaler Polarisation auf unterschiedliche Feldfacettenspiegel treffen. Die Feldfacettenspiegel erzeugen unterschiedliche Intensitätsverteilungen (nehmen also gewissermaßen die Funktion der DOE's 205, 206 der Anordnung von 2 wahr), bevor eine erneute Einkopplung in eine einzige Beleuchtungseinrichtung erfolgt.
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Alternativ können die gemäß 3a für Beleuchtungslicht mit einer Arbeitswellenlänge im EUV erzeugten, senkrecht zueinander polarisierten Teilstrahlen auch von vorneherein in zwei separate EUV-Beleuchtungseinrichtungen eingekoppelt werden.
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3b zeigt eine Ausführungsform, in welcher die durch Aufspaltung des zunächst unpolarisierten Lichts erzeugten, orthogonal zueinander polarisierten Teilstrahlen S301 und S302 über einen ersten bzw. zweiten Facettenspiegel 330, 340 auf Facetten eines dritten Facettenspiegels 350 gelenkt werden. Die Facetten des dritten Facettenspiegels 350 können zwischen mindestens zwei Schaltstellungen wechseln, in welchen sie das Licht von jeweils einer Facette des ersten Facettenspiegels 330 oder des zweiten Facettenspiegels 340 einfangen. Im Ergebnis können auf diese Weise durch geeignete Wahl der Schaltstellungen der Facetten des dritten Facettenspiegels 350 ausgehend von den Teilstrahlen S301 und S302 unterschiedliche polarisierte Beleuchtungssettings realisiert werden.
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3c zeigt eine weitere Ausführungsform, in welcher die durch Aufspaltung des zunächst unpolarisierten Lichts erzeugten, orthogonal zueinander polarisierten Teilstrahlen S301 und S302 über einen ersten Facettenspiegel 360 mit zwei räumlich getrennten Bereichen (in 3c symbolisiert durch die gestrichelte Linie im Facettenspiegel 360) auf Facetten eines zweiten Facettenspiegel 370 gelenkt werden. Dessen Facetten können zwischen mindestens zwei Schaltstellungen wechseln, in welchen sie das Licht von jeweils einer Facette der Bereiche des ersten Facettenspiegels 360 einfangen. Im Ergebnis können auf diese Weise durch geeignete Wahl der Schaltstellungen der Facetten des zweiten Facettenspiegels 370 ausgehend von den Teilstrahlen S301 und S302 unterschiedliche polarisierte Beleuchtungssettings realisiert werden.
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4a zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei zu 2 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Elemente mit um „300” erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Die Anordnung von 4a ist analog zu derjenigen von 2 ebenfalls insbesondere zur Realisierung in Verbindung mit einer Beleuchtungseinrichtung geeignet, bei welcher das Beleuchtungslicht durch eine unpolarisierte Lichtquelle unter Ausnutzung der i-Linie und mit einer Arbeitswellenlänge im DUV-Bereich erzeugt wird.
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Der Aufbau gemäß 4a unterscheidet sich von demjenigen gemäß 2 dadurch, dass letztendlich ein polarisiertes Beleuchtungssetting 401 in Form eines Dipol-Beleuchtungssettings mit konstanter (im eingezeichneten Koordinatensystem in y-Richtung verlaufender) Polarisationsvorzugsrichtung erzeugt wird, also ein sogenanntes horizontales Dipol-Beleuchtungssetting mit y-Polarisation.
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Hierzu weist die Anordnung gemäß 4a anstelle der DOE's 205, 206 aus 2 im Strahlengang des Teilstrahls S401 einen 90°-Rotator 450, sowie einen im Strahlengang beider Teilstrahlen S401, S402 angeordneten Diffusor 460 auf. Der Diffusor 460 kann beispielsweise als Streuscheibe oder als Wabenkondensor realisiert sein. Der 90°-Rotator 450 kann beispielsweise aus optisch aktivem Material (insbesondere kristallinem Quarz mit zur Lichtausbreitungsrichtung bzw. z-Richtung paralleler Orientierung der optischen Kristallachse) oder auch unter Ausnutzung linearer Doppelbrechung (d. h. als Lambda/2-Platte aus linear doppelbrechendem, optisch einachsigem Material oder in bekannter Weise aus zwei Lambda/2-Platten mit um 45° relativ zueinander verdrehter optischer Kristallachse zusammengesetzt) realisiert sein. Des Weiteren weist die Anordnung gemäß 4a anstelle der im Aufbau von 2 vorgesehenen DOE's 205 und 206 nur ein einziges DOE 470 auf, welches im Strahlengang beider Teilstrahlen S401 und S402 und in Lichtausbreitungsrichtung stromabwärts des Diffusors 460 angeordnet ist und die jeweiligen (wie in 4 schematisch dargestellt nunmehr in gleicher Weise, nämlich in y-Richtung) linear polarisierten Teilstrahlen S401 und S402 an die gewünschten Bereiche in der Pupillenebene der Beleuchtungseinrichtung zur Realisierung des in 4a schematisch dargestellten Beleuchtungssettings 401 lenkt.
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Selbstverständlich kann alternativ auch – analog zu 2 – jeweils ein separates DOE für beide Teilstrahlen S401 und S402 vorgesehen sein. Des Weiteren kann alternativ zu der in 4a gezeigten Anordnung auch auf den Diffusor 460 verzichtet und eine Mischung der beiden Teilstrahlen S401 und S402 allein mittels eines geeigneten DOE's erzielt werden.
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In weiteren Ausführungsformen kann in Abwandlung des in
4a gezeigten Aufbaus auch zur Realisierung der 90°-Drehung der Polarisationsrichtung für den Teilstrahl S401 eine dreidimensionale Spiegelanordnung mit drei (windschiefen) Spiegeln
481,
482,
483 eingesetzt werden, wie sie in
4b schematisch dargestellt und z. B. aus
WO 2009/152867 bekannt ist. Durch die Spiegel
481–
483 wird analog zu
4a ein Rotator gebildet, welcher auch in Verbindung mit einer für EUV ausgelegten Beleuchtungseinrichtung verwendbar ist.
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5 dient in schematischer Darstellung zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels, in dem die erfindungsgemäße 90°-Drehung der Polarisationsrichtung für einen von zwei Teilstrahlen realisiert werden kann. Dieses Ausführungsbeispiel ist analog zu den vorstehend anhand von 2 und 4 beschriebenen Ausführungsformen ebenfalls insbesondere zur Realisierung in Verbindung mit einer Beleuchtungseinrichtung geeignet, bei welcher das Beleuchtungslicht durch eine unpolarisierte Lichtquelle unter Ausnutzung der i-Linie und mit einer Arbeitswellenlänge im DUV-Bereich erzeugt wird.
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In der Anordnung von 5 wird der an dem strahlaufspaltenden Element 510 reflektierte Teilstrahl S501 (welcher bezogen auf das eingezeichnete Koordinatensystem in x-Richtung polarisiert ist) zweifach durch eine Lambda/4-Platte 520 gelenkt, deren schnelle Achse unter 45° zur Polarisationsrichtung des auftreffenden Lichtes orientiert ist. Da die zweifach durchlaufende Lambda/4-Platte effektiv als Lambda/2-Platte wirkt, wird eine 90°-Drehung des Polarisationszustandes für den Teilstrahl S501 realisiert. Dies erfolgt über einen in Lichtausbreitungsrichtung bezogen auf den Teilstrahl S501 nach der Lambda/4-Platte 520 angeordneten Spiegel 530, welcher relativ zur z-Richtung bzw. zur ursprünglichen Lichtausbreitungsrichtung des Lichtstrahls S500 um einen vorzugsweise geringen Winkel von z. B. α < 10° gekippt ist. Nach zweimaligem Durchlaufen der Lambda/4-Platte 520 und damit vollendeter Drehung der Polarisationsrichtung um ca. 90° bewirkt ein weiterer Spiegel 540 eine erneute Umlenkung parallel zu dem nach Durchtritt durch das strahlaufspaltenden Element 510 bereits in y-Richtung polarisierten Teilstrahl S502, so dass im Ergebnis im Wesentlichen das gesamte, in die Anordnung von 5 eingekoppelte Beleuchtungslicht mit einheitlichem Polarisationszustand, nämlich mit einer konstant in y-Richtung verlaufenden Polarisationsrichtung, zur Verfügung steht.
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Selbstverständlich kann in der Anordnung von 5 auch anstelle der zweifach durchlaufenen Lambda/4-Platte 520 eine einfach durchlaufene Lambda/2-Platte vorgesehen sein, um für den Teilstrahl S501 eine Drehung der Polarisationsrichtung um ca. 90° zu erzielen.
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Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z. B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2009/054541 A2 [0004]
- DE 4412053 A1 [0039]
- EP 0658810 A1 [0039]
- EP 1356476 B1 [0043, 0043]
- DE 102008041801 A1 [0043]
- WO 2009/152867 [0053]