DE102024201328A1 - Apparatus and method for coating a substrate of an optical element - Google Patents
Apparatus and method for coating a substrate of an optical elementInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beschichten eines optischen Elements. Die Erfindung ist insbesondere zum Beschichten eines optischen Elements für eine zum Betrieb im DUV oder EUV ausgelegte mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage anwendbar. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Substrathalter (160) und eine Quelleinheit (110, 120, 210, 220, 230, 310, 410, 510) zum Aufbringen und/oder Modifizieren einer Beschichtung auf einem im Betrieb der Vorrichtung auf dem Substrathalter (160) befindlichen Substrat (100, 200, 300, 400, 500) auf, wobei im Betrieb der Vorrichtung eine Relativposition zwischen der Quelleinheit und dem auf dem Substrathalter befindlichen Substrat variabel einstellbar ist und wobei die von der Quelleinheit auf dem Substrat erzielte Beschichtungswirkung abhängig von der eingestellten Relativposition manipulierbar ist.The invention relates to a device and a method for coating an optical element. The invention is particularly applicable to coating an optical element for a microlithographic projection exposure system designed for operation in DUV or EUV. A device according to the invention comprises a substrate holder (160) and a source unit (110, 120, 210, 220, 230, 310, 410, 510) for applying and/or modifying a coating on a substrate (100, 200, 300, 400, 500) located on the substrate holder (160) during operation of the device. During operation of the device, a relative position between the source unit and the substrate located on the substrate holder can be variably adjusted, and the coating effect achieved by the source unit on the substrate can be manipulated depending on the adjusted relative position.
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beschichten eines optischen Elements. Die Erfindung ist insbesondere zum Beschichten eines optischen Elements für eine zum Betrieb im DUV oder EUV ausgelegte mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage anwendbar.The invention relates to a device and a method for coating an optical element. The invention is particularly applicable to coating an optical element for a microlithographic projection exposure system designed for operation in DUV or EUV.
Stand der TechnikState of the art
Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter, elektronischer Bauelemente 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.Microlithography is used to manufacture microstructured electronic components. The microlithography process is carried out in a projection exposure system, which has an illumination device and a projection lens. The image of a mask (= reticle) illuminated by the illumination device is projected by the projection lens onto a substrate (e.g., a silicon wafer) coated with a light-sensitive layer (photoresist) and positioned in the image plane of the projection lens, in order to transfer the mask structure to the light-sensitive coating of the substrate.
Bei optischen Elementen, wie sie beispielsweise in Form von Linsen oder Spiegeln im DUV-Bereich (d.h. bei Wellenlängen von z.B. etwa 365 nm, etwa 248 nm oder etwa 193 nm) oder in Form von Spiegeln im EUV-Bereich (d.h. bei Wellenlängen von weniger als 30 nm, insbesondere weniger als 15 nm) zum Einsatz kommen, stellt die Optimierung der jeweiligen Beschichtung, z.B. eine Antireflex (AR)- oder hochreflektierende (HR)-Beschichtung, z.B. als Mehrlagenschichtsystem, insbesondere bei stärker gekrümmten optischen Oberflächen im Hinblick auf die in Lithographiesystemen zunehmend strengen Anforderungen z.B. betreffend die Minimierung von Wellenfrontaberrationen eine anspruchsvolle Herausforderung dar.For optical elements such as those used in the form of lenses or mirrors in the DUV range (i.e. at wavelengths of, for example, approximately 365 nm, approximately 248 nm or approximately 193 nm) or in the form of mirrors in the EUV range (i.e. at wavelengths of less than 30 nm, in particular less than 15 nm), the optimization of the respective coating, e.g. an anti-reflective (AR) or highly reflective (HR) coating, e.g. as a multilayer system, represents a demanding challenge, particularly for more strongly curved optical surfaces in view of the increasingly strict requirements in lithography systems, e.g. regarding the minimization of wavefront aberrations.
In der Praxis besteht daher ein Bedarf, beim Beschichten eines optischen Elements die Eigenschaften der auf dem jeweiligen Substrat des optischen Elements aufgebrachten Beschichtung in gezielter und an die jeweiligen Gegebenheiten (insbesondere eine ggf. vorhandene Substratkrümmung) flexibel angepasster Weise beeinflussen zu können.In practice, there is therefore a need to be able to influence the properties of the coating applied to the respective substrate of the optical element in a targeted manner and in a flexibly adapted manner to the respective conditions (in particular any existing substrate curvature) when coating an optical element.
Zum Stand der Technik wird lediglich auf beispielhaft auf
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beschichten eines optischen Elements bereitzustellen, welche eine an die jeweiligen Gegebenheiten gezielt angepasste Beschichtung insbesondere bei vergleichsweise stark gekrümmten Oberflächen, ermöglichen.It is an object of the present invention to provide a device and a method for coating an optical element, which enable a coating that is specifically adapted to the respective conditions, in particular in the case of comparatively strongly curved surfaces.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der nebengeordneten Patentansprüche gelöst.This problem is solved according to the features of the independent patent claims.
Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Beschichten eines Substrats eines optischen Elements, mit
- - einem Substrathalter; und
- - einer Quelleinheit zum Aufbringen und/oder Modifizieren einer Beschichtung auf einem im Betrieb der Vorrichtung auf dem Substrathalter befindlichen Substrat;
- - wobei im Betrieb der Vorrichtung eine Relativposition zwischen der Quelleinheit und dem auf dem Substrathalter befindlichen Substrat variabel einstellbar ist; und
- - wobei die von der Quelleinheit auf dem Substrat erzielte Beschichtungswirkung abhängig von der eingestellten Relativposition manipulierbar ist.
- - a substrate holder; and
- - a source unit for applying and/or modifying a coating on a substrate located on the substrate holder during operation of the device;
- - wherein, during operation of the device, a relative position between the source unit and the substrate located on the substrate holder is variably adjustable; and
- - whereby the coating effect achieved by the source unit on the substrate can be manipulated depending on the set relative position.
Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, einen Beschichtungsprozess, bei welchem eine Relativbewegung zwischen einer Quelleinheit und einem Substrathalter bzw. einem auf diesem Substrathalter befindlichen Substrat durchgeführt wird, derart auszugestalten, dass die Beschichtungswirkung gezielt je nach aktueller Substratposition (relativ zur Quelleinheit) manipulierbar bzw. variierbar ist. Die Beeinflussung der Beschichtungswirkung kann dabei wie im Weiteren noch anhand diverser Ausführungsformen beschrieben in unterschiedlicher Weise erfolgen und z.B. die Implementierung zusätzlicher Relativbewegungen insbesondere zur flexibel variierbaren Ausrichtung oder Verkippung von Quelleinheit bzw. Substrat oder auch andere Maßnahmen (z.B. eine zeitlich variierende Aktivierung der Quelleinheit oder eine Variation einer am Substrat ggf. anliegenden Bias-Spannung) umfassen.The invention is based, in particular, on the concept of designing a coating process in which a relative movement is carried out between a source unit and a substrate holder or a substrate located on this substrate holder, such that the coating effect can be specifically manipulated or varied depending on the current substrate position (relative to the source unit). The coating effect can be influenced in different ways, as described below with reference to various embodiments, and can include, for example, the implementation of additional relative movements, in particular for the flexibly variable alignment or tilting of the source unit or substrate, or other measures (e.g., a time-varying activation of the source unit or a variation of a bias voltage that may be applied to the substrate).
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. dem Verfahren kann insbesondere auch je nach aktuell beschichteter Substratposition die Beschichtungswirkung der Quelleinheit (oder einer wie im Weiteren beschrieben dazu gehörenden Quelle) gezielt ausgeblendet werden, um z.B. die Eigenschaften der Beschichtung (z.B. Rauheit) gezielt zu beeinflussen. Dabei kann erfindungsgemäß zur Erzielung der gewünschten ortsabhängigen Beschichtungswirkung insbesondere auf den herkömmlicherweise hierzu z.B. gebräuchlichen Einsatz ausgedehnter Blenden verzichtet werden.With the device or method according to the invention, the coating effect of the source unit (or a source belonging to it as described below) can be selectively masked out, in particular depending on the currently coated substrate position, in order to, for example, specifically influence the properties of the coating (e.g., roughness). In order to achieve the desired location-dependent coating effect, the conventional use of extended apertures, for example, can be dispensed with.
Die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorhandene Quelleinheit kann dabei wie im Weiteren noch näher beschrieben eine oder auch mehrere Quelleinheiten aufweisen (wobei ggf. die mehreren Quellen in Ausführungsformen der Erfindung auch auf unterschiedlichen Flanschen angebracht sein können). Dabei ist jeweils der Begriff der „Quelleinheit“ bzw. der in einer solchen Quelleinheit vorhandenen „Quelle(n)“ im Rahmen der vorliegenden Anmeldung so zu verstehen, dass hiervon sowohl zum Aufbringen von Beschichtungsmaterial auf dem Substrat dienende Quelleinheiten bzw. Quellen, zum Abtragen von Beschichtungsmaterial dienende Quelleinheiten bzw. Quellen (z.B. Ionenquellen), zum Implantieren eines weiteren (festen oder auch gasförmigen) Materials in ein Beschichtungsmaterial dienende Quellen sowie auch zur Veränderung bzw. Beeinflussung von Beschichtungsmaterial dienende Quelleinheiten bzw. Quellen (z.B. Heizer oder Laser) umfasst sein sollen.The source unit present in the device according to the invention can, as described in more detail below, have one or more source units (whereby, in embodiments of the invention, the multiple sources can also be mounted on different flanges). In this context, the term "source unit" or the "source(s)" present in such a source unit is to be understood in the context of the present application to include source units or sources used to apply coating material to the substrate, source units or sources used to remove coating material (e.g., ion sources), sources used to implant another (solid or gaseous) material into a coating material, and also source units or sources used to modify or influence coating material (e.g., heaters or lasers).
Gemäß einer Ausführungsform weist die Quelleinheit eine erste Quelle und wenigstens eine zweite Quelle auf. In diesem Falle kann die gezielte Beeinflussung bzw. Variation der Beschichtungswirkung je nach aktueller Substratposition über eine Beschichtung unterschiedlicher Substratbereiche mit unterschiedlichen Beschichtungsmaterialien oder unterschiedlichen Mischungsverhältnissen von Beschichtungsmaterialien, beispielsweise Al, B, BN, B4C, Si-Nitrid, Si-Karbid, Si-Borid, Mo-Nitrid, Mo-Karbid, Mo-Borid, Ru-Nitrid, Ru-Karbid, C, Ce, Cr, La, In, Mo, Mg, Ni, NiCr, Nb, Pd, Pt, Si, Sc, Ru, Rh, Ir, Ta, Ti, TiO2, V, W, Y, Hf und/oder Zr, erfolgen. Insbesondere können auch in flexibler Weise und ortsaufgelöst Mischschichten aus mehreren unterschiedlichen Materialien erzeugt werden, wobei z.B. auch Gradienten des Mischungsverhältnisses in Wachstumsrichtung der erzeugten Beschichtung eingestellt werden können.According to one embodiment, the source unit has a first source and at least one second source. In this case, the targeted influencing or variation of the coating effect can be achieved depending on the current substrate position by coating different substrate areas with different coating materials or different mixing ratios of coating materials, for example Al, B, BN, B 4 C, Si nitride, Si carbide, Si boride, Mo nitride, Mo carbide, Mo boride, Ru nitride, Ru carbide, C, Ce, Cr, La, In, Mo, Mg, Ni, NiCr, Nb, Pd, Pt, Si, Sc, Ru, Rh, Ir, Ta, Ti, TiO 2 , V, W, Y, Hf and/or Zr. In particular, mixed layers made of several different materials can be produced in a flexible manner and with spatial resolution, wherein, for example, gradients of the mixing ratio can also be adjusted in the growth direction of the produced coating.
Gemäß einer Ausführungsform ist eine räumliche Erstreckung sowohl der ersten Quelle als auch der wenigstens einen zweiten Quelle entlang wenigstens einer geometrischen Achse, insbesondere entlang zweier zueinander senkrechter Achsen, kleiner als die jeweilige räumliche Erstreckung des Substrats.According to one embodiment, a spatial extension of both the first source and the at least one second source along at least one geometric axis, in particular along two mutually perpendicular axes, is smaller than the respective spatial extension of the substrate.
Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Quelle und die wenigstens eine zweite Quelle unabhängig voneinander betreibbar.According to one embodiment, the first source and the at least one second source are operable independently of each other.
Gemäß einer Ausführungsform unterscheiden sich die erste Quelle und die wenigstens eine zweite Quelle hinsichtlich ihres dem jeweiligen Aufbringen und/oder Modifizieren der Beschichtung auf dem Substrat zugrundeliegenden Wirkprinzips voneinander. Beispielsweise kann die erste Quelle zum Aufbringen von Beschichtungsmaterial auf dem Substrat und die zweite Quelle zum Implantieren eines weiteren Materials in ein Beschichtungsmaterial ausgestaltet sein.According to one embodiment, the first source and the at least one second source differ from one another with respect to their underlying operating principle for the respective application and/or modification of the coating on the substrate. For example, the first source can be configured for applying coating material to the substrate, and the second source can be configured for implanting another material into a coating material.
Gemäß einer Ausführungsform unterscheiden sich die erste Quelle und die wenigstens eine zweite Quelle hinsichtlich eines jeweils auf das Substrat deponierten Beschichtungsmaterials voneinander. Auf diese Weise können während des Beschichtungsprozesses z.B. unterschiedliche Mischungsverhältnisse der jeweiligen Beschichtungsmaterialien für unterschiedliche Substratpositionen eingestellt werden.According to one embodiment, the first source and the at least one second source differ from each other with respect to a coating material deposited on the substrate. In this way, different mixing ratios of the respective coating materials can be set for different substrate positions during the coating process, for example.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Manipulierbarkeit der Beschichtungswirkung abhängig von der eingestellten Relativposition über eine variable Einstellbarkeit
- - der Ausrichtung, insbesondere Verkippung, wenigstens einer Quelle der Quelleinheit relativ zum Substrat; und/oder
- - eines Verdrehwinkels des Substrats implementiert.
- - the alignment, in particular tilting, of at least one source of the source unit relative to the substrate; and/or
- - a twist angle of the substrate is implemented.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Manipulierbarkeit der Beschichtungswirkung abhängig von der eingestellten Relativposition über eine variable Einstellbarkeit
- - der Depositions- oder Abtragrate wenigstens einer Quelle der Quelleinheit; und/oder
- - der Abstrahlcharakteristik wenigstens einer Quelle der Quelleinheit
- - the deposition or removal rate of at least one source of the source unit; and/or
- - the radiation characteristic of at least one source of the source unit
Die Variation der Abstrahlcharakteristik kann insbesondere ein (diskretes oder auch kontinuierliches) Umschalten von einer vergleichsweise schmalen Abstrahlcharakteristik bzw. einem geringen Abstrahlwinkel der Quelleinheit auf eine vergleichsweise breite Abstrahlcharakteristik bzw. einen größeren Abstrahlwinkel der Quelleinheit oder umgekehrt umfassen.The variation of the radiation characteristic can in particular comprise a (discrete or continuous) switching from a comparatively narrow radiation characteristic or a small radiation angle of the source unit to a comparatively wide radiation characteristic or a larger radiation angle of the source unit or vice versa.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Manipulierbarkeit der Beschichtungswirkung abhängig von der eingestellten Relativposition über eine variable Einstellbarkeit einer an dem Substrat anliegenden elektrischen Bias-Spannung implementiert.According to a further embodiment, the manipulability of the coating effect is implemented depending on the set relative position via a variable adjustability of an electrical bias voltage applied to the substrate.
Gemäß einer Ausführungsform wird die variable Einstellbarkeit der Relativposition zwischen der Quelleinheit und dem auf dem Substrathalter befindlichen Substrat über eine translatorische Relativbewegung zwischen Substrathalter und Quelleinheit implementiert.According to one embodiment, the variable adjustability of the relative position between the source unit and the substrate located on the substrate holder is implemented via a translational relative movement between the substrate holder and the source unit.
Gemäß einer Ausführungsform weist wenigstens eine Quelle der Quelleinheit einen Heizer auf.According to one embodiment, at least one source of the source unit comprises a heater.
Gemäß einer Ausführungsform weist wenigstens eine Quelle der Quelleinheit einen Laser auf.According to one embodiment, at least one source of the source unit comprises a laser.
Gemäß einer Ausführungsform weist wenigstens eine Quelle der Quelleinheit ein Messgerät auf.According to one embodiment, at least one source of the source unit comprises a measuring device.
Die Erfindung betrifft weiter auch ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats eines optischen Elements, wobei ein auf einem Substrathalter befindliches Substrat über eine Quelleinheit beschichtet wird;
- - wobei eine Relativposition zwischen der Quelleinheit und dem Substrat variabel eingestellt wird; und
- - wobei die Beschichtungswirkung der Quelleinheit auf dem Substrat abhängig von der eingestellten Relativposition manipuliert wird.
- - wherein a relative position between the source unit and the substrate is variably adjusted; and
- - whereby the coating effect of the source unit on the substrate is manipulated depending on the set relative position.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Quelleinheit eine erste Quelle und wenigstens eine zweite Quelle auf, wobei diese Quellen abhängig von der eingestellten Relativposition unterschiedlich aktiviert werden.According to one embodiment, the source unit comprises a first source and at least one second source, wherein these sources are activated differently depending on the set relative position.
Gemäß einer Ausführungsform werden während der Beschichtung zumindest zeitweise sowohl die erste Quelle als auch die wenigstens eine zweite Quelle von dem Substrat überdeckt.According to one embodiment, during the coating, both the first source and the at least one second source are covered by the substrate at least temporarily.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendung auf die Beschichtung des Substrats eines optischen Elements einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage beschränkt. Insbesondere kann die Erfindung auch auf optische Elemente in einer für den Betrieb im DUV (bzw. bei Wellenlängen kleiner als 400 nm, insbesondere kleiner als 250 nm, weiter insbesondere kleiner als 200 nm) ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage oder auch in einem anderen optischen System vorteilhaft angewendet werden.However, the invention is not limited to the application to the coating of the substrate of an optical element of a projection exposure system designed for operation in the EUV. In particular, the invention can also be advantageously applied to optical elements in a projection exposure system designed for operation in the DUV (or at wavelengths less than 400 nm, in particular less than 250 nm, further in particular less than 200 nm) or in another optical system.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.Further embodiments of the invention can be found in the description and the dependent claims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to embodiments shown in the attached figures.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Es zeigen:
-
1a-1c schematische Darstellungen zur Erläuterung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Ausbilden einer Beschichtung auf einem Substrat eines optischen Elements gemäß mehrerer Ausführungsformen der Erfindung; -
2a-2c schematische Darstellungen zur Erläuterung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Ausbilden einer Beschichtung auf einem Substrat eines optischen Elements gemäß weiterer Ausführungsformen der Erfindung; -
3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Ausbilden einer Beschichtung auf einem Substrat eines optischen Elements gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; -
4a-4c eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Ausbilden einer Beschichtung auf einem Substrat eines optischen Elements gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und -
5a-5c eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Ausbilden einer Beschichtung auf einem Substrat eines optischen Elements gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; -
6 eine schematische Darstellung des möglichen Aufbaus einer für den Betrieb im DUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage; und -
7 eine schematische Darstellung des möglichen Aufbaus einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.
-
1a-1c schematic representations for explaining an apparatus and a method for forming a coating on a substrate of an optical element according to several embodiments of the invention; -
2a-2c schematic representations for explaining an apparatus and a method for forming a coating on a substrate of an optical element according to further embodiments of the invention; -
3 a schematic representation to explain an apparatus and a method for forming a coating on a substrate of an optical element according to a further embodiment of the invention; -
4a-4c a schematic representation to explain an apparatus and a method for forming a coating on a substrate of an optical element according to a further embodiment of the invention; and -
5a-5c a schematic representation to explain an apparatus and a method for forming a coating on a substrate of an optical element according to a further embodiment of the invention; -
6 a schematic representation of the possible design of a microlithographic projection exposure system designed for operation in DUV; and -
7 a schematic representation of the possible structure of a microlithographic projection exposure system designed for operation in the EUV.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
Im Folgenden werden unterschiedliche Ausführungsformen der Realisierung einer Beschichtung auf einem Substrat eines optischen Elements unter Bezugnahme auf die schematischen Darstellungen von
Den im Weiteren beschriebenen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass im Betrieb der Vorrichtung zum Beschichten eines Substrats eine Relativposition zwischen einer Quelleinheit und einem auf einem Substrathalter befindlichen Substrat variabel einstellbar ist, wobei die von der Quelleinheit auf dem Substrat erzielte Beschichtungswirkung abhängig von der eingestellten Relativposition manipulierbar ist.The embodiments described below have in common that during operation of the device for coating a substrate, a relay tive position between a source unit and a substrate located on a substrate holder is variably adjustable, whereby the coating effect achieved by the source unit on the substrate can be manipulated depending on the set relative position.
Wenngleich in der dargestellten Ausführungsform eine Kombination aus einer translatorischen Bewegung und einer rotatorischen Bewegung gezeigt ist, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. So können in weiteren Ausführungsformen auch Bewegungen entlang beliebiger Raumrichtungen (insbesondere unterschiedliche translatorische Bewegungen) miteinander kombiniert werden.Although the illustrated embodiment shows a combination of a translational movement and a rotational movement, the invention is not limited to this. Thus, in further embodiments, movements along any spatial direction (in particular, different translational movements) can also be combined.
Die Projektionsbelichtungsanlage 600 gemäß
Die Beleuchtungseinrichtung 610 weist eine optische Einheit 611 auf, die u.a. im dargestellten Beispiel einen Umlenkspiegel 612 umfasst. Die optische Einheit 611 kann zur Erzeugung unterschiedlicher Beleuchtungssettings (d.h. Intensitätsverteilungen in einer Pupillenebene der Beleuchtungseinrichtung 610) beispielsweise ein diffraktives optisches Element (DOE) sowie ein Zoom-Axikon-System aufweisen. In Lichtausbreitungsrichtung nach der optischen Einheit 611 befindet sich im Strahlengang eine Lichtmischeinrichtung (nicht dargestellt), welche z.B. in für sich bekannter Weise eine zur Erzielung einer Lichtmischung geeignete Anordnung aus mikrooptischen Elementen aufweisen kann, sowie eine Linsengruppe 613, hinter der sich eine Feldebene mit einem Retikel-Maskierungssystem (REMA) befindet, welches durch ein in Lichtausbreitungsrichtung nachfolgendes REMA-Objektiv 614 auf die strukturtragende, in einer weiteren Feldebene angeordnete Maske (Retikel) 615 abgebildet wird und dadurch den ausgeleuchteten Bereich auf dem Retikel begrenzt. Die strukturtragende Maske 615 wird mit dem Projektionsobjektiv 620 auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) versehenes Linsensubstrat bzw. einen Wafer 630 abgebildet. Das Projektionsobjektiv 620 kann insbesondere für den Immersionsbetrieb ausgelegt sein, in welchem Falle sich bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung vor dem Wafer bzw. dessen lichtempfindlicher Schicht ein Immersionsmedium befindet. Ferner kann es beispielsweise eine numerische Apertur NA größer als 0.85, insbesondere größer als 1.1, aufweisen.The illumination device 610 has an optical unit 611, which in the example shown includes, among other things, a deflecting mirror 612. The optical unit 611 can, for example, have a diffractive optical element (DOE) and a zoom axicon system to generate different illumination settings (i.e., intensity distributions in a pupil plane of the illumination device 610). Downstream of the optical unit 611 in the light propagation direction, there is a light mixing device (not shown) in the beam path, which can, for example, have an arrangement of micro-optical elements suitable for achieving light mixing in a manner known per se, as well as a lens group 613, behind which there is a field plane with a reticle masking system (REMA), which is imaged by a REMA objective 614 following in the light propagation direction onto the structure-bearing mask (reticle) 615 arranged in a further field plane, and thereby delimits the illuminated area on the reticle. The structure-bearing mask 615 is imaged with the projection lens 620 onto a lens substrate or a wafer 630 provided with a light-sensitive layer (photoresist). The projection lens 620 can be designed in particular for immersion operation, in which case an immersion lens is positioned in front of the wafer or its light-sensitive layer with respect to the direction of light propagation. dium. Furthermore, it can, for example, have a numerical aperture NA greater than 0.85, in particular greater than 1.1.
Gemäß
In diesem Fall umfasst die Beleuchtungseinrichtung die Lichtquelle 3 nicht.In this case, the lighting device does not include the light source 3.
Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 9 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar. In
Das Projektionsobjektiv 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.The projection lens 10 is used to project the object field 5 into an image field 11 in an image plane 12. A structure on the reticle 7 is projected onto a light-sensitive layer of a wafer 13 arranged in the region of the image field 11 in the image plane 12. The wafer 13 is held by a wafer holder 14. The wafer holder 14 can be displaced, in particular along the y-direction, via a wafer displacement drive 15. The displacement of the reticle 7, on the one hand, via the reticle displacement drive 9, and the displacement of the wafer 13, on the other hand, via the wafer displacement drive 15, can be synchronized with each other.
Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung oder Beleuchtungsstrahlung bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich zum Beispiel um eine Plasmaquelle, eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle oder um einen Freie-Elektronen-Laser („Free-Electron-Laser“, FEL) handeln. Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt und propagiert durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18 in die Beleuchtungsoptik 4. Die Beleuchtungsoptik 4 weist einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20 (mit schematisch angedeuteten Facetten 21) und einen zweiten Facettenspiegel 22 (mit schematisch angedeuteten Facetten 23) auf. Diese Facettenspiegel können insbesondere in der erfindungsgemäßen Weise realisiert sein, d.h. als Spiegelarray über einen in der erfindungsgemäßen Weise ausgebildeten Kühlkörper gekühlt werden.Radiation source 3 is an EUV radiation source. Radiation source 3 emits, in particular, EUV radiation, which is also referred to below as useful radiation or illumination radiation. The useful radiation has, in particular, a wavelength in the range between 5 nm and 30 nm. Radiation source 3 can be, for example, a plasma source, a synchrotron-based radiation source, or a free-electron laser (FEL). The illumination radiation 16 emanating from the radiation source 3 is focused by a collector 17 and propagates through an intermediate focus in an intermediate focal plane 18 into the illumination optics 4. The illumination optics 4 has a deflection mirror 19 and, downstream of this in the beam path, a first facet mirror 20 (with schematically indicated facets 21) and a second facet mirror 22 (with schematically indicated facets 23). These facet mirrors can be implemented in particular in the manner according to the invention, i.e., can be cooled as a mirror array via a heat sink designed according to the invention.
Das Projektionsobjektiv 10 weist eine Mehrzahl von Spiegeln Mi (i= 1, 2, ...) auf, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind. Bei dem in der
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.Although the invention has been described with reference to specific embodiments, numerous variations and alternative embodiments will become apparent to those skilled in the art, e.g., by combining and/or interchanging features of individual embodiments. Accordingly, it will be understood by those skilled in the art that such variations and alternative embodiments are encompassed by the present invention, and the scope of the invention is limited only by the appended claims and their equivalents.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10 2012 215 359 A1 [0005]DE 10 2012 215 359 A1 [0005]
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