DE102021202770A1

DE102021202770A1 - Process for generating a plasma and projection exposure system for semiconductor lithography

Info

Publication number: DE102021202770A1
Application number: DE102021202770.9A
Authority: DE
Inventors: Dirk Ehm; Arnoldus Jan Storm; Jacqueline van Veldhoven; Aneta Stodolna; Andrey Ushakov
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-03-22
Filing date: 2021-03-22
Publication date: 2022-03-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Plasmas (36) aus einem Gas (35) im Bereich einer zu reinigenden Fläche (28) einer Komponente (27) einer Projektionsbelichtungsanlage (1) für die Halbleiterlithographie, wobei das Plasma (36) mindestens teilweise mittels eines Strahls (31) aus mindestens einer zusätzlichen, nicht zur Erzeugung von Nutzlicht verwendeten Strahlquelle (30) erzeugt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Projektionsbelichtungsanlage (1) für die Halbleiterlithographie, umfassend eine Nutzlichtquelle (3) zur Erzeugung von Nutzlicht, mindestens eine Komponente (27) mit einer zu reinigenden Oberfläche (28) sowie ein Gasvolumen im Bereich der zu reinigenden Oberfläche (28). Dabei ist zusätzlich zu der Nutzlichtquelle (3) ein Strahlgenerator (30) vorhanden, der dazu eingerichtet ist, mittels eines Strahls (31) ein Plasma (36) im Bereich der zu reinigenden Oberfläche (28) zu erzeugen.

The invention relates to a method for generating a plasma (36) from a gas (35) in the area of a surface (28) to be cleaned of a component (27) of a projection exposure system (1) for semiconductor lithography, the plasma (36) being generated at least partially by means a beam (31) is generated from at least one additional beam source (30) not used to generate useful light. The invention also relates to a projection exposure system (1) for semiconductor lithography, comprising a useful light source (3) for generating useful light, at least one component (27) with a surface (28) to be cleaned and a gas volume in the region of the surface (28) to be cleaned. . In addition to the useful light source (3), there is a beam generator (30) which is set up to generate a plasma (36) in the area of the surface (28) to be cleaned by means of a beam (31).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Plasmas sowie eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie mit einem Strahlgenerator zur Erzeugung eines Plasmas.The invention relates to a method for generating a plasma and a projection exposure system for semiconductor lithography with a beam generator for generating a plasma.

Projektionsbelichtungsanlagen werden zur Erzeugung feinster Strukturen, insbesondere auf Halbleiterbauelementen oder anderen mikrostrukturierten Bauteilen, verwendet. Das Funktionsprinzip der genannten Anlagen beruht dabei darauf, mittels einer in der Regel verkleinernden Abbildung von Strukturen auf einer Maske, mit einem sogenannten Reticle, auf einem mit photosensitivem Material versehenen zu strukturierenden Element, einem sogenannten Wafer, feinste Strukturen bis in den Nanometerbereich zu erzeugen. Die minimalen Abmessungen der erzeugten Strukturen hängen dabei direkt von der Wellenlänge des verwendeten Lichtes ab.Projection exposure systems are used to produce extremely fine structures, in particular on semiconductor components or other microstructured components. The functional principle of the systems mentioned is based on generating the finest structures down to the nanometer range by means of a generally reduced image of structures on a mask, with a so-called reticle, on an element to be structured that is provided with photosensitive material, a so-called wafer. The minimum dimensions of the structures produced depend directly on the wavelength of the light used.

In jüngerer Zeit werden vermehrt Lichtquellen mit einer Emissionswellenlänge im Bereich weniger Nanometer, beispielsweise zwischen 1 nm und 120 nm, insbesondere im Bereich von 13,5 nm verwendet. Der beschriebene Wellenlängenbereich wird auch als EUV-Bereich bezeichnet. Die kurzwellige Nutzstrahlung einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage wird von jeglichen Stoffen - auch Gasen - innerhalb weniger mm beziehungsweise cm absorbiert, sodass in einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage ein Vakuum vorherrscht.Recently, light sources with an emission wavelength in the range of a few nanometers, for example between 1 nm and 120 nm, in particular in the range of 13.5 nm, have been increasingly used. The wavelength range described is also referred to as the EUV range. The short-wave useful radiation of an EUV projection exposure system is absorbed by any substance - including gases - within a few mm or cm, so that a vacuum prevails in an EUV projection exposure system.

Zudem sind die in der Projektionsbelichtungsanlage verwendeten optischen Elemente als Spiegel ausgebildet, welche eine für die Wellenlänge der verwendeten Strahlung optimierte Beschichtung aufweisen. Ein verbreitetes Problem besteht dabei darin, dass die Beschichtung durch Oxidation und Kohlenstoff auf einem atomaren Level kontaminiert wird, wodurch die Reflektivität der Beschichtung und damit die Abbildungsqualität einer zur Abbildung verwendeten Projektionsoptik reduziert werden.In addition, the optical elements used in the projection exposure system are designed as mirrors which have a coating that is optimized for the wavelength of the radiation used. A widespread problem is that the coating is contaminated by oxidation and carbon on an atomic level, which reduces the reflectivity of the coating and thus the imaging quality of projection optics used for imaging.

Die Kontaminationen lassen sich mit einem Wasserstoffplasma entfernen, wobei der Prozess dieser Aufreinigung der Spiegel oftmals einen längeren Zeitraum, von Stunden bis hin zu Tagen oder Wochen in Anspruch nimmt. Das Wasserstoffplasma wird prinzipiell überall im Strahlengang des zur Abbildung der Strukturen verwendeten Nutzlichtes (also beispielsweise der durch die Strahlungsquelle der Anlage erzeugten EUV-Strahlung) generiert. Die Plasmadichte des Wasserstoffs über dem Spiegel skaliert jedoch direkt mit der Strahlungsintensität über den Spiegeln, welche stark unterschiedlich sein kann und im Bereich der im Strahlengang letzten optischen Elemente der Projektionsoptik zusätzlich abnimmt.The contamination can be removed with a hydrogen plasma, whereby the process of cleaning the mirrors often takes a long time, from hours to days or weeks. In principle, the hydrogen plasma is generated everywhere in the beam path of the useful light used to image the structures (ie, for example, the EUV radiation generated by the radiation source of the system). However, the plasma density of the hydrogen above the mirror scales directly with the radiation intensity above the mirrors, which can vary greatly and also decreases in the area of the last optical elements of the projection optics in the beam path.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Plasmaerzeugung zur effizienten Aufreinigung von Oberflächen von Komponenten einer Projektionsbelichtungsanlage anzugeben. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik beseitigt.The object of the present invention is to specify a method for generating plasma for the efficient cleaning of surfaces of components of a projection exposure system. A further object of the invention is to provide a device which eliminates the disadvantages of the prior art.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.This object is achieved by a method and a device having the features of the independent claims. The dependent claims relate to advantageous developments and variants of the invention.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung eines Plasmas aus einem Gas im Bereich einer zu reinigenden Fläche einer Komponente einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie wird das Plasma mindestens teilweise mittels eines Strahls aus mindestens einer zusätzlichen, nicht zur Erzeugung von Nutzlicht verwendeten Strahlquelle erzeugt.In a method according to the invention for generating a plasma from a gas in the area of a surface to be cleaned of a component of a projection exposure system for semiconductor lithography, the plasma is generated at least partially by means of a beam from at least one additional beam source not used to generate useful light.

Damit ergibt sich die Möglichkeit, die zusätzliche Strahlquelle unabhängig von den Erfordernissen an eine Nutzlichtquelle auszulegen und/oder zu betreiben, so dass die Erzeugung von Plasma zu Reinigungszwecken insbesondere von dem Betrieb der Nutzlichtquelle entkoppelt werden kann.This results in the possibility of designing and/or operating the additional beam source independently of the requirements for a useful light source, so that the generation of plasma for cleaning purposes can be decoupled in particular from the operation of the useful light source.

Als Gas kann beispielsweise der in Projektionsbelichtungsanlagen ohnehin vorhandene Wasserstoff Verwendung finden; selbstverständlich ist auch die Verwendung anderer Gase denkbar.Hydrogen, which is present in any case in projection exposure systems, can be used as the gas, for example; of course, the use of other gases is also conceivable.

Bei der Strahlquelle kann es sich beispielsweise um eine Strahlquelle zur Erzeugung eines Partikelstrahls handeln, wobei der Partikelstrahl insbesondere Elektronen enthalten kann. Die Erzeugung von Elektronenstrahlen ist technisch gut beherrscht und es existiert eine Vielzahl von verfügbaren und entsprechend skalierbaren Strahlquellen.The beam source can be, for example, a beam source for generating a particle beam, in which case the particle beam can contain electrons in particular. The generation of electron beams is technically well mastered and there is a large number of available and correspondingly scalable beam sources.

Für die Erzeugung des Plasmas ist es vorteilhaft, wenn die Elektronen Energien im Bereich von 13,6 eV - 1 keV, besonders bevorzugt 100 eV bis zu 1 keV aufweisen.For the generation of the plasma, it is advantageous if the electrons have energies in the range of 13.6 eV-1 keV, particularly preferably 100 eV up to 1 keV.

Die Strahlquelle kann kontinuierlich oder auch gepulst betrieben werden.The beam source can be operated continuously or pulsed.

Eine lokale Einstellung der Plasmakonzentration kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass ein magnetisches Feld zur Strahlbeeinflussung verwendet wird.A local adjustment of the plasma concentration can be achieved in particular by using a magnetic field to influence the beam.

Wenn der Strahl die zu reinigende Fläche in einem Abstand von wenigen mm, insbesondere von weniger als 5mm passiert, kann erreicht werden, dass das Plasma in einem hinreichend geringen Abstand von der zu reinigenden Fläche erzeugt wird, um eine befriedigende Reinigungswirkung zu erreichen.If the jet passes the surface to be cleaned at a distance of a few mm, in particular less than 5 mm, the plasma can be generated at a sufficiently small distance from the surface to be cleaned in order to achieve a satisfactory cleaning effect.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann es sich bei der zur reinigenden Fläche um eine Spiegeloberfläche handeln, deren Kontamination sich in besonderem Maße auf die Leistungsfähigkeit der zugehörigen Projektionsbelichtungsanlage auswirkt.In an advantageous embodiment of the invention, the surface to be cleaned can be a mirror surface, the contamination of which has a particular effect on the performance of the associated projection exposure system.

Zur weiteren Verbesserung der Reinigungswirkung ist es vorteilhaft, wenn zur Plasmaerzeugung mindestens zwei Strahlen verwendet werden, die sich insbesondere im Bereich der zu reinigenden Oberfläche kreuzen.To further improve the cleaning effect, it is advantageous if at least two jets are used to generate the plasma, which jets intersect in particular in the area of the surface to be cleaned.

Dabei können die Strahlen derart aufgeweitet werden, dass die derart erzeugte Fläche über der zu reinigenden Oberfläche liegt und der Oberfläche hinsichtlich ihrer Ausdehnung nahezu entspricht. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die entsprechende Oberfläche, beispielsweise eine Spiegeloberfläche, besonders gleichmäßig und effektiv von Kontaminationen befreit wird.The jets can be widened in such a way that the area generated in this way lies above the surface to be cleaned and almost corresponds to the surface in terms of its extent. In this way it can be achieved that the corresponding surface, for example a mirror surface, is freed from contamination particularly uniformly and effectively.

Eine weitere Verbesserung der Reinigungswirkung kann erreicht werden, wenn dem Bereich, in dem der mindestens eine Strahl verläuft, zusätzliches Gas zugeführt wird, bei welchem es sich insbesondere um Wasserstoff handeln kann.A further improvement in the cleaning effect can be achieved if additional gas, which can in particular be hydrogen, is supplied to the area in which the at least one jet runs.

Eine erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie, umfasst eine Nutzlichtquelle zur Erzeugung von Nutzlicht, mindestens eine Komponente mit einer zu reinigenden Oberfläche sowie ein Gasvolumen im Bereich der zu reinigenden Oberfläche. Erfindungsgemäß ist zusätzlich zu der Nutzlichtquelle ein Strahlgenerator vorhanden, der dazu eingerichtet ist, mittels eines Strahls ein Plasma im Bereich der zu reinigenden Oberfläche zu erzeugen.A projection exposure system according to the invention for semiconductor lithography comprises a useful light source for generating useful light, at least one component with a surface to be cleaned and a gas volume in the area of the surface to be cleaned. According to the invention, in addition to the useful light source, there is a beam generator which is set up to generate a plasma in the area of the surface to be cleaned by means of a beam.

Dabei kann es sich bei dem Strahlgenerator um einen Partikelstrahlgenerator, insbesondere um einen Elektronenstrahlgenerator handeln.The beam generator can be a particle beam generator, in particular an electron beam generator.

Bei der Komponente kann es sich um einen Spiegel der Projektionsbelichtungs-anlage handeln.The component can be a mirror of the projection exposure system.

Zur Verbesserung der Reinigungswirkung ist es von Vorteil, wenn mehrere Strahlgeneratoren vorhanden sind, die insbesondere derart angeordnet sein können, dass sich die von ihnen erzeugten Strahlen im Bereich der zu reinigenden Oberfläche kreuzen. Damit kann insbesondere erreicht werden, dass das von ihnen generierte Plasma die gesamte zu reinigende Oberfläche überdeckt.In order to improve the cleaning effect, it is advantageous if several jet generators are present, which can be arranged in particular in such a way that the jets they generate intersect in the area of the surface to be cleaned. In particular, it can be achieved that the plasma generated by them covers the entire surface to be cleaned.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

1 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie;
2 eine Detailansicht einer Projektionsoptik, und
3 eine weitere Detailansicht einer Projektionsoptik.

Exemplary embodiments and variants of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. Show it

1 a schematic meridional section of a projection exposure system for EUV projection lithography;
2 a detailed view of a projection optics, and
3 another detailed view of a projection optics.

Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf die 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie beschrieben. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowie deren Bestandteile seien hierbei nicht einschränkend verstanden.The following are first with reference to the 1 the essential components of a projection exposure system 1 for microlithography are described as an example. The description of the basic structure of the projection exposure system 1 and its components are not understood to be restrictive.

Ein Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Strahlungsquelle 3 als Nutzlichtquelle eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. 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 addition to a radiation source 3 as the useful light source, an illumination system 2 of the projection exposure system 1 has illumination optics 4 for illuminating an object field 5 in an object plane 6. A reticle 7 arranged in the object field 5 is exposed. The reticle holder 8 can be displaced in particular in a scanning direction via a reticle displacement drive 9 .

In der 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Richtung verläuft senkrecht zur Zeichenebene hinein. Die y-Richtung verläuft horizontal und die z-Richtung verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der 1 längs der y-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 6.In the 1 a Cartesian xyz coordinate system is drawn in for explanation. The x-direction runs perpendicular to the plane of the drawing. The y-direction is horizontal and the z-direction is vertical. The scanning direction is in the 1 along the y-direction. The z-direction runs perpendicular to the object plane 6.

Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Projektionsoptik 10. Die Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Die Bildebene 12 verläuft parallel zur Objektebene 6. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 möglich.The projection exposure system 1 includes projection optics 10. The projection optics 10 are used to image the object field 5 in an image field 11 in an image plane 12. The image plane 12 runs parallel to the object plane 6. Alternatively, there is also an angle other than 0° between the object plane 6 and the Image plane 12 possible.

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.A structure on the reticle 7 is imaged 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 via the reticle displacement drive 9 on the one hand and the wafer 13 on the other hand via the wafer displacement drive 15 can be synchronized with one another.

Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, 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 um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP (Laser Produced Plasma, mithilfe eines Lasers erzeugten Plasma)-Quelle oder um eine DPP (Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma)-Quelle. Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Free-Electron-Laser, FEL) handeln.The radiation source 3 is an EUV radiation source. The radiation source 3 emits in particular EUV radiation 16, 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. The radiation source 3 can be a plasma source, for example an LPP (laser produced plasma, plasma generated with the help of a laser) source or a DPP ( Gas Discharged Produced Plasma) source. It can also be a synchrotron-based radiation source. The radiation source 3 can be a free-electron laser (free-electron laser, FEL).

Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt. Bei dem Kollektor 17 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 kann im streifenden Einfall (Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt werden. Der Kollektor 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.The illumination radiation 16 emanating from the radiation source 3 is bundled by a collector 17 . The collector 17 can be a collector with one or more ellipsoidal and/or hyperboloidal reflection surfaces. The at least one reflection surface of the collector 17 can be exposed to the illumination radiation 16 in grazing incidence (Grazing Incidence, GI), i.e. with angles of incidence greater than 45°, or in normal incidence (Normal Incidence, NI), i.e. with angles of incidence less than 45° will. The collector 17 can be structured and/or coated on the one hand to optimize its reflectivity for the useful radiation and on the other hand to suppress stray light.

Nach dem Kollektor 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Strahlungsquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.After the collector 17, the illumination radiation 16 propagates through an intermediate focus in an intermediate focus plane 18. The intermediate focus plane 18 can represent a separation between a radiation source module, comprising the radiation source 3 and the collector 17, and the illumination optics 4.

Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20. Bei dem Umlenkspiegel 19 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Spiegel 19 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 16 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 20 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, die zur Objektebene 6 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21, welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 21 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt.The illumination optics 4 comprises a deflection mirror 19 and a first facet mirror 20 downstream of this in the beam path. The deflection mirror 19 can be a plane deflection mirror or alternatively a mirror with an effect that influences the bundle beyond the pure deflection effect. Alternatively or additionally, the mirror 19 can be designed as a spectral filter which separates a useful light wavelength of the illumination radiation 16 from stray light of a different wavelength. If the first facet mirror 20 is arranged in a plane of the illumination optics 4 which is optically conjugate to the object plane 6 as the field plane, it is also referred to as a field facet mirror. The first facet mirror 20 includes a multiplicity of individual first facets 21, which are also referred to below as field facets. Of these facets 21 are in the 1 only a few shown as examples.

Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.The first facets 21 can be embodied as macroscopic facets, in particular as rectangular facets or as facets with an arcuate or part-circular edge contour. The first facets 21 can be embodied as planar facets or alternatively as convexly or concavely curved facets.

Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 21 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 20 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.Like for example from the DE 10 2008 009 600 A1 is known, the first facets 21 themselves can each also be composed of a large number of individual mirrors, in particular a large number of micromirrors. The first facet mirror 20 can be embodied in particular as a microelectromechanical system (MEMS system). For details refer to the DE 10 2008 009 600 A1 referred.

Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung.The illumination radiation 16 runs horizontally between the collector 17 and the deflection mirror 19, ie along the y-direction.

Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 ein zweiter Facettenspiegel 22 nachgeordnet. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der US 2006/0132747 A1 , der EP 1 614 008 B1 und der US 6,573,978 .A second facet mirror 22 is arranged after the first facet mirror 20 in the beam path of the illumination optics 4 . If the second facet mirror 22 is arranged in a pupil plane of the illumination optics 4, it is also referred to as a pupil facet mirror. The second facet mirror 22 can also be arranged at a distance from a pupil plane of the illumination optics 4 . In this case, the combination of the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22 is also referred to as a specular reflector. Specular reflectors are known from US 2006/0132747 A1 , the EP 1 614 008 B1 and the U.S. 6,573,978 .

Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.The second facet mirror 22 includes a plurality of second facets 23. In the case of a pupil facet mirror, the second facets 23 are also referred to as pupil facets.

Bei den zweiten Facetten 23 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Dies-bezüglich wird ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.The second facets 23 can also be macroscopic facets, which can have round, rectangular or hexagonal borders, for example, or alternatively facets composed of micromirrors. This-regarding is also on the DE 10 2008 009 600 A1 referred.

Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.The second facets 23 can have plane or alternatively convexly or concavely curved reflection surfaces.

Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Fliegenaugeintegrator (Fly's Eye Integrator) bezeichnet.The illumination optics 4 thus forms a double-faceted system. This fundamental principle zip is also known as Fly's Eye Integrator.

Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen.It can be advantageous not to arrange the second facet mirror 22 exactly in a plane which is optically conjugate to a pupil plane of the projection optics 10 .

Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.The individual first facets 21 are imaged in the object field 5 with the aid of the second facet mirror 22 . The second facet mirror 22 is the last beam-forming mirror or actually the last mirror for the illumination radiation 16 in the beam path in front of the object field 5.

Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, Gracing Incidence Spiegel) umfassen.In a further embodiment of the illumination optics 4 that is not shown, transmission optics can be arranged in the beam path between the second facet mirror 22 and the object field 5 , which particularly contribute to the imaging of the first facets 21 in the object field 5 . The transmission optics can have exactly one mirror, but alternatively also have two or more mirrors, which are arranged one behind the other in the beam path of the illumination optics 4 . The transmission optics can in particular comprise one or two mirrors for normal incidence (NI mirror, normal incidence mirror) and/or one or two mirrors for grazing incidence (GI mirror, gracing incidence mirror).

Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den Feldfacettenspiegel 20 und den Pupillenfacettenspiegel 22.The illumination optics 4 has the version in which 1 shown, exactly three mirrors after the collector 17, namely the deflection mirror 19, the field facet mirror 20 and the pupil facet mirror 22.

Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 4 nach dem Kollektor 17 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.In a further embodiment of the illumination optics 4, the deflection mirror 19 can also be omitted, so that the illumination optics 4 can then have exactly two mirrors after the collector 17, namely the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22.

Die Abbildung der ersten Facetten 21 mittels der zweiten Facetten 23 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 6 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.The imaging of the first facets 21 by means of the second facets 23 or with the second facets 23 and transmission optics in the object plane 6 is generally only an approximate imaging.

Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.The projection optics 10 includes a plurality of mirrors Mi, which are numbered consecutively according to their arrangement in the beam path of the projection exposure system 1 .

Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 10 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Die Projektionsoptik 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.At the in the 1 example shown, the projection optics 10 includes six mirrors M1 to M6. Alternatives with four, eight, ten, twelve or another number of mirrors Mi are also possible. The penultimate mirror M5 and the last mirror M6 each have a passage opening for the illumination radiation 16. The projection optics 10 are doubly obscured optics. The projection optics 10 has an image-side numerical aperture which is greater than 0.5 and which can also be greater than 0.6 and which can be 0.7 or 0.75, for example.

Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel 19, 20, 22 der Beleuchtungsoptik 4, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.Reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as free-form surfaces without an axis of rotational symmetry. Alternatively, the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as aspherical surfaces with exactly one axis of rotational symmetry of the reflection surface shape. Just like the mirrors 19, 20, 22 of the illumination optics 4, the mirrors Mi can have highly reflective coatings for the illumination radiation 16. These coatings can be designed as multilayer coatings, in particular with alternating layers of molybdenum and silicon.

Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 5 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 11. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.The projection optics 10 has a large object-image offset in the y-direction between a y-coordinate of a center of the object field 5 and a y-coordinate of the center of the image field 11. This object-image offset in the y-direction can be something like this be as large as a z-distance between the object plane 6 and the image plane 12.

Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, /+- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.The projection optics 10 can in particular be anamorphic. In particular, it has different image scales βx, βy in the x and y directions. The two image scales βx, βy of the projection optics 10 are preferably at (βx, βy)=(+/−0.25, /+−0.125). A positive image scale β means an image without image reversal. A negative sign for the imaging scale β means imaging with image inversion.

Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.The projection optics 10 thus leads to a reduction in the ratio 4:1 in the x-direction, ie in the direction perpendicular to the scanning direction.

Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.The projection optics 10 lead to a reduction of 8:1 in the y-direction, ie in the scanning direction.

Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.Other imaging scales are also possible. Image scales with the same sign and absolutely the same in the x and y directions, for example with absolute values of 0.125 or 0.25, are also possible.

Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 11 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 10, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1 .The number of intermediate image planes in the x-direction and in the y-direction in the beam path between the object field 5 and the image field 11 can be the same or, depending on the design of the projection optics 10, can be different. Examples of projection optics with different numbers suchi ger intermediate images in the x and y direction are known from the U.S. 2018/0074303 A1 .

Jeweils eine der Pupillenfacetten 23 ist genau einer der Feldfacetten 21 zur Aus-bildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der Feldfacetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die Feldfacetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 23.In each case one of the pupil facets 23 is assigned to precisely one of the field facets 21 in order to form a respective illumination channel for illuminating the object field 5 . In this way, in particular, lighting can result according to Köhler's principle. The far field is broken down into a large number of object fields 5 with the aid of the field facets 21 . The field facets 21 generate a plurality of images of the intermediate focus on the pupil facets 23 assigned to them.

Die Feldfacetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 ab-gebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden. The field facets 21 are each imaged by an associated pupil facet 23 superimposed on the reticle 7 to illuminate the object field 5 . In particular, the illumination of the object field 5 is as homogeneous as possible. It preferably has a uniformity error of less than 2%. Field uniformity can be achieved by superimposing different illumination channels.

Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.The illumination of the entrance pupil of the projection optics 10 can be defined geometrically by an arrangement of the pupil facets. The intensity distribution in the entrance pupil of the projection optics 10 can be set by selecting the illumination channels, in particular the subset of the pupil facets that guide light. This intensity distribution is also referred to as an illumination setting.

Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.A likewise preferred pupil uniformity in the area of defined illuminated sections of an illumination pupil of the illumination optics 4 can be achieved by redistributing the illumination channels.

Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objekt-feldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.Further aspects and details of the illumination of the object field 5 and, in particular, the entrance pupil of the projection optics 10 are described below.

Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.The projection optics 10 can in particular have a homocentric entrance pupil. This can be accessible. It can also be inaccessible.

Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem Pupillenfacettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 22 telezentrisch auf den Wafer 13 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.The entrance pupil of the projection optics 10 cannot regularly be illuminated exactly with the pupil facet mirror 22 . When imaging the projection optics 10, which telecentrically images the center of the pupil facet mirror 22 onto the wafer 13, the aperture rays often do not intersect at a single point. However, a surface can be found in which the distance between the aperture rays, which is determined in pairs, is minimal. This surface represents the entrance pupil or a surface conjugate to it in position space. In particular, this surface shows a finite curvature.

Es kann sein, dass die Projektionsoptik 10 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.The projection optics 10 may have different positions of the entrance pupil for the tangential and for the sagittal beam path. In this case, an imaging element, in particular an optical component of the transmission optics, should be provided between the second facet mirror 22 and the reticle 7 . With the help of this optical element, the different positions of the tangential entrance pupil and the sagittal entrance pupil can be taken into account.

Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 ist der Pupillenfacettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der Feldfacettenspiegel 20 ist verkippt zur Objektebene 5 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 19 definiert ist.At the in the 1 In the arrangement of the components of the illumination optics 4 shown, the pupil facet mirror 22 is arranged in a surface conjugate to the entrance pupil of the projection optics 10 . The field facet mirror 20 is arranged tilted to the object plane 5 . The first facet mirror 20 is tilted relative to an arrangement plane that is defined by the deflection mirror 19 .

Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.The first facet mirror 20 is tilted relative to an arrangement plane that is defined by the second facet mirror 22 .

2 zeigt eine Detailansicht einer Projektionsbelichtungsanlage 1, in welcher ein Ausschnitt der in 1 dargestellten Projektionsoptik 10 mit einem als Spiegel 27 ausgebildeten Komponente, wie beispielsweise einer der in der 1 dargestellten Spiegel M1 bis M6, und ein Elektronenstrahlgenerator 30 als Strahlquelle dargestellt sind. Der Spiegel 27 ist von einer Spiegelumhausung 29 umgeben, in welcher die physikalischen Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise Temperatur, Druck und Restgasatmosphäre unmittelbar um den Spiegel 27 besser kontrolliert werden können als im übrigen Raum der unter Vakuum betriebenen Projektionsoptik 10. Der Elektronenstrahlgenerator 30 ist im gezeigten Beispiel außerhalb der Spiegelumhausung 29 angeordnet und erzeugt beispielsweise über eine Glühwendel, einen Wehneltzylinder und eine Anodenblende (alle nicht dargestellt) einen als Elektronenstrahl 31 ausgebildeten Strahl. Der Elektronenstrahlgenerator 30 kann dabei einen kontinuierlichen Elektronenstrahl 31 oder auch einen gepulsten Elektronenstrahl 31 erzeugen. Alternativ kann der Elektronenstrahlgenerator 30 auch außerhalb der Projektionsoptik 10 angeordnet sein, wobei der Elektronenstrahl 31 nach dem Verlassen der Elektronenstrahlgenerators 30 in Vakuum verlaufen muss, so dass gegebenenfalls ein evakuierter Zylinder, in welchem der Elektronenstrahl 31 verläuft, zwischen dem Elektronenstrahlgenerator 30 und der Projektionsoptik 10 ausgebildet sein kann. Die Entfernung des Elektronenstrahlgenerators 30 von dem Spiegel 27 und ist durch den geringen Intensitätsverlust des Elektronenstrahls 31 im Vakuum vernachlässigbar. Der Elektronenstrahl 31, dessen Elektronen eine Energie von mindestens 13,6 eV-1 keV, besonders bevorzugt von 100 eV bis zu 1 keV aufweisen können, verläuft durch eine Strahlformungseinrichtung 32, welche die Form und die Richtung des Elektronenstrahls 31 durch ein magnetisches Feld beeinflussen kann. Je nach örtlicher und zeitlicher Ausgestaltung des Magnetfeldes kann der Elektronenstrahl 31 nahezu beliebig gestaltet werden. Die Strahlformungseinrichtung 32 ist nicht zwingend erforderlich, erhöht aber die Effizienz der Wasserstoffplasmaerzeugung und damit der Aufreinigung einer durch Kontamination behafteten Spiegeloberfläche 28 als zu reinigender Oberfläche. 2 shows a detailed view of a projection exposure system 1, in which a section of the 1 Projection optics 10 shown with a designed as a mirror 27 component, such as one in the 1 mirrors M1 to M6 shown, and an electron beam generator 30 as a beam source. The mirror 27 is surrounded by a mirror housing 29, in which the physical environmental conditions, such as temperature, pressure and residual gas atmosphere, can be controlled better directly around the mirror 27 than in the rest of the space of the projection optics 10 operated under vacuum. The electron beam generator 30 is in the example shown arranged outside of the mirror housing 29 and generates, for example, a filament, a Wehnelt cylinder and an anode screen (all not shown) designed as an electron beam 31 beam. The electron beam generator 30 can generate a continuous electron beam 31 or a pulsed electron beam 31 . Alternatively, the electron beam generator 30 can also be arranged outside the projection optics 10, in which case the electron beam 31 must run in a vacuum after leaving the electron beam generator 30, so that if necessary an evacuated cylinder, in which the electron beam 31 runs, between the electron beam generator 30 and the projection optics 10 can be trained. The distance of the electron beam generator 30 from the mirror 27 and is due to the low intensity ver The loss of the electron beam 31 in the vacuum is negligible. The electron beam 31, whose electrons can have an energy of at least 13.6 eV−1 keV, particularly preferably from 100 eV to 1 keV, runs through a beam shaping device 32 which influences the shape and direction of the electron beam 31 using a magnetic field can. Depending on the spatial and temporal design of the magnetic field, the electron beam 31 can be designed in almost any way. The beam shaping device 32 is not absolutely necessary, but increases the efficiency of the hydrogen plasma generation and thus the cleaning of a mirror surface 28 affected by contamination as the surface to be cleaned.

Aus verfahrenstechnischen Gründen wird in das Vakuum innerhalb des Gehäuses 37 der Projektionsoptik 10 Gas, insbesondere Wasserstoff 35 mit einem Partialdruck von 1 bis 10Pa, teilweise 10-200Pa oder mehr eingeleitet, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit in der 2 nur innerhalb der Spiegelumhausung 29 Wasserstoff 35 dargestellt ist. Durch die Wechselwirkung zwischen dem Wasserstoff 35 und dem Elektronenstrahl 31, welcher in unmittelbarer Näher der Oberfläche 28 des Spiegels 27 über diese hinweg verläuft, wird ein Wasserstoffplasma 36 erzeugt, welches zur Reinigung und zum Schutz vor Kontamination auf der Spiegeloberfläche 28 (Unterdrückung von Kontamination hin zur Spiegeloberfläche 28) genutzt wird. Neben dem Wasserstoffplasma enthält die Atmosphäre oberhalb der Spiegeloberfläche auch Restgaskomponenten wie beispielsweise Stickstoff- und Sauerstoffanteile. Die Strahlformungseinrichtung 32 kann den Elektronenstrahl 31 derart ausrichten, dass das Wasserstoffplasma 36 über der Spiegeloberfläche 28 gleichmäßig erzeugt wird, so dass eine homogene Reinigungsleistung erreicht werden kann. Der Elektronenstrahl 31 trifft nach dem Überstreichen der Spiegeloberfläche 28 auf eine Strahlfalle 33. Diese ist optional, da auch die Spiegelumhausung 29 als Strahlfalle dienen kann, wobei auf Grund der sehr hohen Anforderungen an die thermale Stabilität der Spiegel 27 eine zusätzliche Wärmequelle üblicherweise vermieden wird. Der Elektronenstrahl 31 kann durch kleine Löcher (nicht dargestellt) in die Spiegelumhausung 29 eintreten und aus dieser wieder hinaustreten.For procedural reasons, 10 gas, in particular hydrogen 35 with a partial pressure of 1 to 10Pa, sometimes 10-200Pa or more, is introduced into the vacuum within the housing 37 of the projection optics, for reasons of clarity in the 2 hydrogen 35 is shown only inside the mirror housing 29 . The interaction between the hydrogen 35 and the electron beam 31, which runs across the surface 28 of the mirror 27 in the immediate vicinity, generates a hydrogen plasma 36, which is used to clean and protect the mirror surface 28 from contamination (suppression of contamination). to the mirror surface 28) is used. In addition to the hydrogen plasma, the atmosphere above the mirror surface also contains residual gas components such as nitrogen and oxygen. The beam shaping device 32 can align the electron beam 31 in such a way that the hydrogen plasma 36 is generated uniformly over the mirror surface 28 so that a homogeneous cleaning performance can be achieved. After sweeping over the mirror surface 28, the electron beam 31 hits a beam trap 33. This is optional, since the mirror housing 29 can also serve as a beam trap, with an additional heat source usually being avoided due to the very high demands on the thermal stability of the mirror 27. The electron beam 31 can enter and exit the mirror housing 29 through small holes (not shown).

3 zeigt ebenfalls eine Detailansicht einer Projektionsbelichtungsanlage 1, in welcher ein Spiegel 27 und zwei Elektronenstrahlgeneratoren 30 in einer Draufsicht dargestellt sind. Der Aufbau der Elektronenstrahlgeneratoren 30 ist identisch mit dem in der 2 beschriebenen, wobei die beiden Elektronenstrahlgeneratoren 30 derart innerhalb des Gehäuses 37 der Projektionsoptik 10 angeordnet sind, dass sich die erzeugten Elektronenstrahlen 31 über der Spiegeloberfläche 28 kreuzen, bevor sie auf eine Strahlfalle 33 treffen. Die Strahlformungseinrichtungen 32 weiten den Elektronenstrahl 31 derart auf, dass die durch das Kreuzen der beiden Elektronenstrahlen erzeugte Fläche über der Spiegeloberfläche 28 des Spiegels 27 liegt und der Spiegeloberfläche 28 hinsichtlich ihrer Ausdehnung nahezu entspricht. Dies bewirkt eine gleichmäßige Intensitätsverteilung über der Spiegeloberfläche 28, wodurch eine gleichmäßige Erzeugung von Wasserstoffplasma 36 oberhalb des Spiegels 27 sichergestellt werden kann. Prinzipiell kann der Elektronenstrahl 31 auch in zwei Ebenen aufgeweitet werden, wobei sich die Intensität pro Volumen dabei erheblich verringert. Neben der Aufweitung eines Elektronenstrahls 31 ist auch eine Aufspaltung des Elektronenstrahls 31 in mehrere einzelne Elektronenstrahlen oder mehrere nebeneinander angeordnete Elektronenstrahlgeneratoren 30 denkbar, so dass die Elektronenstrahlen 31 ein Gitternetz aufspannen, wodurch sich die Intensitätsverteilung der Elektronenstrahlen 31 über der Spiegeloberfläche 28 modulieren und damit die Wasserstoffplasmaerzeugung gezielt steuern lässt. Zusätzlich zu dem bereits in dem Vakuum der Projektionsbelichtungsanlage 1 vorhandenen Wasserstoff 35 kann durch eine Wasserstoffquelle 34 bereitgestellter Wasserstoff 35 direkt in die Spiegelumhausung 29 zugeführt werden, um beispielsweise eine intensivere Reinigung direkt nach einem Neuaufbau oder einem Tausch eines Spiegels 27 zusätzlich zu unterstützen. 3 also shows a detailed view of a projection exposure system 1, in which a mirror 27 and two electron beam generators 30 are shown in a plan view. The structure of the electron beam generators 30 is identical to that in FIG 2 described, the two electron beam generators 30 being arranged within the housing 37 of the projection optics 10 in such a way that the generated electron beams 31 cross over the mirror surface 28 before they hit a beam trap 33 . The beam shaping devices 32 widen the electron beam 31 in such a way that the area generated by the crossing of the two electron beams lies above the mirror surface 28 of the mirror 27 and almost corresponds to the mirror surface 28 in terms of its extent. This brings about a uniform intensity distribution over the mirror surface 28, as a result of which a uniform generation of hydrogen plasma 36 above the mirror 27 can be ensured. In principle, the electron beam 31 can also be expanded in two planes, with the intensity per volume being reduced considerably in the process. In addition to expanding an electron beam 31, it is also conceivable to split the electron beam 31 into several individual electron beams or several electron beam generators 30 arranged next to one another, so that the electron beams 31 span a grid network, as a result of which the intensity distribution of the electron beams 31 over the mirror surface 28 is modulated and thus the generation of hydrogen plasma can be controlled in a targeted manner. In addition to the hydrogen 35 already present in the vacuum of the projection exposure system 1, hydrogen 35 provided by a hydrogen source 34 can be fed directly into the mirror housing 29, for example to additionally support more intensive cleaning directly after a mirror 27 has been rebuilt or replaced.

BezugszeichenlisteReference List

11: Projektionsbelichtungsanlageprojection exposure system
22: Beleuchtungssystemlighting system
33: Strahlungsquelleradiation source
44: Beleuchtungsoptiklighting optics
55: Objektfeldobject field
66: Objektebeneobject level
77: Retikelreticle
88th: Retikelhalterreticle holder
99: Retikelverlagerungsantriebreticle displacement drive
1010: Projektionsoptikprojection optics
1111: Bildfeldimage field
1212: Bildebenepicture plane
1313: Waferwafers
1414: Waferhalterwafer holder
1515: WaferverlagerungsantriebWafer displacement drive
1616: EUV-StrahlungEUV radiation
1717: Kollektorcollector
1818: Zwischenfokusebeneintermediate focal plane
1919: Umlenkspiegeldeflection mirror
2020: Facettenspiegelfaceted mirror
2121: Facettenfacets
2222: Facettenspiegelfaceted mirror
2323: Facettenfacets
2727: Spiegelmirror
2828: Spiegeloberflächemirror surface
2929: Spiegelumhausungmirror housing
3030: Elektronenstrahlgeneratorelectron beam generator
3131: Elektronenstrahlelectron beam
3232: Strahlformungseinrichtungbeam shaping device
3333: Strahlfallebeam trap
3434: Wasserstoffquellehydrogen source
3535: Wasserstoffhydrogen
3636: Wasserstoffplasmahydrogen plasma
3737: Gehäuse ProjektionsoptikHousing projection optics

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102008009600 A1 [0035, 0039]
US 2006/0132747 A1 [0037]
EP 1614008 B1 [0037]
US6573978 [0037]
US 2018/0074303 A1 [0056]

Claims

Method for generating a plasma (36) from a gas (35) in the area of a surface (28) to be cleaned of a component (27) of a projection exposure system (1) for semiconductor lithography, characterized in that the plasma (36) is generated at least partially by means of a Beam (31) is generated from at least one additional beam source (30) not used to generate useful light.

procedure after claim 1 , characterized in that the beam source (30) is a beam source for generating a particle beam (31).

procedure after claim 2 , characterized in that the particle beam (31) contains electrons.

procedure after claim 3 , characterized in that the electrons have energies in the range of 13.6 eV-1 keV, particularly preferably 100 eV up to 1 keV.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the beam source (30) is operated continuously.

Procedure according to one of Claims 1 - 4 , characterized in that the beam source (30) is operated in a pulsed manner.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a magnetic field is used to influence the beam.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the jet (31) passes the surface (28) to be cleaned at a distance of less than 5 mm.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the surface (28) to be cleaned is a mirror surface.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least two jets (31) are used to generate the plasma.

procedure after claim 10 , characterized in that the at least two jets (31) intersect in the area of the surface (28) to be cleaned.

procedure after claim 11 , characterized in that the jets (31) are widened in such a way that the area produced in this way lies above the surface (28) to be cleaned and almost corresponds to the surface (28) in terms of its extent.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that additional gas (35) is supplied to the area in which the at least one jet (31) runs.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gas (35) is hydrogen.

Projection exposure system (1) for semiconductor lithography, comprising - a useful light source (3) for generating useful light - at least one component (27) with a surface (28) to be cleaned - a gas volume in the region of the surface (28) to be cleaned, characterized in that in addition to the useful light source (3), there is a beam generator (30) which is set up to generate a plasma (36) in the area of the surface (28) to be cleaned by means of a beam (31).

Projection exposure system (1) for semiconductor lithography claim 15 , characterized in that the beam generator (30) is a particle beam generator.

Projection exposure system (1) for semiconductor lithography Claim 16 , characterized in that the beam generator (30) is an electron beam generator.

Projection exposure system (1) for semiconductor lithography according to one of Claims 15 until 17 , characterized in that the component (27) is a mirror of the projection exposure system (1).

Projection exposure system (1) for semiconductor lithography according to one of Claims 15 until 18 , characterized in that several jet generators (30) are present.

Projection exposure system (1) for semiconductor lithography claim 19 , characterized in that the jet generators (30) are arranged in such a way that the jets (31) generated by them intersect in the area of the surface (28) to be cleaned.