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DE10214259A1 - Kollektoreinheit für Beleuchtungssysteme mit einer Wellenlänge <193 nm - Google Patents

Kollektoreinheit für Beleuchtungssysteme mit einer Wellenlänge <193 nm

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Publication number
DE10214259A1
DE10214259A1 DE2002114259 DE10214259A DE10214259A1 DE 10214259 A1 DE10214259 A1 DE 10214259A1 DE 2002114259 DE2002114259 DE 2002114259 DE 10214259 A DE10214259 A DE 10214259A DE 10214259 A1 DE10214259 A1 DE 10214259A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
collector unit
segment
mirror
unit according
rays
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2002114259
Other languages
English (en)
Inventor
Markus Weis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss SMT GmbH filed Critical Carl Zeiss SMT GmbH
Priority to DE2002114259 priority Critical patent/DE10214259A1/de
Priority to JP2003580945A priority patent/JP2005522026A/ja
Priority to EP03711910A priority patent/EP1490733A1/de
Priority to AU2003218676A priority patent/AU2003218676A1/en
Priority to PCT/EP2003/002115 priority patent/WO2003083579A1/de
Publication of DE10214259A1 publication Critical patent/DE10214259A1/de
Priority to US10/952,412 priority patent/US7084412B2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/7015Details of optical elements
    • G03F7/70166Capillary or channel elements, e.g. nested extreme ultraviolet [EUV] mirrors or shells, optical fibers or light guides
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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    • G21K1/06Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kollektoreinheit für Beleuchtungssysteme mit einer Wellenlänge 193 nm, bevorzugt 126 nm, besonders bevorzugt im Bereich der EUV-Wellenlängen, auf die Strahlen eines Strahlbüschels, die von einem Objekt in einer Objektebene ausgehend auftreffen, mit DOLLAR A - mindestens einer Spiegelschale, die die Strahlen des vom Objekt ausgehenden Strahlbüschels aufnimmt und eine optische Wirkung aufweist, wobei die Strahlen des Strahlbüschels unter einem Winkel DOLLAR A - 20 DEG zur Oberflächentangente der Spiegelschale auftreffen. DOLLAR A Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß DOLLAR A - auf mindestens einem Teil der Spiegelschale eine periodische Struktur mit mindestens einer Gitterperiode aufgebracht ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kollektoreinheit für Beleuchtungssysteme mit einer Wellenlänge ≤ 193 nm, bevorzugt ≤ 126 nm, insbesondere bevorzugt Wellenlängen im EUV-Bereich mit mindestens einer Spiegelschale, die die Strahlen eines Strahlbüschels, das von einem Objekt ausgeht, aufnimmt und eine optische Wirkung in bezug auf die Strahlen des Strahlbüschels aufweist.
  • Bevorzugt treffen die Strahlen des Strahlbüschels unter einem Winkel < 20° zur Oberflächentangente der Spiegelschale auf.
  • Des weiteren stellt die Erfindung auch ein Beleuchtungssystem mit einem derartigen Kollektor, einer Projektionsbelichtungsanlage mit einem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem sowie ein Verfahren zur Belichtung von Mikrostrukturen zur Verfügung.
  • Genestete Kollektoren für Wellenlängen ≤ 193 nm, insbesondere Wellenlängen im Bereich der Röntgenstrahlen sind aus einer Vielzahl von Schriften bekanntgeworden.
  • So zeigt die US 5,768,339 einen Kollimator für Röntgenstrahlen, wobei der Kollimator mehrere genestete paraboloidförmige Reflektoren aufweist. Der Kollimator gemäß der US 5,768,339 dient dazu, ein isotrop abgestrahltes Strahlbündel einer Röntgen- Lichtquelle in einen parallelen Strahl zu formen.
  • Aus der US-A-1865441 ist ein genesteter Kollektor für Röntgenstrahlen bekanntgeworden, der wie im Falle der US 5,768,339 dazu dient, von einer Quelle abgegebene isotrope Röntgenstrahlen zu einem parallelen Strahlbündel zu kollimieren.
  • Die US 5,763,930 zeigt einen genesteten Kollektor für eine Pinch-Plasma- Lichtquelle, der dazu dient, die von der Lichtquelle abgegebene Strahlung zu sammeln und in einen Lichtleiter zu bündeln.
  • Die US 5,745,547 zeigt mehrere Anordnungen von Multikanaloptiken, die dazu dienen, durch Mehrfachreflexionen die Strahlung einer Quelle, insbesondere Röntgenstrahlung, in einem Punkt zu bündeln.
  • Um eine besonders hohe Transmissionseffizienz zu erreichen, schlägt die Erfindung gemäß der US 5,745,547 elliptisch geformte Reflektoren vor.
  • Aus der DE 30 01 059 C2 ist für die Verwendung in Röntgenstrahlen- Lithographiesystemen eine Anordnung bekanntgeworden, die parabolische zwischen Röntgenstrahlquelle und Maske angeordnete genestete Spiegel aufweist. Diese Spiegel sind so angeordnet, daß die divergierenden Röntgenstrahlen zu einem parallel verlaufenden Ausgangsstrahlbüschel geformt werden.
  • Die Anordnung gemäß der DE 30 01 059 dient wiederum lediglich dazu, für die Röntgenstrahl-Lithographie eine gute Kollimation zu erreichen.
  • Die aus der WO 99/27542 bekanntgewordene Anordnung von genesteten Reflektoren dient bei einem Röntgenstrahl-Proximity-Lithographie-System dazu, daß Licht einer Lichtquelle zu refokussieren, so daß eine virtuelle Lichtquelle ausgebildet wird. Die genesteten Schalen können Ellipsoidform aufweisen.
  • Aus der US 6,064,072 ist ein genesteter Reflektor für hochenergetische Photonenquellen bekanntgeworden, der dazu dient, die divergierenden Röntgenstrahlen zu einem parallel verlaufenden Strahlbüschel zu formen.
  • Die WO 00/63922 zeigt einen genesteten Kollektor, der dazu dient, den Neutronenstrahl zu kollimieren.
  • Aus der WO 01/08162 ist ein genesteter Kollektor für Röngtenstrahlen bekanntgeworden, der sich durch eine Oberflächenrauigkeit der inneren, reflektierenden Fläche, der einzelnen Spiegelschalen von weniger als 12 Å rms auszeichnet. Die in der WO 01/08162 gezeigten Kollektoren umfassen auch Systeme mit Mehrfachreflexionen, insbesondere auch Woltersysteme, und zeichnen sich durch eine hohe Auflösung, wie sie beispielsweise für die Röntgenlithographie gefordert wird, aus.
  • Ein weiteres Problem bei Beleuchtungssystemen für Wellenlängen ≤ 100 nm neben der Kollektion der von der Lichtquelle abgegebenen Strahlung besteht darin, daß die Lichtquellen derartiger Beleuchtungssysteme auch Strahlung einer Wellenlänge emittieren, die zu einer unerwünschten Belichtung des lichtsensitiven Objekts in der Waferebene des Projektionsbelichtungssystem führen kann und optische Komponenten des Belichtungssystems, wie beispielsweise Multilayer-Spiegel, durch derartige Strahlung unzulässig erwärmt werden und schnell degradieren Zum Ausfiltern derartiger unerwünschter Strahlung können beispielsweise Transmissionsfilter aus Zirkon verwandt werden. Derartige Filter haben aber den Nachteil hoher Lichtverluste. Des weiteren können sie sehr leicht durch Wärmebelastung zerstört werden. Ein weiteres Problem von Beleuchtungsoptiken für die EUV-Lithographie besteht darin, daß die Lichtverluste mit der Anzahl der optischen Komponenten stark wachsen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Kollektoreinheit für ein Beleuchtungssystem für die Mikrolithographie mit Wellenlängen ≤ 193 nm, vorzugsweise < 126 nm, besonders bevorzugt für Wellenlängen im EUV-Bereich anzugeben, das zum einen den Anforderungen an die Uniformität und Telezentrie, die für Beleuchtungsoptiken erforderlich sind, gerecht wird, zum anderen eine spektrale Filterung auf die Nutzwellenlänge ermöglicht. Insbesondere soll verhindert werden, daß Strahlung anderer Wellenlängen als die Nutzwellenlänge in das Beleuchtungssystem gelanget. Des weiteren soll das Bauteil kompakt sein und bei einer Verwendung in einem EUV- Beleuchtungssystem die dort auftretenden Lichtverluste minimiert werden.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Kollektoreinheit mit mindestens einer Spiegelschale gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, die sich dadurch auszeichnet, daß mindestens auf einem Teil der Spiegelschale eine periodische Struktur mit mindestens einer Gitterperiode aufgebracht ist. Durch das Aufbringen einer periodischen Struktur auf die Spiegelschale wird das auf die Spiegelschale auftreffende Strahlbüschel gebeugt. Die Foki der unterschiedlichen Beugungsordnungen liegen in unterschiedlichen Ebenen. Ordnet man in einer Ebene, in der eine Beugungsordnung fokussiert wird, beispielsweise eine Blende an, so können die anderen Beugungsordnungen, die in andere Raumwinkelelemente abgelenkt werden, nicht durch die Blende hindurch treten und damit nicht in das nachfolgende Beleuchtungssystem gelangen. Auf diese Art und Weise kann eine Trennung der Nutzstrahlung, die beispielsweise bei 13,5 nm liegt und Strahlung anderen Wellenlängen, insbesondere Wellenlängen ≥ 100 nm, die in der 0. Beugungsordnung zu finden sind, verhindert werden. Des weiteren ist es möglich, durch einen solchen Aufbau das Eindringen von der Lichtquelle austretenden Partikeln in ein nachfolgendes Beleuchtungssystem zu verhindern.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kollektors ist, daß der effektive Austrittsraum des gebeugten Lichtbüschels länger ist als bei einem System, bei dem der genestete Kollektor und das ebene Gitter zwei getrennte Bauteile sind. Dies hat mehrere Vorteile. Zum einen kann bei gleicher Dispersion wie bei einem System mit genestetem Kollektor und getrenntem planen Gitterelement eine geringere Bandbreite erzielt werden, zum anderen ist die Separation der unterschiedlichen Beugungsordnungen größer als bei einem System mit genestetem Kollektor und getrenntem planen Gitterelement. Bei einem Einsatz in einem Beleuchtungssystem kann dann der Abstand im Lichtweg von der Lichtquelle bis zum Kollektor bei vergleichbarer Liniendichte gegenüber einem ebenen Gitterelement verkürzt und so ein Beleuchtungssystem sehr kompakt aufgebaut werden.
  • Durch die Zusammenfassung der sammelnden Eigenschaften eines Kollektors mit den filternden Eigenschaften eines Spektralfilters bei dem erfindungsgemäßen Bauelement kann ein optisches Element im Beleuchtungssystem entfallen, so daß die Transmission des Beleuchtungssystems um ungefähr 30% erhöht werden kann.
  • Um besonders hohe Beugungseffizienzen zu erreichen, ist in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, das Gitter als Blaze-Gitter mit einem Blaze-Winkel ε auszubilden.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn die Kollektoreinheit eine Vielzahl von Spiegelschalen umfaßt, die rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse angeordnet sind. Jeder Spiegelschale ist dann ein Ringaperturelement der objektseitigen Apertur zugeordnet.
  • Rotationssymmetrisch aufgebaute Kollektoren haben weitere Vorteile. So läßt sich bei einem zu einer Rotationsachse rotationssymmetrischen Kollektor die Uniformität der Ausleuchtung in einer Ebene und die Form der auszuleuchtenden Pupille besser als bei Beleuchtungssystemen mit beispielsweise einem planen Gitterelement kontrollieren. Des weiteren haben derartige rotationssymmetrische Komponenten in einem Beleuchtungssystem Vorteile bei der Ausrichtung der einzelnen Komponenten zueinander. Ein weiterer Vorteil ist das symmetrische Verhalten, zum Beispiel bei Erwärmung.
  • Der durch die Kollektoreinheit ausgeleuchtete Bereich liegt beispielsweise in einer Ebene und besteht aus Ringelementen, wobei bevorzugt jedem Ringelement ein Ringaperturelement zugeordnet ist. Die Ringaperturelemente und die zugeordneten Ringelemente überlappen in einer vorteilhaften Ausführungsform nicht und die Ringelemente schließen in der Ebene weitgehend kontinuierlich aneinander.
  • Mit der genesteten Kollektoreinheit gemäß der Erfindung kann eine weitgehend gleichmäßige Ausleuchtung in einer Ebene erreicht werden. Durch die Kombination der optischen, beispielsweise sammelnden, Wirkung des Kollektors für die von der Lichtquelle ausgesandten Strahlung und der Filterung auf die Nutzwellenlänge in einem einzigen Bauelement gemäß der Erfindung kann die Transmission bei Beleuchtungssystemen erhöht und die Baulänge des Beleuchtungssystems erheblich reduziert werden.
  • Die Spiegelschalen können bevorzugt ein ringförmiges Segment eines Ellipsoids, eines Paraboloids oder eines Hyperboloids sein. Für ein Paraboloid ergibt sich ein vollständig paralleles Strahlenbündel und somit eine im Unendlichen liegende Lichtquelle.
  • Sind die Schalen Ausschnitte von Ellipsoiden, so wird ein konvergentes Strahlbündel ausgebildet. Kollektoren mit Schalen, die Ausschnitte von Hyperboloide sind, führen zu einem divergierenden Strahlbündel.
  • Um eine weitgehend homogene Ausleuchtung bzw. uniforme Ausleuchtung zu erhalten, ist es vorteilhaft, wenn der Kollektor so viele Schalen als möglich umfaßt. Bevorzugt weist der erfindungsgemäße Kollektor mehr als vier, besonders bevorzugt mehr als sieben und insbesondere bevorzugt mehr als zehn Reflektoren in einer schalenförmigen Anordnung auf. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Divergenz der in die Blendenebene gebeugten Teilstrahlbüschel der jeweiligen Spiegelschale mit zunehmender Anzahl an Spiegelschalen reduziert wird und so eine bessere Trennung der unterschiedlichen Beugungsordnungen in der Blendenebene erreicht wird.
  • Bevorzugt ist es, wenn die Vielzahl der um eine gemeinsame Rotationsachse angeordneten Spiegelschalen so ausgebildet sind, daß an einer Spiegelschale Mehrfachreflexionen auftreten.
  • Durch Mehrfachreflexionen an einer Schale können die Reflexionswinkel klein gehalten werden. Besonders Systeme mit gerader Anzahl von Reflexionen sind unempfindlich gegenüber Dejustagen, insbesondere Verkippungen gegenüber der optischen Achse, die bei rotationssymmetrischen Systemen die Rotationsachse ist.
  • Die Reflektivität verhält sich bei Reflexion unter streifendem Einfall mit kleinen Einfallswinkeln von weniger als 20° relativ zur Oberflächentangente bei Materialien wie Ruthenium, Rhodium, Palladium, Silber, Kohlenstoff oder Gold nahezu linear mit dem Einfallswinkel relativ zur Oberflächentangente, so daß die Reflexionsverluste für eine Reflexion unter beispielsweise 16° oder zwei Reflexionen unter 8° annähernd dieselben sind. Für die maximal erreichbare Apertur des Kollektors ist es jedoch vorteilhaft, mehr als eine Reflexion zu verwenden.
  • Besonders bevorzugt sind Systeme mit zwei Reflexionen. Kollektoren mit zwei Reflexionen können beispielsweise als Woltersysteme mit einem ersten Segment einer Spiegelschale, das ein ringförmiger Ausschnitt eines Hyperboloides ist, und einem zweiten Segment einer Spiegelschale, die ein ringförmiger Ausschnitt eines Ellipsoides ist, ausgebildet sein.
  • Woltersysteme sind aus der Literatur, beispielsweise aus Wolter, Annalen der Physik 10, 94-114, 1952, bekannt. Betreffend Woltersysteme mit einer reelen Schnittweite, d. h. einem reellen Zwischenbild der Quelle, die durch die Kombination einer Hyperboloidfläche mit einer Ellipsoidfläche gebildet wird, wird auf J. Optics, Vol. 15, 270-280, 1984 verwiesen.
  • Ein besonderer Vorteil von Woltersystemen ist, daß bei einem Woltersystem mit zwei Reflexionen mit Einfallswinkeln kleiner 20° relativ zur Oberflächentangente eine Kollektionsapertur von beipielsweise NAmax ~ 0.985 entsprechend einem Aperturwinkel von 80° gewählt werden kann, wobei man sich immer noch im hochreflektierenden Bereich der Reflexion unter streifendem Einfall mit einer Reflektivität > 70% befindet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das periodische Gitter auf das zweite Segment einer Schale eines Woltersystems aufgebracht ist.
  • In einem derartigen Fall ist das erste Segment bevorzugt ein Ausschnitt eines Hyperboloids mit einem virtuellen Fokus. Das zweite Segment ist derart ausgebildet, daß es eine fokussierende Wirkung aufweist. Dies kann dadurch erreicht werden, daß bei einem linearen Gitter mit konstanter Liniendichte die Fläche des zweiten Segmentes im Meridonalschnitt konkav gekrümmt ist. Unter einem Meridonalschnitt wird in vorliegender Anmeldung ein Schnitt, der die optische Achse umfasst, verstanden. Die fokussierende Wirkung des zweiten Segementes kann auch durch eine Variation der Liniendichte erreicht werden. In einem solchen Fall kann die Fläche im Meridonalschnitt eben oder auch konvex sein. Bei beispielsweise ebener Fläche im Merdionalschnitt hat das zweite um die optische Achse rotationssymmetrische Segment dann die Form eines Kegelstumpfes.
  • Alternativ kann das Gitter auch auf das erste Segment aufgebracht sein oder auf beide Segmente. Gitter auf beiden Segmenten sind bevorzugt, wenn eine große spektrale Reinheit angestrebt wird; Gitter auf dem ersten Segment, wenn beispielsweise verhindert werden soll, daß die 0.-te Ordnung aus dem Kollektor austritt, sondern auf der Rückseite der benachbarten Spiegelschale absorbiert wird. Eine Blende zum Abblocken des Lichts der nicht genutzten Ordnung kann dann entfallen.
  • Die periodische Struktur auf dem zweiten Segment, die bevorzugt ein Blaze-Gitter mit einer Blaze-Tiefe B bzw. einem Blaze-Winkel ε ist, kann beispielsweise entweder in den Kern für die galvano-plastische Abformung der einzelnen Spiegelschalen durch Diamantdrehen eingebracht werden oder alternativ durch Ritzen des Gitters in eine auf die Spiegelschalen aufgebrachte Beschichtung, beispielsweise eine Goldbeschichtung.
  • Wird die Kollektoreinheit so ausgebildet, daß nicht genutzte Beugungsordnungen aus der Einheit austreten, so ergibt sich gegenüber planaren Gitterelementen der Vorteil, daß die Lichtintensität der austretenden Beugungsordnungen auf ein Ringelement verteilt wird. Hierdurch kann die Wärmebelastung auf einem Blendenelement gegenüber herkömmlichen planaren Gitterelementen erheblich verringert werden.
  • Neben der Kollektoreinheit stellt die Erfindung auch ein Beleuchtungssystem mit einer derartigen Kollektoreinheit zur Verfügung. Das Beleuchtungssystem ist bevorzugt ein doppelt facettiertes Beleuchtungssystem mit einem ersten optischen Element mit ersten Rasterelementen und einem zweiten optischen Element mit zweiten Rasterelementen, wie in der US 6,198,793 B1 gezeigt, deren Offenbarungsgehalt vollumfänglich in die Anmeldung mit aufgenommen wird.
  • Die ersten und/oder zweiten Rasterelemente können Planfacetten oder Facetten mit sammelnder bzw. zerstreuender Wirkung sein.
  • Das Beleuchtungssystem umfassend den erfindungsgemäßen Kollektor findet bevorzugt in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie Verwendung, wobei eine derartige Projektionsbelichtungsanlage in der PCT/EP 00/07258 gezeigt ist, deren Offenbarungsgehalt vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen wird. Projektionsbelichtungsanlagen umfassen ein der Beleuchtungseinrichtung nachgeordnetes Projektionsobjektiv, beispielsweise ein 4-Spiegel- Projektionsobjektiv wie in der US 6,244,717 B1 dargestellt, deren Offenbarungsgehalt vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung mitaufgenommen wird.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben werden.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1 eine Prinzipskizze eines Kollektors mit einem Gitter, das auf die zweite Spiegelschale aufgebracht ist
  • Fig. 2 die Ausleuchtung in einer hinter dem Kollektor angeordneten Blendenebene für eine Schale des Kollektors, wobei die Ausleuchtung der verschiedenen Beugungsordnungen gezeigt ist
  • Fig. 3 eine Spiegelschale mit einem ersten Segment, das das ringförmige Segment einer Hyperbel ist, und einem zweiten Segment, das als Mantellinie einen Kreis hat, und auf das ein Gitter aufgebracht ist im Meridonalschnitt
  • Fig. 4a das zweite Segment der in Fig. 3 gezeigten Schalenfläche mit aufgebrachtem Gitter und eingezeichneten Winkeln zur Herleitung der Linienzahldichte auf dem Gitter im Meridonalschnitt
  • Fig. 4b das erste Segment der in Fig. 3 gezeigten Schalenfläche zur Herleitung des Radius bzw. der Krümmung der Hyperboloidfläche im Meridonalschnitt
  • Fig. 5 Ausschnitt eines Blaze-Gitters
  • Fig. 6 ein EUV-Projektionsbelichtungssystem mit einem erfindungsgemäßen genesteten Kollektor.
  • In Fig. 1 sind von einem genesteten Kollektor gemäß der Erfindung exemplarisch zwei Schalen im Meridonalschnitt gezeigt, wobei jede Spiegelschale 100, 102 ein Woltersystem mit einem ersten ringförmigen Segment 100.1, 102.1 mit einer ersten optischen Fläche 100.2, 102.2 und einem zweiten ringförmigen Segment 100.3, 102.3 mit einer zweiten optischen Fläche 100.4, 102.4 aufweist. Die einzelnen Schalen 100, 102 sind rotationssymmetrisch um die x-Achse bzw. die optische Achse HA angeordnet. Wie man aus Fig. 1 erkennt, grenzen die Ringaperturelemente 110, 112, die den jeweiligen Spiegelschalen 100, 102 zugeordnet sind, weitgehend aneinander an, d. h. die objektseitige Apertur des in Fig. 1 gezeigten Kollektors zeigt zwischen den einzelnen Ringaperturelementen nur eine Lücke bedingt durch die finite Dicke der Spiegelschalen. Die Ringaperturelemente der jeweiligen Spiegelschale nehmen ein Teillichtbüschel des von einer Lichtquelle 105, beispielsweise einer Laser-Plasma-Quelle, abgestrahlten Lichtbüschels auf. Durch geeignete Wahl der Parameter der auf das zweite Segment 100.3, 102.3 aufgebrachten periodischen Strukturen bzw. Gitterelemente ist es wie nachfolgend aufgezeigt möglich, daß für sämtliche Schalen unabhängig von dem aufgenommenen Ringaperturelement und der Schale die Teillichtbüschel unterschiedlicher Schalen für eine bestimmte Beugungsanordnung, hier der +1. Beugungsanordnung 129, in ein und denselben Fokus 127 der Blendenebene 125 gebeugt werden.
  • Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform schließen auch die erste optische Fläche 100.2, 102.2 und die zweite optische Fläche 100.4, 102.4 ohne Lücke direkt aneinander an.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, daß die erste optische Fläche 100.2, 102.2 und die zweite optische Fläche 100.4, 102.4 nicht direkt aneinander anschließen. Zwischen den optischen Flächen gibt es dann je eine Lücke bzw. einen ungenutzten Bereich. Im ungenutzten Bereich können dann beispielsweise Kühleinrichtungen zur Kühlung der Spiegelschalen angeordnet werden.
  • Des weiteren ist beim Kollektor gemäß Fig. 1 eine im Inneren der innersten Spiegelschale angeordnete Blende 130 gezeigt. Genestete, reflektive Kollektoren weisen wegen der endlichen Größe der Spiegelschalen notwendigerweise eine zentrale Abschattung auf, d. h. unterhalb eines bestimmten Aperturwinkels NAmin kann die Strahlung der Quelle nicht aufgenommen werden. Die Blende 130 verhindert, daß direkt durch die zentrale Schale gelangendes Licht nicht als Falschicht in das nachfolgende Beleuchtungssystem gelangt.
  • In Fig. 1 dargestellt sind auch die nicht in die Blendenebene 125 fokussierten Beugungsordnungen für das Gitter auf dem zweiten Segment der zweiten Spiegelschale, nämlich die 0. Beugungsordnung 131 und die +2. Beugungsordnung 133, gezeigt.
  • In Fig. 2 ist die Ausleuchtung mit einem erfindungsgemäßen Kollektor für eine Spiegelschale hier der zweiten Spiegelschale 102 in der Blendenebene 125 gezeigt.
  • Die Blendenebene 125 wird durch die z- und y-Achse eines Koordinatensystems, dessen Ursprung mit der Lage der reellen Lichtquelle 105 zusammenfällt, definiert. Dieses Koordinatensystem ist in Fig. 1 gezeigt.
  • Wie aus Fig. 2 zu erkennen, ist in der Blendenebene 125, die vorliegend die Papierebene ist, die +1. Ordnung 129 fokussiert und weist einen Durchmesser ΔR1 auf. Andere Ordnungen als die +1. Ordnung, beispielsweise die +2. Ordnung oder die 0. Ordnung erscheinen als Ringe in der Blendenebene, da sie aufgrund des konvergenten Strahlengang gegenüber der Blendenebene defokussiert sind. Dies ist in Fig. 1 sehr gut zu erkennen. Der Fokus der 0. Ordnung 150 liegt vor der Blendenebene 125, der Fokus 151 der +2. Ordnung hinter der Blendenebene 125 in x-Richtung. Die Breite der kreisförmigen Ausleuchtung der 0. Ordnung beträgt ΔR0, die der +2. Ordnung ΔR2. Der mittlere Abstand der jeweiligen Beugungsordnung zur optischen Achse beträgt R2 bzw. R0.
  • Durch Einbringen einer kreisförmigen Blende 154 mit Radius R3 kann die 0. und 2. Ordnung in der Blendenebene 125 ausgeblendet werden. Auf diese Art und Weise ist es möglich, die in anderen Ordnungen enthaltenen Wellenlängen vollständig auszublenden und zu verhindern, daß diese in ein hinter dem erfindungsgemäßen Kollektor angeordnetes Beleuchtungssystem eintreten.
  • In Fig. 3 ist nochmals eine Schale eines erfindungsgemäßen genesteten Kollektors mit zwei Segmenten 102.1, 102.3 dargestellt. Das erste Segment 102.1 mit einer ersten optischen Fläche ist eine Hyperbel-Fläche, die das Licht von der Lichtquelle 105 aufnimmt. Dort liegt auch der Ursprung des für die weitere Ableitung benutzten Referenzkoordinatensystems. Den Abstand vom Koordinatenursprung zum Zentrumspunkt 170.1 des ersten Segmentes 102.1 im Meridonalschnitt projeziert auf die x- Achse wird mit x1 bezeichnet. Der Abstand vom Zentrumspunkt 170.1 des ersten Segmentes 102.1 im Meridonalschnitt zum virtuellen Fokus 172 projeziert auf die x- Achse wird mit x1' bezeichnet. Aufgrund der Ausgestaltung des ersten Segmentes 102.1 als Hyperbel weist diese einen virtuellen Fokus 172 auf und bildet die reelle Lichtquelle 105 in eine virtuelle Lichtquelle ab. Die virtuelle Lichtquelle wiederum wird von dem zweiten Segment 102.3 mit einer zweiten optischen Fläche, auf das das Gitterelement aufgebracht ist, für die +1. Beugungsordnung 129 in die Blendenebene 125 abgebildet. In Fig. 3 sind auch die 0. Beugungsordnung 131 und die +2. Beugungsordnung 133 gezeigt. Den Abstand von der virtuellen Lichtquelle, die im virtuellen Fokus 172 liegt, zum Zentrumspunkt 170.3 des zweiten Segmentes 102.3 im Meridonalschnitt projeziert auf die x-Achse wird mit x2 bezeichnet, der Abstand vom Zentrumspunkt 170.3 des zweiten Segmentes zum Fokus 127 der +1. Beugungsordnung projeziert auf die x-Achse wird im Meridonalschnitt mit x2' bezeichnet.
  • Nachfolgend soll für einen genesteten Kollektor mit einer Vielzahl von um eine gemeinsame Achse HA rotationssymmetrischen Spiegelschalen mit zwei Segmenten ein Ausführungsbeispiel gegeben werden, das eine Gitterstruktur im Bereich der zweiten Reflexion, d. h. auf der zweiten optischen Fläche des zweiten Segmentes, trägt. Dadurch soll erreicht werden, daß breitbandige EUV-Strahlung, wie sie beispielsweise von Plasmaquellen erzeugt wird, gefiltert wird. Die charakteristischen Größen des Systems, die Ausgangspunkt für die nachfolgende Berechnung sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1 Charakteristische Größen des Systems

  • Bei den Systemen mit zwei Segmenten geschieht die Abbildung der Quelle auf die Blende in zwei Schritten. Die erste optische Reflexionsfläche des ersten Segmentes 102.1 ist als Hyperboloid-Fläche ausgebildet, um eine virtuellen Fokus 172 für die zweite optische Reflexionsfläche des zweiten Segmentes 102.3 zu schaffen. Dort ist eine Gitterstruktur eingebracht, die das Licht spektral aufspalten. Die Fläche des zweiten Spiegelsegmentes 102.3 ist dabei toroidal gekrümmt, d. h. die Mantellinie ist kreisförmig und die Toroidfläche weist in der Meridonalebene eine Krümmung bzw. einen Radius auf. Die Gitterliniendichten und der Radius der Toroidfläche muß nun so berechnet werden, daß der Fokus der +1. Beugungsordnung in der Blendenebene zu liegen kommt. Alle anderen Ordnungen, sowie die 0. Beugungsordnung erscheinen in der Blendenebene als konzentrische Ringe um diesen Fokus und werden durch die Blende aufgehalten. Günstigerweise wird das Gitter als Blaze-Gitter ausgeführt um ein maximale Beugungseffizienz zu erreichen. Die Gitterliniendichte des Gitters wird so gewählt, daß die Ordnungen ausreichend getrennt sind, um eine gute Filterfunktion zu erreichen. Schließlich soll die Geometrie des Gitters möglichst so gewählt sein, daß die Aberrationen minimal sind.
  • Nachfolgend werden die Formeln, aus denen sich die Gitterkonstante, der Blaze- Winkel, der Radius der Toroidfläche des zweiten Segmentes im Meridonalschnitt und die Parameter der Hyperboloidfläche ergeben, hergeleitet.
  • Zunächst werden die grundsätzliche Geometrie mit den Hauptabständen festgelegt. Daran anschließend werden die Gitterfläche und die Hyperboloidfläche mit ihren Parametern festgelegt. Schließlich werden die Ausdehnungen der Flächen so bestimmt, daß sich eine möglichst lückenlose Übertragung der Apertur ergibt.
  • Die Abstände zwischen Quelle, erster Abbildung und zweiter Abbildung werden wie nachfolgend beschrieben festgelegt. Die in der nachfolgenden Ableitung angegebenen Größen können sämtlich Fig. 3, 4a und 4b entnommen werden.
  • In Fig. 3 ist eine Spiegelschale mit einem ersten Segment 102.1 und einem zweiten Segment 102.3 gezeigt. In Fig. 4a ist detaillierter das zweite Segment 102.3 der Spiegelschale mit den für die Ableitung erforderlichen Größen und in Fig. 4b das erste Segment 102.1 mit den für die Ableitung erforderlichen Größen dargestellt.
  • Ausgehend vom Abstand xg projeziert auf die x-Achse zwischen Quelle 105 und dem Fokus 127 in der Blendenebene 125 wird die Abbildung in zwei ungefähr gleiche Abbildungsschritte aufgeteilt. Dadurch wird erreicht, daß die inzidenten Winkel für keine der Reflexionen übermäßig groß wird.
  • Für den ersten Abbildungsschritt wird die axiale Objektweite x1 und Bildweite x'1 definiert, bzw. für den zweiten Abbildungsschritt: x2 und x'2. Diese sind die auf die optische Achse projizierten Schnittweiten, wie in Fig. 3 eingezeichnet. Damit gilt:

    xg = x1 + x'1 + x2 + x'2
  • Die Abbildungsmaßstäbe der einzelnen Abbildungsschritte sind:


  • und der gesamten Abbildung ist:

    Mg = M1M2
  • Schließlich muß für jedes zweite Spiegelsegment 102.3 der Durchmesser festgelegt werden. Hierzu wird der Radius r am Zentrumspunkt 170.3 des zweiten Spiegelsegmentes 102.3 definiert. Der Zentrumspunkt 170.3 des zweiten Spiegelsegmentes 102.3 wurde in Fig. 3 definiert; der Radius r ist der radiale Abstand des Zentrumspunktes 170.3 von der optischen Achse HA.
  • Aus den Abständen x2, x'2 und r ergeben sich die Abstände zwischen Quellpunkt der Abbildung, hier dem virtuellen Fokus 172 und Zentrumspunkt 170.3, der mit s2, bezeichnet wird sowie zwischen Zentrumspunkt 170.3 und Bildpunkt, hier dem Fokus der 1. Ordnung 127 in der Blendenebene 125, der mit s2' bezeichnet wird. Es gilt:


    s2 und s2' bezeichnet somit die nicht projezierten Abstände.
  • Die Gitterliniendichte n ergibt sich aus der Forderung, daß die 0. Beugungsordnung mit ausreichenden Abstand g von der 1. Ordnung in der Blendenebene 125 getrennt ist. Der Abstand g für die Zentrumsstrahlen 174.1 des in die 1. Ordnung gebeugten Teilichtbüschels und 174.0 des in die 0. Ordnung gebeugten Teillichtbüschels sind in Fig. 4a gezeigt.
  • Ausgehend von der Quellgröße und unter Beachtung des Abbildungsmaßstabes ergibt sich die Größe des Bildes der Lichtquelle im Fokus 127 der 1. Beugungsordnung im Bereich der Blendenebene 125. Es gilt nun zu fordern, daß die 0. Beugungsordnung um ein Vielfaches der Bildgröße davon entfernt ist. Hier kann z. B. angenommen werden, daß bei zehnfachem Abstand f eine ausreichende Trennung der Nutzwellenlänge von der sonstigen Strahlung erreicht wird:

    g = f.d"

    D" bezeichnet den Durchmesser des Bildes der Lichtquelle 105 in der Blendenebene 125. Der Durchmesser D der Lichtquelle 105 ist wie in Tabelle 1 angegeben.
  • Nun kann aus dieser Bedingung für die Trennung der 0. und 1. Beugungsordnung, d. h. den Abstand g die notwendigen Beugungswinkel α und β gegenüber der Flächennormalen 180 im Zentrumspunkt 170.3 des zweiten Segmentes sowie der Verkippung γ der Flächennormalen 180 im Zentrumspunkt 170.3 gegenüber der y- Achse bestimmt werden. Dazu wird zunächst der Winkel δ zwischen den Zentrumsstrahlen 174.1, 174.0 zwischen 0. und 1. Beugungsordnung berechnet, der wie folgt mit dem geforderten Abstand g in der Blendeneben 125 korreliert ist:


    außerdem ergeben sich die Winkel α', β' der einfallenden und ausfallenden Teilichtbüschel der 1. Ordnung bezogen auf die y-Achse:


  • Nun können die gesuchten Winkel bestimmt werden:

    α = (α' - β' - δ)/2

    γ = α - α'

    β = β' - γ
  • Unter Zuhilfenahme der Beugungsformel:

    sinα + sinβ = n.k.λ

    kann nun die Linienzahldichte n für die Nutzwellenlänge berechnet werden für die +1. Beugungsordnung mit k = 1. Außerdem ergibt sich der Blaze-Winkel zu:

    ε = (|α| - |β|)/2
  • Der Radius RM des zweiten Spiegelsegmentes im Meridonalschnitt, d. h. die Krümmung der um die optische Achse HA rotationssymmetrischen Fläche wird über die Fokusbedingung für Toroidgitter bestimmt. Die Fokusbedingung fordert F20 = 0. Diese Bedingung kann Handbook on Synchrotron Radiation, Vol. 2, Kap. 4. "Diffraction grating optics", edited by G. V. Marr, Elsevier Science auf S.69 entnommen werden.
  • Aus der Bedingung F20 = 0 folgt dann für den Radius RM der Toroidfläche im Meridonalschnitt:


  • Nachdem die charakteristischen Größen für das zweite Spiegelsegment, das das Gitter trägt, berechnet wurden, sollen nunmehr die charakteristischen Größen für das erste Spiegelsegment 170.1 mit einer hyperbelförmigen Fläche 200 im Meridonalschnitt abgeleitet werden. Bezüglich der Bezeichnungen wird auf Fig. 4b verwiesen. Die allgemeine Gleichung für eine Hyperbel im Meridonalschnitt, d. h. in der x- y-Ebene wie in Fig. 4b dargestellt mit dem einen Scheitel am Koordinatenursprung ist:


  • Die hyperbolische Fläche ergibt sich einerseits aus der Bedingung, daß der Quellpunkt und der virtuelle Fokus 172 der Lichtquelle 105 mit den Brennpunkten der Hyperbel gleichgesetzt wird. Dies ist dann der Fall, wenn der Abstand zwischen den Brennpunkten der Hyperbel gerade 2c entspricht. Andererseits gilt für jeden Punkt der Hyperbel, daß die Differenz der Abstände zu den Brennpunkten gerade 2a ist. Schließlich gilt für die Hyperbel der Zusammenhang:


  • Damit können die Konstanten der Hyperbel bestimmt werden. Zunächst berechnet man 2c = x1 + x'1. Nun geht man von dem Randpunkt der Gitterfläche aus, an der die Hyperbel anschließen soll, woraus sich a, und damit auch b ergeben.
  • Betreffend die Grundsätze der Beugung an Gittern wird auf Handbook on Synchrotron Radiation, Vol. 2, Kap. 4. "Diffraction grating optics", edited by G. V. Marr, Elsevier Science verwiesen.
  • In Tabelle 2 ist ein 6-schaliger genesteter, um die Hauptachse HA rotationssymmetrischer Kollektor gemäß der Erfindung angegeben. Jede Schale weist ein erstes und ein zweites Segment auf mit einer ersten und einer zweiten optischen Fläche auf, die vorliegend mit den Segmenten übereinstimmt. Das erste Segment ist eine hyperboloidförmige Fläche und auf das zweite Segment ist die periodische Gitterstruktur aufgebracht ist.
  • Die in Tabelle 2 verwandten Größen sind sämtlich zuvor definiert worden. Das gewählte Referenzkoordinatensystem liegt mit seinem Ursprung (0,0,0) am Ort der Lichtquelle 105.
  • Es bezeichnet:
    x1: Abstand in Richtung der x-Achse von Lichtquelle 105 zum Zentrumspunkt 170.1 des ersten Spiegelsegmentes
    x1': Abstand in Richtung der x-Achse von virtuellem Fokus 172 zum Zentrumspunkt 170.1 des ersten Spiegelsegmentes
    x2: Abstand in Richtung der x-Achse von virtuellem Fokus 172 zum Zentrumspunkt 170.3 des zweiten Spiegelsegmentes
    x2': Abstand in Richtung der x-Achse vom Fokuspunkt 127 der 1. Ordnung zum Zentrumspunkt des zweiten Spiegelsegmentes
    xg: x1: Abstand in Richtung der x-Achse von Lichtquelle 105 zum Fokuspunkt 127 der 1. Beugungsordnung
    M1: erster Abbildungsmaßstab
    M2: zweiter Abbildungsmaßstab
    Mg: Abbildungsmaßstab der gesamten Abbildung
    x1a: x-Koordinate des Beginns des ersten Segmentes
    x1e: x-Koordinate des Endes des ersten Segmentes
    y1a: y-Koordinate des Beginns des ersten Segmentes
    y1e: y-Koordinate des Ende des ersten Segmentes
    a, b: Parameter der Hyperbel
    x2a: x-Koordinate des Beginns des zweiten Segmentes
    x2e: x-Koordinate des Endes des zweiten Segmentes
    y1a: y-Koordinate des Beginns des zweiten Segmentes
    y2e: y-Koordinate des Endes des zweiten Segmentes
    RM: Radius des zweiten Segmentes in der Meridonalebene
    n: Linienzahldichte des Gitters
    α: Winkel des einfallenden Zentrumsstrahls gegenüber der Normalen im Zentrumspunkt der zweiten Spiegelschale
    β: Winkel des in die 1. Ordnung gebeugten Zentrumsstrahls gegenüber der Normalen im Zentrumspunkt der zweiten Spiegelschale
    ε: Blazewinkel
    λmin: minimale Wellenlänge, die durch die Blende hindurchtritt
    λmax: maximale Wellenlänge, die durch die Blende hindurchtritt Tabelle 2 6-schaliger genesteter Kollektor mit Gitterstruktur



  • In Fig. 5 ist ein Blaze-Gitter mit annähernd dreieckförmigen Furchenprofil gezeigt. Die Bezugsziffer 201 bezeichnet den auf das Blaze-Gitter mit der Gitterperiode P auftreffenden Strahl; 202 den am Gitter in die 0. Ordnung reflektierten und 204 den in die +1. Ordnung gebeugten Strahl, 206 den in die -1. Ordnung gebeugten Strahl. 208 bezeichnet die Gitternormale, α den Winkel des einfallenden Strahls gegenüber der Normalen 208 und β den Winkel des in die +1. Ordnung gebeugten Strahls. Für den Blaze-Winkel ergibt sich in Abhängigkeit von der zuvor genannten Größen die nachfolgende Gleichung:


  • Die Blazetiefe B ergibt sich bei vorgegebenem Blaze-Winkel ε und Linizahldichte n zu

    B = n tan ε

    wobei der mit dem Winkel α gegenüber der Gitternormalen 208 einfallende Strahl 201 mit der zum Blaze-Winkel ε gehörenden Blaze-Effizienz unter dem Beugungswinkel β gegenüber der Gitternormalen 208 in die +1. Ordnung in Richtung auf die Blendenebene, die vorliegend nicht dargestellt ist, gebeugt wird.
  • Die optischen Komponenten und der Strahlverlauf einiger Lichtstrahlen einer Projektionsbelichtungsanlage mit einem genesteten Kollektor gemäß der Erfindung sind in Fig. 6 gezeigt.
  • Der erfindungsgemäße Kollektor weist auf dem zweiten Segment eine periodische Gitterstruktur auf. Zusammen mit der Blende 1202, die in der Nähe des Zwischenbildes Z der Quelle in der +1. Beugungsordnung angeordnet ist, kann damit ungewünschte Strahlung mit beispielsweise Wellenlängen wesentlich größer als der gewünschten Wellenlänge, im vorliegenden Fall 13.5 nm, vom Eintritt in den Teil des hinter der Blende 1202 liegenden Beleuchtungssystems abgehalten werden.
  • Die Blende 1202 kann auch dazu dienen, den Raum 1204 umfassende Lichtquelle 1000 und den genesteten Kollektor 1003 vom nachfolgenden Beleuchtungssystem 1206 räumlich und druckmäßig zu trennen Durch eine räumliche beziehungsweise eine druckmäßige Trennung kann verhindert werden, daß Verschmutzungen, die von der Lichtquelle herrühren in das hinter der Blende 1202 liegende Beleuchtungssystem gelangen.
  • Das in Fig. 6 gezeigte Beleuchtungssystem umfaßt einen genesteten Kollektor 1003 gemäß der Erfindung Das erste optische Element 1102 umfaßt 122 erste Rasterelemente mit einer Ausdehnung von jeweils 54 mm × 2.75 mm. Das zweite optische Element 1104 weist 122 den ersten Rasterelementen zugeordneten zweiten Rasterelementen mit einem Durchmesser von jeweils 10 mm auf.
  • Die optischen Elemente 1106, 1108 und 1110 dienen im wesentlichen dazu, das Feld in der Objektebene 1114 zu formen. Das Retikel in der Objektebene ist eine Reflexionsmaske. Das Retikel ist in dem als Scanning-System ausgelegten EUV- Projektionssystem in die eingezeichnete Richtung 1116 verfahrbar. Die Austrittspupille des Beleuchtungssystems wird weitgehend homogen ausgeleuchtet. Die Austrittspupille fällt mit der Eintrittspupille eines nachfolgenden Projektionsobjektives zusammen. Die Eintrittspupille des Projektionsobjektives ist nicht dargestellt. Sie befindet sich an der Stelle des Schnittpunktes des vom Retikel reflektierten Hauptstrahles mit der optischen Achse des Projektionsobjektives.
  • Ein Projektionsobjektiv 1126 beispielsweise mit sechs Spiegeln 1128.1, 1128.2, 1128.3, 1128.4, 1128.5, 1128.6 gemäß der US-Patentanmeldung 09/503640 bildet das Retikel auf das zu belichtende Objekt 1124 ab.

Claims (17)

1. Kollektoreinheit für Beleuchtungssysteme mit einer Wellenlänge ≤ 193 nm, bevorzugt ≤ 126 nm, besonders bevorzugt im Bereich der EUV-Wellenlängen, auf die Strahlen eines Strahlbüschels, die von einem Objekt in einer Objektebene ausgehend auftreffen, mit
1. 1.1 mindestens einer Spiegelschafe, die die Strahlen des vom Objekt ausgehenden Strahlbüschels aufnimmt und eine optische Wirkung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
2. 1.3 auf mindestens einem Teil der Spiegelschale eine periodische Struktur mit mindestens einer Gitterperiode aufgebracht ist.
2. Kollektoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlen des Strahlbüschels unter einem Winkel ≤ 20° zur Oberflächentangente der Spiegelschale auftreffen.
3. Kollektoreinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelschalen rotationssymmetrisch zu eine Rotationsachse angeordnet sind.
4. Kollektoreinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektoreinheit eine Vielzahl von rotationssymmetrischen Spiegelschalen umfaßt, welche um eine gemeinsame Rotationsachse ineinander angeordnet sind.
5. Kollektoreinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spiegelschale ein Ringaperturelement einer objektseitigen Apertur, die von einer in der Objektebene angeordneten Lichtquelle abgestrahltes Licht aufnimmt, zugeordnet ist und die Ringaperturelemente nicht überlappen.
6. Kollektoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelschalen ringförmige Segmente von Asphären sind.
7. Kollektoreinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelschale ein ringförmiges Segment eines Ellipsoids, oder eines Paraboloids oder eines Hyperboloids ist.
8. Kollektoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Spiegelschale ein erstes Segment mit einer ersten optischen und ein zweites Segment mit einer zweiten optischen Fläche umfaßt.
9. Kollektoreinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Struktur auf das zweite Segment aufgebracht wird.
10. Kollektoreinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Struktur auf das erste Segment oder auf das erste und zweite Segment aufgebracht ist.
11. Kollektoreinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste ringförmige Segment ein Ausschnitt eines Hyperboloides ist.
12. Kollektoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Struktur ein Blaze-Gitter mit Blaze-Winkel ε ist.
13. Kollektoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnung der Spiegelschalen in Richtung der Rotationsachse verschieden ist und die Ausdehnung derart gewählt wird, daß die am Gitter nicht gebeugte 0.-Ordnung von der Rückseite der benachbarten Spiegelschale absorbiert wird, so daß kein Licht der 0.Ordnung aus der Kollektoreinheit austritt.
14. Beleuchtungssystem für Wellenlängen ≤ 193 nm, insbesondere < 126 nm, besonders bevorzugt im EUV-Bereich, mit
1. 14.1 einer Lichtquelle
2. 14.2 wenigstens einer Kollektoreinheit
3. 14.3 einer auszuleuchtenden Ebene,
dadurch gekennzeichnet, daß
1. 14.4 die Kollektoreinheit eine Kollektoreinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 ist.
15. Beleuchtungssystem gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Beleuchtungssystem zwischen der Kollektoreinheit und der auszuleuchtenden Ebene eine zur Lichtquelle konjugierte Ebene umfaßt, in der ein Zwischenbild der Lichtquelle ausgebildet wird.
16. Beleuchtungssystem für Wellenlängen ≤ 193 nm gemäß einem der Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß im oder nahe dem Zwischenbild eine Blende angeordnet ist.
17. EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit
1. 17.1 einem Beleuchtungssystem gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16,
2. 17.2 einer Maske, die von dem Beleuchtungssystem beleuchtet wird,
3. 17.3 ein Projektionsobjektiv zur Abbildung der Maske auf
4. 17.4 ein lichtsensitives Objekt.
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