Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Auslegung einer derartigen Beleuchtungsoptik, insbesondere ein Verfahren zum Zuordnen von zweiten Facetten eines zweiten Facettenspiegels einer Beleuchtungsoptik zu ersten Facetten eines ersten Facettenspiegels der Beleuchtungsoptik. Außerdem betrifft die Erfindung ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage und eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer entsprechenden Beleuchtungsoptik. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein verfahrensgemäß hergestelltes Bauelement.The invention relates to an illumination optical system for a projection exposure apparatus. The invention further relates to a method for designing such an illumination optical system, in particular to a method for assigning second facets of a second facet mirror of an illumination optical system to first facets of a first facet mirror of the illumination optical system. Moreover, the invention relates to a lighting system for a projection exposure apparatus and a projection exposure apparatus with a corresponding illumination optics. Finally, the invention relates to a method for producing a micro- or nanostructured component as well as a device manufactured according to the method.
Die optische Performance einer Beleuchtungsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage ist unter anderem davon abhängig, wie gut die Beleuchtungsoptik an die Charakteristik einer zur Erzeugung von Beleuchtungsstrahlung vorgesehenen Strahlungsquelle angepasst ist. Es kann jedoch sein, dass die Charakteristik der Strahlungsquelle bei der Auslegung der Beleuchtungsoptik nicht abschließend bekannt ist.The optical performance of an illumination optical unit of a projection exposure apparatus depends, inter alia, on how well the illumination optics are adapted to the characteristic of a radiation source provided for generating illumination radiation. However, it may be that the characteristic of the radiation source is not conclusively known in the design of the illumination optics.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Beleuchtungsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.An object of the invention is to improve an illumination optical system for a projection exposure apparatus. This object is solved by the features of claim 1.
Der Kern der Erfindung besteht darin, die Beleuchtungsoptik derart auszulegen, d. h. die Zuordnung der zweiten Facetten zu den ersten Facetten derart zu wählen, dass es für unterschiedliche Ausleuchtungen des ersten Facettenspiegels jeweils mindestens ein Beleuchtungssetting gibt, welches vollständig innerhalb eines vorgegebenen Referenzdipol-Bereichs liegt und im Wesentlichen zu einer punktsymmetrischen Pupille führt.The essence of the invention is to design the illumination optics in such a way that d. H. the assignment of the second facets to the first facets to be selected such that there is at least one illumination setting for different illuminations of the first facet mirror, which lies completely within a predetermined reference dipole area and leads substantially to a point-symmetrical pupil.
Die Zuordnung der zweiten Facetten zu den ersten Facetten ist derart gewählt, dass bei unterschiedlichen Ausleuchtungen des ersten Facettenspiegels, wie sie bei Verwendung unterschiedlicher Strahlungsquellen auftreten können, für jede der Ausleuchtungen eine im Wesentlichen punktsymmetrische Beleuchtungspupille einstellbar ist.The assignment of the second facets to the first facets is selected such that, for different illuminations of the first facet mirror, as may occur when different radiation sources are used, an essentially point-symmetrical illumination pupil can be set for each of the illuminations.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass diese eine notwendige Bedingung dafür ist, dass die Beleuchtungsoptik mit unterschiedlichen Strahlungsquellen, insbesondere Strahlungsquellen mit unterschiedlichen Lichtleitwerten verwendbar ist.According to the invention, it has been recognized that this is a necessary condition for the illumination optics to be usable with different radiation sources, in particular radiation sources with different light conductance values.
Die unterschiedlichen Charakteristiken der Strahlungsquelle führen zu unterschiedlichen Bereichen, welche auf den ersten Facettenspiegel ausgeleuchtet werden, d. h. zu unterschiedlichen Facettengruppen A1, B1 und C1 auf dem ersten Facettenspiegel. Hierbei bezeichnet A1 eine Facettengruppe, welche ausschließlich von einer Strahlungsquelle A beleuchtet wird, C1 eine Facettengruppe, welche ausschließlich von einer Strahlungsquelle C beleuchtet wird und B1 eine Facettengruppe, welche von beiden Strahlungsquellen A und C ausgeleuchtet wird. Die Facettengruppen A1, B1 und C1 sind somit disjunkt.The different characteristics of the radiation source lead to different areas, which are illuminated on the first facet mirror, ie to different facet groups A 1 , B 1 and C 1 on the first facet mirror. Here, A 1 denotes a facet group which is illuminated exclusively by a radiation source A, C 1 a facet group which is illuminated exclusively by a radiation source C and B 1 a facet group which is illuminated by both radiation sources A and C. The facet groups A 1 , B 1 and C 1 are thus disjoint.
Bei dem vorgegebenen Referenzdipol-Bereich handelt es sich beispielsweise um einen Leaf-Shape-Dipol, dessen Pole jeweils eine Einhüllende aufweisen, welche durch den Schnitt zweier Kreisbögen identischer Radii gebildet sind. Diese Radii können insbesondere durch die numerische Apertur (NA) der Beleuchtungsoptik gegeben sein. Als Referenzdipol kann insbesondere eine Leaf-Shape-Dipol dienen, bei dem der Flächeninhalt der Einhüllenden jeden Pols gleich 3 mF ist, wobei m = max(|A1 ∪ B1|, |B1 U ∪ C1|), d. h. die Anzahl der ausgeleuchteten ersten Facetten bei der Lichtquelle, welche auf dem ersten Facettenspiegel einen größeren Bereich ausleuchtet, und wobei F die durchschnittliche Reflexionsfläche bezeichnet, welche von einer der zweiten Facetten belegt ist. Hierbei gibt |X| die Anzahl der Elemente der Menge X an, insbesondere gibt |A1| die Anzahl der ersten Facetten der ersten Facettengruppe A1 an.The given reference dipole region is, for example, a leaf-shape dipole whose poles each have an envelope which is formed by the intersection of two circular arcs of identical radii. These radii can be given in particular by the numerical aperture (NA) of the illumination optics. In particular, a leaf-shape dipole can be used as a reference dipole, in which the area of the envelope of each pole is equal to 3 mF, where m = max (| A 1 ∪ B 1 |, | B 1 U ∪ C 1 |), ie Number of illuminated first facets at the light source, which illuminates a larger area on the first facet mirror, and F denotes the average reflection area occupied by one of the second facets. Where | X | the number of elements of the set X, in particular gives | A 1 | the number of first facets of the first facet group A 1 .
Bei dem Referenzdipol kann es sich insbesondere um einen x-Dipol handeln. Prinzipiell kann die Anordnung der zweiten Facetten auch durch alternative Referenz-Bereiche definiert werden.The reference dipole may in particular be an x-dipole. In principle, the arrangement of the second facets can also be defined by alternative reference ranges.
Die Mindestanzahl der zweiten Facetten in den zweiten Facettengruppen A2 und B2 beträgt jeweils mindestens 10% der Gesamtzahl der zweiten Facetten. Insbesondere kann die Mindestanzahl der zweiten Facetten in den zweiten Facettengruppen A2, B2 und C2 jeweils mindestens 10% der Gesamtzahl der zweiten Facetten betragen.The minimum number of second facets in the second facet groups A 2 and B 2 is at least 10% of the total number of second facets. In particular, the minimum number of second facets in the second facet groups A 2 , B 2 and C 2 may each amount to at least 10% of the total number of the second facets.
Durch die Bezeichnung der ersten Facettengruppen A1, B1 und C1 und A2, B2 und C2 wird angezeigt, welche der zweiten Facetten welchen der ersten Facetten zugeordnet sind. Explizit bedeutet dies, dass eine zweite Facette der zweiten Facettengruppe A2 jeweils einer erste Facette der ersten Facettengruppe A1 zugeordnet ist, eine zweite Facette der zweiten Facettengruppe B2 einer ersten Facette der ersten Facettengruppe B1 zugeordnet ist und eine zweite Facette der zweiten Facettengruppe C2 einer ersten Facette der ersten Facettengruppe C1 zugeordnet ist. Die hierdurch definierten Beleuchtungskanäle lassen sich zu Beleuchtungskanalgruppen A, B, C zusammenfassen.The designation of the first facet groups A 1 , B 1 and C 1 and A 2 , B 2 and C 2 indicates which of the second facets are assigned to which of the first facets. Explicitly, this means that a second facet of the second facet group A 2 is assigned to a first facet of the first facet group A 1 , a second facet of the second facet group B 2 to a first facet of the first facet group B 1 , and a second facet of the second facet group C 2 is associated with a first facet of the first facet group C 1 . The illumination channels defined in this way can be combined to form illumination channel groups A, B, C.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind die zweiten Facetten nicht schaltbar, insbesondere nicht verlagerbar. Es handelt sich insbesondere um eine Beleuchtungsoptik mit statischen, d. h. nicht verschwenkbaren zweiten Facetten. Hierdurch kann die Komplexität des zweiten Facettenspiegels erheblich reduziert werden. Insbesondere der mechanische Aufbau des zweiten Facettenspiegels kann erheblich vereinfacht werden. Eine gezielte Ansteuerung der zweiten Facetten, insbesondere eine Steuerung oder Regelung deren Verlagerungspositionen ist nicht notwendig.According to one aspect of the invention, the second facets are not switchable, in particular not displaceable. It is in particular about an illumination optics with static, ie non-pivotable second facets. As a result, the complexity of the second facet mirror can be significantly reduced. In particular, the mechanical structure of the second facet mirror can be considerably simplified. A targeted control of the second facets, in particular a control or regulation whose displacement positions is not necessary.
Die Beleuchtungsoptik eignet sich besonders zur Verwendung mit unterschiedlichen Strahlungsquellen, beispielsweise einer Plasmaquelle und einem Freie Elektronen Laser (FEL). Die Vorteile der Beleuchtungsoptik können insbesondere auch beim Einsatz einer Hauptstrahlungsquelle und einer zusätzlichen, hiervon verschiedenen Hilfsstrahlungsquelle zum Tragen kommen. Die Vorteile kommen insbesondere zum Tragen, wenn die unterschiedlichen Strahlungsquellen unterschiedliche Lichtleitwerte aufweisen, insbesondere unterschiedlich große Bereiche auf dem ersten Facettenspiegel ausleuchten.The illumination optics are particularly suitable for use with different radiation sources, for example a plasma source and a free electron laser (FEL). The advantages of the illumination optics can in particular also come into play when using a main radiation source and an additional auxiliary radiation source different therefrom. The advantages come into play, in particular, when the different radiation sources have different light conductance values, in particular illuminate areas of different sizes on the first facet mirror.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik ist insbesondere derart ausgestaltet, dass sie mit unterschiedlichen Strahlungsquellen, insbesondere mit Strahlungsquellen mit unterschiedlichen Lichtleitwerten, insbesondere sowohl mit einer Plasmaquelle als auch mit einem FEL betrieben werden kann und dabei trotzdem zumindest einen Teil der Vorteile der jeweiligen Strahlungsquellen ausnutzt.The illumination optical system according to the invention is in particular designed such that it can be operated with different radiation sources, in particular with radiation sources having different optical conductivities, in particular both with a plasma source and with a FEL and nevertheless exploits at least part of the advantages of the respective radiation sources.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Anordnung der ersten Facetten der Vereinigung der ersten Facettengruppen A1 und B1 eine Einhüllende auf, welche einen Bereich auf dem ersten Facettenspiegel umschließt, mit einem Flächeninhalt FAB, der größer ist als ein Flächeninhalt FBC eines Bereichs auf dem ersten Facettenspiegel, der von einer Einhüllenden der Anordnung der ersten Facetten der Vereinigung der ersten Facettengruppen C1 und B1 umschlossen wird, FAB > FBC.According to one aspect of the invention, the arrangement of the first facets of the union of the first facet groups A 1 and B 1 has an envelope enclosing a region on the first facet mirror, with a surface area F AB greater than an area F BC of a region on the first facet mirror enclosed by an envelope of the arrangement of the first facets of the union of the first facet groups C 1 and B 1 , F AB > F BC .
Unter der Einhüllenden sei hierbei jeweils die konvexe Hülle verstanden. Die konvexe Hülle H einer vorgegebenen Menge von Punkten ist die konvexe Menge kleinster Fläche, die alle der vorgegebenen Punkte enthält; ihre Fläche wird mit |H| bezeichnet.The envelope should be understood to mean the convex hull. The convex hull H of a given set of points is the convex amount of smallest area containing all of the predetermined points; their area is marked | H | designated.
Es gilt insbesondere: FAB:FBC > 2, insbesondere FAB:FBC > 3, insbesondere FAB:FBC > 5.In particular: F AB : F BC > 2, in particular F AB : F BC > 3, in particular F AB : F BC > 5.
Anschaulich gesprochen entspricht dies der Aussage, dass die Beleuchtungsoptik zur Verwendung mit unterschiedlichen Strahlungsquellen geeignet ist, welche auf dem ersten Facettenspiegel Bereiche unterschiedlicher Größe ausleuchten. Die Größe der Ausleuchtung auf dem ersten Facettenspiegel korreliert mit dem Lichtleitweit der Strahlungsquelle, jedoch sind diese beiden Größen nicht streng proportional zueinander, weil auch die Winkelbandbreite, also der maximale Winkel zwischen zwei Strahlen, die auf denselben Punkt des ersten Facettenspiegels auftreffen, bei verschiedenen Strahlungsquellen unterschiedlich sein kann. Die Beleuchtungsoptik kann zur Verwendung mit unterschiedlichen Strahlungsquellen geeignet sein, die Lichtleitwerte haben, die sich insbesondere um einen Faktor von mindestens 2, insbesondere mindestens 3, insbesondere mindestens 5 voneinander unterscheiden. Die Beleuchtungsoptik kann zur Verwendung mit unterschiedlichen Strahlungsquellen geeignet sein, die auf dem ersten Facettenspiegel einen Bereich unterschiedlicher Größe, der sich insbesondere um einen Faktor von mindestens 2, insbesondere mindestens 3, insbesondere mindestens 5 voneinander unterscheidet, ausleuchten.To put it clearly, this corresponds to the statement that the illumination optics are suitable for use with different radiation sources which illuminate regions of different sizes on the first facet mirror. The magnitude of the illumination on the first facet mirror correlates with the light guide length of the radiation source, but these two quantities are not strictly proportional to each other because the angular bandwidth, ie the maximum angle between two beams impinging on the same point of the first facet mirror, at different radiation sources can be different. The illumination optics may be suitable for use with different radiation sources which have light conductance values that differ, in particular, by a factor of at least 2, in particular at least 3, in particular at least 5, from one another. The illumination optics may be suitable for use with different radiation sources which illuminate on the first facet mirror a region of different size, which differs in particular by a factor of at least 2, in particular at least 3, in particular at least 5, from one another.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung beträgt die Anzahl der ersten Facetten der Facettengruppen A1 und C1, insbesondere sämtlicher der Facettengruppen A1, B1, C1, jeweils mindestens 10% der Gesamtzahl der ersten Facetten auf dem ersten Facettenspiegel.According to one aspect of the invention, the number of first facets of the facet groups A 1 and C 1 , in particular of all of the facet groups A 1 , B 1 , C 1 , is at least 10% of the total number of first facets on the first facet mirror.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die erste Facettengruppe A1 mindestens doppelt so viele erste Facetten wie die erste Facettengruppe C1. Die erste Facettengruppe A1 umfasst insbesondere mindestens dreimal so viele, insbesondere mindestens viermal so viele, insbesondere mindestens fünfmal so viele erste Facetten wie die erste Facettengruppe C1.According to a further aspect of the invention, the first facet group A 1 comprises at least twice as many first facets as the first facet group C 1 . In particular, the first facet group A 1 comprises at least three times as many, in particular at least four times as many, in particular at least five times as many first facets as the first facet group C 1 .
Anschaulich gesprochen umfasst die erste Facettengruppe A1 die ersten Facetten, welche in einem Bereich liegen, welcher ausschließlich von einer Strahlungsquelle mit einem großen Strahlquerschnitt, insbesondere einer Plasmaquelle, ausgeleuchtet werden. Die erste Facettengruppe C1 umfasst erste Facetten, welche in einem Bereich auf dem ersten Facettenspiegel liegen, welche ausschließlich von einer Strahlungsquelle mit einem kleinen Strahlquerschnitt, insbesondere einem FEL, ausgeleuchtet werden. Die erste Facettengruppe B1 umfasst die ersten Facetten, welche in einem Bereich auf dem ersten Facettenspiegel liegen, welcher von beiden Strahlungsquellen ausgeleuchtet wird. Dieser Bereich wird auch als Überlappungsbereich oder einfach als Überlapp bezeichnet.Illustratively speaking, the first facet group A 1 comprises the first facets, which lie in an area which is illuminated exclusively by a radiation source having a large beam cross-section, in particular a plasma source. The first facet group C 1 comprises first facets, which lie in a region on the first facet mirror, which are illuminated exclusively by a radiation source having a small beam cross section, in particular a FEL. The first facet group B 1 comprises the first facets, which lie in an area on the first facet mirror, which is illuminated by both radiation sources. This area is also referred to as an overlap area or simply as an overlap.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung gilt:
nC2(0,8)/nA2(0,8) > 1,2 nC2(0)/nA2(0), wobei nx(s) die Anzahl der zweiten Facetten in der jeweiligen zweiten Facettengruppe (x = A2, x = C2) angibt, deren Abstand von der Mitte des zweiten Facettenspiegels kleiner als s mal der Radius des Facettenspiegels beträgt. Besitzt der Facettenspiegel einen Radius, der von einem Azimutwinkel abhängt, so ist bei der Betrachtung jeder Facette der Radius, der im selben Azimut wie der betrachtete Facette liegt, zu verwenden.According to another aspect of the invention:
n C2 (0.8) / n A2 (0.8)> 1.2 n C2 (0) / n A2 (0), where n x (s) the number of second facets in the respective second facet group (x = A 2 , x = C 2 ), whose distance from the center of the second facet mirror is less than s times the radius of the facet mirror. Has the facet mirror a radius of If an azimuth angle depends on each facet, the radius which is in the same azimuth as the considered facet must be used.
Anschaulich gesprochen bedeutet dies, dass die Anzahl der zweiten Facetten der zweiten Facettengruppe C2 im äußeren Bereich auf dem zweiten Facettenspiegel höher ist als die der Facettengruppe A2. Insbesondere die Dichte der zweiten Facetten der zweiten Facettengruppe C2 ist im Außenbereich, insbesondere in den äußeren 20%, höher als die der zweiten Facetten der zweiten Facettengruppe A2. Der Wert nx(0) gibt die Gesamtzahl der zweiten Facetten der zweiten Facettengruppe x an und korrespondiert somit zur mittleren Dichte derselben auf dem zweiten Facettenspiegel.To put it clearly, this means that the number of second facets of the second facet group C 2 in the outer region on the second facet mirror is higher than that of the facet group A 2 . In particular, the density of the second facets of the second facet group C 2 in the outer region, in particular in the outer 20%, is higher than that of the second facets of the second facet group A 2 . The value n x (0) indicates the total number of second facets of the second facet group x and thus corresponds to the mean density thereof on the second facet mirror.
Unter dem maximalen Abstand einer zweiten Facette sei in obiger Definition insbesondere der maximale Abstand einer ausgeleuchteten zweiten Facette verstanden. Alternativ hierzu kann anstelle des maximalen Abstands einer zweiten Facette in obiger Definition auch der Radius des zweiten Facettenspiegels verwendet werden.In the above definition, the maximum distance of a second facet should be understood to be, in particular, the maximum distance of an illuminated second facet. Alternatively, instead of the maximum distance of a second facet in the above definition, the radius of the second facet mirror may also be used.
Allgemein ist es möglich, wichtige und weniger wichtige Bereiche der Pupille zu definieren und Mindestdichten für die zweiten Facetten der unterschiedlichen zweiten Facettengruppen vorzugeben, welche diese in den wichtigen Bereichen aufweisen. Gemäß der oben angegebenen Bedingung ist als wichtiger Bereich beispielsweise der Außenbereich, insbesondere die äußeren 20%, des zweiten Facettenspiegels definiert. Alternative Definitionen der wichtigen Bereiche sind ebenso möglich. Insbesondere kann anstelle des Wertes 0,8 in der oben angegebenen Formel auch 0,9, 0,7, 0,6, 0,5 oder ein anderer Wert eingesetzt werden. Ebenso ist es möglich, die wichtigen Bereiche nicht ausschließlich über ihren Abstand zum Mittelpunkt des zweiten Facettenspiegels, sondern alternativ oder zusätzlich hierzu durch die Ausrichtung relativ zu einem Koordinatensystem eines Retikels oder Wafers einer Projektionsbelichtungsanlage festzulegen.In general, it is possible to define important and less important areas of the pupil and to specify minimum densities for the second facets of the different second facet groups that have them in the important areas. According to the above-mentioned condition, as an important area, for example, the outside area, especially the outside 20%, of the second facet mirror is defined. Alternative definitions of the important areas are also possible. In particular, it is also possible to use 0.9, 0.7, 0.6, 0.5 or another value instead of the value 0.8 in the formula given above. Likewise, it is possible to define the important regions not only by their distance from the center of the second facet mirror, but alternatively or in addition thereto by the orientation relative to a coordinate system of a reticle or wafer of a projection exposure apparatus.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die ersten Facetten der ersten Facettengruppen A1, B1, C1 Neutralstellungen auf, wobei die Neutralstellungen benachbarter erster Facetten der ersten Facettengruppe A1 im Mittel stärker voneinander abweichen als die Neutralstellungen benachbarter erster Facetten der ersten Facettengruppe B1, welche wiederum stärker voneinander abweichen als die Neutralstellungen benachbarter erster Facetten der ersten Facettengruppe C1.According to a further aspect of the invention, the first facets of the first facet groups A 1 , B 1 , C 1 have neutral positions, wherein the neutral positions of adjacent first facets of the first facet group A 1 differ on average more than the neutral positions of adjacent first facets of the first facet group B. 1 , which in turn differ more than the neutral positions of adjacent first facets of the first facet group C 1 .
Die Neutralstellungen werden durch eine fest vorgegebene Vorverkippung der Facetten bei der Auslegung des Facettenspiegels festgelegt. Hierbei kann berücksichtigt werden, dass die Vorverkippungen der ersten Facetten der ersten Facettengruppe B1 einen Kompromiss zwischen den für die ersten Facettengruppe A1 und den für die erste Facettengruppe C1 optimalen Vorverkippungen darstellt. Durch Vorgabe unterschiedlicher Neutralpositionen können die notwendigen Schaltwinkel reduziert, insbesondere minimiert werden. Die optimalen Neutralpositionen hängen hierbei vom Einfallswinkel der Beleuchtungsstrahlung auf dem ersten Facettenspiegel und somit von der Anordnung und Charakteristik der unterschiedlichen Strahlungsquellen ab.The neutral positions are determined by a predetermined prescaling of the facets in the design of the facet mirror. In this case, it can be taken into account that the pre-tilting of the first facets of the first facet group B 1 represents a compromise between the optimum pre-tiltings for the first facet group A 1 and those for the first facet group C 1 . By specifying different neutral positions, the necessary switching angle can be reduced, in particular minimized. The optimum neutral positions depend on the angle of incidence of the illumination radiation on the first facet mirror and thus on the arrangement and characteristics of the different radiation sources.
Weitere Details hierzu werden nachfolgend anhand der konkreten Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.Further details will be explained in more detail below with reference to the concrete embodiments.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die zweiten Facetten der zweiten Facettengruppe B2 einen durchschnittlichen Abstand vom Mittelpunkt des zweiten Facettenspiegels auf, welcher größer ist als ein mittlerer Abstand der zweiten Facetten der zweiten Facettengruppe A2 und/oder C2 vom Mittelpunkt des zweiten Facettenspiegels.According to a further aspect of the invention, the second facets of the second facet group B 2 have an average distance from the center of the second facet mirror which is greater than an average distance of the second facets of the second facet group A 2 and / or C 2 from the center of the second facet mirror ,
Hierdurch kann sichergestellt werden, dass insbesondere die Facetten, welche unabhängig von einer eingesetzten Strahlungsquelle immer genutzt werden können, bevorzugt im Außenbereich des zweiten Facettenspiegels angeordnet sind.This makes it possible to ensure that, in particular, the facets, which can always be used independently of a radiation source used, are preferably arranged in the outer region of the second facet mirror.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Auslegung einer Beleuchtungsoptik, insbesondere ein Verfahren zum Zuordnen von zweiten Facetten eines zweiten Facettenspiegels zu ersten Facetten eines ersten Facettenspiegels zu verbessern.A further object of the invention is to improve a method for designing an illumination optical system, in particular a method for assigning second facets of a second facet mirror to first facets of a first facet mirror.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit folgenden Merkmalen gelöst:
- – Vorgeben von zwei Intensitätsverteilungen auf einem ersten Facettenspiegel,
- – Vorgeben von Systemeigenschaften eines Beleuchtungssystems, aus denen nach einer erfolgten Kanalzuordnung und Schaltstellungsauswahl von den Intensitätsverteilungen auf dem ersten Facettenspiegel auf eine Ausleuchtung in einem Objektfeld geschlossen werden kann,
- – Vorgeben einer Menge von Beleuchtungssettings,
- – wobei eine vorgegebene Beleuchtungspupille jeweils als Vereinigung von konvexen Hülle von Teilpupillen zu verstehen ist,
- – Variieren der Zuordnung der zweiten Facetten zu den ersten Facetten, solange bis für jedes vorgegebene Beleuchtungssetting und jeder der beiden Lichtverteilungen eine Schaltstellung der ersten Facetten existiert, so dass
- – die beleuchteten zweiten Facetten zu mindestens 90% innerhalb der vorgegebenen Beleuchtungssettings liegen,
- – die Uniformitätsabweichung im Objektfeld maximal 5% einer mittleren scanintegrierten Intensität beträgt,
- – die Ableitung einer scanintegrierten Intensität nach einer Koordinate quer zum Scan maximal gleich der mittleren scanintegrierten Intensität geteilt durch die Ausdehnung des Retikels quer zur Scanrichtung ist,
- – die Spiegelbildüberlappungsbedingung aus Anspruch 1, |H1 ∩ H2a| + 8F ≥ min (|H1|, |H2|)/2 für das eingestellte Setting erfüllt ist,
- – die energetische Telezentrie, das heißt die maximale Abweichung des scanintegrierten Schwerstrahls am Retikel von der Richtung, die zur Mitte der Eingangspupille der Projektionsoptik führt, maximal Beleuchtungs-NA durch 100 beträgt, und
- – die Abweichung der zweiten Momente der scanintegrierten Richtungsverteilung („Ellipse”) des eingestellten Settings von den entsprechenden Werten des Vorgabesettings betragsmäßig kleiner als (2 mal der Betrag des betragsmäßig größten zweiten Moments des Vorgabesettings plus 0,01 mal [Beleuchtungs-NA zum Quadrat]) sind.
This object is achieved by a method having the following features: - Predetermining two intensity distributions on a first facet mirror,
- Predetermining system properties of an illumination system from which, after a successful channel assignment and switch position selection, it is possible to conclude illumination in an object field from the intensity distributions on the first facet mirror,
- - specifying a set of lighting settings,
- Wherein a given illumination pupil is to be understood in each case as a union of convex hull of partial pupils,
- Varying of the assignment of the second facets to the first facets, until a switching position of the first facets exists for each predetermined illumination setting and each of the two light distributions, so that
- The illuminated second facets are at least 90% within the prescribed illumination settings,
- The uniformity deviation in the object field amounts to a maximum of 5% of a mean scan-integrated intensity,
- The derivative of a scan-integrated intensity after a coordinate transverse to the scan is at most equal to the average scan-integrated intensity divided by the extent of the reticle transverse to the scan direction,
- The mirror image overlap condition of claim 1, | H1 ∩ H2a | + 8F ≥ min (| H1 |, | H2 |) / 2 is fulfilled for the set setting,
- The energetic telecentricity, ie the maximum deviation of the scan-integrated heavy beam at the reticle from the direction leading to the center of the entrance pupil of the projection optics, is maximum illumination NA by 100, and
- The deviation of the second moments of the scan-integrated directional distribution ("ellipse") of the set setting from the corresponding values of the default setting is smaller than (twice the amount of the largest second moment of the default setting plus 0.01 times [illumination NA squared] ) are.
Durch ein derartiges Verfahren kann erreicht werden, dass die Beleuchtungsoptik für eine Verwendung mit unterschiedlichen Strahlungsquellen, insbesondere sowohl mit einer Plasmaquelle als auch mit einem FEL, optimiert ist.By means of such a method it can be achieved that the illumination optics are optimized for use with different radiation sources, in particular both with a plasma source and with a FEL.
Als Systemeigenschaften der Beleuchtungsoptik können insbesondere deren Geometrie, insbesondere die Ausbildung und Anordnung deren einzelnen Spiegeln, die Details der strahlungsreflektierenden Schichten oder andere optische Daten der Beleuchtungsoptik vorgegeben werden.As system properties of the illumination optics, in particular their geometry, in particular the design and arrangement of their individual mirrors, the details of the radiation-reflecting layers or other optical data of the illumination optics can be specified.
Die Ausleuchtung im Objektfeld wird insbesondere durch die Intensitätsverteilung und/oder Richtungsverteilung der Beleuchtungsstrahlung im Objektfeld, insbesondere am Retikel, gegeben.The illumination in the object field is given in particular by the intensity distribution and / or directional distribution of the illumination radiation in the object field, in particular on the reticle.
Die Menge der vorgegebenen Beleuchtungssettings umfasst insbesondere mindestens einen x-Dipol und/oder mindestens einen y-Dipol und/oder ein anulares Beleuchtungssetting und/oder einen Quadrupol.The quantity of the predetermined illumination settings comprises in particular at least one x-dipole and / or at least one y-dipole and / or an anular illumination setting and / or a quadrupole.
Unter einer vorgegebenen Beleuchtungspupille sei insbesondere jeweils die Vereinigung von konvexen Hüllen von Teilpupillen verstanden. Die Zugehörigkeit einer Facette x zu einer Teilpupille sei hierbei wie folgt definiert: Sei r der typische halbe Abstand zweier benachbarter zweiter Facetten. Eine ausgeleuchtete zweite Facette X gehört genau dann zu einer Teilpupille, falls ihr Abstand zu einer zweiten Facette Y dieser Teilpupille maximal 10r beträgt. Die Fläche einer Teilpupille ist gleich der Fläche, die vom Graphen aller Verbindungslinien zwischen sämtlichen Facetten dieser Teilpupille, welche untereinander einen Abstand von jeweils maximal 10r besitzen, eingeschlossen ist. Der Pupillenfüllgrad ist die Summe über die Flächen der Teilpupillen geteilt durch die Gesamtfläche des zweiten Facettenspiegels.In particular, the combination of convex hulls of partial pupils should be understood as meaning a given illumination pupil. The membership of a facet x to a subpupil is defined as follows: Let r be the typical half distance of two neighboring second facets. An illuminated second facet X belongs to a partial pupil if and only if its distance to a second facet Y of this partial pupil is a maximum of 10r. The area of a subpupil is equal to the area enclosed by the graph of all connecting lines between all the facets of this subpupil, which are spaced apart by a maximum of 10r. The degree of pupil filling is the sum over the areas of the sub-pupils divided by the total area of the second facet mirror.
Anschaulich gesprochen kann vorgegeben werden, ungefähr in welchem Bereich der Pupille wie viel der Beleuchtungsstrahlung sein soll. Eine präzise Vorgabe, wo exakt wie viel Licht sein soll, ist in aller Regel nicht notwendig und nicht möglich.Clearly speaking, it can be specified, approximately in which area of the pupil how much of the illumination radiation should be. A precise specification, where exactly how much light should be, is usually not necessary and not possible.
Unter der Uniformitätsschwankung im Objektfeld sei die Differenz der maximalen Intensität und der minimalen scanintegierten Intensität im Objektfeld, insbesondere auf dem Retikel, verstanden.The uniformity fluctuation in the object field should be understood to mean the difference between the maximum intensity and the minimum scan-integrated intensity in the object field, in particular on the reticle.
Die energetische Telezentrie ist durch die maximale Abweichung des scanintegrierten Schwerstrahls am Retikel von der Richtung, die zur Mitte der Eingangspupille der Projektionsoptik führt, über alle Koordinaten quer zu einer Scanrichtung gegeben.The energetic telecentricity is given by the maximum deviation of the scan-integrated heavy beam at the reticle from the direction leading to the center of the entrance pupil of the projection optics, across all coordinates transversely to a scanning direction.
Die zweiten Momente der scanintegrierten Richtungsverteilung werden auch als Ellipse bezeichnet.The second moments of the scan-integrated directional distribution are also called ellipsis.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Zuordnung der zweiten Facetten zu den ersten Facetten insbesondere so lang variiert, bis die Spiegelbildüberlappungsbedingung aus Anspruch 1 erfüllt ist.According to a further aspect of the invention, the assignment of the second facets to the first facets is varied, in particular, until the mirror image overlapping condition of claim 1 is met.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung können die Vorgaben für unterschiedliche Lichtverteilungen auf dem ersten Facettenspiegel, insbesondere für unterschiedliche Lichtverteilungen, welche auf die Verwendung unterschiedlicher Strahlungsquellen zurückzuführen sind, identisch sein.According to one aspect of the invention, the specifications for different light distributions on the first facet mirror, in particular for different light distributions, which are due to the use of different radiation sources, may be identical.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung können die vorgegebenen Beleuchtungssettings für die eine Lichtverteilung eine echte Teilmenge der vorgegebenen Beleuchtungssettings für die andere Lichtverteilung sein.According to a further aspect of the invention, the predetermined illumination settings for the one light distribution can be a true subset of the predetermined illumination settings for the other light distribution.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung dient zum Zuordnen der zweiten Facetten zu den ersten Facetten ein Verfahren gemäß der DE 10 2011 076 145 A1 , wobei die Zuordnung der zweiten Facetten zu den ersten Facetten derart erfolgt, dass für zwei unterschiedliche Ausleuchtungen des ersten Facettenspiegels jeweils mindestens ein Beleuchtungssetting existiert derart, dass die ausleuchtungskanalabhängige Bewertungsfunktion sämtlicher Ausleuchtungskanäle im vorgegebenen Zielbereich liegt. Auch die Beleuchtungsoptik selbst kann über die ausleuchtungskanalabhängige Bewertungsfunktion und die Vorgabe eines Bewertungs-Zielbereichs für die Bewertungsgrößen zur Bewertung der Ausleuchtungskanäle charakterisiert werden.According to a further aspect of the invention, a method according to the invention is used for assigning the second facets to the first facets DE 10 2011 076 145 A1 , wherein the assignment of the second facets to the first facets takes place in such a way that in each case at least one illumination setting exists for two different illuminations of the first facet mirror such that the illumination channel-dependent evaluation function of all illumination channels lies within the predetermined target range. The illumination optics themselves can also use the illumination channel-dependent evaluation function and the specification of an evaluation target range for the evaluation quantities Evaluation of the illumination channels are characterized.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern.Another object of the invention is to improve a lighting system for a projection exposure apparatus.
Diese Aufgabe wird durch ein Beleuchtungssystem mit einer Beleuchtungsoptik gemäß der vorhergehenden Beschreibung und mindestens einer Strahlungsquelle zur Erzeugung von Beleuchtungsstrahlung gelöst.This object is achieved by an illumination system with an illumination optical system according to the preceding description and at least one radiation source for generating illumination radiation.
Die Vorteile ergeben sich aus denen der Beleuchtungsoptik.The advantages result from those of the illumination optics.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Zuordnung der zweiten Facetten zu den ersten Facetten derart gewählt, dass eine vorgegebene Menge unterschiedlicher Typen von Beleuchtungssettings mit mindestens jeweils zwei unterschiedlichen Strahlungsquellen, insbesondere sowohl mit einer Plasmaquelle als auch mit einem FEL, erzeugbar ist.According to one aspect of the invention, the assignment of the second facets to the first facets is selected such that a predefined set of different types of illumination settings can be generated with at least two different radiation sources, in particular both with a plasma source and with a FEL.
Bei den Strahlungsquellen handelt es sich insbesondere um Strahlungsquellen mit einem unterschiedlichen Lichtleitwert, d. h. mit einer unterschiedlichen Divergenz und/oder einem unterschiedlichen Strahlquerschnitt und/oder Strahlungsquellen, welche sich durch die Lage eines Zwischenfokus und/oder durch die Einfallswinkelverteilung auf dem ersten Facettenspiegel unterscheiden.The radiation sources are in particular radiation sources with a different light conductance, d. H. with a different divergence and / or a different beam cross section and / or radiation sources, which differ by the position of an intermediate focus and / or by the angle of incidence distribution on the first facet mirror.
Die Qualität der Beleuchtungssettings kann insbesondere mittels einer Bewertungsfunktion bewertet werden. Die Zuordnung der zweiten Facetten zu den ersten Facetten ist insbesondere derart gewählt, dass die Bewertungsfunktion für die Beleuchtungssettings mit jeder der unterschiedlichen Strahlungsquellen in einem vorgegebenen Bereich liegt. Bezüglich Details der Bewertung der Beleuchtungssettings mittels der Bewertungsfunktion sei auf die DE 10 2011 076 145 A1 verwiesen.The quality of the illumination settings can be assessed in particular by means of an evaluation function. The assignment of the second facets to the first facets is in particular selected such that the evaluation function for the illumination settings with each of the different radiation sources is within a predetermined range. Regarding the details of the evaluation of the lighting settings by means of the evaluation function, see DE 10 2011 076 145 A1 directed.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die Beleuchtungssettings Pupillenfüllgrade auf, welche jeweils abhängig von vorgegebenen Lichtleitwerten der unterschiedlichen Strahlungsquellen sind.According to a further aspect of the invention, the illumination settings have pupil fill levels, which in each case depend on predefined light conductance values of the different radiation sources.
Die unterschiedlichen Beleuchtungssettings können somit an die Charakteristika, insbesondere an die unterschiedlichen Lichtleitwerte der unterschiedlichen Strahlungsquellen, angepasst werden.The different illumination settings can thus be adapted to the characteristics, in particular to the different light conductance values of the different radiation sources.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie zu verbessern.Another object of the invention is to improve a projection exposure apparatus for microlithography.
Diese Aufgabe wird durch eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungsoptik gemäß der vorhergehenden Beschreibung und einer Projektionsoptik gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus denen der Beleuchtungsoptik.This object is achieved by a projection exposure apparatus with an illumination optics according to the preceding description and a projection optics. The advantages result from those of the illumination optics.
Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein verfahrensgemäß hergestelltes Bauelement zu verbessern.Further objects of the invention are to improve a method for producing a microstructured or nanostructured component as well as a component produced according to the method.
Auch diese Aufgaben werden durch die Bereitstellung einer Beleuchtungsoptik gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst.These objects are also achieved by the provision of a lighting optical system as described above.
Die Vorteile ergeben sich wiederum aus denen der Beleuchtungsoptik.The advantages in turn result from those of the illumination optics.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the description of embodiments with reference to the drawings. Show it:
1 schematisch und in Bezug auf eine Beleuchtungsoptik im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, 1 schematically and with reference to a lighting optical system in the meridional section, a projection exposure apparatus for microlithography,
2 eine Aufsicht auf eine Facettenanordnung eines ersten Facettenspiegels der Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage nach 1, 2 a plan view of a facet arrangement of a first facet mirror of the illumination optics of the projection exposure system according to 1 .
3 eine schematische, exemplarische Darstellung der Anordnung unterschiedlicher Gruppen von Pupillenfacetten, welche Feldfacetten aus unterschiedlichen Gruppen zugeordnet sind, 3 a schematic, exemplary representation of the arrangement of different groups of pupil facets, which field facets are assigned from different groups,
4 eine Darstellung gemäß 3 einer alternativen Anordnung von Pupillenfacetten, 4 a representation according to 3 an alternative arrangement of pupil facets,
5 bis 9 schematische Darstellungen unterschiedlicher, einstellbarer Dipol-Settings, 5 to 9 schematic representations of different, adjustable dipole settings,
10 schematisch eine Darstellung der Einfallswinkelverteilung der Beleuchtungsstrahlung auf den ersten Facettenspiegel bei Verwendung unterschiedlicher Strahlungsquellen, 10 1 is a schematic representation of the angle of incidence distribution of the illumination radiation onto the first facet mirror when different radiation sources are used,
11 eine Darstellung gemäß 10 bei einer alternativen Einfallsrichtung der Beleuchtungsstrahlung von einem FEL, 11 a representation according to 10 in an alternative direction of incidence of the illumination radiation from a FEL,
12 eine Darstellung entsprechend 2 mit einer alternativen Anordnung des von der einen Strahlungsquelle ausleuchtbaren Bereichs auf dem ersten Facettenspiegel, 12 a representation accordingly 2 with an alternative arrangement of the area, which can be illuminated by the one radiation source, on the first facet mirror,
13 bis 16 schematische Darstellungen des Verlaufs der Beleuchtungsstrahlung zwischen der Strahlungsquelle und dem ersten Facettenspiegel, 13 to 16 schematic representations of the course of the illumination radiation between the radiation source and the first facet mirror,
17 eine Darstellung gemäß den 10 und 11 mit schematisch angedeuteten weiteren Informationen zur Neutralstellung der ersten Facetten, 17 a representation according to the 10 and 11 with schematically indicated further information on the neutral position of the first facets,
18 schematisch eine Darstellung unterschiedlicher Bereiche des zweiten Facettenspiegels, welche von ersten Facetten aus unterschiedlichen Facettengruppen ausgeleuchtet werden können, 18 2 schematically shows a representation of different regions of the second facet mirror, which can be illuminated by first facets from different facet groups,
19 eine Darstellung entsprechend der 18 für den Fall einer ersten Facette mit einer alternativen Neutralstellung, 19 a representation according to the 18 in the case of a first facet with an alternative neutral position,
20 eine Darstellung gemäß 18, bei welcher exemplarisch eine Anzahl zweiter Facetten, welche einer bestimmten ersten Facette zugeordnet sind, angedeutet sind, 20 a representation according to 18 in which by way of example a number of second facets, which are assigned to a specific first facet, are indicated,
21 eine Darstellung gemäß 20 für den Fall der Verwendung einer alternativen Strahlungsquelle, 21 a representation according to 20 in the case of using an alternative radiation source,
22 schematisch unterschiedliche Ausleuchtungen des ersten Facettenspiegels bei Verwendung unterschiedlicher Plasmaquellen, 22 schematically different illumination of the first facet mirror when using different plasma sources,
23 eine Darstellung gemäß 22 für alternative Plasmaquellen, und 23 a representation according to 22 for alternative plasma sources, and
24 schematisch eine exemplarische Darstellung der Anordnung von zweiten Facetten eines bevorzugt einstellbaren Beleuchtungssettings. 24 schematically an exemplary representation of the arrangement of second facets of a preferably adjustable Beleuchtungsettings.
Eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie dient zur Herstellung eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten elektro-nischen Halbleiter-Bauelements. Eine Licht- oder Strahlungsquelle 2 emittiert zur Beleuchtung genutzte EUV-Strahlung im Wellenlängenbereich beispielsweise zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle 2 kann es sich um eine Plasmaquelle, insbesondere eine GDPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, gas discharge produced plasma) oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, laser produced plasma) handeln. Auch eine Strahlungsquelle, die auf einem Synchrotron basiert, ist für die Lichtquelle 2 einsetzbar. Informationen zu einer derartigen Lichtquelle findet der Fachmann beispielsweise in der US 6 859 515 B2 . Als Strahlungsquelle 2 kann insbesondere ein Freie-Elektronen-Laser (FEL) dienen. Zur Beleuchtung und Abbildung innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird EUV-Beleuchtungslicht beziehungsweise Beleuchtungsstrahlung 3 genutzt. Das EUV-Beleuchtungslicht 3 durchläuft nach der Lichtquelle 2 zunächst einen Kollektor 4, bei dem es sich beispielsweise um einen genesteten Kollektor mit einem aus dem Stand der Technik bekannten Mehrschalen-Aufbau oder alternativ um einen ellipsoidal geformten Kollektor handeln kann. Ein entsprechender Kollektor ist aus der EP 1 225 481 A2 bekannt. Nach dem Kollektor 4 durchtritt das EUV-Beleuchtungslicht 3 zunächst eine Zwischenfokusebene 5, was zur Trennung des EUV-Beleuchtungslichts 3 von unerwünschten Strahlungs- oder Partikelanteilen genutzt werden kann. Nach Durchlaufen der Zwischenfokusebene 5 trifft das EUV-Beleuchtungslicht 3 zunächst auf einen Feldfacettenspiegel 6. Allgemein handelt es sich bei dem Feldfacettenspiegel 6 um einen ersten Facettenspiegel. Dieser muss nicht notwendigerweise exakt in einer Feldebene oder einer dazu konjugierten Ebene angeordnet sein. Der Einfachheit halber wird der erste Facettenspiegel im Folgenden als Feldfacettenspiegel 6 bezeichnet. Dies sei nicht einschränkend verstanden.A projection exposure machine 1 for microlithography is used to produce a micro- or nanostructured electronic-electronic semiconductor device. A source of light or radiation 2 emits EUV radiation used for illumination in the wavelength range, for example between 5 nm and 30 nm. For the light source 2 it can be a plasma source, in particular a GDPP source (plasma generation by gas discharge, gas discharge produced plasma) or an LPP source (plasma generation by laser, laser produced plasma). Also, a radiation source based on a synchrotron is for the light source 2 used. Information about such a light source is the expert, for example in the US 6,859,515 B2 , As a radiation source 2 In particular, a free-electron laser (FEL) can serve. For illumination and imaging within the projection exposure system 1 becomes EUV illumination light or illumination radiation 3 used. The EUV lighting light 3 goes through the light source 2 first a collector 4 , which may be, for example, a nested collector with a known from the prior art multi-shell structure or alternatively an ellipsoidal shaped collector. A corresponding collector is from the EP 1 225 481 A2 known. After the collector 4 passes through the EUV illumination light 3 first an intermediate focus level 5 , what about the separation of the EUV illumination light 3 can be used by unwanted radiation or particle fractions. After passing through the Zwischenfokusebene 5 meets the EUV lighting light 3 first on a field facet mirror 6 , Generally, the field facet mirror is 6 around a first facet mirror. This does not necessarily have to be arranged exactly in a field plane or a plane conjugate thereto. For the sake of simplicity, the first facet mirror will hereinafter be referred to as field facet mirror 6 designated. This is not meant to be limiting.
Zur Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen ist in der Zeichnung jeweils ein kartesisches globales xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Achse verläuft in der 1 senkrecht zur Zeichenebene und aus dieser heraus. Die y-Achse verläuft in der 1 nach rechts. Die z-Achse verläuft in der 1 nach oben.To facilitate the description of positional relationships, a Cartesian global xyz coordinate system is shown in the drawing. The x-axis runs in the 1 perpendicular to the drawing plane and out of it. The y-axis runs in the 1 to the right. The z-axis runs in the 1 up.
Zur Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen bei einzelnen optischen Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird in den nachfolgenden Figuren jeweils auch ein kartesisches lokales xyz- oder xy-Koordinatensystem verwendet. Die jeweiligen lokalen xy-Koordinaten spannen, soweit nichts anderes beschrieben ist, eine jeweilige Hauptanord-nungsebene der optischen Komponente, beispielsweise eine Reflexionsebene, auf. Die x-Achsen des globalen xyz-Koordinatensystems und der lokalen xyz- oder xy-Koordinatensysteme verlaufen parallel zueinander. Die jeweiligen y-Achsen der lokalen xyz- oder xy-Koordinatensysteme haben einen Winkel zur y-Achse des globalen xyz-Koordinatensystems, die einem Kippwinkel der jeweiligen optischen Komponente um die x-Achse entspricht.To facilitate the description of positional relationships in individual optical components of the projection exposure apparatus 1 In each of the following figures, a Cartesian local xyz or xy coordinate system is used. Unless otherwise described, the respective local xy coordinates span a respective main arrangement plane of the optical component, for example a reflection plane. The x-axes of the xyz global coordinate system and the local xyz or xy coordinate systems are parallel. The respective y-axes of the local xyz or xy coordinate systems have an angle to the y-axis of the global xyz coordinate system, which corresponds to a tilt angle of the respective optical component about the x-axis.
2 zeigt beispielhaft eine Facettenanordnung von Feldfacetten 7 des Feldfacettenspiegels 6. Die Feldfacetten 7 sind rechteckig und haben jeweils das gleiche x/y-Aspektverhältnis. Das x/y-Aspektverhältnis kann beispielsweise 12/5, kann 25/4 oder kann 104/8 betragen. Die Feldfacetten können auch gebogen ausgebildet sein. Für Details sei exemplarisch auf die DE 10 2011 076 145 A1 verwiesen, die hiermit vollständig in die vorliegende Anmeldung integriert sei. 2 shows by way of example a facet arrangement of field facets 7 of the field facet mirror 6 , The field facets 7 are rectangular and each have the same x / y aspect ratio. The x / y aspect ratio may be 12/5, 25/4, or 104/8, for example. The field facets can also be curved. For details, see the example DE 10 2011 076 145 A1 referred to, which is hereby fully integrated into the present application.
Die Feldfacetten 7 geben eine Reflexionsfläche des Feldfacettenspiegels 6 vor und sind in mehrere Spalten angeordnet. In einem Mittenbereich 9 weist der Feldfacettenspiegel 6 einen Bereich auf, in welchem er bei Verwendung einer Plasmaquelle als Strahlungsquelle 2 abgeschattet ist. Der Feldfacettenspiegel 6 kann im Mittenbereich 9 insbesondere durch Haltespeichen des Kollektors 4 abgeschattet sein.The field facets 7 give a reflection surface of the field facet mirror 6 before and are arranged in several columns. In a middle area 9 indicates the field facet mirror 6 a range in which he when using a plasma source as radiation source 2 is shadowed. The field facet mirror 6 can be in the middle area 9 in particular by retaining spokes of the collector 4 be shadowed.
Nach Reflexion am Feldfacettenspiegel 6 trifft das in Strahlbüschel beziehungsweise Teilbündel, die den einzelnen Feldfacetten 7 zugeordnet sind, aufgeteilte EUV-Beleuchtungslicht 3 auf einen Pupillenfacetten-spiegel 10.After reflection at the field facet mirror 6 this is what happens in the bundle of rays or sub-bundles that surround the individual field facets 7 allocated, split EUV lighting light 3 on a pupil facet mirror 10 ,
Allgemein handelt es sich bei dem Pupillenfacettenspiegel 10 um einen zweiten Facettenspiegel. Der zweite Facettenspiegel muss nicht unbedingt in einer Pupillenebene oder einer hierzu konjugierten Ebene angeordnet sein. Im Folgenden wird der zweite Facettenspiegel der Einfachheit halber als Pupillenfacettenspiegel 10 bezeichnet. Dies sei nicht einschränkend verstanden.Generally, the pupil facet mirror is 10 around a second facet mirror. The second facet mirror does not necessarily have to be arranged in a pupil plane or in a plane conjugate thereto. In the following, the second facet mirror will be referred to as a pupil facet mirror for the sake of simplicity 10 designated. This is not meant to be limiting.
Die Feldfacetten 7 des Feldfacettenspiegels 6 sind zwischen mehreren Ausleuchtungs-Kippstellungen kippbar, sodass hierdurch ein Strahlengang des von der jeweiligen Feldfacette 7 reflektierten Beleuchtungslichts 3 in seiner Richtung verändert und damit der Auftreffpunkt des reflektierten Beleuchtungslichts 3 auf dem Pupillenfacettenspiegel 10 verändert werden kann. Entsprechende, zwischen verschiedenen Ausleuchtungs-Kippstellungen verlagerbare Feldfacetten sind bekannt aus der US 6,658,084 B2 und der US 7,196,841 B2 .The field facets 7 of the field facet mirror 6 can be tilted between several illumination tilt positions, so that thereby a beam path of the respective field facet 7 reflected illumination light 3 changed in his direction and thus the point of impact of the reflected illumination light 3 on the pupil facet mirror 10 can be changed. Corresponding field facets displaceable between different illumination tilt positions are known from US Pat US 6,658,084 B2 and the US 7,196,841 B2 ,
3 zeigt eine beispielhafte Facettenanordnung von runden Pupillen-facetten 11 des Pupillenfacettenspiegels 10. Die Pupillenfacetten 11 sind in Zeilen und Spalten angeordnet. Sie können auch um ein Zentrum herum in ineinander liegenden Facettenringen angeordnet sein. Sie können auch auf einem hexagonalen Raster angeordnet sein. Jedem von einer der Feldfacetten 7 reflektierten Teilbündel des EUV-Beleuchtungslichts 3 ist mindestens eine Pupillenfacette 11 derart zugeordnet, dass jeweils ein beaufschlagtes Facettenpaar mit einer der Feldfacetten 7 und einer der Pupillenfacetten 11 einen Objektfeld-Ausleuchtungskanal für das zugehörige Teilbündel des EUV-Beleuchtungslichts 3 vorgibt. Die kanalweise Zuordnung der Pupillenfacetten 11 zu den Feldfacetten 7 erfolgt abhängig von einer gewünschten Beleuchtung durch die Projektionsbelichtungsanlage 1. 3 shows an exemplary facet arrangement of round pupil facets 11 of the pupil facet mirror 10 , The pupil facets 11 are arranged in rows and columns. They can also be arranged around a center in nested facet rings. They can also be arranged on a hexagonal grid. Each one of the field facets 7 reflected sub-beams of the EUV illumination light 3 is at least one pupil facet 11 assigned such that in each case an acted facet pair with one of the field facets 7 and one of the pupil facets 11 an object field illumination channel for the associated sub-beam of the EUV illumination light 3 pretends. The channel-wise assignment of the pupil facets 11 to the field facets 7 occurs depending on a desired illumination by the projection exposure system 1 ,
Der Feldfacettenspiegel 6 hat mehrere hundert der Feldfacetten 7, beispielsweise 300 Feldfacetten 7. Der Pupillenfacettenspiegel 10 hat eine Anzahl der Pupillenfacetten 11, die mindestens genauso groß ist wie die Anzahl der Feldfacetten 7.The field facet mirror 6 has several hundred of the field facets 7 , for example 300 field facets 7 , The pupil facet mirror 10 has a number of pupil facets 11 which is at least as large as the number of field facets 7 ,
Über den Pupillenfacettenspiegel 10 (vgl. 1) und eine nachfolgende, aus drei EUV-Spiegeln 12, 13, 14 bestehenden Übertragungsoptik 15 werden die Feldfacetten 7 in eine Objektebene 16 der Projektionsbelich-tungsanlage 1 abgebildet. Der EUV-Spiegel 14 ist als Spiegel für streifenden Einfall (Grazing-Incidence-Spiegel) ausgeführt. In der Objektebene 16 ist ein Retikel 17 angeordnet, von dem mit dem EUV-Beleuchtungslicht 3 ein Ausleuchtungsbereich in Form eines Beleuchtungsfeldes ausgeleuchtet wird, das mit einem Objektfeld 18 einer nachgelagerten Projektionsoptik 19 der Projektionsbelichtungsanlage 1 zusammenfällt. Die Objektfeld-Ausleuchtungskanäle werden im Objektfeld 18 überlagert. Das EUV-Beleuchtungslicht 3 wird vom Retikel 17 reflektiert.About the pupil facet mirror 10 (see. 1 ) and a subsequent one, from three EUV mirrors 12 . 13 . 14 existing transmission optics 15 become the field facets 7 in an object plane 16 the projection exposure system 1 displayed. The EUV level 14 is designed as a grazing incidence mirror. In the object plane 16 is a reticle 17 arranged, of which with the EUV illumination light 3 an illumination area is illuminated in the form of a lighting field, which is illuminated with an object field 18 a downstream projection optics 19 the projection exposure system 1 coincides. The object field illumination channels are in the object field 18 superimposed. The EUV lighting light 3 is from the reticle 17 reflected.
Die Projektionsoptik 19 bildet das Objektfeld 18 in der Objektebene 16 in ein Bildfeld 20 in einer Bildebene 21 ab. In dieser Bildebene 21 ist ein Wafer 22 angeordnet, der eine lichtempfindliche Schicht trägt, die während der Projektionsbelichtung mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 belichtet wird. Bei der Projektionsbelichtung werden sowohl das Retikel 17 als auch der Wafer 22 in y-Richtung synchronisiert gescannt. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 ist als Scanner ausgeführt. Die Scanrichtung wird nachfolgend auch als Objektverlagerungsrichtung bezeichnet.The projection optics 19 forms the object field 18 in the object plane 16 in a picture field 20 in an image plane 21 from. In this picture plane 21 is a wafer 22 which carries a photosensitive layer during projection exposure with the projection exposure apparatus 1 is exposed. In the projection exposure, both the reticle 17 as well as the wafer 22 scanned synchronized in y-direction. The projection exposure machine 1 is designed as a scanner. The scanning direction is also referred to below as the object displacement direction.
Der Feldfacettenspiegel 6, der Pupillenfacettenspiegel 10 und die Spiegel 12 bis 14 der Übertragungsoptik 15 sind Bestandteile einer Beleuchtungs-optik 23 der Projektionsbelichtungsanlage 1. Gemeinsam mit der Projek-tionsoptik 19 bildet die Beleuchtungsoptik 23 ein Beleuchtungssystem 24 der Projektionsbelichtungsanlage 1.The field facet mirror 6 , the pupil facet mirror 10 and the mirrors 12 to 14 the transmission optics 15 are components of a lighting look 23 the projection exposure system 1 , Together with the projection optics 19 forms the illumination optics 23 a lighting system 24 the projection exposure system 1 ,
Der Feldfacettenspiegel 6 stellt einen ersten Facettenspiegel der Beleuchtungsoptik 23 dar. Die Feldfacetten 7 stellen erste Facetten der Beleuchtungsoptik 23 dar.The field facet mirror 6 represents a first facet mirror of the illumination optics 23 dar. The field facets 7 represent the first facets of the illumination optics 23 represents.
Der Pupillenfacettenspiegel 10 stellt einen zweiten Facettenspiegel der Beleuchtungsoptik 23 dar. Die Pupillenfacetten 11 stellen zweite Facetten der Beleuchtungsoptik 23 dar.The pupil facet mirror 10 represents a second facet mirror of the illumination optics 23 dar. The pupil facets 11 represent second facets of the illumination optics 23 represents.
Mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 können mikro- oder nanostrukturierte Bauelemente, insbesondere Mikrochips, mikrolithographisch hergestellt werden. Belichtet wird hierbei das im Objektfeld 18 angeordnete reflektierende Retikel 17, das eine mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 zur Herstellung mikro- beziehungsweise nanostrukturierter Halbleiter-Bauelemente zu projizierende Struktur trägt. Die Projektionsoptik 19 dient zur Abbildung des Objektfeldes 18 in das Bildfeld 20 in der Bildebene 21. Abgebildet wird die Struktur auf dem Retikel 17 auf eine lichtempfindliche Schicht des im Bereich des Bildfeldes 20 in der Bildebene 21 angeordneten Wafers 22.With the help of the projection exposure system 1 For example, microstructured or nanostructured components, in particular microchips, can be microlithographically produced. This is exposed in the object field 18 arranged reflective reticles 17 One with the projection exposure machine 1 contributes to the production of microstructured or nanostructured semiconductor devices to be projected structure. The projection optics 19 serves to represent the object field 18 in the picture field 20 in the picture plane 21 , The structure is shown on the reticle 17 on a photosensitive layer in the area of the image field 20 in the picture plane 21 arranged wafers 22 ,
Das Retikel 17, das von einem nicht dargestellten Retikelhalter gehalten ist, und der Wafer 22, der von einem nicht dargestellten Waferhalter gehalten ist, werden beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 synchron in der y-Richtung gescannt. Wafer 22 und Retikel 17 können sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegen. Abhängig vom Abbildungsmaßstab der Projektionsoptik 19 kann auch ein gegenläufiges Scannen des Retikels relativ zum Wafer stattfinden. The reticle 17 , which is held by a reticle holder, not shown, and the wafer 22 , which is held by a wafer holder, not shown, are in the operation of the projection exposure system 1 scanned synchronously in the y-direction. wafer 22 and reticles 17 can move at different speeds. Depending on the imaging scale of the projection optics 19 can also take place an opposite scanning of the reticle relative to the wafer.
Mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird wenigstens ein Teil des Retikesl 17 auf einen Bereich einer lichtempfindlichen Schicht auf dem Wafer 22 zur lithographischen Herstellung eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauelements, insbesondere eines Halbleiterbauelements, zum Beispiel eines Mikrochips abgebildet. Je nach Ausführung der Projektionsbelichtungsanlage 1 als Scanner oder als Stepper werden das Retikel und der Wafer zeitlich synchronisiert in der y-Richtung kontinuierlich im Scannerbetrieb oder schrittweise im Stepperbetrieb verfahren.With the help of the projection exposure system 1 becomes at least a part of Retikesl 17 to a region of a photosensitive layer on the wafer 22 for the lithographic production of a microstructured or nanostructured component, in particular a semiconductor component, for example a microchip. Depending on the version of the projection exposure system 1 As a scanner or as a stepper, the reticle and the wafer are synchronized in the y-direction continuously in scanner operation or stepwise in stepper mode.
Im Folgenden werden weitere Details der Beleuchtungsoptik 23, insbesondere der Zuordnung der Pupillenfacetten 11 zu den Feldfacetten 7, näher beschrieben.Below are more details of the illumination optics 23 , in particular the assignment of the pupil facets 11 to the field facets 7 , described in more detail.
Bei der vorhergehenden Beschreibung wurde stillschweigend angenommen, dass als Strahlungsquelle 2 eine einzelne, bekannte Strahlungsquelle 2, insbesondere eine Strahlungsquelle 2 mit einem bekannten Lichtleitwert, dient. Als Strahlungsquelle 2 wurde insbesondere eine Plasmaquelle angenommen. Als Alternative zu einer Plasmaquelle kann ein Freie-Elektronen-Laser (FEL) dienen. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein Austausch einer Plasmaquelle durch einen FEL oder anders herum ein Austausch eines FEL durch eine Plasmaquelle zu Konsequenzen für die Auslegung der Beleuchtungsoptik 23, insbesondere der Zuordnung der Pupillenfacetten 11 zu den Feldfacetten 7 führt, sofern die Vorteile der jeweiligen Strahlungsquelle 2 ausgenutzt werden sollen.In the foregoing description, it was tacitly assumed that as a radiation source 2 a single, known radiation source 2 , in particular a radiation source 2 with a known Lichtleitwert, serves. As a radiation source 2 In particular, a plasma source was assumed. As an alternative to a plasma source, a free-electron laser (FEL) can be used. According to the invention, it has been recognized that replacement of a plasma source by a FEL or vice versa replacement of a FEL by a plasma source to consequences for the design of the illumination optics 23 , in particular the assignment of the pupil facets 11 to the field facets 7 performs, provided the benefits of each radiation source 2 to be exploited.
Im Folgenden wird eine Auslegung der Beleuchtungsoptik 23, insbesondere eine Zuordnung der Pupillenfacetten 11 zu den Feldfacetten 7, beschrieben, mit welcher die Vorteile unterschiedlicher Strahlungsquellen 2, insbesondere einer Plasmaquelle und eines FELs, genutzt werden können.The following is an interpretation of the illumination optics 23 , in particular an assignment of the pupil facets 11 to the field facets 7 , described with which the advantages of different radiation sources 2 , in particular a plasma source and a FEL, can be used.
In der 2 ist eine Anordnung der Feldfacetten 7 auf dem Feldfacettenspiegel 6 dargestellt. Es kann sich hierbei um monolithische Feldfacetten 7 handeln. Die Feldfacetten 7 können auch durch eine Gruppierung von Mikrospiegeln, insbesondere in Form eines mikroelektromechanischen Systems (MEMS) gebildet sein.In the 2 is an array of field facets 7 on the field facet mirror 6 shown. These may be monolithic field facets 7 act. The field facets 7 may also be formed by a grouping of micromirrors, in particular in the form of a microelectromechanical system (MEMS).
Im Folgenden wird weiterhin von Feldfacetten 7 und Pupillenfacetten 11 gesprochen, auch wenn der Feldfacettenspiegel 6 nicht notwendigerweise in einer Feldebene oder einer hierzu konjugierten Ebene und/oder der Pupillenfacettenspiegel 10 in einer Pupillenebene oder einer hierzu konjugierten Ebene angeordnet sein muss.The following continues by field facets 7 and pupil facets 11 spoken, even if the field facet mirror 6 not necessarily in a field plane or a plane conjugate thereto and / or the pupil facet mirror 10 must be arranged in a pupil plane or a plane conjugate thereto.
Die Pupillenfacetten 11 sind insbesondere starr, d. h. nicht schaltbar, insbesondere nicht verlagerbar ausgebildet. Hierdurch wird die Ausbildung des Pupillenfacettenspiegels 10 vereinfacht. Ein Teil der nachfolgend beschriebenen Details kann jedoch auch bei einem System mit schaltbaren Pupillenfacetten 11 zu Vorteilen führen.The pupil facets 11 are in particular rigid, ie not switchable, in particular not designed to be displaced. As a result, the formation of the Pupillenfacettenspiegels 10 simplified. However, some of the details described below may also apply to a system with switchable pupil facets 11 lead to benefits.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es vorteilhaft ist, wenn die Beleuchtungsoptik 23 sowohl mit einer Plasmaquelle als auch mit einem FEL betrieben werden kann. In der 2 sind exemplarisch Bereiche 25, 26, 27 auf dem Feldfacettenspiegel 6 gekennzeichnet, welche bei Verwendung einer Plasmaquelle bzw. bei Verwendung eines FEL als Strahlungsquelle 2 mit Beleuchtungsstrahlung 3 ausgeleuchtet werden. Der ausschließlich horizontal schraffiert gekennzeichnete Bereich 25 stellt damit exemplarisch einen Bereich dar, welcher ausschließlich bei Verwendung einer Plasmaquelle ausgeleuchtet wird. Der ausschließlich vertikal schraffiert gekennzeichnete Bereich 26 stellt hierbei einen Bereich dar, welcher ausschließlich bei Verwendung eines FEL ausgeleuchtet wird. Der sowohl horizontal als auch vertikal schraffierte Bereich 27 stellt einen Bereich dar, welcher sowohl bei Verwendung mit einer Plasmaquelle als auch bei Verwendung mit einem FEL ausgeleuchtet wird. Der Bereich 27 wird auch als Überlappungsbereich oder lediglich als Überlapp bezeichnet.According to the invention, it has been recognized that it is advantageous if the illumination optics 23 can be operated with both a plasma source and a FEL. In the 2 are exemplary areas 25 . 26 . 27 on the field facet mirror 6 which, when using a plasma source or when using a FEL as a radiation source 2 with illumination radiation 3 be lit up. The only horizontal hatched marked area 25 thus exemplifies an area which is illuminated only when using a plasma source. The only vertical hatched marked area 26 This represents an area that is lit exclusively when using a FEL. The horizontally as well as vertically hatched area 27 represents an area that is illuminated both when used with a plasma source and when used with a FEL. The area 27 is also referred to as an overlap area or merely as an overlap.
Die Ausleuchtung, welche von einer Plasmaquelle auf dem Feldfacettenspiegel 6 erzeugt wird, ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch, abgesehen von einer Abschattung im Mittenbereich 9 aufgrund von Haltestrukturen. Die Rotationssymmetrie folgt aus der Form des Plasmas. Sie ist insbesondere prinzipbedingt.The illumination coming from a plasma source on the field facet mirror 6 is generated is substantially rotationally symmetric, except for shading in the center region 9 due to holding structures. The rotational symmetry follows from the shape of the plasma. It is in particular inherent in principle.
Bei Verwendung eines FEL ergibt sich in der Regel eine Ausleuchtung des Feldfacettenspiegels 6, welche sich von derjenigen unterscheidet, welche sich bei Verwendung einer Plasmaquelle ergibt. Üblicherweise überdeckt die Ausleuchtung bei Verwendung eines FEL als Strahlungsquelle 2 einen Bereich, welcher kleiner ist als der bei Verwendung einer Plasmaquelle. Bei einem ansonsten unveränderten Beleuchtungssystem 24 setzt sich eine Verkleinerung der Ausleuchtung des Feldfacettenspiegels 6 direkt in eine Verkleinerung des Pupillenfüllgrades und damit in eine Vergrößerung des Prozessfensters um.When using a FEL usually results in an illumination of the field facet mirror 6 , which differs from that which results when using a plasma source. Usually, the illumination covers when using a FEL as a radiation source 2 an area smaller than that using a plasma source. In an otherwise unchanged lighting system 24 is a reduction in the illumination of the field facet mirror 6 directly into a reduction of the degree of pupil filling and thus in an enlargement of the process window.
Die Form der von einem FEL auf dem Feldfacettenspiegel 6 ausgeleuchteten Bereiche 26, 27 ist im Wesentlichen frei bestimmbar. Sie kann insbesondere rechteckig, insbesondere quadratisch sein. Sie kann auch rund sein. Die Form der Ausleuchtung kann insbesondere an die Form der Feldfacetten 7 angepasst sein. Hierdurch können Schnittverluste, insbesondere am Rand der Ausleuchtung, verringert werden. Eine rechteckige Ausleuchtung ist außerdem mit vielen Konzepten zur Strahlführung zwischen einem FEL und der Beleuchtungsoptik 23 besser verträglich. The shape of a FEL on the field facet mirror 6 illuminated areas 26 . 27 is essentially freely determinable. It may in particular be rectangular, in particular square. It can also be round. The shape of the illumination can be adapted in particular to the shape of the field facets 7 be adjusted. As a result, cutting losses, in particular at the edge of the illumination, can be reduced. A rectangular illumination is also with many concepts for beam guidance between a FEL and the illumination optics 23 better tolerated.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Beleuchtungsoptik 23 derart ausgelegt werden kann, dass sich sowohl bei einer Ausleuchtung der Bereiche 25, 27, d. h. bei Verwendung der Beleuchtungsoptik 23 mit einer Plasmaquelle, als auch bei Ausleuchtung der Bereiche 26, 27, d. h. bei Verwendung der Beleuchtungsoptik 23 mit einem FEL, gewünschte Pupillenfüllung, d. h., Beleuchtungssettings ergeben.According to the invention, it has been recognized that the illumination optics 23 can be designed so that both in an illumination of the areas 25 . 27 ie when using the illumination optics 23 with a plasma source, as well as with illumination of the areas 26 . 27 ie when using the illumination optics 23 with a FEL, desired pupil filling, ie, lighting settings result.
Im Folgenden wird zwischen drei Arten von Feldfacetten 7 unterschieden: Feldfacetten 7 A, die nur bei Verwendung einer Plasmaquelle mit Beleuchtungsstrahlung 3 beaufschlagt werden; Feldfacetten 7 C, die nur bei Verwendung eines FEL mit Beleuchtungsstrahlung 3 beaufschlagt werden sowie Feldfacetten 7 B, die bei Verwendung beider Strahlungsquellen, d. h. sowohl bei Verwendung einer Plasmaquelle als auch bei Verwendung eines FEL, mit Beleuchtungsstrahlung 3 beaufschlagt werden. Die Feldfacetten 7 können somit insbesondere jeweils einer von drei disjunkten ersten Facettengruppen A1, B1 und C1 zugeordnet werden.The following is between three types of field facets 7 distinguished: field facets 7 A , which only when using a plasma source with illumination radiation 3 be charged; field facets 7 C , which only when using a FEL with illumination radiation 3 be applied as well as field facets 7 B , when using both radiation sources, ie when using a plasma source as well as when using a FEL, with illumination radiation 3 be charged. The field facets 7 Thus, in each case one of three disjoint first facet groups A 1 , B 1 and C 1 can be assigned in particular in each case.
Aufgrund der starren Ausbildung der Pupillenfacetten 11, d. h. aufgrund der Nicht-Schaltbarkeit der Pupillenfacetten 11, ist jede der Pupillenfacetten 11 genau einer der Feldfacetten 7 zugeordnet. Die Pupillenfacetten 11 sind somit ebenfalls jeweils einer von drei disjunkten zweiten Facettengruppen A2, B2, C2 zugeordnet.Due to the rigid formation of the pupil facets 11 ie due to the non-switchability of the pupil facets 11 , is each of the pupil facets 11 exactly one of the field facets 7 assigned. The pupil facets 11 Thus, one of three disjoint second facet groups A 2 , B 2 , C 2 are likewise respectively assigned.
Zur einfacheren Unterscheidung werden die Feldfacetten 7 und die Pupillenfacetten 11 im Folgenden auch als A-, B- und C-Facetten 7 A, 7 B, 7 B bzw. 11 A, 11 B, 11 C bezeichnet.For easier distinction, the field facets 7 and the pupil facets 11 hereinafter also referred to as A, B and C facets 7 A , 7 B , 7 B or 11 A , 11 B , 11 C denotes.
Hierbei ist eine Pupillenfacette 11 A der Facettengruppe A2 jeweils einer Feldfacette 7 A der Feldfacettengruppe A1 zugeordnet. Entsprechend ist eine Pupillenfacette 11 B der Facettengruppe B2 jeweils einer Feldfacette 7 B der ersten Facettengruppe C1 und eine Pupillenfacette 11 C der Facettengruppe C2 einer Feldfacette 7 C der ersten Facettengruppe C1 zugeordnet.Here is a pupil facet 11 A of the facet group A 2 each of a field facet 7 A assigned to the field facet group A 1 . Corresponding is a pupil facet 11 B of the facet group B 2 each one field facet 7 B of the first facet group C 1 and a pupil facet 11 C of the facet group C 2 of a field facet 7 C assigned to the first facet group C 1 .
Durch die Zuordnung der Pupillenfacetten 11 A, 11 B, 11 C der zweiten Facettengruppen A2, B2, C2 zu den Feldfacetten 7 A, 7 B, 7 C der ersten Facettengruppe A1, B1, C1 werden Beleuchtungskanalgruppen A, B, C mit Beleuchtungskanälen definiert. Durch eine Auswahl von gleichzeitig einstellbaren Beleuchtungskanälen wird weiter ein Beleuchtungssetting zur Beleuchtung des Objektfeldes 18 mit Beleuchtungsstrahlung 3 definiert.By the assignment of the pupil facets 11 A , 11 B , 11 C of the second facet groups A 2 , B 2 , C 2 to the field facets 7 A , 7 B , 7 C of the first facet group A 1 , B 1 , C 1 illumination channel groups A, B, C are defined with illumination channels. Through a selection of simultaneously adjustable illumination channels is further a lighting setting for illuminating the object field 18 with illumination radiation 3 Are defined.
Die einzelnen Pupillenfacetten 11 belegen einen mittleren Flächeninhalt F. F gibt insbesondere das arithmetische Mittel der Flächeninhalte der einzelnen Pupillenfacetten 11 wieder.The individual pupil facets 11 occupy a mean surface area F. F gives in particular the arithmetic mean of the area contents of the individual pupil facets 11 again.
Für die Auslegung der Beleuchtungsoptik 23 gibt es zwei extreme Möglichkeiten, wobei für die folgende Beschreibung davon ausgegangen wird, dass es mehr A-Feldfacetten 7 A als C-Feldfacetten 7 C gibt:
- 1. A-Feldfacetten 7 A und C-Feldfacetten 7 C besitzen jeweils dieselbe Anzahl von Schaltstellungen, d. h. dieselbe Anzahl der ihnen zugeordneten Pupillenfacetten 11 A bzw. 11 C. Die Anzahl der einer der Feldfacetten 7 zugeordneten Pupillenfacetten 11 hängt in diesem Fall nicht davon ab, ob es sich um eine A-Feldfacette 7 A oder um eine C-Feldfacette 7 C handelt.
- 2. Die Anzahl der A-Pupillenfacetten 11 A ist gleich der Anzahl der C-Pupillenfacetten 11 C. In diesem Fall ist die Anzahl der Schaltstellungen einer C-Feldfacette 7 C größer als die Anzahl der Schaltstellungen einer A-Feldfacette 7 A.
For the design of the illumination optics 23 There are two extreme possibilities, with the following description assuming that there are more A-field facets 7 A as C-field facets 7 C gives: - 1. A-field facets 7 A and C field facets 7 C each have the same number of switching positions, ie the same number of pupil facets assigned to them 11 A or 11 C. The number of one of the field facets 7 associated pupil facets 11 in this case does not depend on whether it is an A-field facet 7 A or a C field facet 7 C acts.
- 2. The number of A-pupil facets 11 A is equal to the number of C-pupil facets 11 C. In this case, the number of switch positions is a C field facet 7 C greater than the number of switching positions of an A-field facet 7 A.
Selbstverständlich können auch alle Möglichkeiten zwischen diesen beiden Extremen realisiert werden.Of course, all possibilities between these two extremes can be realized.
Im Folgenden wird die Verteilung der A-, B- und C-Pupillenfacetten 11 A, 11 B, 11 C in der Pupille, d. h. auf dem Pupillenfacettenspiegel 10 näher beschrieben. Ein naiver Ansatz wäre es, A- und C-Pupillenfacetten 11 A, 11 C gleichmäßig in der Pupille zu verteilen. Es wurde jedoch erkannt, dass dies dazu führen würde, dass bei Verwendung einer Plasmaquelle und bei Verwendung eines FEL im Wesentlichen genau dieselben Beleuchtungssettings einstellbar sind, d. h. dass die Einhüllende des ausgeleuchteten Pupillenbereichs für die unterschiedlichen Strahlungsquellen 2 identisch wäre, und sich nur die Feinstruktur in der Pupille unterscheiden würde. Der für das Prozessfenster relevante Pupillenfüllungsgrad wäre somit für eine Plasmaquelle und für einen FEL identisch. Der Vorteil des FEL bezüglich des Lichtleitwerts würde nicht ausgenutzt werden.The following is the distribution of the A, B and C pupil facets 11 A , 11 B , 11 C in the pupil, ie on the pupil facet mirror 10 described in more detail. A naïve approach would be to use A and C pupil facets 11 A , 11 C evenly in the pupil to distribute. However, it has been recognized that this would result in substantially the same illumination settings being adjustable when using a plasma source and using a FEL, ie, the envelope of the illuminated pupil area for the different radiation sources 2 would be identical, and only the fine structure in the pupil would differ. The degree of pupil filling relevant to the process window would therefore be identical for a plasma source and for a FEL. The advantage of the FEL in terms of the optical conductivity would not be exploited.
Der Vorteil ergibt sich insbesondere im Prozessfenster, mit der ein Wafer 22 in einer Projektionsbelichtungsanlage strukturiert werden kann. Bei der Belichtung kommt es fast immer zu einer kleinen lokalen Abweichung einer Belichtungsdosis von einer Solldosis. Weiterhin kommt es fast immer zu einer kleinen Abweichung der Lage des Wafers 22 von einer Solllage. Die Lageabweichung senkrecht zur Oberfläche des Wafers 22 wird als Defokus bezeichnet. Die Menge der Wertpaare für Beleuchtungsdosisabweichung und Defokus, bei denen trotzdem eine funktionsfähige Struktur auf dem Wafer 22 erzeugt wird, wird als Prozessfenster bezeichnet. Durch einen kleineren Pupillenfüllungsgrad kann das Prozessfenster vergrößert und damit die Stabilität der Projektionsbelichtungsanlage 1 gegen Prozessschwankungen vergrößert werden.The advantage arises in particular in the process window, with which a wafer 22 can be structured in a projection exposure system. During exposure, there is almost always a small local deviation of an exposure dose of a target dose. Furthermore, there is almost always a small deviation in the position of the wafer 22 from a target position. The position deviation perpendicular to the surface of the wafer 22 is called defocus. The set of value pairs for illumination dose deviation and defocus, which still have a working structure on the wafer 22 is generated is called a process window. By a smaller pupil filling degree, the process window can be increased and thus the stability of the projection exposure apparatus 1 be increased against process fluctuations.
In der 3 ist schematisch und exemplarisch eine vorteilhafte Anordnung der Pupillenfacetten 11 A, 11 C der Facettengruppen A2, C2 dargestellt. Der Einfachheit halber sind keine Pupillenfacetten 11 B der zweiten Facettengruppe B2 dargestellt. Außerdem wurde das eingezeichnete Gebiet auf zwei horizontale Pole P1, P2 beschränkt. Für die Darstellung wurde angenommen, dass es dreimal so viele A-Pupillenfacetten 11 A gibt wie C-Pupillenfacetten 11 C. Diese Annahme ist nicht beschränkend zu verstehen. Sie dient lediglich der exemplarischen Darstellung der Erfindungsidee.In the 3 is a schematic and exemplary an advantageous arrangement of the pupil facets 11 A , 11 C of the facet groups A 2 , C 2 shown. For the sake of simplicity, there are no pupil facets 11 B of the second facet group B 2 shown. In addition, the marked area was limited to two horizontal poles P 1 , P 2 . The presentation was assumed to have three times as many A-pupil facets 11 A gives like C-pupil facets 11 C. This assumption is not meant to be limiting. It is merely an exemplary representation of the invention idea.
Im Allgemeinen ist der gesamte Pupillenfacettenspiegel 10 mit Pupillenfacetten 1 belegt. Pupillenfacetten, die für die beiden horizontalen Pole P1, P2 nicht relevant sind, wurden der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet. Insbesondere die Pupillenfacetten im Zentralbereich des Pupillenfacettenspiegels 10 sind in der 3 nicht dargestellt.In general, the entire pupil facet mirror is 10 with pupil facets 1 busy. Pupil facets that are not relevant to the two horizontal poles P1, P2 have not been drawn for the sake of clarity. In particular, the pupil facets in the central region of the pupil facet mirror 10 are in the 3 not shown.
Bei einer Anordnung bzw. Verteilung der Pupillenfacetten 11 A, 11 C gemäß 3 ist es möglich, mit einem FEL Pupillen mit einem kleineren Pupillenfüllungsgrad einzustellen als dies bei Verwendung einer Plasmaquelle möglich ist. Erfindungsgemäß ist hierfür vorgesehen, wichtige und weniger wichtige Bereiche der Pupille festzulegen. In den wichtigen Bereichen sind die A-Pupillenfacetten 11 A und C-Pupillenfacetten 11 C mit derselben Dichte vertreten. In den weniger wichtigen Bereichen weisen die A-Pupillenfacetten 11 A eine größere Dichte auf als die C-Pupillenfacetten 11 C. In den weniger wichtigen Bereichen kann das Verhältnis der Dichte der A-Pupillenfacetten 11 A zu der Dichte der C-Pupillenfacetten 11 C insbesondere mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens fünf betragen.In an arrangement or distribution of the pupil facets 11 A , 11 C according to 3 it is possible to use a FEL to set pupils with a smaller pupil filling level than is possible using a plasma source. According to the invention, this is intended to determine important and less important areas of the pupil. In the important areas are the A-pupil facets 11 A and C pupil facets 11 C represented with the same density. In the less important areas, the A-pupil facets show 11 A has a greater density than the C-pupil facets 11 C. In the less important areas, the ratio of the density of the A pupil facets 11 A to the density of C-pupil facets 11 C are in particular at least two, in particular at least three, in particular at least four, in particular at least five.
Als wichtiger Bereich der Pupille kann insbesondere ein äußerer Bereich, insbesondere ein angularer äußerer Bereich der Pupille, definiert werden. Als wichtiger Bereich können insbesondere die äußersten 20% des Pupillenfacettenspiegels 10 und der Bereich, welcher von einem Mittelpunkt des Pupillenfacettenspiegels 10 einen Abstand von mindestens 0,8mal dem Radius des Pupillenfacettenspiegels 10 aufweisen, definiert werden. Der äußere Bereich der Pupille wird sinnvollerweise als wichtiger Bereich definiert, weil sehr kleine Strukturen nur mittels Beleuchtungsstrahlung 3 aus diesem Bereich der Pupille abgebildet werden können.In particular an outer region, in particular an angular outer region of the pupil, can be defined as an important region of the pupil. In particular, the outermost 20% of the pupil facet mirror can be considered an important area 10 and the area which is from a center of the pupil facet mirror 10 a distance of at least 0.8 times the radius of the pupil facet mirror 10 have to be defined. The outer area of the pupil is usefully defined as an important area, because very small structures only by means of illumination radiation 3 can be imaged from this area of the pupil.
Bei der zweiten Extrem-Alternative, d. h. bei einer identischen Anzahl von A- und C-Pupillenfacetten 11 A, 11 C, ist es sinnvoll, beide Sorten von Pupillenfacetten 11 A, 11 C mit identischer Dichte anzuordnen. Dies ist exemplarisch in der 4 dargestellt. Diese Option bietet im Vergleich zu der in 3 dargestellten Alternative eine höhere Pupillenflexibilität bei der Verwendung eines FEL als Strahlungsquelle 2. Allerdings ist dafür der Pupillenfüllgrad bei Verwendung einer Plasmaquelle als Strahlungsquelle 2 größer als bei einer Ausgestaltung gemäß 3.In the second extreme alternative, ie with an identical number of A and C pupil facets 11 A , 11 C , it makes sense, both varieties of pupil facets 11 A , 11 C with identical density. This is exemplary in the 4 shown. This option offers compared to the in 3 shown alternative a higher pupil flexibility in the use of a FEL as a radiation source 2 , However, the degree of pupil filling is a source of radiation when using a plasma source 2 greater than in an embodiment according to 3 ,
In den 5 bis 9 sind zum Vergleich unterschiedlich einstellbare x-Dipolsettings für die beiden Extrem-Alternativen dargestellt. Die 6 und 9 zeigen hierbei die Situation bei Verwendung einer Plasmaquelle als Strahlungsquelle 2. Die 5, 7 und 8 zeigen die Situation bei Verwendung eines FEL als Strahlungsquelle 2. Die 5 und 6 betreffen die Alternative 1. In dieser Alternative gibt es, eine entsprechende Anzahl und Verschaltung der Feldfacetten 7 angenommen, jeweils genau einen Dipol P1, P2 dessen Größe von der Art der Strahlungsquelle 2 abhängt.In the 5 to 9 For comparison, different adjustable x-dipole settings for the two extreme alternatives are shown. The 6 and 9 show the situation when using a plasma source as a radiation source 2 , The 5 . 7 and 8th show the situation when using a FEL as a radiation source 2 , The 5 and 6 concern the alternative 1 , In this alternative, there is a corresponding number and interconnection of the field facets 7 assumed, in each case exactly one dipole P 1 , P 2 whose size depends on the type of radiation source 2 depends.
Bei der zweiten Alternative gibt es bei Verwendung einer Plasmaquelle als Strahlungsquelle 2 weiterhin genau einen Dipol P1, P2, welcher eingestellt werden kann. Dieser Dipol P1, P2 ist etwas größer als bei der ersten Alternative. Bei der Verwendung eines FEL als Strahlungsquelle 2 können bei der zweiten Alternative verschiedene Dipole P1, P2 eingestellt werden. Jeder dieser Dipole P1, P2 ist gleich groß wie der Dipol P1, P2 bei der ersten Alternative (5).The second alternative uses a plasma source as a radiation source 2 furthermore exactly one dipole P 1 , P 2 , which can be adjusted. This dipole P 1 , P 2 is slightly larger than the first alternative. When using a FEL as a radiation source 2 In the second alternative, different dipoles P 1 , P 2 can be set. Each of these dipoles P 1 , P 2 is the same size as the dipole P 1 , P 2 in the first alternative ( 5 ).
Der Einfachheit halber sind in den 5 bis 9 lediglich die ausgeleuchteten Bereiche auf dem Pupillenfacettenspiegel 10, jedoch nicht die einzelnen Pupillenfacetten 11 dargestellt.For the sake of simplicity are in the 5 to 9 only the illuminated areas on the pupil facet mirror 10 but not the individual pupil facets 11 shown.
Wie bereits erwähnt, kann auch eine Zwischenlösung zwischen diesen beiden Extrem-Alternativen gewählt werden. Die beiden Alternativen sind Extreme im Lösungsraum. Der optimale Ort im Lösungsraum zwischen diesen beiden Extremen hängt davon ab, wie wichtig die beiden Strahlungsquellen-Typen relativ zueinander bewertet werden. Hierbei kann es insbesondere eine Rolle spielen, wie groß die Wahrscheinlichkeit angesehen wird, dass ein bestimmter Strahlungsquellentyp Verwendung findet.As already mentioned, an intermediate solution between these two extreme alternatives can also be chosen. The two alternatives are extremes in the solution space. The optimal location in the solution space between these two extremes depends on how important the two types of radiation sources are relative to each other. In this case, it can play a role, in particular, how great the probability is that a certain type of radiation source will be used.
Neben dem Unterschied der Intensitätsverteilung auf dem Feldfacettenspiegel 7 in Abhängigkeit von der verwendeten Strahlungsquelle 2 kann auch die Richtungsverteilung der auf den Feldfacettenspiegel 6 einfallenden Beleuchtungsstrahlung 3 vom Typ der Strahlungsquelle 2 abhängen.In addition to the difference in the intensity distribution on the field facet mirror 7 in Dependence on the radiation source used 2 can also change the direction of the field facet mirror 6 incident illumination radiation 3 of the type of radiation source 2 depend.
Im Falle der Verwendung einer Plasmaquelle als Strahlungsquelle 2 durchläuft die Beleuchtungsstrahlung 3 auf dem Strahlengang zum Feldfacettenspiegel 6 einen Zwischenfokus 28. Dies ist schematisch in der 13 dargestellt. Ein derartiger Zwischenfokus 28 ist zwingend notwendig, um das Eindringen von Kontaminationen aus der Strahlungsquelle 2 in die Beleuchtungsoptik 23 zu verhindern. Bei Verwendung eines FEL als Strahlungsquelle 2 ist ein derartiger Zwischenfokus nicht zwingend notwendig. Dies ist exemplarisch in der 14 dargestellt. Alternativ hierzu ist es möglich, die Beleuchtungsstrahlung 3 auch bei Verwendung eines FEL als Strahlungsquelle 2 durch einen Zwischenfokus 28 zu führen. Dies ist exemplarisch in den 15 und 16 dargestellt. Bei der Alternative gemäß 15 ist die Lage des Zwischenfokus 28 identisch zu der Lage des Zwischenfokus 28 bei Verwendung der Plasmaquelle gemäß 13. Bei der in 16 exemplarisch dargestellten Variante ist die Lage des Zwischenfokus 28 relativ zur Lage des Zwischenfokus 28 gemäß 13 verschoben.In the case of using a plasma source as a radiation source 2 goes through the illumination radiation 3 on the beam path to the field facet mirror 6 an intermediate focus 28 , This is schematically in the 13 shown. Such an intermediate focus 28 is imperative to prevent the ingress of contaminants from the radiation source 2 in the illumination optics 23 to prevent. When using a FEL as a radiation source 2 Such an intermediate focus is not absolutely necessary. This is exemplary in the 14 shown. Alternatively, it is possible the illumination radiation 3 also when using a FEL as a radiation source 2 through an intermediate focus 28 respectively. This is exemplary in the 15 and 16 shown. In the alternative according to 15 is the location of the intermediate focus 28 identical to the position of the intermediate focus 28 when using the plasma source according to 13 , At the in 16 exemplary variant shown is the location of the intermediate focus 28 relative to the position of the intermediate focus 28 according to 13 postponed.
Im Falle der Verwendung einer Plasmaquelle als Strahlungsquelle 2 soll der Zwischenfokus 28 einen Volumenbereich mit hohem Druck in der Strahlungsquelle 2 von einem Volumenbereich mit geringem Druck in der Beleuchtungsoptik 23 trennen. Bei Verwendung eines FEL soll der Zwischenfokus 28 einen Volumenbereich mit einem geringen Druck in der Beleuchtungsoptik von einem Volumenbereich mit einem sehr geringen Druck in der Strahlzuführung trennen. Beim Austausch einer Plasmaquelle durch einen FEL oder umgekehrt wird auch das Zwischenfokusmodul ausgetauscht werden müssen. Wie in den 15 und 16 exemplarisch dargestellt ist, können unterschiedliche Zwischenfokusmodule zu unterschiedlichen Lagen des Zwischenfokus 28, insbesondere der Zwischenfokusebene 5 führen.In the case of using a plasma source as a radiation source 2 should the intermediate focus 28 a high pressure volume region in the radiation source 2 from a low pressure volume region in the illumination optics 23 separate. When using a FEL, the intermediate focus should be 28 separate a volume area with a low pressure in the illumination optics from a volume area with a very low pressure in the beam feed. When replacing a plasma source by a FEL or vice versa, the intermediate focus module will have to be replaced. As in the 15 and 16 is shown as an example, different intermediate focus modules to different layers of the intermediate focus 28 , in particular the Zwischenfokusebene 5 to lead.
Im Falle einer identischen Lage des Zwischenfokus 28, insbesondere der Zwischenfokusebene, ergibt sich dieselbe Einfallswinkelverteilung der Beleuchtungsstrahlung 3 auf dem Feldfacettenspiegel 6. Der Unterschied, welcher sich zwischen der Verwendung einer Plasmaquelle und der eines FEL ergibt, liegt in diesem Fall ausschließlich in der Form und/oder dem Flächeninhalt, d. h. dem Querschnitt, sowie dem Intensitätsprofil der Ausleuchtung auf dem Feldfacettenspiegel 6.In case of an identical position of the intermediate focus 28 , in particular the Zwischenfokusebene, results in the same angle of incidence distribution of the illumination radiation 3 on the field facet mirror 6 , The difference which results between the use of a plasma source and that of a FEL is in this case exclusively in the form and / or the surface area, ie the cross-section, and the intensity profile of the illumination on the field facet mirror 6 ,
Eine veränderte Lage des Zwischenfokus 28, insbesondere der Zwischenfokusebene 5, bei Verwendung eines FEL kann sinnvoll sein. Es kann insbesondere sinnvoll sein, den Abstand des Zwischenfokus 28 vom Feldfacettenspiegel 6 zu vergrößern. Hierdurch kann die Einkoppeloptik, welche den Strahl mit Beleuchtungsstrahlung 3 vom FEL so umformt, dass er durch den Zwischenfokus 28 geht, kompakter ausgebildet werden. Sie besitzt außerdem eine größere Transmission, sofern die erzeugte numerische Apertur kleiner wird. Um bei kleinerer numerischer Apertur einen Bereich unveränderter Größe auf dem Feldfacettenspiegel 6 auszuleuchten, muss der Zwischenfokus 28 einen größeren Abstand vom Feldfacettenspiegel 6 besitzen.A changed situation of the intermediate focus 28 , in particular the Zwischenfokusebene 5 , using a FEL may be useful. It may be particularly useful to the distance of the intermediate focus 28 from the field facet mirror 6 to enlarge. As a result, the coupling-in optical system, which illuminates the beam with illumination radiation 3 transformed by the FEL so that it through the intermediate focus 28 is going to be made more compact. It also has a larger transmission if the generated numerical aperture becomes smaller. At a smaller numerical aperture, an area of unchanged size on the field facet mirror 6 to illuminate, must be the intermediate focus 28 a greater distance from the field facet mirror 6 have.
Wie in den 10 und 11 weiter exemplarisch dargestellt ist, hängt die Einfallsrichtung der Beleuchtungsstrahlung 3 auf die Feldfacetten 7 des Feldfacettenspiegels 6 im Falle eines Strahlengangs mit einem Zwischenfokus 28 von der Lage der jeweiligen Feldfacette 7 auf dem Feldfacettenspiegel 6 ab. Je nach Einfallswinkel der Beleuchtungsstrahlung 3 ist ein unterschiedlicher Kippwinkel der jeweiligen Feldfacette 7 notwendig, um denselben Bereich des Pupillenfacettenspiegels 10 zu erreichen, d. h. um die Beleuchtungsstrahlung 3 zu diesem Bereich zu führen.As in the 10 and 11 is further exemplified, the direction of incidence of the illumination radiation depends 3 on the field facets 7 of the field facet mirror 6 in the case of a beam path with an intermediate focus 28 from the position of the respective field facet 7 on the field facet mirror 6 from. Depending on the angle of incidence of the illumination radiation 3 is a different tilt angle of the respective field facet 7 necessary, around the same area of the pupil facet mirror 10 reach, ie the illumination radiation 3 to lead to this area.
In den 10 und 11 sind die Bereiche des Feldfacettenspiegels 6, welche ausschließlich bei Verwendung einer Plasmaquelle ausgeleuchtet werden, horizontal schraffiert. Der Bereich, welcher sowohl bei Verwendung einer Plasmaquelle als auch bei Verwendung eines FEL ausgeleuchtet wird, ist sowohl horizontal als auch vertikal schraffiert. Diesbezüglich sei auf die Schraffuren in 2 verwiesen.In the 10 and 11 are the areas of the field facet mirror 6 , which are illuminated only when using a plasma source, horizontally hatched. The area which is illuminated both when using a plasma source and when using a FEL is hatched both horizontally and vertically. In this regard, let us look at the hatching in 2 directed.
Aus technischen Gründen ist es wünschenswert, die maximal erforderlichen Kippwinkel der Feldfacetten 7 möglichst klein zu halten. Hierdurch kann die notwendige Kraft, welche zur Verkippung der Feldfacetten 7 benötigt wird, reduziert werden. Außerdem wird hierdurch die Kühlung der Feldfacetten 7 vereinfacht. Um die maximal erforderlichen Kippwinkel der Feldfacetten 7 möglichst gering zu halten, ist vorgesehen, diese mit einem Vorhaltewinkel zu versehen. Die Feldfacetten 7 können insbesondere unterschiedliche Neutralstellungen aufweisen. Als Neutralstellung wird die Stellung einer Feldfacette 7 bezeichnet, welche diese ohne Aktivierung der zugehörigen Aktuatoren einnimmt. Als Neutralstellung kann insbesondere eine Mittelstellung bezogen auf den möglichen Kippwinkelbereich bezeichnet werden.For technical reasons, it is desirable to have the maximum required tilt angles of the field facets 7 keep as small as possible. This allows the necessary force, which for tilting the field facets 7 is needed, be reduced. In addition, this is the cooling of the field facets 7 simplified. To the maximum required tilt angle of the field facets 7 To keep as low as possible, it is provided to provide them with a lead angle. The field facets 7 may in particular have different neutral positions. The neutral position is the position of a field facet 7 denotes, which takes this without activation of the associated actuators. In particular, a neutral position relative to the possible tilt angle range can be designated as the neutral position.
Der Vorhaltewinkel, d. h. der mittlere Kippwinkel, d. h. das Zentrum sämtlicher Kipprichtungen aller einzustellenden Schaltstellungen kann in die Oberfläche der jeweiligen Feldfacette 7 eingefräst werden. Sie kann auch durch Verkippung eines entsprechenden Feldfacettenmoduls vorgehalten werden.The lead angle, ie the average tilt angle, ie the center of all tilt directions of all the switch positions to be set, can be in the surface of the respective field facet 7 are milled. It can also be maintained by tilting a corresponding field facet module.
Bei der in 10 dargestellten Alternative ist der Überlappbereich 27 zentral in der Mitte des Feldfacettenspiegels 6 angeordnet. Dies ist nicht zwingend notwendig. Bei der in 11 dargestellten Variante ist der Überlappbereich 27 außermittig, insbesondere randseitig auf dem Feldfacettenspiegel 6 angeordnet. Die Anordnung des Überlappbereichs 27 auf dem Feldfacettenspiegel 6 kann insbesondere an die Einfallsrichtung der Beleuchtungsstrahlung 3 bei Verwendung eines FEL angepasst werden. Alternativ hierzu kann auch die Einfallsrichtung der FEL-Strahlung an die Anordnung des Überlappbereichs 27 angepasst werden. In diesem Fall ist der zusätzlich erforderliche Kippwinkelbereich bei Verwendung einer Plasmaquelle durch die Variation der Einfallsrichtung der Beleuchtungsstrahlung 3 der Plasmaquelle über den Überlappbereich 27 gegeben. Der zusätzlich erforderliche Kippwinkelbereich ist somit proportional zur Ausdehnung des Überlappbereichs 27. Ist der Überlappbereich 27 nicht zusammenhängend ausgebildet, so ist die Ausdehnung der Einhüllenden relevant. Zur Minimierung der notwendigen einstellbaren Kippwinkel ist die in 2 exemplarisch dargestellte Anordnung der Bereich 25, 26, 27 nicht notwendigerweise optimal. In der 12 ist exemplarisch eine alternative Anordnung der Bereiche 25, 26, 27 dargestellt. Bei dieser Anordnung trifft die Beleuchtungsstrahlung 3 vom FEL entsprechend der in 11 dargestellten Variante schräg auf den Feldfacettenspiegel 6 auf. Dies kann vorteilhaft sein, da sich hierdurch die Führung der vom FEL emittierten Beleuchtungsstrahlung 3 vereinfachen lässt. At the in 10 The alternative shown is the overlap area 27 centrally in the middle of the field facet mirror 6 arranged. This is not mandatory. At the in 11 variant shown is the overlap area 27 off-center, in particular on the edge of the field facet mirror 6 arranged. The arrangement of the overlap area 27 on the field facet mirror 6 can in particular to the direction of incidence of the illumination radiation 3 be adapted when using a FEL. Alternatively, the direction of incidence of the FEL radiation to the arrangement of the overlap region 27 be adjusted. In this case, the additionally required tilt angle range when using a plasma source is the variation of the incident direction of the illumination radiation 3 the plasma source over the overlap area 27 given. The additionally required tilt angle range is thus proportional to the extent of the overlap region 27 , Is the overlap area 27 formed incoherent, the extent of the envelope is relevant. To minimize the necessary adjustable tilt angle is the in 2 exemplified arrangement of the area 25 . 26 . 27 not necessarily optimal. In the 12 is an example of an alternative arrangement of the areas 25 . 26 . 27 shown. In this arrangement, the illumination radiation strikes 3 from the FEL according to the in 11 variant shown obliquely on the field facet mirror 6 on. This can be advantageous since this results in the guidance of the illumination radiation emitted by the FEL 3 simplify.
Um den notwendigen Kippwinkelbereich der Feldfacetten 7 B im Überlappbereich 27 weiter zu reduzieren, kann die Zuordnung derselben zu den zugehörigen Pupillenfacetten 11 B eingeschränkt werden. Dies kann bei der Auslegung bzw. bei der Herstellung der Beleuchtungsoptik 3, insbesondere des Pupillenfacettenspiegels 10, berücksichtigt werden. Dies wird im Folgenden anhand der 18 bis 21 näher erläutert.To the necessary tilt angle range of the field facets 7 B in the overlap area 27 can further reduce the assignment of the same to the associated pupil facets 11 B be restricted. This may be the case in the design or in the production of the illumination optics 3 , in particular the pupil facet mirror 10 , be taken into account. This will be explained below on the basis of 18 to 21 explained in more detail.
Die Feldfacetten 7 A und 7 C der ersten Facettengruppen A1 und C1 werden jeweils nur von einer der unterschiedlichen Strahlungsquellen 2 ausgeleuchtet. Somit ist für jede dieser Feldfacetten 7 A, 7 C der Auftreffwinkel der Beleuchtungsstrahlung 3 bekannt. Ist der maximal einstellbare Kippwinkel der Feldfacetten 7 mindestens gleich dem Radius des Pupillenfacettenspiegels 10 skaliert mit dem inversen Abstand zwischen Feldfacettenspiegel 7 und Pupillenfacettenspiegel 10, so kann bei einer geeigneten Neutralstellung des Feldfacettenspiegels 6 der gesamte Pupillenfacettenspiegel 10 von der Beleuchtungsstrahlung 3, welche an einer beliebigen Feldfacette 7 reflektiert worden ist, überstrichen werden. Die nachfolgenden Überlegungen gelten sinngemäß auch für den Fall, dass der maximal einstellbare Kippwinkel einer, mehrerer oder sämtlicher der Feldfacetten 7 kleiner ist als der Radius des Pupillenfacettenspiegels 10 skaliert mit dem inversen Abstand zwischen dem Feldfacettenspiegel 6 und dem Pupillenfacettenspiegel 10. Als maximaler Kippwinkel wird hierbei der maximale Winkel zwischen zwei beliebigen einstellbaren Verkippungszuständen bezeichnet. Der Wert (Radius des Pupillenfacettenspiegels 10 skaliert mit dem inversen Abstand zwischen Feldfacettenspiegel 7 und Pupillenfacettenspiegel 10) ist eine Näherung für den exakteren Wert (Arkustangens aus dem Verhältnis des Radius des Pupillenfacettenspiegels 10 dividiert durch den Abstand zwischen Feldfacettenspiegel 7 und Pupillenfacettenspiegel 10), der für exaktere Berechnungen vorzuziehen ist.The field facets 7 A and 7 C of the first facet groups A 1 and C 1 are each only from one of the different radiation sources 2 illuminated. Thus, for each of these field facets 7 A , 7 C is the angle of incidence of the illumination radiation 3 known. Is the maximum adjustable tilt angle of the field facets 7 at least equal to the radius of the pupil facet mirror 10 scales with the inverse distance between field facet mirrors 7 and pupil facet mirror 10 , so can at a suitable neutral position of the field facet mirror 6 the entire pupil facet mirror 10 from the illumination radiation 3 , which on any field facet 7 has been reflected, be swept over. The following considerations apply mutatis mutandis to the case that the maximum adjustable tilt angle of one, several or all of the field facets 7 is smaller than the radius of the pupil facet mirror 10 scales with the inverse distance between the field facet mirrors 6 and the pupil facet mirror 10 , The maximum tilt angle here is the maximum angle between any two adjustable tilt states. The value (radius of the pupil facet mirror 10 scales with the inverse distance between field facet mirrors 7 and pupil facet mirror 10 ) is an approximation to the more exact value (arctangent from the ratio of the radius of the pupil facet mirror 10 divided by the distance between field facet mirrors 7 and pupil facet mirror 10 ), which is preferable for more accurate calculations.
Die Feldfacetten 7 B im Überlappbereich 27 können von beiden, d. h. von zwei verschiedenen Strahlungsquellen 2 ausgeleuchtet werden. Dementsprechend kann sich der Auftreffwinkel der Beleuchtungsstrahlung 2 auf eine bestimmte der Feldfacetten 7 B je nach Strahlungsquelle 2 unterscheiden. Je nach Auftreffwinkel, d. h. je nach Strahlungsquelle 2, verschiebt sich also der ausleuchtbare Bereich auf dem Pupillenfacettenspiegel 10. Diese Situation ist exemplarisch in der 18 dargestellt. In der 18 ist exemplarisch der Pupillenfacettenspiegel 10 bzw. ein Rand 29 desselben dargestellt. Weiterhin ist die relative Lage eines Bereichs 30 zum Pupillenfacettenspiegel 10, welcher von einer Feldfacette 7 A der ersten Facettengruppe A1 oder von einer Feldfacette 7 C der ersten Facettengruppe C1 überstrichen werden kann, dargestellt. Vorzugsweise ist der Bereich 30 relativ zum Pupillenfacettenspiegel 10 zentriert angeordnet.The field facets 7 B in the overlap area 27 can be from both, ie from two different radiation sources 2 be lit up. Accordingly, the angle of incidence of the illumination radiation 2 to a specific one of the field facets 7 B depending on the radiation source 2 differ. Depending on the angle of incidence, ie depending on the radiation source 2 Thus, the illuminable area shifts on the pupil facet mirror 10 , This situation is exemplary in the 18 shown. In the 18 is an example of the pupil facet mirror 10 or an edge 29 the same. Furthermore, the relative position of an area 30 to the pupil facet mirror 10 , which of a field facet 7 A of the first facet group A 1 or of a field facet 7 C of the first facet group C 1 can be overscored shown. Preferably, the area 30 relative to the pupil facet mirror 10 centered.
Außerdem sind in der 18 zwei Bereiche 31 und 32, insbesondere deren relative Lage zum Pupillenfacettenspiegel 10, dargestellt, welche bei Verwendung zweier unterschiedlicher Strahlungsquellen 2 von jeweils einer bestimmten Feldfacette 7 B der ersten Facettengruppe B1, d. h. einer Feldfacette 7 aus dem Überlappbereich 27, überstrichen werden kann.Also, in the 18 two areas 31 and 32 , in particular their relative position to the pupil facet mirror 10 shown, which when using two different radiation sources 2 each of a specific field facet 7 B of the first facet group B 1 , ie a field facet 7 from the overlap area 27 , can be crossed over.
Bei der in 18 exemplarisch dargestellten Ausführungsform wurde angenommen, dass der Kippwinkelbereich der unterschiedlichen Facetten 7 A, 7 B und 7 C und damit der Bereich auf dem Pupillenfacettenspiegel 10, welcher von diesen Feldfacetten Facetten 7 A, 7 B, 7 C überstrichen werden kann, jeweils identisch ist.At the in 18 By way of example, it has been assumed that the tilt angle range of the different facets 7 A , 7 B and 7 C and thus the area on the pupil facet mirror 10 which facets of these field facets 7 A , 7 B , 7 C can be crossed, each is identical.
Durch gezielte Einstellung unterschiedlicher Neutralstellungen der Feldfacetten 7 B der ersten Facettengruppe B1 können die von diesen Feldfacetten 7 B erreichbaren Ausleuchtungsbereiche auf dem Pupillenfacettenspiegel 10 verschoben werden. Es kann vorteilhaft sein, wenn für verschiedene Feldfacetten 7 B der zugehörige Ausleuchtungsbereich auf dem Pupillenfacettenspiegel 10 verschieden ist. In den 19 ist exemplarisch eine analoge Situation zu der in 18 dargestellten, jedoch für Bereiche 31, 32, welche zu einer anderen Feldfacette 7 B gehören, dargestellt.By selective adjustment of different neutral positions of the field facets 7 B of the first facet group B 1 may be those of these field facets 7 B reachable illumination areas on the pupil facet mirror 10 be moved. It may be advantageous if for different field facets 7 B the corresponding illumination area on the pupil facet mirror 10 is different. In the 19 is an analogous situation to the one in 18 shown, but for areas 31 . 32 leading to another field facet 7 B are shown.
Im Falle von nichtschaltbaren, d. h. starren, Pupillenfacetten 11 ist es sinnvoll, den Feldfacetten 7 B der ersten Facettengruppe B1 Pupillenfacetten 11 B zuzuordnen, welche im Überlappungsbereich der beiden Bereiche 31, 32 liegen. Nur diese Pupillenfacetten 11 B können bei Verwendung jeder der beiden Strahlungsquellen 2 genutzt werden.In the case of non-switchable, ie rigid, pupil facets 11 it makes sense to use the field facets 7 B of the first facet group B 1 pupil facets 11 B , which in the overlap area of the two areas 31 . 32 lie. Only these pupil facets 11 B can when using any of the two radiation sources 2 be used.
Würden Pupillenfacetten 11 außerhalb des Überlappungsbereichs der beiden Bereiche 31, 32 einer der Feldfacetten 7 B der ersten Facettengruppe B1 zugeordnet, könnten diese Pupillenfacetten 11 bei Verwendung einer der beiden Strahlungsquellen 2 nicht genutzt werden. Ein nichtnutzbarer Bereich auf dem Pupillenfacettenspiegel 10 bedeutet jedoch, dass der entsprechende Bereich der Pupille stets dunkel ist. Die Pupille hätte in diesem Fall bei Verwendung einer der beiden Strahlungsquellen 2 ein Loch 33. In der 18 ist exemplarisch ein Loch 33 1 dargestellt, welches sich bei Verwendung einer ersten der beiden Strahlungsquellen 2 ergäbe. Ein entsprechendes Loch 33 2, welches sich bei Verwendung der anderen der beiden Strahlungsquellen 2 ergäbe, ist ebenfalls exemplarisch dargestellt.Would pupil facets 11 outside the overlapping area of the two areas 31 . 32 one of the field facets 7 B assigned to the first facet group B 1 , these pupil facets could 11 when using one of the two radiation sources 2 not used. A non-usable area on the pupil facet mirror 10 means, however, that the corresponding area of the pupil is always dark. The pupil would have in this case when using one of the two radiation sources 2 a hole 33 , In the 18 is an example of a hole 33 1 , which is when using a first of the two radiation sources 2 would result. A corresponding hole 33 2 , which is when using the other of the two radiation sources 2 would also be exemplified.
Sind die Pupillenfacetten 11 dagegen schaltbar, so kann die Zuordnung von Pupillenfacetten 11 zu Feldfacetten 7 abhängig von der tatsächlich verwendeten Strahlungsquelle 2 durchgeführt werden. Hierbei können dann jeweils Pupillenfacetten 11 aus einem größeren Bereich des Pupillenfacettenspiegels als dies im Falle von starren, nichtschaltbaren Pupillenfacetten möglich ist, verwendet werden. Die entsprechenden Situationen bei Verwendung unterschiedlicher Strahlungsquellen 2 sind exemplarisch in den 20 und 21 dargestellt. In der 20 sind exemplarisch die einer bestimmten der Feldfacetten 7 zugeordneten Pupillenfacetten 11 1 bei Verwendung einer ersten der Strahlungsquellen 2 dargestellt. In der 21 sind entsprechend Pupillenfacetten 11 2, welcher derselben Feldfacette 6 wie die Pupillenfacetten 11 1 in 20 im Falle der Verwendung der zweiten der beiden Strahlungsquellen 2 zugeordnet sind, dargestellt.Are the pupil facets 11 switchable, so the assignment of pupil facets 11 to field facets 7 depending on the radiation source actually used 2 be performed. In this case, pupil facets can then be used 11 from a larger area of the pupil facet mirror than is possible in the case of rigid, non-switchable pupil facets. The corresponding situations when using different radiation sources 2 are exemplary in the 20 and 21 shown. In the 20 are exemplary of a particular of the field facets 7 associated pupil facets 11 1 when using a first of the radiation sources 2 shown. In the 21 are corresponding pupil facets 11 2 , which is the same field facet 6 like the pupil facets 11 1 in 20 in the case of using the second of the two radiation sources 2 are assigned shown.
Bei der Ausführungsform gemäß 18 können Pupillenfacetten 11 außerhalb des Schnitts der beiden Bereiche 31 und 32 bei Verwendung einer der beiden Strahlungsquellen 2 nicht genutzt werden, was bei Verwendung einer der beiden Strahlungsquellen 2 zu einem Loch 33 in der Pupille führt. Bei schaltbaren Pupillenfacetten 11, wie sie in 20 und 21 angenommen sind, kann eine in diesem Bereich liegende Pupillenfacette bei Verwendung einer der beiden Strahlungsquellen 2 zunächst weiterhin nicht genutzt werden. Die betreffende Pupillenfacette 11 kann bei Verwendung der entsprechenden Strahlungsquelle jedoch einer anderen Feldfacette 7 zugeordnet und dann doch genutzt werden.In the embodiment according to 18 can pupil facets 11 outside the intersection of the two areas 31 and 32 when using one of the two radiation sources 2 not be used, which is when using one of the two radiation sources 2 to a hole 33 in the pupil leads. With switchable pupil facets 11 as they are in 20 and 21 are assumed, a Pupillenfacette lying in this area when using one of the two radiation sources 2 initially still not used. The pupil facet in question 11 however, may use a different field facet when using the appropriate radiation source 7 assigned and then used.
Die Variation der Neutralstellungen der Feldfacetten 7 auf dem Feldfacettenspiegel 6 wird im Folgenden noch einmal unter Bezugnahme auf die 17 erläutert. Bei der in der 17 exemplarisch dargestellten Situation wird die in der Figur rechte Seite des Feldfacettenspiegels 6 mit divergent verlaufender Beleuchtungsstrahlung 3, wie es insbesondere bei Verwendung einer Plasmaquelle als Strahlungsquelle 2 der Fall sein kann, ausgeleuchtet. Die Feldfacetten 7 im linken Bereich der 17 werden von im Wesentlichen parallel einfallender Beleuchtungsstrahlung 3, wie es insbesondere bei Verwendung eines FEL der Fall sein kann, ausgeleuchtet. Für Feldfacetten 7, die nur von einer der beiden Strahlungsquellen 2 ausgeleuchtet werden, ergeben sich die relevanten Einfallsrichtungen der Beleuchtungsstrahlung 3 und damit die bevorzugten Neutralstellungen der entsprechenden Feldfacetten 7 direkt. Für Feldfacetten 7, die von beiden Strahlungsquellen 2 ausgeleuchtet werden können, ist es zweckmäßig, zur Bestimmung der bevorzugten Neutralposition, den Mittelwert der Einfallsrichtungen der Beleuchtungsstrahlung 3 der unterschiedlichen Strahlungsquellen 2 zu berücksichtigen. In der 17 ist schematisch eine Einfallsrichtung 34 dargestellt, welche für die Bestimmung der Neutralstellung der Feldfacetten 7 in den jeweiligen Bereichen 25, 26, 27 berücksichtigt wird. Eine sich hieraus ergebende Neutralstellung 35 der Feldfacetten 7 in den jeweiligen Bereichen 25, 26, 27 ist exemplarisch in der untersten Zeile der 17 dargestellt. Zur Verdeutlichung der Erfindungsidee ist die Verkippung stark übertrieben dargestellt.The variation of the neutral positions of the field facets 7 on the field facet mirror 6 will be described again below with reference to the 17 explained. When in the 17 The situation illustrated by way of example becomes the right-hand side of the field facet mirror in the figure 6 with divergently extending illumination radiation 3 as it does when using a plasma source as the radiation source 2 the case may be lit up. The field facets 7 in the left area of the 17 are illuminated by substantially parallel incident illumination 3 , as it may be the case in particular when using a FEL, illuminated. For field facets 7 only from one of the two radiation sources 2 be illuminated, the relevant directions of incidence of the illumination radiation arise 3 and thus the preferred neutral positions of the corresponding field facets 7 directly. For field facets 7 coming from both radiation sources 2 can be illuminated, it is appropriate to determine the preferred neutral position, the average of the directions of incidence of the illumination radiation 3 the different radiation sources 2 to take into account. In the 17 is schematically an incident direction 34 shown, which for the determination of the neutral position of the field facets 7 in the respective areas 25 . 26 . 27 is taken into account. A resulting neutral position 35 the field facets 7 in the respective areas 25 . 26 . 27 is an example in the bottom line of the 17 shown. To illustrate the idea of the invention, the tilt is greatly exaggerated.
Die Neutralstellung der Feldfacetten 7 wird so gewählt, dass die Beleuchtungsstrahlung 3 jeweils auf die Mitte des Pupillenfacettenspiegels 10 gelenkt wird. Im Bereich 27 wird hierfür die mittlere Einfallsrichtung 34, d. h. das Mittel der Einfallsrichtungen der Beleuchtungsstrahlung 3 der beiden Strahlungsquellen 2, berücksichtigt.The neutral position of the field facets 7 is chosen so that the illumination radiation 3 each on the center of the pupil facet mirror 10 is steered. In the area 27 this is the mean direction of incidence 34 ie the mean of the directions of incidence of the illumination radiation 3 the two radiation sources 2 , considered.
Der Verlauf der Neutralstellungen 35 ändert sich über die Ausdehnung der Bereiche 25, 26, 27 in systematischer, insbesondere in monotoner Weise. Am Übergang zwischen zwei der Bereiche 25, 26, 27 weist der Verlauf der Neutralstellungen der Feldfacetten 7 einen Sprung auf.The course of the neutral positions 35 changes over the extent of the areas 25 . 26 . 27 in a systematic, especially in a monotone way. At the transition between two of the areas 25 . 26 . 27 indicates the course of the neutral positions of the field facets 7 a jump on.
Weiter wurde erkannt, dass je größer die Divergenz der Beleuchtungsstrahlung 3 in einem Zwischenfokus 28 ist, desto stärker weichen die Neutralstellungen benachbarter Feldfacetten 7 vorteilhafterweise voneinander ab. Fallen die Strahlen der Beleuchtungsstrahlung 28 parallel auf die Feldfacetten 7, so entspricht dieses einer Divergenz von 0. Es gilt insbesondere, dass benachbarte Feldfacetten 7 A der ersten Facettengruppe A1 im Mittel stärker voneinander abweichen als die Neutralstellungen benachbarter Feldfacetten 7 B der ersten Facettengruppe B1, welche wiederum stärker voneinander abweichen als die Neutralstellungen benachbarter Feldfacetten 7 C der ersten Facettengruppe C1.It was further recognized that the greater the divergence of the illumination radiation 3 in an intermediate focus 28 the more neutral the neutral positions of adjacent field facets 7 advantageously from each other. Fall the rays of the illumination radiation 28 parallel to the field facets 7 , this corresponds to a divergence of 0. It is especially true that adjacent field facets 7 A of the first facet group A 1 differ on average more than the neutral positions of adjacent field facets 7 B of the first facet group B 1 , which in turn differ more than the neutral positions of adjacent field facets 7 C of the first facet group C 1 .
Außerdem wurde folgendes erkannt: Ist der maximal einstellbare Kippwinkel der Feldfacetten 7 etwas kleiner als der Radius des Pupillenfacettenspiegels 10 skaliert mit dem inversen Abstand zwischen dem Feldfacettenspiegel 6 und dem Pupillenfacettenspiegel 10, so kann auch bei nichtschaltbaren Pupillenfacetten 10 trotzdem eine sinnvolle Kanalzuordnung gefunden werden. Einer Feldfacette 7 sind im allgemeinen nicht zwei Pupillenfacetten 11 zugeordnet, die an einem entgegensetzten Rand des Pupillenfacettenspiegels angeordnet sind, bzw. es ist oftmals möglich, eine solche Zuordnung zu finden, bei der nicht zwei Pupillen an einem entgegengesetzten Rand des Pupillenfacettenspiegels derselben Feldfacette zuordnet sind. Der notwendige Kippwinkel der Feldfacette 7 ist dementsprechend etwas kleiner, als es dem Radius des Pupillenfacettenspiegels 10 skaliert mit dem inversen Abstand zwischen dem Feldfacettenspiegel 6 und dem Pupillenfacettenspiegel 10 entsprechen würde. Die Neutralstellung der Feldfacette 7 kann nun z. B. derart gewählt werden, dass sie die geometrische Mitte des von den der Feldfacette 7 zugeordneten Pupillenfacetten 11 einbeschriebenen Fläche auf dem Pupillenfacettenspiegel 10 beleuchten. Bei einer solchen Auslegung wird also nicht exakt die Mitte des Pupillenfacettenspiegels 10 beleuchtet, sondern der mittlere Zielpunkt ist für jede der Feldfacetten 7 etwas unterschiedlich. Dies führt dazu, dass der Verlauf der Neutralstellungen 35 auch innerhalb der einzelnen Bereiche 25, 26, 27 ein gewisses Rauschen zeigt. Bei der weiter oben beschriebenen mittleren Abweichung der Neutralstellung zweier benachbarter Feldfacetten 7 ist dieses Rauschen nicht zu berücksichtigen, d. h., der Verlauf der Neutralstellung als Funktion des Ortes auf dem Feldfacettenspiegel 6 ist für diese Betrachtung jeweils innerhalb eines Bereichs der Facetten 7 A, 7 B, 7 C getrennt zu glätten.In addition, the following was detected: Is the maximum adjustable tilt angle of the field facets 7 slightly smaller than the radius of the pupil facet mirror 10 scales with the inverse distance between the field facet mirrors 6 and the pupil facet mirror 10 , so even with nichtschaltbaren pupil facets 10 nevertheless a meaningful channel assignment can be found. A field facet 7 are generally not two pupil facets 11 or it is often possible to find such an assignment in which two pupils are not assigned to the same field facet at an opposite edge of the pupil facet mirror. The necessary tilt angle of the field facet 7 is accordingly slightly smaller than the radius of the pupil facet mirror 10 scales with the inverse distance between the field facet mirrors 6 and the pupil facet mirror 10 would correspond. The neutral position of the field facet 7 can now z. B. be chosen such that they are the geometric center of the of the Feldfacette 7 associated pupil facets 11 inscribed area on the pupil facet mirror 10 illuminate. In such a design, therefore, not exactly the center of the pupil facet mirror 10 but the middle target point is for each of the field facets 7 something different. This causes the course of the neutral positions 35 also within the individual areas 25 . 26 . 27 shows a certain noise. In the above-described average deviation of the neutral position of two adjacent field facets 7 this noise is not to be considered, ie, the course of the neutral position as a function of the location on the field facet mirror 6 is for each view within a range of facets 7 A , 7 B , 7 To smooth C separately.
Im Folgenden werden weitere Aspekte der Erfindung stichwortartig beschrieben.In the following, further aspects of the invention will be described in keywords.
Vorhergehend wurde beschrieben, wie die Beleuchtungsoptik 23 ausgelegt werden sollte, damit sie sowohl mit einer Plasmaquelle als auch mit einem Freie-Elektronen-Laser (FEL) betrieben werden kann. Die FEL-Strahlung unterscheidet sich von der Plasma-Strahlung in zwei Aspekten:
- 1. Die Form der Ausleuchtung ist anders. Insbesondere ist der Strahlungsquerschnitt kleiner.
- 2. Die Strahlung 3 von der Plasmaquelle fällt divergent auf den ersten Facettenspiegel, die Beleuchtungsstrahlung 3 vom FEL dagegen parallel oder zumindest weniger divergent.
Previously described how the illumination optics 23 should be designed so that it can be operated with both a plasma source and a free-electron laser (FEL). The FEL radiation differs from the plasma radiation in two aspects: - 1. The shape of the illumination is different. In particular, the radiation cross section is smaller.
- 2. The radiation 3 from the plasma source falls divergently on the first facet mirror, the illumination radiation 3 on the other hand, parallel or at least less divergent from the FEL.
Grundsätzlich sind die vorhergehend beschriebenen Details der Erfindung auch auf den Fall anwendbar, dass die Beleuchtungsoptik 23 für die Verwendung zweier unterschiedlicher Plasmaquellen ausgelegt werden soll. Hierbei kann es sich insbesondere um zwei Plasmaquellen handeln, welche sich in ihren Ausleuchtungseinhüllenden und/oder in Bezug auf die Lage ihres Zwischenfokus 28 unterscheiden. Exemplarische Beispiele sind in den 22 und 23 dargestellt. Die von den unterschiedlichen Plasmaquellen ausgeleuchteten Bereiche auf dem Feldfacettenspiegel 6 sind durch unterschiedliche Schraffuren gekennzeichnet.Basically, the above-described details of the invention are also applicable to the case that the illumination optics 23 to be designed for the use of two different plasma sources. These may in particular be two plasma sources, which are located in their illumination envelopes and / or with respect to the position of their intermediate focus 28 differ. Exemplary examples are in the 22 and 23 shown. The areas illuminated by the different plasma sources on the field facet mirror 6 are characterized by different hatchings.
In der 22 ist der Fall zweier Strahlungsquellen 2 mit unterschiedlichen Lichtleitwerten dargestellt. Der auf dem Feldfacettenspiegel 6 von der ersten Strahlungsquelle 2 ausgeleuchtete Bereich umfasst vollständig den von der zweiten Strahlungsquelle ausgeleuchteten Bereich. Es handelt sich also um einen Sonderfall, bei dem keine Feldfacetten 7 C und keine Pupillenfacetten 11 C vorliegen, die Facettengruppen C1 und C2 also leer sind. Ob die beiden ausgeleuchteten Bereiche auf dem Feldfacettenspiegel 6 zueinander zentriert sind oder nicht, ist hierbei irrelevant.In the 22 is the case of two radiation sources 2 shown with different light conductance. The one on the field facet mirror 6 from the first radiation source 2 Illuminated area completely covers the area illuminated by the second radiation source. So it is a special case where there are no field facets 7 C and no pupil facets 11 C are present, the facet groups C 1 and C 2 are therefore empty. Whether the two illuminated areas on the field facet mirror 6 centered on each other or not, is irrelevant here.
Bei dem in 23 exemplarisch dargestellten Fall führen die beiden Strahlungsquellen 2 nicht notwendigerweise zu unterschiedlichen Ausleuchtungen mit unterschiedlichem Flächeninhalt, sondern der primäre Unterschied liegt in der geometrischen Form der beiden Ausleuchtungen. Je nach der Strahlungsquellenkonstruktion kann sich die Ausleuchtung des Feldfacettenspiegels 6 beispielsweise durch eine Obskuration in Form eines horizontalen Balkens 36 unterscheiden.At the in 23 exemplified case lead the two radiation sources 2 not necessarily different illuminations with different surface area, but the primary difference lies in the geometric shape of the two illuminations. Depending on the radiation source design, the illumination of the field facet mirror may be 6 for example, by obscuration in the form of a horizontal bar 36 differ.
Ist der von der einen Strahlungsquelle 2 ausgeleuchtete Bereich auf dem Feldfacettenspiegel 6 signifikant kleiner als der von der anderen Strahlungsquelle 2 ausgeleuchtete Bereich (siehe 22), sind die vorhergehend beschriebenen Aspekte der Erfindung entsprechend anwendbar. Analoges gilt, wenn der von einer ersten Strahlungsquelle 2 aber nicht von einer zweiten Strahlungsquelle beleuchtete Bereich auf dem Feldfacettenspiegel 6 signifikant größer als der von einer zweiten Strahlungsquelle aber nicht von einer ersten Strahlungsquelle beleuchtete Bereich ist. Liegt der Unterschied zwischen den beiden Strahlungsquellen 2 primär in der Form der Ausleuchtung des Feldfacettenspiegels 6, so sollte beachtet werden, dass die Pupillenfacetten 11 B, die den Feldfacetten 7 B im Überlappungsbereich 27 der beiden Ausleuchtungen zugeordnet werden, primär in den wichtigen Bereichen der Pupille angeordnet werden. Dies gilt insbesondere für mindestens 50%, insbesondere mindestens 70%, insbesondere mindestens 90%, insbesondere sämtliche der entsprechenden Pupillenfacetten 11 B.Is that of the one radiation source 2 illuminated area on the field facet mirror 6 significantly smaller than that of the other radiation source 2 illuminated area (see 22 ), the previously described aspects of the invention are accordingly applicable. The same applies if the from a first radiation source 2 but not area illuminated by a second radiation source on the field facet mirror 6 is significantly larger than that of a second radiation source but not illuminated by a first radiation source. Is the difference between the two radiation sources 2 primarily in the form of illumination of the field facet mirror 6 , it should be noted that the pupil facets 11 B , the the field facets 7 B in the overlap area 27 the two illuminations are assigned, are arranged primarily in the important areas of the pupil. This applies in particular to at least 50%, in particular at least 70%, in particular at least 90%, in particular all of the corresponding pupil facets 11 B.
Die Pupillenfacetten 11 A und 11 C sind vorzugsweise derart angeordnet, dass jeweils neben einer der Pupillenfacetten 11 A eine der Pupillenfacetten 11 C angeordnet ist.The pupil facets 11 A and 11 C are preferably arranged such that in each case adjacent to one of the pupil facets 11 A one of the pupil facets 11 C is arranged.
Außerdem wurden erfindungsgemäß folgender Aspekte erkannt:
Eine Plasmaquelle erzeugt breitbandige Strahlung 3. Die ersten optischen Elemente der Beleuchtungsoptik 23, insbesondere der Feldfacettenspiegel 6 und der Pupillenfacettenspiegel 10 wirken dann durch ihre Beschichtung mit Multilayern als Spektralfilter, insbesondere als Monochromatoren. Die Beleuchtungsstrahlung 3 außerhalb des Nutzwellenlängenbandes wird dann an diesen optischen Elementen absorbiert, was zu deren Erwärmung führt. Ein FEL emittiert dagegen praktisch ausschließlich Beleuchtungsstrahlung 3 im genutzten, d. h. im reflektierten Wellenlängenbereich. Die Erwärmung der Spiegel 6, 10 durch Strahlung außerhalb des Nutzwellenlängenbandes fällt damit weg. Es ist daher bei Verwendung eines FEL möglich, die Beleuchtungsstrahlung 3 auf einen kleineren Teil der Facettenspiegel 6, 10 zu beschränken, ohne dass die entsprechend ausgeleuchteten Bereiche wärmer als bei Verwendung einer Plasmaquelle mit derselben Nutzleistung werden würden.In addition, the following aspects were recognized according to the invention:
A plasma source generates broadband radiation 3 , The first optical elements of the illumination optics 23 , in particular the field facet mirror 6 and the pupil facet mirror 10 then act through their coating with multilayers as a spectral filter, in particular as monochromators. The illumination radiation 3 outside the Nutzwellenlängenbandes is then absorbed at these optical elements, resulting in their heating. In contrast, a FEL emits almost exclusively illumination radiation 3 in the used, ie in the reflected wavelength range. The heating of the mirror 6 . 10 By radiation outside the Nutzwellenlängenbandes falls away with it. It is therefore possible when using a FEL, the illumination radiation 3 on a smaller part of the facet mirror 6 . 10 be limited without the correspondingly illuminated areas would be warmer than using a plasma source with the same performance.
In der 3 sind keine Pupillenfacetten 11 B der zweiten Facettengruppe B2 dargestellt. Derartige Pupillenfacetten 11 B können entweder gleichmäßig über die Pupille verteilt werden, oder sie können in den wichtigen Teilen der Pupille dichter gesetzt werden. Letztere Option bietet den Vorteil, dass dadurch die Pupillenfüllung in den wichtigen Bereichen der Pupille verbessert werden kann, weil derartige Pupillenfacetten 11 B unabhängig von der Wahl der Strahlungsquelle 2 genutzt werden können. Somit kann es in den entsprechenden Bereichen nicht zu unerwünschten ungenutzten, d. h. dunkeln, Pupillenbereichen kommen.In the 3 are not pupil facets 11 B of the second facet group B 2 shown. Such pupil facets 11 B can either be distributed evenly over the pupil, or they can be placed denser in the important parts of the pupil. The latter option has the advantage that it can improve the pupil filling in the important areas of the pupil because such pupil facets 11 B regardless of the choice of radiation source 2 can be used. Thus, unwanted unused, ie dark, pupil areas can not occur in the corresponding areas.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 24 exemplarisch eine mögliche Zuordnung der Pupillenfacetten 11 zu den Feldfacetten 7 beschrieben.The following is with reference to the 24 an example of a possible assignment of the pupil facets 11 to the field facets 7 described.
In der 24 ist die Berandung eines Leaf-Shape-Dipols mit einem ersten Pol P1 und einem zweiten Pol P2 auf dem Pupillenfacettenspiegel 10 dargestellt. Ein derartiger Leaf-Shape-Dipol ist durch einen Schnitt zweier Kreisbögen identischer Radii zusammen mit dem entsprechenden spiegelbildlichen Objekt gegeben.In the 24 is the boundary of a leaf-shape dipole with a first pole P 1 and a second pole P 2 on the pupil facet mirror 10 shown. Such a leaf-shape dipole is given by intersecting two circular arcs of identical radii together with the corresponding mirror-image object.
Weiter sind in der 24 exemplarisch Pupillenfacetten 11 im ersten Pol P1 und im zweiten Pol P2 dargestellt. Hierbei sei verstanden, dass die in der 24 dargestellten Pupillenfacetten 11 sämtlich zu den zweiten Facettengruppen A2, B2 gehören, das heißt von der ersten Strahlungsquelle 2 ausleuchtbar sind und dementsprechend zu den Pupillenfacetten 11 A, 11 B, gehören. Ein entsprechendes Setting existiert auch für Pupillenfacetten 11 B, 11 C welche sämtlich aus den zweiten Facettengruppen B2, C2 ausgewählt, das heißt von der anderen Strahlungsquelle 2 ausleuchtbar sind.Next are in the 24 Exemplary pupil facets 11 shown in the first pole P 1 and the second pole P 2 . It should be understood that the in the 24 illustrated pupil facets 11 all belong to the second facet groups A 2 , B 2 , that is from the first radiation source 2 are illuminable and accordingly to the pupil facets 11 A , 11 B , belong. A corresponding setting also exists for pupil facets 11 B , 11 C all selected from the second facet groups B 2 , C 2 , that is, from the other radiation source 2 are illuminable.
Zusammen mit den Pupillenfacetten 11 ist jeweils deren konvexe Hülle H1, H2 dargestellt. Außerdem ist in der 24 jeweils das Spiegelbild H1a, H2a der konvexen Hüllen H1, H1, die am Mittelpunkt des Pupillenfacettenspiegels 10 gespiegelt sind, eingezeichnet.Together with the pupil facets 11 is in each case their convex hull H1, H2 shown. Moreover, in the 24 in each case the mirror image H1a, H2a of the convex hulls H1, H1, which are at the center of the pupil facet mirror 10 mirrored, drawn.
Die Pupillenfacetten 11 liegen sämtlich insbesondere vollständig innerhalb des Leaf-Shape-Dipols P1, P2, welcher auch als Referenzdipol bezeichnet wird. Außerdem gilt: |H1 ∩ H2a| + 8F ≥ min(|H1|, |H2|)/2, wobei F den durchschnittlichen Flächeninhalt, welcher von einer der Pupillenfacetten 11 belegt ist, und |H1| den Flächeninhalt der Einhüllenden H1, |H2| den Flächeninhalt der Einhüllenden H2 und |H1 ∩ H2a| den Flächeninhalt des Schnitts der Einhüllenden H1 und des Spiegelbilds H2a der Einhüllenden H2 angibt. Anschaulich gesprochen bedeutet die angegebene Bedingung, dass der Schnitt zwischen der Einhüllenden H1 im ersten Pol P1 und dem Spiegelbild H2a der Einhüllenden H2 im zweiten Pol P2 einen signifikanten Anteil der Einhüllenden H1 beziehungsweise H2a ausmacht. Die Einhüllenden H1, H2 sind mit anderen Worten ungefähr spiegelsymmetrisch angeordnet. Sie sind insbesondere zu einem Mindestanteil spiegelsymmetrisch angeordnet.The pupil facets 11 all are in particular completely within the leaf-shape dipole P 1 , P 2 , which is also referred to as Referenzdipol. In addition: | H1 ∩ H2a | + 8F ≥ min (| H1 |, | H2 |) / 2, where F is the average area occupied by one of the pupil facets 11 is occupied, and | H1 | the area of the envelope H1, | H2 | the area of the envelope H2 and | H1 ∩ H2a | indicates the area of the section of the envelope H1 and the mirror image H2a of the envelope H2. To put it clearly, the indicated condition means that the intersection between the envelope H1 in the first pole P 1 and the mirror image H2a of the envelope H2 in the second pole P 2 constitutes a significant proportion of the envelope H1 or H2a. The envelopes H1, H2 are in other words arranged approximately mirror-symmetrically. In particular, they are arranged mirror-symmetrically to a minimum proportion.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine Zuordnung der Pupillenfacetten 11 A, 11 B, 11 C zu den Feldfacetten 7 A, 7 B, 7 C, bei welcher es für jede der Strahlungsquellen 2 ein entsprechendes Beleuchtungssetting gibt, das heißt ein Beleuchtungssetting, welches ausschließlich mit Beleuchtungskanälen der Gruppen A und B beziehungsweise ausschließlich mit Beleuchtungskanälen der Gruppen B und C einstellbar ist, dazu führt, dass die Beleuchtungsoptik 23 mit beiden der Strahlungsquellen 2 verwendet werden kann.According to the invention, it has been recognized that an assignment of the pupil facets 11 A , 11 B , 11 C to the field facets 7 A , 7 B , 7 C , where it for each of the radiation sources 2 a corresponding illumination setting exists, that is to say an illumination setting which is adjustable exclusively with illumination channels of the groups A and B or exclusively with illumination channels of the groups B and C, leads to the illumination optics 23 with both of the radiation sources 2 can be used.
Sofern die Zuordnung der Pupillenfacetten 11 zu den Feldfacetten 7 derart gewählt ist, dass es für jede der Strahlungsquellen 2 ein Beleuchtungssetting gibt, welches die angegebene Symmetriebedingung |H1 ∩ H2a| + 8F ≥ min(|H1|, |H2|)/2 beziehungsweise |H1' ∩ H2'a| + 8F ≥ min(|H1'|, |H2'|)/2, für jede der Strahlungsquellen 2 erfüllt, wobei die gestrichenen Größen die bei Verwendung einer zweiten Strahlungsquelle genutzten Pupillenfacetten beschreiben, ist sichergestellt, dass die Beleuchtungsoptik 23 mit jeder der beiden Strahlungsquellen 2 verwendet werden kann.Unless the assignment of the pupil facets 11 to the field facets 7 is chosen such that it is for each of the radiation sources 2 gives a lighting setting that satisfies the specified symmetry condition | H1 ∩ H2a | + 8F ≥ min (| H1 |, | H2 |) / 2 or | H1 '∩ H2'a | + 8F ≥ min (| H1 '|, | H2' |) / 2, for each of the radiation sources 2 is fulfilled, wherein the painted sizes describe the pupil facets used when using a second radiation source, it is ensured that the illumination optics 23 with each of the two radiation sources 2 can be used.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102011076145 A1 [0045, 0051, 0080] DE 102011076145 A1 [0045, 0051, 0080]
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US 6859515 B2 [0077] US Pat. No. 685,951 B2 [0077]
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EP 1225481 A2 [0077] EP 1225481 A2 [0077]
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US 7196841 B2 [0084] US 7196841 B2 [0084]