DE102009045694A1

DE102009045694A1 - Beleuchtungsoptik für die Mikrolithographie sowie Beleuchtungssystem und Projektionsbelichtungsanlage mit einer derartigen Beleuchtungsoptik

Info

Publication number: DE102009045694A1
Application number: DE102009045694A
Authority: DE
Inventors: Markus DEGÜNTHER
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2011-04-28
Anticipated expiration: 2029-10-15
Also published as: US20110085151A1; DE102009045694B4; US7969556B2

Abstract

Eine Beleuchtungsoptik für die Mikrolithographie dient zur Führung eines Beleuchtungs-Bündels von einer Strahlungsquelle hin zu einem Objektfeld (5) in einer Objektebene. Ein Feldfacettenspiegel (17) hat eine Mehrzahl von Feldfacetten (23) zur Vorgabe definierter Beleuchtungsverhältnisse im Objektfeld (5). Dem Feldfacettenspiegel (17) ist eine Folgeoptik zur Überführung des Beleuchtungslichts in das Objektfeld (5) nachgeordnet. Die Folgeoptik hat einen Pupillenfacettenspiegel mit einer Mehrzahl von Pupillenfacetten (31, 31). Einige der Feldfacetten (23) sind in Einzelspiegel (29) unterteilt, die Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle (30) vorgeben. Letztere beleuchten Objektfeldabschnitte (32), die kleiner sind als das Objektfeld (5). Zumindest einige der Einzelspiegel (29) sind als Korrektur-Einzelspiegel (29) ausgeführt. Letztere sind zwischen mindestens zwei Kippstellungen verkippbar, wobei in einer Grund-Kippstellung eine Zentralbereichs-Beleuchtung und in einer Korrektur-Kippstellung eine Umgebungsbereichs-Beleuchtung des Objektfeldes (5) erfolgt. Es resultiert eine Beleuchtungsoptik, mit der eine Korrektur von unerwünschten Variationen von Beleuchtungsparametern, insbesondere einer Beleuchtungsintensitätsverteilung über das Objektfeld, ohne Lichtverlust möglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik für die Mikrolithographie, insbesondere für die EUV-Mikrolithographie, mit einem Feldfacettenspiegel und einer eine Puppillenfacettenspiegel aufweisenden Folgeoptik. Ferner betrifft die Erfindung ein Beleuchtungssystem mit einer derartigen Beleuchtungsoptik und eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen Beleuchtungssystem. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Beleuchtungskorrektur unter Einsatz einer derartigen Beleuchtungsoptik. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauelements und ein mit dem Verfahren hergestelltes Bauelement.
Eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer derartigen Beleuchtungsoptik ist bekannt aus der WO 2009/100 856 A1 und aus der US 7,551,263 B2 .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsoptik der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine Korrektur von unerwünschten Variationen von Beleuchtungsparametern, insbesondere einer Beleuchtungsintensitätsverteilung über das Objektfeld, möglich ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Beleuchtungsoptik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es möglich ist, eine Beeinflussung einer Beleuchtungsintensitätsverteilung über das Objektfeld nicht nur durch Ausblenden einzelner Einzelspiegel möglich ist, sondern dass Beleuchtungslicht, welches aufgrund einer Verkippung von Korrektur-Einzelspiegeln der Feldfacetten nicht mehr über den an sich dieser Feldfacette zugeordneten Grund-Einzelspiegel-Ausleuchtungskanal hin zum Objektfeld geführt wird, dennoch zur Beleuchtung des Objektfeldes genutzt werden kann. Es wurde erkannt, dass es durchaus möglich ist, neben dem eigentlichen Feldfacettenbild in der Objektebene auch benachbarte und zum Beispiel direkt angrenzende Bereiche in der Objektebene zur Beleuchtung bei der Mikrolithographie zu nutzen. Ein Nutzbereich des Objektfeldes umfasst neben dem Zentralbereich also auch den Umgebungsbereich des Objektfeldes. Beleuchtungslicht, welches über in der Korrektur-Kippstellung vorliegende Korrektur-Einzelspiegel, also über die Korrektur-Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle, geführt wird, trägt also anders als bei ausgeblendeten Einzelspiegeln weiterhin zur Objektfeldbeleuchtung bei. Es resultiert eine Beleuchtungsoptik einerseits mit einer flexiblen Möglichkeit zur Korrektur bzw. Kompensation unerwünschter Variationen von Beleuchtungsparametern, insbesondere der Uniformität der Beleuchtung über die Objektfeldhöhe, wobei andererseits effizient das gesamte auf alle Einzelspiegel einer Feldfacette auftreffende Beleuchtungslicht weiterhin genutzt wird. Dies kann zu einer Korrektur von Beleuchtungsparametern, insbesondere zu einer Korrektur der Beleuchtungsintensitätsverteilung über das Objektfeld, ohne Lichtverlust genutzt werden. Die Vorteile der Beleuchtungsoptik kommen besonders beim Einsatz für die EUV-Mikrolithographie zum Tragen.
Eine Ausgestaltung nach Anspruch 2 kann elegant Pupillenfacetten, die im Normalfall ohnehin zur Objektfeldbeleuchtung benachbarter Feldfacetten vorhanden sind, zur Beleuchtungslichtführung von in der Korrektur-Kippstellung umgestellten Korrektur-Einzelspiegeln einer bestimmten Feldfacette nutzen. Zusätzliche Spiegelelemente zur Führung des Beleuchtungslichts, welches über die Korrektur-Einzelspiegel in der Korrektur-Kippstellung abgelenkt wird, sind dann nicht erforderlich.
Ein Versatz von Feldfacetten nach Anspruch 3 führt bei einer überlagernden Abbildung der zueinander versetzten Feldfacetten in das Objektfeld zur Möglichkeit, diesen Versatz für die Beleuchtungslicht-Bündelführung über die Korrektur-Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle zu nutzen. Hierüber lässt sich die Uniformität der Objektfeldbeleuchtung über die Feldhöhe beeinflussen.
Mehrere nach Anspruch 4 angeordnete Korrektur-Einzelspiegel ermöglichen auch größere Nettoverschiebungen einer Beleuchtungsintensität über die Objektfeldhöhe.
Randseitig nach Anspruch 5 angeordnete Korrektur-Einzelspiegel erleichtern die Nutzung von Korrektur-Pupillenfacetten, die benachbarten Feldfacetten zugeordnet sind. Die in der Korrektur-Kippstellung vorliegenden Korrektur-Einzelspiegel können dann in Bereiche des Objektfeldes abgebildet werden, die an den Zentralbereich unmittelbar angrenzen.
Aspektverhältnisse und ein Versatz-Grenzlinienverlauf nach Anspruch 6 haben sich in der Praxis der Projektionsbelichtung bewährt. Anstelle von rechteckigen Feldfacetten sind auch gebogene Feldfacetten mit einem entsprechenden Aspektverhältnis möglich, die dann ebenfalls aus Einzelspiegeln und auch aus Korrektur-Einzelspiegeln aufgebaut sein können.
Eine Ausgestaltung des Nutzbereiches des beleuchteten Objektfeldes nach Anspruch 7 ermöglicht eine flexible Objektfeldbeleuchtung und entsprechend eine flexible Korrektur von Beleuchtungsparametern. Je nach einer erforderlichen Korrektur oder Kompensation von Beleuchtungsparametern können die Umgebungsabschnitte um den Zentralbereich wahlweise und auch bereichsweise durch entsprechende Auswahl und Ansteuerung von Korrektur-Einzelspiegeln ausgeleuchtet werden.
Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 8 und einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 9 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik bereits erläutert wurden. Eine EUV-Strahlungsquelle führt zur Möglichkeit einer hohen Strukturauflösung bei der Projektionsbelichtung.
Bei einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 10 ist eine Korrektur eines Verlaufs der Beleuchtungsintensität über das Objektfeld senkrecht zur Scanrichtung, also über die Objektfeldhöhe, möglich. Abschnitte des Umgebungsbereiches des Objektfeldes können in der Verlagerungsrichtung vor oder nach dem Zentralbereich des Objektfeldes angeordnet sein.
Bei einem Beleuchtungskorrekturverfahren nach Anspruch 11 kann eine Bereitstellung ausgewählter Korrektur-Einzelspiegel durch eine Berechnung anhand der gemessenen Ist-Intensitätsverteilung der Objektfeldbeleuchtung erfolgen. Alternativ ist es möglich, die Bereitstellung aufgrund einer vorher erzeugten Kalibriertabelle vorzunehmen, in der die der jeweils ermittelten Intensitätsverteilung zugeordneten Anordnungen der Korrektur-Einzelspiegel und Zuordnungen der Korrektur-Einzelspiegel zu den Korrektur-Pupillenfacetten abgelegt sind. Eine Intensitätsverteilung der Beleuchtung des Objektfeldes kann entweder direkt gemessen oder in abgeleiteter Form gemessen werden. Eine Messung in abgeleiteter Form kann beispielsweise über eine Messung der Intensitätsverteilung des Objektfeldes in einer von der Objektebene beabstandeten Ebene erfolgen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, die Intensitätsverteilung der Objektfeldbeleuchtung abgeleitet über eine Messung anderer Parameter zu ermitteln, beispielsweise über eine Messung einer Lichtverteilung von Justierstrahlung oder mitgeführter Strahlung anderer Wellenlängen oder über eine Messung indirekter Parameter wie beispielsweise der Erwärmung bestimmter Bauteile oder über eine Streulichtmessung. Bei der Beleuchtungskorrektur kann zwischen verschiedenen Kippzuständen der Korrektur-Einzelspiegel gewählt und gegebenenfalls während der Projektionsbelichtung gewechselt werden.
Die Vorteile eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 12 oder 13 entsprechen denjenigen, die vorstehend im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik, der erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage und dem erfindungsgemäßen Beleuchtungskorrekturverfahren bereits erläutert wurden. Es lassen sich mikrostrukturierte Bauteile nach Anspruch 14 mit hohen Integrationsdichten bis hin in den Sub-Mikrometer-Bereich realisieren.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 schematisch einen Meridionalschnitt durch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektions-Lithographie;
2 schematisch in einer entfalteten Darstellung Abbildungsverhältnisse bei der Abbildung benachbarter Feldfacetten eines Feldfacettenspiegels einer Beleuchtungsoptik eines optischen Systems der Projektionsbelichtungsanlage, wobei die Feldfacetten in ein Objektfeld in einer Objektfeldebene einerseits über Grund-Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle in einen Zentralbereich des Objektfeldes und andererseits über Korrektur-Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle in einen Umgebungsbereich des Objektfeldes abgebildet werden.
1 zeigt schematisch in einem Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie. Ein Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7, das von einem lediglich ausschnittsweise dargestellten Retikelhalter 8 gehalten ist. Eine Projektionsoptik 9 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 10 in einer Bildebene 11. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 10 in der Bildebene 11 angeordneten Wafers 12, der von einem ebenfalls schematisch dargestellten Waferhalter 13 gehalten ist.
Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle mit einer emittierten Nutzstrahlung im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Es kann sich dabei um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine GDPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, gasdischarge-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 Strahlungsquelle 3 einsetzbar. Informationen zu einer derartigen Strahlungsquelle findet der Fachmann beispielsweise aus der US 6,859,515 B2 . EUV-Strahlung 14, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 15 gebündelt. Ein entsprechender Kollektor ist aus der EP 1 225 481 A bekannt. Nach dem Kollektor 15 propagiert die EUV-Strahlung 14 durch eine Zwischenfokusebene 16, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 17 trifft. Der Feldfacettenspiegel 17 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Objektebene 6 optisch konjugiert ist.
Die EUV-Strahlung 14 wird nachfolgend auch als Beleuchtungslicht oder als Abbildungslicht bezeichnet.
Nach dem Feldfacettenspiegel 17 wird die EUV-Strahlung 14 von einem Pupillenfacettenspiegel 18 reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 18 ist in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 9 optisch konjugiert ist. Mit Hilfe des Pupillenfacettenspiegels 18 und einer abbildenden optischen Baugruppe in Form einer Übertragungsoptik 19 mit in der Reihenfolge des Strahlengangs bezeichneten Spiegeln 20, 21 und 22 werden nachfolgend noch näher beschriebene Feldfacetten 23 (vgl. 2) des Feldfacettenspiegels 17 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der letzte Spiegel 22 der Übertragungsoptik 19 ist ein Spiegel für streifenden Einfall („Grazing Incidence-Spiegel”). Der Pupillenfacettenspiegel 18 und die Übertragungsoptik 19 bilden eine Folgeoptik zur Überführung des Beleuchtungslichts 14 in das Objektfeld 5. Auf die Übertragungsoptik 19 kann insbesondere dann verzichtet werden, wenn der Pupillenfacettenspiegel 18 in einer Eintrittspupille der Projektionsoptik 9 angeordnet ist.
Zur Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen ist in der 1 ein kartesisches xyz-Koordinatensystem als globales Koordinatensystem für die Beschreibung der Lageverhältnisse von Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage 1 zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 11 eingezeichnet. Die x-Achse verläuft in der 1 senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein. Die y-Achse verläuft in der 1 nach rechts. Die z-Achse verläuft in der 1 nach unten, also senkrecht zur Objektebene 6 und zur Bildebene 11.
Der Retikelhalter 8 und der Waferhalter 13 sind beide gesteuert so verlagerbar, dass bei der Projektionsbelichtung das Retikel 7 und der Wafer 12 in einer Verlagerungsrichtung, nämlich in der y-Richtung, einerseits durch das Objektfeld 5 und andererseits durch das Bildfeld 10 gescannt werden. Die Verlagerungsrichtung y wird nachfolgend auch als Scanrichtung bezeichnet.
2 zeigt schematisch Abbildungsverhältnisse hinsichtlich der Abbildung ausgewählter der Feldfacetten 23 in das Objektfeld 5. Die Darstellung nach 2 ist entfaltet, das heißt Strahlengänge zwischen den Feldfacetten 23 und dem Objektfeld 5 erscheinen ohne Umlenkung. Zudem ist die Darstellung nach 2 so, dass eine Trägerebene des Feldfacettenspiegels 17 und die Objektebene 6 zusammenzufallen scheinen, obwohl diese beiden Ebenen (vgl. 1) natürlich nicht zusammenfallen. Entsprechend ist in der 2 die Folgeoptik 18, 19 weggelassen. Zur Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen ist in der 2 ebenfalls ein kartesisches x-y-Koordinatensystem als lokales Koordinatensystem des Feldfacettenspiegels 17 und des Objektfeldes 5 eingezeichnet. Die x-Richtung und die y-Richtung des Koordinatensystems nach 2 entsprechen beim Objektfeld 5 der x-Richtung und der y-Richtung nach 1.
Das Objektfeld 5 hat einen Nutzbereich mit einem inneren Zentralbereich 24 und einem Umgebungsbereich 25. Die Bereiche 24, 25 sind für die Projektionsbelichtung genutzte Bereiche des Objektfeldes 5.
Der Objektfeld-Zentralbereich 24 ist in der 2 durchgezogen dargestellt und hat ein Aspektverhältnis zwischen einer größeren Felddimension x und einer kleineren Felddimension y, das größer ist als 1 und beim dargestellten Ausführungsbeispiel 12:5 beträgt. Auch andere x-y-Aspektverhältnisse, beispielsweise 25/4 oder 104/8, sind möglich. Ein x-y-Aspektverhältnis der Feldfacetten 23 entspricht dem x-y-Aspektverhältnis des Objektfeldes 5.
Der Objektfeld-Umgebungsbereich 25 ist unterteilt in zwei Umgebungsabschnitte 26, 27, die sich in der 2 direkt oberhalb und unterhalb an den Zentralbereich 24 des Objektfeldes 5 anschließen.
Der Objektfeld-Umgebungsabschnitt 26 schließt sich an den Objektfeld-Zentralbereich 24 in positiver Scanrichtung y an. Der Objektfeld-Umgebungsabschnitt 27 schließt sich an den Zentralbereich 24 in negativer Scanrichtung y an.
In der 2 links oben ist ein Ausschnitt aus dem Feldfacettenspiegel 17 mit sechs Feldfacetten 23 dargestellt. Dargestellt sind drei Gruppen zu je zwei in der x-Richtung einander direkt benachbarten Feldfacetten 23. Diese Feldfacetten-Gruppen sind in der x-Richtung versetzt zueinander und über Versatz-Grenzlinien 28, die parallel zur x-Richtung verlaufen, voneinander getrennt angeordnet. Die Feldfacetten innerhalb dieser Gruppen werden nachfolgend mit 23x/y bezeichnet, wobei x die Zeilenposition und y die Spaltenposition der jeweiligen Feldfacette 23 bezeichnet. Nachfolgend werden Zeilen von oben nach unten und Spalten von links nach rechts durchnummeriert.
Jede der Feldfacetten 23 ist in eine Mehrzahl von Einzelspiegeln 29 unterteilt. Eine gesamte Reflexionsfläche der jeweiligen Feldfacette 23 ist dabei zeilen- und spaltenweise unterteilt in ein Raster aus den Einzelspiegeln 29. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist jede Feldfacette 23 unterteilt in zwölf nebeneinander liegende Spalten zu je fünf Einzelspiegeln 29, weist also fünf Zeilen und zwölf Spalten auf. Die Einzelspiegel 29 einer jeweiligen Feldfacette 23 werden nachfolgend mit 29x/y bezeichnet, wobei x die Zeilenposition und y die Spaltenposition des jeweiligen Einzelspiegels 29 der Feldfacette 23 bezeichnet.
Eine solche Unterteilung von Feldfacetten in Einzelspiegel ist bekannt aus der WO 2009/100 856 A1 , auf deren Inhalt vollumfänglich Bezug genommen wird.
Beim Feldfacettenspiegel 17 müssen nicht alle der Feldfacetten 23 in Einzelspiegel 29 unterteilt sein. Es muss auch nicht notwendig die gesamte Reflexionsfläche einer der Feldfacetten 23 in Einzelspiegel 29 unterteilt sein.
Die Einzelspiegel 29 geben Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle 30 zur Führung von auf die Einzelspiegel 29 auftreffenden Unteranteilen des auf den Feldfacettenspiegel 17 auftreffenden Bündels des Beleuchtungslichts 14 vor. Ein derartiger Ausleuchtungskanal 30 ist in der 2 für den Einzelspiegel 291/11, also für den Einzelspiegel 29 in der ersten Zeilen und der elften Spalte der in der 2 links oben dargestellten Feldfacette 23, gestrichelt dargestellt.
Der Pupillenfacettenspiegel 18 hat eine Mehrzahl von Pupillenfacetten 31. Die Anzahl der Pupillenfacetten 31 ist mindestens so groß wie die Anzahl der Feldfacetten 23. Die Feldfacetten 23 sind den Pupillenfacetten 31 jeweils individuell zugeordnet, so dass Anteile des Bündels des Beleuchtungslichts 14, die auf jeweils eine der Feldfacetten 23 treffen, über die zugeordnete Pupillenfacette 31 weiter zum Objektfeld 5 zur Abbildung der Feldfacette 23 in das Objektfeld 5 geführt werden. Der Einzelspiegel-Ausleuchtungskanal 30 des Einzelspiegels 291/11 wird von der in der 2 oben dargestellten Pupillenfacette 311 reflektiert und hin zum Objektfeld 5 in ein Objektfeldabschnitt 32 im Zentralbereich 24 des Objektfeldes 5 abgebildet.
Der Zentralbereich 24 des Objektfeldes 5 ist zur Veranschaulichung in der 2 ebenfalls in Rasterelemente in fünf Zeilen und zwölf Spalten unterteilt, wobei jedes der Rasterelemente einem der Objektfeldabschnitte 32 entspricht. Aufgrund des im Ausführungsbeispiel negativen Abbildungsmaßstabs bei der Abbildung der Feldfacetten 23 in die Objektebene 6 wird der Einzelspiegel 291/11 abgebildet in das Objektfeldabschnitt 325/2, also in das Objektfeldabschnitt 32, das in der fünften Zeile und in der zweiten Spalte des Zentralbereichs 24 des Objektfelds 5 angeordnet ist.
Die Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle 30 der Einzelspiegel 29 beleuchten im Zentralbereich 24 des Objektfeldes 5 also die Objektfeldabschnitte 32, die kleiner sind als das Objektfeld 5.
Die Umgebungsabschnitte 26 und 27 sind jeweils einzeilig. Objektfeldabschnitte innerhalb der Umgebungsabschnitte 26, 27 können daher durch einen einzigen Index beschrieben werden, der die Spaltenposition des Objektfeldabschnitts innerhalb des jeweiligen Umgebungsabschnitts 26, 27 repräsentiert. Diese Spaltennummerierung ist für den Objektfeldabschnitt 26 in der 2 dargestellt.
Einige der Einzelspiegel 29 der Feldfacetten 23 des Feldfacettenspiegels 17 sind als Korrektur-Einzelspiegel 29K ausgeführt. Im in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Korrektur-Einzelspiegel 29K aktiv, nämlich die Korrektur-Einzelspiegel 29K5/5, 29K5/6 und 29K5/7. Die in der 2 links oben dargestellte Feldfacette 231/1 hat also drei aktive Korrektur-Einzelspiegel 29K, die an einem Rand der Feldfacette 23 angeordnet sind. Die aktiven Korrektur-Einzelspiegel 29 sind einander direkt benachbart parallel zur Versatz-Grenzlinie 28 angeordnet.
Jeder der Korrektur-Einzelspiegel 29K ist zur individuellen Ablenkung von auftreffendem Beleuchtungslicht 14 jeweils mit einem Aktor bzw. Aktuator verbunden. Näheres zur Ausgestaltung von Aktuatoren für die Einzelspiegel eines Feldfacettenspiegels ist in der WO 2009/100 856 A1 ausgeführt.
Die aktiven Korrektur-Einzelspiegel 29K der Feldfacette 23 werden nicht wie alle anderen Einzelspiegel 29 dieser Feldfacette 231/1 über Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle 30 hin zum Objektfeld 5 geführt, die durch die Pupillenfacette 311 verlaufen, sondern über Korrektur-Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle 33, die über die in der 2 unten dargestellte Pupillenfacette 312 geführt werden. Einer dieser Korrektur-Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle 33 ist in der 2 gestrichelt dargestellt.
Die Korrektur-Einzelspiegel 29K, sind zwischen zwei Kippstellungen verkippbar ausgestaltet. In einer nicht aktiven Grund-Kippstellung der Korrektur-Einzelspiegel 29K erfolgt eine Beleuchtung des Zentralbereiches 24 des Objektfeldes 5 über einen Grund-Einzelspiegel-Ausleuchtungskanal 30. In einer aktiven Korrektur-Kippstellung der Korrektur-Einzelspiegel 29K erfolgt eine Beleuchtung eines der Umgebungsabschnitte 26, 27 des Objektfeld-Umgebungsbereichs 25 über den jeweiligen Korrektur-Einzelspiegel-Ausleuchtungskanal 33.
Die Beleuchtung in der Grund-Kippstellung erfolgt über die jeweils der Feldfacette 23 individuell zugeordnete Grund-Pupillenfacette, im Falle der Feldfacette 231/1 also über die Pupillenfacette 311. In der Korrektur-Kippstellung erfolgt die Beleuchtung über eine sich von der Grund-Pupillenfacette unterscheidende Korrektur-Pupillenfacette, im Falle der in der 2 aktiven Korrektur-Einzelspiegel 29K also über die Pupillenfacette 312, die der benachbarten Feldfacette 232/1 zugeordnet ist.
Aufgrund der Umstellung der drei in der 2 aktiven Korrektur-Einzelspiegel 29K werden diese nicht mehr über die Grund-Pupillenfacette 311 auf die Objektfeld-Abschnitte 321/7 und 321/8 des Zentralbereichs 24 abgebildet, was in der 2 durch Auskreuzen dieser Objektfeldabschnitte verdeutlicht ist. Stattdessen erfolgt eine Abbildung der Korrektur-Einzelspiegel 29K in die Objektfeldabschnitte 277, 278 und 279 des Umgebungsabschnitts 27.
Die in der 2 unterhalb der Feldfacette 231/1 angeordnete Feldfacette 232/1 ist um eine Einzelspiegel-Breite in positiver x-Richtung längs der Versatz-Grenzlinie 28 versetzt angeordnet. Diese Feldfacette 232/1 wird über die in der 2 unten dargestellte Pupillenfacette 312 in den Zentralbereich 24 des Objektfelds 5 abgebildet.
Aufgrund des Versatzes der Feldfacette 232/1 gegenüber der Feldfacette 231/1 erfolgt die Abbildung der drei aktiven Korrektur-Einzelspiegel 29 über die der Feldfacette 232/1 zugeordnete Pupillenfacette 312 ebenfalls in der x-Richtung versetzt, und zwar aufgrund des Abbildungsmaßstabes um die Breite eines Objektfeldabschnittes 32 in positiver x-Richtung versetzt.
Aufgrund der Aktivierung der drei Korrektur-Einzelspiegel 29K ist netto und integriert über die Scanrichtung y eine Verschiebung der Ausleuchtung eines Objektfeldabschnitts 32 in der sechsten Spalte des Objektfelds 5 hin zu einer zusätzlichen Ausleuchtung des Objektfeldabschnitts 279 in der neunten Spalte des Objektfeldes geschehen. Diese Verschiebung ist in der 2 durch einen Pfeil 34 verdeutlicht. Diese Verschiebung 34 kann zur Korrektur bzw. zur Kompensation einer Beleuchtungsintensität über die Objektfeldhöhe, also über die x-Dimension des Objektfeldes 5, genutzt werden.
Durch Aktivierung anderer Korrektur-Einzelspiegel 29K bzw. anderer Gruppen von Korrektur-Einzelspiegeln 29K lassen sich andere Verschiebungen 34 erzeugen. Wenn beispielsweise nur der Korrektur-Einzelspiegel 29K5/5 aktiviert wird, führt dies zu einem Verlust der Beleuchtung des Objektfeldabschnitts 321/8 und zu einer zusätzlichen Beleuchtung des Objektfeldabschnitts 279, also zu einer Verschiebung 34 einer Beleuchtung von Abschnitten des Objektfeldes 5 von der achten auf die neunte Spalte. Entsprechend lassen sich andere Verschiebungen erzeugen.
Die Nettoverschiebung aufgrund der Nutzung einer weiteren Pupillenfacette 31 für eine bestimmte Feldfacette 23, die nicht die Grund-Pupillenfacette dieser bestimmten Feldfacette 23, sondern die Grund-Pupillenfacette einer benachbarten Feldfacette 23 darstellt, hängt vom Versatz der benachbarten Feldfacetten 23 zueinander ab. Diese weitere Pupillenfacette 31 wird auch als Korrektur-Pupillenfacette bezeichnet. Im in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Versatz zwischen den Feldfacetten 231/1 und 232/1 eine Spiegelbreite in positiver x-Richtung. Wäre dieser Versatz ein anderer, beispielsweise zwei Einzelspiegelbreiten in positiver x-Richtung oder eine Einzelspiegelbreite in negativer x-Richtung, würde entsprechend die Möglichkeit einer Verschiebung 34 um zwei Objektfeldabschnittsbreiten in positiver x-Richtung oder um eine Objektfeldabschnittsbreite in negativer x-Richtung resultieren. Über die Auswahl des Versatzes benachbarter Feldfacetten, deren Pupillenfacetten wechselweise zur Korrekturbeleuchtung genutzt werden, kann also die Richtung und die Größe der Verschiebung 34 vorgegeben werden.
Bei der in der 2 dargestellten Situation lässt sich umgekehrt durch Aktivierung von Korrektur-Einzelspiegeln 29K der Feldfacette 232/1, die über die Pupillenfacette 311 in den Umgebungsabschnitt 26 des Objektfelds 5 abgebildet werden, ein Versatz 34 in negativer x-Richtung erzeugen. Es kommen dabei Korrektur-Einzelspiegel 29K der Feldfacette 232/1 aus der obersten Einzelspiegel-Zeile der Feldfacette 232/1 zum Einsatz.
Eine Beleuchtungskorrektur wird mit Hilfe der Beleuchtungsoptik 4 folgendermaßen durchgeführt: Zunächst wird mit Hilfe eines entsprechenden Detektors eine Intensitätsverteilung der Beleuchtung des Objektfeldes 5 über die Feldhöhe x ermittelt. Anhand dieses Messergebnisses werden zu aktivierende Korrektur-Einzelspiegel 29K ausgewählt, so dass eine gemessene Ist-Uniformität in eine vorgegebene Soll-Uniformität innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen überführt werden kann.
Die Uniformität U(x) ist dabei folgendermaßen definiert:
x = 0 entspricht hierbei einer x-Position, also einer Feldhöhe, in der Mitte des Objektfeldes 5.
Im Anschluss hieran findet dann die Projektionsbelichtung statt, bei der das Retikel 7 und der Wafer 12, der eine für das Beleuchtungslicht 14 lichtempfindliche Beschichtung trägt, bereitgestellt werden und anschließend zumindest ein Abschnitt des Retikels 7 auf den Wafer 12 mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 projiziert wird. Schließlich wird die mit dem Beleuchtungslicht-Bündel 14 belichtete lichtempfindliche Schicht auf dem Wafer 12 entwickelt. Auf diese Weise wird das mikro- bzw. nanostrukturierte Bauteil, beispielsweise ein Halbleiterchip, hergestellt.
Über die verschiedenen Varianten der Anordnung der vorstehend erläuterten Korrektur-Einzelspiegel 29K kann deren Bündelführungswirkung dynamisch gesteuert werden. Hierzu können die Korrektur-Einzelspiegel 29K von einer Steuereinrichtung der Projektionsbelichtungsanlage angesteuert werden. Diese Ansteuerung kann dabei auf Basis von Messungen des Intensitätsverlaufs über die lange Felddimension, also die x-Richtung, im Objekt- oder auch im Bildfeld erfolgen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2009/100856 A1 [0002, 0032, 0040]
US 7551263 B2 [0002]
US 6859515 B2 [0020]
EP 1225481 A [0020]

Claims

Beleuchtungsoptik (4) für die Mikrolithographie zur Führung eines Beleuchtungslicht-Bündels (14) von einer Strahlungsquelle (3) hin zu einem Objektfeld (5) in einer Objektebene (6) – mit einem Feldfacettenspiegel (17) mit einer Mehrzahl von Feldfacetten (23) zur Vorgabe definierter Beleuchtungsverhältnisse im Objektfeld (5), – mit einer dem Feldfacettenspiegel (17) nachgeordneten Folgeoptik (18, 19) zur Überführung des Beleuchtungslichts (14) in das Objektfeld (5), – wobei die Folgeoptik (18, 19) einen Pupillenfacettenspiegel (18) mit einer Mehrzahl von Pupillenfacetten (31) aufweist, wobei die Feldfacetten (23) den Pupillenfacetten (31) jeweils individuell zugeordnet sind, so dass Anteile des Beleuchtungslicht-Bündels (14), die auf jeweils eine der Feldfacetten (23) treffen, über die zugeordnete Pupillenfacette (31) weiter zum Objektfeld (5) geführt werden, – wobei zumindest einige der Feldfacetten (23) in Einzelspiegel (29) unterteilt sind, die Einzelspiegel-Ausleuchtungskänale (30, 33) zur Führung von auf die Einzelspiegel (29) auftreffenden Unteranteilen des Beleuchtungslicht-Bündels (14) vorgeben, – wobei die Einzelspiegel (29) eine Spiegelfläche derart aufweisen, dass die Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle (30, 33) im Objektfeld (5) Objektfeldabschnitte (32) beleuchten, die kleiner sind als das Objektfeld (5), – wobei zumindest einige der Einzelspiegel (29) als Korrektur-Einzelspiegel (29K) ausgeführt sind, – wobei die Korrektur-Einzelspiegel (29K) zwischen mindestens zwei Kippstellungen verkippbar ausgestaltet sind, wobei – in einer Grund-Kippstellung der Korrektur-Einzelspiegel (29K) eine Beleuchtung eines Zentralbereiches (24) des Objektfeldes (5) über einen Grund-Einzelspiegel-Ausleuchtungskanal (30) der Korrektur-Einzelspiegel (29K) erfolgt, – in einer Korrektur-Kippstellung der Korrektur-Einzelspiegel (29K) eine Beleuchtung eines Umgebungsbereiches (25) des Objektfeldes (5), der dem Zentralbereich (24) in der Objektebene (6) benachbart ist, über einen Korrektur-Einzelspiegel-Ausleuchtungskanal (33) der Korrektur-Einzelspiegel (29K) erfolgt.
Beleuchtungsoptik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur-Einzelspiegel (29K) zwischen den beiden Kippstellungen derart verkippbar ausgestaltet sind, dass – in der Grund-Kippstellung der Korrektur-Einzelspiegel (29K) eine Beleuchtung des Zentralbereiches (24) des Objektfeldes (5) über den Grund-Einzelspiegel-Ausleuchtungskanal (30) der Korrektur-Einzelspiegel (29K) und eine individuell zugeordnete Grund-Pupillenfacette (311) des Pupillenfacettenspiegels (18) erfolgt, – in der Korrektur-Kippstellung der Korrektur-Einzelspiegel (29K) eine Beleuchtung des Umgebungsbereichs (25) des Objektfeldes (5), der dem Zentralbereich (24) in der Objektebene (6) benachbart ist, über den Korrektur-Einzelspiegel-Ausleuchtungskanal (33) der Korrektur-Einzelspiegel (29K) und eine Korrektur-Pupillenfacette (312) des Pupillenfacettenspiegel (18) erfolgt, die sich von der Grund-Pupillenfacette (311) unterscheidet.
Beleuchtungsoptik nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Feldfacetten (231/1, 232/1) einander benachbart und über eine Versatz-Grenzlinie (28) getrennt auf dem Feldfacettenspiegel (17) angeordnet sind, wobei eine Feldfacette (232/1), deren Einzelspiegel (29) in einer Grundstellung der Korrektur-Pupillenfacette (312) über Grund-Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle zugeordnet sind, zu derjenigen Feldfacette (231/1), die Korrektur-Einzelspiegel (29K) aufweist, die diese Korrektur-Pupillenfacette (312) in der Korrektur-Kippstellung über Korrektur-Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle nutzen, längs der Grenzlinie (28) versetzt angeordnet ist.
Beleuchtungsoptik nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von parallel zu der Versatz-Grenzlinie (28) direkt benachbart zueinander angeordneten Korrektur-Einzelspiegeln (29K).
Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Korrekturbeleuchtungs-Einzelspiegel (29K) an einem Rand der Feldfacette (23) angeordnet sind.
Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektfeld (5) ein Aspektverhältnis zwischen einer größeren Felddimension (x) und einer kleineren Felddimension (y) hat, welches größer ist als 1, wobei die Feldfacetten (23) ein entsprechendes Aspektverhältnis aufweisen und wobei die Versatz-Grenzlinien (28) zwischen den Feldfacetten (23) im Wesentlichen längs der größeren Felddimension (x) verlaufen.
Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur-Einzelspiegel (29K) zwischen den beiden Kippstellungen derart verkippbar ausgestaltet sind, dass in der Korrektur-Kippstellung der Korrektur-Einzelspiegel (29K) zwei Abschnitte (26, 27) des Umgebungsbereichs (25) des Objektfeldes (5) beleuchtbar sind, die den Zentralbereich (24) des Objektfeldes (5) zwischen sich aufnehmen.
Optisches System – mit einer Beleuchtungsoptik (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, – mit einer Projektionsoptik (9) zum Projizieren des Objektfeldes (5) auf ein Bildfeld (10).
Projektionsbelichtungsanlage – mit einem optischen System nach Anspruch 8, – mit einer EUV-Strahlungsquelle (3) zur Erzeugung des Beleuchtungslicht-Bündels (14).
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Retikelhalter (8), der gesteuert so verlagerbar ist, dass bei der Projektionsbelichtung ein Retikel (7) in einer Verlagerungsrichtung (y) durch das Objektfeld (5) gescannt wird, wobei sich der von den Korrektur-Einzelspiegeln (29K) in der Korektur-Kippstellung beleuchtete Umgebungsbereich (25) des Objektfeldes (5) längs der Verlagerungsrichtung (y) an den Zentralbereich (24) des Objektfeldes (5) anschließt.
Verfahren zur Beleuchtungskorrektur unter Einsatz einer Beleuchtungsoptik (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit folgenden Schritten: – Ermitteln einer Ist-Intensitätsverteilung einer Beleuchtung des Objektfeldes (5) mit dem Beleuchtungslicht-Bündel (14) der Strahlungsquelle (3), – Vorgeben einer gewünschten Soll-Intensitätsverteilung, – Bereitstellung einer Kippstellung ausgewählter Korrektur-Einzelspiegel (29K), so dass sich die gewünschte Soll-Intensitätsverteilung ergibt.
Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Bauelements mit folgenden Verfahrensschritten: – Bereitstellen eines Retikels (7), – Bereitstellen eines Wafers (12) mit einer für das Beleuchtungslicht-Bündel (14) lichtempfindlichen Beschichtung, – Projizieren zumindest eines Abschnitts des Retikels auf den Wafer (12) mithilfe der Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 9 oder 10, – Entwickeln der mit dem Beleuchtungslicht-Bündel (14) belichteten lichtempfindlichen Schicht auf dem Wafer (12).
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Projizieren eine Beleuchtungskorrektur nach Anspruch 11 durchgeführt wird.
Bauteil, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 13.