DE102010002822A1 - Lighting system for use in microlithography projection exposure system for lighting reticle in object field for manufacturing semiconductor components by extreme UV lithography process, has selection device provided with selection mirror - Google Patents

Abstract

The system (1) has a collector unit (5) for producing a focus (7) of illuminating light, and a reflective lattice (11) e.g. blazed grating and binary lattice, for producing diffraction orders (29) arranged in light direction according to the focus. An utilizable light wavelength selection device (13) is arranged after the lattice in the light direction in a plane that is optically coupled to the focus, where the selection device is provided with a selection mirror (19) that physically expands for selecting an utilizable light wavelength region. An independent claim is also included for a microlithography projection exposure system comprising a lighting system with a lattice for folding an illumination beam path such that a light direction of illuminating light radiated from a light source runs parallel to an object plane of an projection objective.

Description

Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage zur Beleuchtung eines Objektfeldes mit EUV-Beleuchtungslicht mit einem reflektiven Gitter sowie eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen Beleuchtungssystem.The invention relates to an illumination system for a microlithography projection exposure apparatus for illuminating an object field with EUV illumination light with a reflective grating and to a microlithography projection exposure apparatus having such an illumination system.

Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlagen dienen zur Herstellung von mikrostrukturierten Bauelementen mittels eines photolithographischen Verfahrens. Dabei wird eine strukturtragende Maske, das sogenannte Retikel, mit Hilfe eines Beleuchtungssystems beleuchtet und mit Hilfe einer Projektionsoptik auf eine photosensitive Schicht abgebildet, welche auf einem sogenannten Wafer aufgebracht ist. Die minimale Strukturbreite, die mit Hilfe der Projektionsoptik abgebildet werden kann, wird dabei unter anderem durch die Wellenlänge des verwendeten Lichtes bestimmt. Je kleiner die Wellenlänge des Lichtes ist, desto kleinere Strukturen können mit Hilfe der Projektionsoptik abgebildet werden. Bei der EUV-Lithographie wird das Retikel mit Licht mit einer Wellenlänge im Bereich des extremen Ultraviolett (EUV), d. h. im Bereich von 5 nm bis 20 nm beleuchtet. Bei Verwendung von Licht mit dieser Wellenlänge, sogenanntem EUV-Beleuchtungslicht, werden als optische Komponenten im Wesentlichen Spiegel verwendet. Hierbei kommen üblicherweise zwei Sorten von Spiegeln zum Einsatz, zum einen sogenannte „normal incidence”-Spiegel, die unter senkrechtem Einfall betrieben werden, d. h. Spiegel, bei denen die Strahlung unter einem Winkel zwischen 0° und 45° einfällt, und zum anderen sogenannte „grazing incidence”-Spiegel, die unter streifendem Einfall betrieben werden, d. h. Spiegel, bei denen die Strahlung unter einem Einfallswinkel zwischen 45° und 90° auf den Spiegel trifft.Microlithography projection exposure equipment is used for the production of microstructured components by means of a photolithographic process. In this case, a structure-bearing mask, the so-called reticle, is illuminated with the aid of an illumination system and imaged with the aid of projection optics onto a photosensitive layer, which is applied to a so-called wafer. The minimum structure width that can be imaged with the aid of the projection optics is determined, inter alia, by the wavelength of the light used. The smaller the wavelength of the light, the smaller the structures can be imaged using the projection optics. In EUV lithography, the reticle is irradiated with light having a wavelength in the extreme ultraviolet (EUV) range, ie. H. illuminated in the range of 5 nm to 20 nm. When using light of this wavelength, so-called EUV illumination light, essentially mirrors are used as optical components. Usually, two types of mirrors are used, one being so-called "normal incidence" mirrors, which are operated under normal incidence, ie. H. Mirrors in which the radiation is incident at an angle between 0 ° and 45 °, and on the other hand so-called "grazing incidence" mirrors, which operate under grazing incidence, d. H. Mirrors in which the radiation hits the mirror at an angle of incidence between 45 ° and 90 °.

EUV-Lichtquellen emittieren neben dem EUV-Licht, für den das Beleuchtungssystem bzw. die Projektionsbelichtungsanlage ausgelegt ist, auch häufig elektromagnetische Strahlung mit anderen Wellenlängen. Diese Strahlung kann zu einer unerwünschten Belichtung der photosensitiven Schicht und zur Erwärmung des mit der photosensitiven Schicht beschichteten Wafers führen. Außerdem kann es die optischen Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage soweit erwärmen, dass durch Verformung der optischen Komponenten Abbildungsfehler entstehen und/oder die Reflektivität beispielsweise von Viellagenspiegeln beeinträchtigt wird. Viellagenspiegel sind Spiegel, die mit einem Vielschichtsystem beschichtet. Das Vielschichtsystem besteht aus mindestens zwei unterschiedlichen Materialien, die in abwechselnden Schichten übereinander liegen. Das Vielschichtsystem wird für eine bestimmte Wellenlänge und einen bestimmten Einfallswinkel ausgelegt. In der Regel verwendet man zwei Materialien mit unterschiedlicher Brechzahl bei der zugehörigen Wellenlänge. Die Schichtdicken sind so aufeinander abgestimmt, dass für den vorgesehenen Einfallswinkel die Periode der Wellenlänge entspricht. Es kommt dann bei der Reflexion an den optisch dichteren Schichten zu einer konstruktiven Interferenz. Ein bekanntes Vielschichtsystem ist beispielsweise die Kombination aus Silizium und Molybdän für Wellenlängen um 13,5 nm. Diese Viellagenspiegel reflektieren jedoch nicht nur bestimmte EUV-Wellenlängen, für die sie optimiert wurden, sondern oft auch Wellenlängen ab etwa 130 nm und größer. Daher wird elektromagnetische Strahlung aus dem tief ultravioletten (DUV) Wellenlängenbereich (insbesondere ca. 130 nm bis 330 nm), bzw. aus dem ultravioletten (UV: 330 nm bis 400 nm) Bereich, dem sichtbaren (VIS: 400 nm bis 700 nm) und dem Infrarotbereich (IR: größer als 700 nm) durch das gesamte Beleuchtungssystem, bzw. durch die gesamte Projektionsbelichtungsanlage geführt, wodurch Fehlbelichtungen entstehen können.EUV light sources often emit electromagnetic radiation of other wavelengths in addition to the EUV light for which the illumination system or the projection exposure apparatus is designed. This radiation can lead to undesired exposure of the photosensitive layer and to heating of the wafer coated with the photosensitive layer. In addition, it can heat the optical components of the projection exposure apparatus to the extent that aberrations occur due to deformation of the optical components and / or the reflectivity is impaired, for example, by multilayer mirrors. Multi-level mirrors are mirrors that are coated with a multilayer system. The multilayer system consists of at least two different materials that are superimposed in alternating layers. The multilayer system is designed for a specific wavelength and angle of incidence. As a rule, two materials with different refractive indices are used at the corresponding wavelength. The layer thicknesses are matched to one another such that the period of the wavelength corresponds to the intended angle of incidence. It comes then in the reflection at the optically denser layers to a constructive interference. A well-known multilayer system is, for example, the combination of silicon and molybdenum for wavelengths around 13.5 nm. However, these multilayer mirrors reflect not only certain EUV wavelengths for which they have been optimized, but often also wavelengths from about 130 nm and larger. Therefore, electromagnetic radiation from the deep ultraviolet (DUV) wavelength range (in particular about 130 nm to 330 nm), or from the ultraviolet (UV: 330 nm to 400 nm) range, the visible (VIS: 400 nm to 700 nm) and the infrared range (IR: greater than 700 nm) through the entire illumination system, or through the entire projection exposure system, which may result in false exposures.

Zum Ausfiltern bzw. Abschwächen dieser unerwünschten Strahlung werden Spektralfilter eingesetzt.To filter or attenuate this unwanted radiation spectral filters are used.

Spektralfilter in Beleuchtungssystemen sind aus US 2002/0186811 A1 , US 2005/0275818 A1 und US 2009/0267003 A1 bekannt. Zur Filterung werden Lochblenden eingesetzt.Spectral filters in lighting systems are off US 2002/0186811 A1 . US 2005/0275818 A1 and US 2009/0267003 A1 known. For filtering pinholes are used.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Alternative zur Filterung mit einer Lochblende anzugeben.An object of the present invention is to provide an alternative to filtering with a pinhole.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Beleuchtungssystem zur Beleuchtung eines Objektfeldes mit EUV-Beleuchtungslicht,

• – mit einer Kollektoreinheit, welche einen Fokus des Beleuchtungslichtes erzeugt,
• – mit einem reflektiven Gitter zur Erzeugung von Beugungsordnungen, welches in Lichtrichtung nach dem Fokus angeordnet ist, und
• – mit einer auf das Gitter in Lichtrichtung folgenden Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung, wobei die Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung in einer Ebene angeordnet ist, welche zum Fokus optisch konjugiert ist, und wobei die Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung mindestens einen Selektionsspiegel aufweist.

This object is achieved by a lighting system for illuminating an object field with EUV illumination light,

• With a collector unit which generates a focus of the illumination light,
• - With a reflective grating for the generation of diffraction orders, which is arranged in the light direction after the focus, and
• With a useful light wavelength selection device following the grating in the light direction, wherein the useful light wavelength selection device is arranged in a plane which is optically conjugate to the focus, and wherein the useful light wavelength selection device has at least one selection mirror.

Ein Selektionsspiegel hat gegenüber einer Lochblende den Vorteil, dass die selektierten Lichtstrahlen reflektiert werden, während die nicht selektierten Lichtstrahlen am Selektionsspiegel vorbeilaufen und an einer geeigneten Stelle außerhalb des Beleuchtungsstrahlengangs absorbiert werden können. Bei einer Lochblende dagegen treffen die nicht selektierten Lichtstrahlen auf die Lochblende selbst und werden in der Regel dort absorbiert. Dies führt zu einer Erwärmung der Lochblende, welche innerhalb des Beleuchtungsstrahlengangs angeordnet ist. Außerdem erschwert die Lochblende die Anordnung eines Spiegels in Lichtrichtung unmittelbar nach der Lochblende, da dann die Lochblende als doppelt durchtretene Blende realisiert werden muss. Wenn der nachfolgende Spiegel ebenfalls in einer zum Fokus optisch konjugierten Ebene angeordnet werden soll, ist dies auf Grund des aus mechanischen Gründen endlichen Abstandes der Lochblende zum Spiegel nicht möglich. Entweder die Lochblende oder der nachfolgende Spiegel wären dann zur idealen Position defokussiert angeordnet.A selection mirror has the advantage over a pinhole that the selected light rays are reflected, while the non-selected light rays pass the selection mirror and can be absorbed at a suitable location outside the illumination beam path. In a pinhole, however, meet the non-selected light rays on the pinhole itself and are usually absorbed there. This leads to a heating of the pinhole, which is arranged within the illumination beam path. In addition, the pinhole makes it difficult to arrange a mirror in the light direction immediately after the pinhole, since then the pinhole must be realized as a double-passed aperture. If the subsequent mirror is also to be arranged in a plane which is optically conjugate to the focus, this is not possible due to the finite distance between the pinhole and the mirror due to mechanical reasons. Either the pinhole or the subsequent mirror would then be arranged to the ideal position defocused.

Die Kollektoreinheit weist beispielsweise einen normal-incidence Spiegel auf, welcher die Lichtquelle auf den Fokus abbildet. Alternativ kann die Kollektoreinheit aus grazing-incidence Spiegelschalen aufgebaut sein, die ineinander angeordnet sind und ebenfalls die Lichtquelle auf den Fokus abbilden. Im Fokus entsteht dann eine sekundäre Lichtquelle.The collector unit has, for example, a normal-incidence mirror, which images the light source onto the focus. Alternatively, the collector unit can be constructed from grazing-incidence mirror shells, which are arranged inside one another and likewise image the light source onto the focus. The focus is then a secondary light source.

Indem das reflektive Gitter in Lichtrichtung nach dem Fokus angeordnet ist, kann das reflektive Gitter wirksam gegen Kontamination geschützt werden. Beispielsweise kann im Fokus eine physikalische Blende angeordnet werden, deren Öffnung an die Ausdehnung des Beleuchtungslichtbüschels angepasst ist. Während das Beleuchtungslicht die Blende ungehindert passieren kann, werden Dämpfe oder Partikel der Lichtquelle wirksam daran gehindert, in den Raum nach dem Fokus einzutreten. Sie werden durch die physikalische Blende und gegebenenfalls weitere Einrichtungen abgehalten.By arranging the reflective grating in the light direction after the focus, the reflective grating can be effectively protected against contamination. For example, in the focus of a physical aperture can be arranged, whose opening is adapted to the extent of the Lichtlichtlichtüschels. While the illumination light can pass through the shutter unhindered, vapors or particles of the light source are effectively prevented from entering the space after the focus. They are held by the physical shutter and possibly other facilities.

Durch Beugung am reflektiven Gitter entsteht eine nullte und je nach Auslegung des Gitters eine oder mehrere höhere Beugungsordnungen. Diese wellenlängenabhängige Aufspaltung des Beleuchtungslichtes erlaubt die Auswahl eines Nutzlichtwellenlängenbereiches.By diffraction at the reflective grating creates a zeroth and depending on the design of the grid one or more higher diffraction orders. This wavelength-dependent splitting of the illumination light allows the selection of a useful light wavelength range.

Der Nutzlichtwellenlängenbereich ist derjenige Wellenlängenbereich, der den Spektralfilter passiert. Der Nutzlichtwellenlängenbereich muss nicht unbedingt genau auf die Arbeitswellenlänge des Projektionsobjektives beschränkt sein, welche durch die Beschichtung der Viellagenspiegel des Projektionsobjektives vorgegeben ist. Bei einem Vielschichtsystem bestehend aus Molybdän und Silizium beträgt die Arbeitswellenlänge beispielsweise 13,5 nm. Da jeder mit einem Vielschichtsystem beschichtete normal-incidence Spiegel im Prinzip selbst wie ein Spektralfilter wirkt, ist es ausreichend, wenn mit dem reflektiven Gitter das gesamte von der Lichtquelle abgestrahlte Spektrum auf einen mehr oder weniger eingeschränkten Nutzlichtwellenlängenbereich reduziert wird, welcher die Arbeitswellenlänge enthält. Der Nutzlichtwellenlängenbereich kann beispielsweise 5 nm bis 130 nm betragen. Durch die nachfolgenden Viellagenspiegel erfolgt dann die spektrale Feineinstellung. Der Nutzlichtwellenlängenbereich hat seine obere Grenze bei derjenigen Wellenlänge, ab der die Viellagenspiegel die Strahlung an der Oberfläche wieder reflektieren. Dies ist insbesondere für Wellenlängen größer als 130 nm der Fall. Beleuchtungslicht, welches den Spektralfilter passiert hat, kann auch Wellenlängen außerhalb des Nutzlichtwellenlängenbereichs aufweisen. Jedoch ist dann die Intensität des Lichtes für Wellenlängen außerhalb des Nutzlichtwellenlängenbereiches kleiner als 10% der maximalen Intensität des Lichtes für Wellenlängen innerhalb des Nutzlichtwellenlängenbereiches.The useful light wavelength range is the wavelength range that passes the spectral filter. The useful light wavelength range does not necessarily have to be limited exactly to the operating wavelength of the projection objective, which is predetermined by the coating of the multilayer mirror of the projection objective. For example, in a multilayer system consisting of molybdenum and silicon, the working wavelength is 13.5 nm. Since each normal-incidence mirror coated with a multilayer system acts in principle like a spectral filter, it is sufficient if the entire grating emitted by the light source is with the reflective grating Spectrum is reduced to a more or less limited Nutzlichtwellenlängenbereich containing the operating wavelength. The useful light wavelength range may be, for example, 5 nm to 130 nm. The spectral fine adjustment then takes place by means of the following multi-agent levels. The useful light wavelength range has its upper limit at the wavelength from which the multi-layer mirrors reflect the radiation at the surface again. This is the case in particular for wavelengths greater than 130 nm. Illumination light which has passed the spectral filter may also have wavelengths outside the useful light wavelength range. However, then the intensity of the light for wavelengths outside the useful light wavelength range is less than 10% of the maximum intensity of the light for wavelengths within the useful light wavelength range.

Um den Nutzlichtwellenlängenbereich zu selektieren, kommt als Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung ein Selektionsspiegel zum Einsatz. Der Selektionsspiegel selektiert den Nutzlichtwellenlängenbereich entweder dadurch, dass nur Lichtstrahlen mit Wellenlängen innerhalb des Nutzlichtwellenlängenbereichs reflektiert werden, oder dadurch, dass nur Lichtstrahlen mit Wellenlängen sowohl innerhalb als auch außerhalb des Nutzlichtwellenlängenbereichs reflektiert werden, die Intensität der Lichtstrahlen mit Wellenlängen außerhalb des Nutzlichtwellenlängenbereichs jedoch kleiner als 10% der maximalen Intensität der Lichtstrahlen mit Wellenlängen innerhalb des Nutzlichtwellenlängenbereiches ist. Beleuchtungslicht, welches nicht vom Selektionsspiegel reflektiert wird, sondern am Selektionsspiegel vorbeiläuft, wird durch geeignete Maßnahmen dem Beleuchtungssystem entzogen. Möglich ist die Absorption in einer Strahlfalle, die außerhalb des Beleuchtungsstrahlengangs angeordnet ist. Indem die Strahlfalle beabstandet zu den optischen Komponenten des Beleuchtungssystems angeordnet ist, wird die Beeinflussung der optischen Komponenten auf Grund der Erwärmung der Strahlfalle reduziert.In order to select the useful light wavelength range, a selection mirror is used as the useful light wavelength selection device. The selection mirror selects the useful light wavelength range either by reflecting only light beams having wavelengths within the useful light wavelength range, or by reflecting only light beams having wavelengths both inside and outside the useful light wavelength range, but the intensity of the light beams having wavelengths outside the useful light wavelength range smaller than 10 % of the maximum intensity of the light rays having wavelengths within the Nutzlichtwellenlängenbereiches is. Illumination light which is not reflected by the selection mirror but passes the selection mirror is removed from the illumination system by suitable measures. The absorption is possible in a beam trap, which is arranged outside the illumination beam path. By arranging the beam trap at a distance from the optical components of the illumination system, the influence of the optical components due to the heating of the beam trap is reduced.

Der Selektionsspiegel ist in einer Ebene angeordnet, welche zum Fokus optisch konjugiert ist. Da das Beleuchtungslichtbüschel im Fokus einen minimalen Durchmesser aufweist, ist der Durchmesser der einzelnen Beugungsordnungen für den Nutzlichtwellenlängenbereich in einer zum Fokus optisch konjugierten Ebene ebenfalls minimal. Dadurch lassen sich einzelne Beugungsordnungen oder Teilbereiche innerhalb einer Beugungsordnung mit der Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung gezielt auswählen. Wäre die Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung an einer beliebigen Stelle nach dem Gitter angeordnet, so würde es zu einer Überlagerung der Beugungsordnungen kommen und die Selektion des Nutzlichtwellenlängenbereiches wäre schwieriger oder gar unmöglich.The selection mirror is arranged in a plane which is optically conjugate to the focus. Since the illumination light pencil has a minimum diameter in focus, the diameter of the individual diffraction orders for the useful light wavelength range in a plane optically conjugate to the focus is also minimal. As a result, individual diffraction orders or partial regions within a diffraction order can be selectively selected with the useful light wavelength selection device. If the useful light wavelength selection device were arranged at any point after the grating, then the superimposition of the diffraction orders would occur and the selection of the useful light wavelength range would be more difficult or even impossible.

Um den Nutzlichtwellenlängenbereich auswählen zu können, fällt auf den Selektionsspiegel Beleuchtungslicht aus genau einer Beugungsordnung. Handelt es sich bei der Beugungsordnung nicht um die nullte Beugungsordnung, so ist das gebeugte Licht innerhalb einer Beugungsordnung räumlich nach Wellenlängen sortiert angeordnet. Die Selektion des Nutzlichtwellenlängenbereichs erfolgt dann durch die physikalische Ausdehnung des Selektionsspiegels. Damit ist auch eine Selektion innerhalb des Spektrums einer Beugungsordnung möglich. Der Selektionsspiegel kann aber auch die nullte Beugungsordnung als Ganze selektieren. Dies führt ebenfalls zur Auswahl des Nutzlichtwellenlängenbereiches, wenn es sich um ein Gitter handelt, bei dem Licht mit Wellenlängen im Bereich der Arbeitswellenlänge nur unwesentlich gebeugt wird. Licht mit Wellenlängen außerhalb des Nutzlichtwellenlängenbereichs wird dagegen mit maximaler Effizienz in höhere Beugungsordnungen gebeugt und ist damit in der nullten Beugungsordnung deutlich abgeschwächt.In order to select the Nutzlichtwellenlängenbereich, falls on the selection mirror Illumination light from exactly one diffraction order. If the diffraction order is not the zeroth order of diffraction, then the diffracted light is arranged spatially sorted by wavelength within a diffraction order. The selection of the useful light wavelength range then takes place by the physical extent of the selection mirror. Thus, a selection within the spectrum of a diffraction order is possible. The selection mirror can also select the zeroth diffraction order as a whole. This also leads to the selection of the Nutzlichtwellenlängenbereiches, if it is a grid in which light with wavelengths in the range of the operating wavelength is only slightly diffracted. However, light with wavelengths outside the useful light wavelength range is diffracted with maximum efficiency into higher diffraction orders and is therefore significantly attenuated in the zeroth diffraction order.

In einer Ausführungsform weist das Beleuchtungssystem mindestens einen Relaisspiegel auf, der zusammen mit dem Gitter den Fokus zumindest für eine Beugungsordnung auf den Selektionsspiegel abbildet. Dadurch entsteht von dem Fokus ein reelles Bild und folglich ein Ort mit minimalem Durchmesser des Beleuchtungslichtbüschels. Der Relaisspiegel ermig1icht, dass in einer zum Fokus optisch konjugierten Ebene der Selektionsspiegel angeordnet werden kann. Ist das Gitter in Lichtrichtung nach dem Fokus und damit im divergenten Strahlengang angeordnet, so entstehen in der Ebene des Fokus für die einzelnen Beugungsordnungen virtuelle Fokusse. Der virtuelle Fokus für die nullte Beugungsordnung fällt mit dem Fokus zusammen. Durch den Relaisspiegel kann zumindest für einen virtuellen Fokus und damit zumindest für eine Beugungsordnung ein reelles Bild erzeugt werden. Am Ort des reellen Bildes kann dann der Selektionsspiegel angeordnet werden.In one embodiment, the illumination system has at least one relay mirror which, together with the grating, images the focus onto the selection mirror, at least for a diffraction order. As a result, the focus creates a real image and thus a location with a minimum diameter of the illumination light pencil. The relay mirror makes it possible to arrange the selection mirror in a plane which is optically conjugate to the focus. If the grating is arranged in the light direction after the focus and thus in the divergent beam path, virtual foci result in the plane of the focus for the individual diffraction orders. The virtual focus for the zeroth diffraction order coincides with the focus. By means of the relay mirror, a real image can be generated at least for a virtual focus and thus at least for a diffraction order. The selection mirror can then be arranged at the location of the real image.

In einer Ausführungsform ist das Gitter direkt auf dem mindestens einen Relaisspiegel aufgebracht.In one embodiment, the grid is applied directly to the at least one relay mirror.

In einer Ausführungsform weist das Beleuchtungssystem eine Vielzahl von Relaisspiegeln sowie eine entsprechende Anzahl von Selektionsspiegeln auf. Die Vielzahl von Selektionsspiegeln stellt dann die Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung dar. Jedem Relaisspiegel ist ein Selektionsspiegel zugeordnet. Die Vielzahl von Relaisspiegeln bildet zusammen mit dem Gitter den Fokus zumindest für eine Beugungsordnung auf die zugeordneten Selektionsspiegel ab. Indem eine Vielzahl von Relaisspiegeln und Selektionsspiegeln zum Einsatz kommen, kann durch die Relaisspiegel und Selektionsspiegel gleichzeitig ein reflektiver Wabenkondensor realisiert werden, der die Homogenisierung der Beleuchtung des Objektfeldes sowie die gleichmäßige Beleuchtung der Austrittspupille des Beleuchtungssystems erlaubt. Die Relaisspiegel übernehmen die Funktion der sogenannten Feldwaben, deren Außenform der Form des Objektfeldes entspricht. Die Selektionsspiegel übernehmen die Funktion der sogenannten Pupillenwaben, welche die Relaisspiegel eventuell zusammen mit einer nachfolgenden Feldlinse auf das Objektfeld abbilden. Da die Pupillenwaben, beziehungsweise die Selektionsspiegel in der Austrittspupille des Beleuchtungssystems oder in einer zur Austrittspupille konjugierten Ebene angeordnet sind, bestimmt die Anordnung der beleuchteten Pupillenwaben gleichzeitig die Beleuchtung der Austrittspupille.In one embodiment, the illumination system has a multiplicity of relay mirrors as well as a corresponding number of selection mirrors. The plurality of selection mirrors then represents the useful light wavelength selection device. Each relay mirror is assigned a selection mirror. The multiplicity of relay mirrors together with the grating form the focus, at least for a diffraction order, on the assigned selection mirrors. By using a multiplicity of relay mirrors and selection mirrors, the relay mirrors and selection mirrors can simultaneously realize a reflective honeycomb condenser which allows the illumination of the object field to be homogenized as well as the uniform illumination of the exit pupil of the illumination system. The relay mirrors take over the function of the so-called field honeycombs whose outer shape corresponds to the shape of the object field. The selection mirrors take over the function of the so-called pupil honeycombs, which possibly map the relay mirrors together with a subsequent field lens onto the object field. Since the pupil honeycombs or the selection mirrors are arranged in the exit pupil of the illumination system or in a plane conjugate to the exit pupil, the arrangement of the illuminated pupil combs simultaneously determines the illumination of the exit pupil.

In einem reflektiven Wabenkondensor sollten sich die Pupillenwaben am Ort von sekundären Lichtquellen befinden. Die sekundären Lichtquellen werden dabei durch die Feldwaben erzeugt. Gleichzeitig sollte sich die Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung am Ort der sekundären Lichtquellen befinden. Indem nun die Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung durch eine Vielzahl von Selektionsspiegel gebildet wird, die gleichzeitig die Funktion von Pupillenwaben erfüllen, können die als Selektionsspiegel wirkende Pupillenwaben optimal am Ort der sekundären Lichtquellen angeordnet werden. Damit wird man gleichzeitig den Anforderungen an den reflektiven Wabenkondensor und an die Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung gerecht. Die Verwendung von Selektionsspiegeln im Vergleich zu einer Lochblende führt dazu, dass um die Selektionsspiegel herum kein Platz für die Filterung der nicht selektierten Beugungsordnungen erforderlich ist. Bei einer Lochblende dagegen muss Platz für die Filterung um das Loch herum vorgesehen werden, um die nicht selektierten Beugungsordnungen absorbieren zu können. Die Selektion mit Selektionsspiegeln ermöglicht es, die sekundären Lichtquellen mit minimalem Abstand zueinander anzuordnen, wodurch letztendlich eine homogenere Ausleuchtung der Austrittspupille des Beleuchtungssystems resultiert. Während die gewünschte Beugungsordnung auf den dem Relaisspiegel zugeordneten Selektionsspiegel trifft, trifft die nicht selektierte Beugungsordnung in der Regel auf einen anderen Selektionsspiegel. Da sich jedoch nur für ein Paar von Relaisspiegel und Selektionsspiegel, beziehungsweise Feldwabe und Pupillenwabe ein durchgehender Lichtkanal bis ins Objektfeld ausbildet, wird der andere Selektionsspiegel die nicht selektierte Beugungsordnung derart ablenken, dass sie nicht ins Objektfeld gelangt, sondern beispielsweise durch außerhalb des Beleuchtungsstrahlenganges angeordnete Strahlfallen absorbiert wird. Die Relaisspiegel und Selektionsspiegel sind deshalb so zuzuordnen und im Raum zu orientieren, dass es zu jedem Relaisspiegel jeweils nur einen Selektionsspiegel gibt, für den sich ein durchgehender Lichtkanal bis ins Objektfeld ausbildet. Für alle anderen Selektionsspiegel endet der Lichtkanal außerhalb des Objektfeldes.In a reflective honeycomb condenser, the pupil honeycombs should be in place from secondary light sources. The secondary light sources are generated by the field honeycombs. At the same time, the useful light wavelength selection device should be located at the location of the secondary light sources. By now forming the useful light wavelength selection device by a plurality of selection mirrors which simultaneously fulfill the function of pupil honeycombs, the pupil honeycombs acting as selection mirrors can be arranged optimally at the location of the secondary light sources. This is at the same time the requirements of the reflective honeycomb condenser and the Nutzlichtwellenlängen selection device meet. The use of selection mirrors in comparison to a pinhole means that there is no room around the selection mirrors for filtering the non-selected diffraction orders. In the case of a pinhole, on the other hand, there must be room for filtering around the hole in order to be able to absorb the non-selected orders of diffraction. Selection with selection mirrors makes it possible to arrange the secondary light sources with minimal distance from each other, which ultimately results in a more homogeneous illumination of the exit pupil of the illumination system. While the desired diffraction order is incident on the selection mirror associated with the relay mirror, the non-selected diffraction order generally encounters a different selection mirror. However, since a continuous light channel is formed into the object field only for a pair of relay mirror and selection mirror, or field honeycomb and pupil honeycomb, the other selection mirror will deflect the non-selected diffraction order such that it does not enter the object field but, for example, beam traps arranged outside the illumination beam path is absorbed. The relay mirrors and selection mirrors are therefore to be assigned and oriented in space so that there is only one selection mirror for each relay mirror, for which a continuous light channel forms up to the object field. For all other selection levels, the light channel ends outside the object field.

In einer Ausführungsform ist das reflektive Gitter derart angeordnet ist, dass das Beleuchtungslicht während des Betriebs des Beleuchtungssystems unter streifendem Einfall auf das Gitter fällt. In one embodiment, the reflective grating is arranged such that the illumination light falls on the grating during grazing incidence during operation of the illumination system.

In einer Ausführungsform selektiert der Selektionsspiegel den Nutzlichtwellenlängenbereich aus einer der höheren Beugungsordnungen. Dann ist das gebeugte Licht innerhalb der Beugungsordnung räumlich nach Wellenlängen sortiert angeordnet. Über die physikalische Ausdehnung des Selektionsspiegels ist dann auch eine Selektion innerhalb des Spektrums der Beugungsordnung möglich.In one embodiment, the selection mirror selects the useful light wavelength range from one of the higher diffraction orders. Then, the diffracted light is spatially sorted by wavelengths within the diffraction order. On the physical extent of the selection mirror then a selection within the spectrum of the diffraction order is possible.

Zur Beugung des Lichts weist das Gitter Gitterfurchen auf. In einer Ausführungsform des Gitters verlaufen die Gitterfurchen des Gitters quer zur Lichtrichtung. Die Gitterfurchen verlaufen dann quer zur Lichtrichtung, wenn sie zur Lichtrichtung einen Winkel größer als 45° einschließen. Die Lichtrichtung ist dabei durch die mittlere Richtung aller Lichtstrahlen des Beleuchtungslichtbüschels gegeben.To diffract the light, the grid has grid grooves. In one embodiment of the grid, the grid grooves of the grid extend transversely to the light direction. The grid grooves then run transversely to the direction of light when they include an angle greater than 45 ° to the light direction. The light direction is given by the mean direction of all light rays of the Lichtlichtlichtüschels.

Um eine möglichst große Effizienz bei der Beugung des Beleuchtungslichtes in eine der höheren Beugungsordnungen zu erzielen, ist das Gitter als Blaze-Gitter ausgeführt. Die Gitterfurchen haben bei einem Blaze-Gitter im Querschnitt eine Sägezahnform, so dass eine einzelne Gitterfurche im Querschnitt die Form eines nicht gleichseitigen Dreiecks aufweist. Durch gezielte Beeinflussung der Sägezahnform wird bewirkt, dass die Intensität der gebeugten Strahlung in der gewünschten Beugungsordnung einen Maximalwert annimmt und das Gitter in dem gewünschten Wellenlängenbereich eine hohe Effizienz erreicht.In order to achieve the greatest possible efficiency in the diffraction of the illumination light in one of the higher diffraction orders, the grid is designed as a blazed grating. The lattice grooves in a blazed lattice have a sawtooth shape in cross section, so that a single lattice groove has the shape of a non-equilateral triangle in cross section. Targeted influencing of the sawtooth shape causes the intensity of the diffracted radiation in the desired diffraction order to assume a maximum value and the grating to achieve high efficiency in the desired wavelength range.

In einer Ausführungsform ist das Blaze-Gitter dahingehend optimiert, dass die Beugungseffizienz für die erste Beugungsordnung für Wellenlängen aus dem Nutzlichtwellenlängenbereich maximal ist.In one embodiment, the blazed grating is optimized such that the diffraction efficiency for the first diffraction order for wavelengths from the useful light wavelength range is maximum.

In einer Ausführungsform selektiert der Selektionsspiegel die nullte Beugungsordnung. Damit in der nullten Beugungsordnung der Anteil des EUV-Nutzlichtes maximal ist, wird das Gitter derart ausgeführt, dass das EUV-Licht nur geringfügig gebeugt wird. Das längerwelligere Licht im DUV, UV- und Infrarot-Bereich wird dagegen am Gitter gebeugt, so dass der Anteil dieser Wellenlängen in der nullten Beugungsordnung reduziert ist.In one embodiment, the selection mirror selects the zeroth diffraction order. In order to maximize the proportion of the EUV useful light in the zeroth diffraction order, the grating is designed in such a way that the EUV light is only slightly diffracted. By contrast, the longer-wavelength light in the DUV, UV and infrared ranges is diffracted at the grating, so that the proportion of these wavelengths in the zeroth diffraction order is reduced.

Dazu verlaufen die Gitterfurchen längs der Lichtrichtung. Die Gitterfurchen verlaufen dann längs der Lichtrichtung, wenn sie zur Lichtrichtung einen Winkel kleiner als 45° einschließen.For this purpose, the grid grooves run along the direction of light. The grid grooves then run along the direction of light when they include an angle of less than 45 ° to the direction of light.

In einer Ausführungsform ist das Gitter als binäres Gitter ausgeführt.In one embodiment, the grid is implemented as a binary grid.

Die Erfindung betrifft auch eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage mit einem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem und mit einem Projektionsobjektiv.The invention also relates to a microlithography projection exposure apparatus with an illumination system according to the invention and with a projection objective.

In einer Ausführungsform ermöglicht das Gitter eine derartige Faltung des Beleuchtungsstrahlengangs, dass die Lichtrichtung des von der Lichtquelle abgestrahlten Beleuchtungslichtes parallel zur Objektebene des Projektionsobjektives verläuft. Da in einer Projektionsbelichtungsanlage während des Betriebes Objektebene und Bildebene horizontal liegen, ermöglicht dies eine horizontale Anordnung der Lichtquelle.In one embodiment, the grating allows a folding of the illumination beam path such that the light direction of the illumination light emitted by the light source runs parallel to the object plane of the projection objective. Since the object plane and the image plane are horizontal during operation in a projection exposure apparatus, this allows a horizontal arrangement of the light source.

Nachfolgend werden Einzelheiten der Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:Details of the invention with reference to the embodiments illustrated in the figures will be explained in more detail. In detail show:

1 einen Linsenschnitt eines Beleuchtungssystems; 1 a lens section of a lighting system;

2 eine Aufsicht auf eine Vielzahl von Relaisspiegeln; 2 a view of a variety of relay mirrors;

3 eine Aufsicht auf eine Vielzahl von Selektionsspiegeln; 3 a view of a variety of selection levels;

4 in schematischer Darstellung einen Ausschnitt aus dem Beleuchtungssystem mit einem Gitter mit Querfurchen; 4 a schematic representation of a section of the lighting system with a grid with transverse grooves;

5 in schematischer Darstellung einen Ausschnitt aus dem Beleuchtungssystem mit einem Gitter mit Längsfurchen; und 5 a schematic representation of a section of the lighting system with a grid with longitudinal grooves; and

6 eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage. 6 a microlithography projection exposure machine.

1 zeigt in schematischer Darstellung ein Beleuchtungssystem 1 für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage zur Beleuchtung eines Objektfeldes 3 mit EUV-Beleuchtungslicht 9. Das Beleuchtungssystem 1 weist eine Kollektoreinheit 5 auf, welche einen Fokus 7 des Beleuchtungslichtes 9 erzeugt. In Lichtrichtung nach dem Fokus 7 ist ein reflektives Gitter 11 zur Erzeugung einer nullten und mindestens einer höheren Beugungsordnung sowie eine Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung 13 angeordnet. 1 shows a schematic representation of a lighting system 1 for a microlithography projection exposure apparatus for illuminating an object field 3 with EUV illumination light 9 , The lighting system 1 has a collector unit 5 on which one focus 7 of the illumination light 9 generated. In the direction of the light after the focus 7 is a reflective grid 11 for generating a zeroth and at least one higher diffraction order and a Nutzlichtwellenlängen selection device 13 arranged.

Bei der Lichtquelle 15 handelt es sich um eine EUV-Lichtquelle, beispielsweise eine Zinnbasierte Laserplasma-Quelle, welche neben Licht mit der Arbeitswellenlänge von 13,5 nm Licht mit Wellenlängen im EUV, DUV, UV, VIS und Infrarot abstrahlt.At the light source 15 it is an EUV light source, for example a tin-based laser plasma source, which in addition to light with the working wavelength of 13.5 nm emits light with wavelengths in the EUV, DUV, UV, VIS and infrared.

Das von der Lichtquelle 15 abgestrahlte Beleuchtungslicht 9, von dem nur einige repräsentative Strahlen gezeichnet sind, wird von der Kollektoreinheit 9 gesammelt. Die Kollektoreinheit 5 besteht aus acht Spiegelschalen, die ineinander angeordnet sind und mit Ruthenium beschichtet sind. Die einzelnen Spiegelschalen bestehen jeweils aus einer Kombination eines Hyperboloids mit einem Ellipsoid. Dabei befindet sich der reelle Brennpunkt des Hyperboloids am Ort der Lichtquelle 15, während der virtuelle Brennpunkt des Hyperboloids mit einem Brennpunkt des Ellipsoids zusammenfällt. Der andere Brennpunkt des Ellipsoids befindet sich Ort des Fokus 7. Dadurch wird die Lichtquelle 15 in den Fokus 7 abgebildet.That from the light source 15 radiated illumination light 9 of which only a few Representative rays are drawn from the collector unit 9 collected. The collector unit 5 consists of eight mirror shells, which are arranged inside each other and coated with ruthenium. The individual mirror shells each consist of a combination of a hyperboloid with an ellipsoid. The real focal point of the hyperboloid is at the location of the light source 15 while the virtual focus of the hyperboloid coincides with a focal point of the ellipsoid. The other focal point of the ellipsoid is location of focus 7 , This will be the light source 15 in focus 7 displayed.

In Lichtrichtung nach dem Fokus 7 folgt das reflektive Gitter 11. Das Beleuchtungslicht 9 fällt unter streifendem Einfall auf das Gitter 11.In the direction of the light after the focus 7 follows the reflective grid 11 , The illumination light 9 falls under grazing incidence on the grid 11 ,

Die Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung 13 weist eine Vielzahl von Selektionsspiegeln 19 auf, die in einer zum Fokus 7 konjugierten Ebene angeordnet sind. Die Abbildung des Fokus 7 auf die Vielzahl von Selektionsspiegeln 19 erfolgt durch das Gitter 11 zusammen mit einer entsprechenden Anzahl von Relaisspiegeln 17.The Nutzlichtwellenlängen selection device 13 has a variety of selection levels 19 on, in one to focus 7 are arranged conjugate level. The picture of the focus 7 on the multitude of selection levels 19 done through the grid 11 together with a corresponding number of relay mirrors 17 ,

Die Anordnung der Relaisspiegel 17 ist in 2 dargestellt. Jeder Relaisspiegel 17 ist rechteckig und hat eine Länge von 54 mm und eine Breite von 2.75 mm. Die Relaisspiegel sind in zehn Blöcken angeordnet. In der Mitte der Anordnung von Relaisspiegeln 17 befindet sich ein Bereich ohne Relaisspiegel, da dieser Bereich auf Grund einer Zentralabschattung in der Kollektoreinheit 5 nicht beleuchtet wird.The arrangement of the relay mirrors 17 is in 2 shown. Each relay mirror 17 is rectangular and has a length of 54 mm and a width of 2.75 mm. The relay mirrors are arranged in ten blocks. In the middle of the arrangement of relay mirrors 17 There is an area without relay mirror, as this area due to a central shading in the collector unit 5 not lit.

Die Anordnung der Selektionsspiegel 19 ist in 3 dargestellt. Jeder Selektionsspiegel 19 ist rund und hat einen Durchmesser von 10 mm.The arrangement of the selection mirrors 19 is in 3 shown. Every selection mirror 19 is round and has a diameter of 10 mm.

Jedem Relaisspiegel 17 ist ein Selektionsspiegel 19 zugeordnet. Indem die Relaisspiegel 17 geeignet im dreidimensionalen Raum orientiert werden, lässt sich das auf einen Relaisspiegel 17 auftreffende Beleuchtungslicht 9 in Richtung des zugeordneten Selektionsspiegels 19 ablenken. So ist beispielsweise der Selektionsspiegel 19.1 dem Relaisspiegel 17.1 oder der Selektionsspiegel 19.3 dem Relaisspiegel 17.3 zugeordnet.Each relay mirror 17 is a selection mirror 19 assigned. By the relay mirrors 17 be oriented in three-dimensional space, this can be on a relay mirror 17 striking illumination light 9 in the direction of the assigned selection level 19 distracted. For example, the selection mirror 19.1 the relay mirror 17.1 or the selection mirror 19.3 the relay mirror 17.3 assigned.

Das reflektive Gitter 11 ist in einer Ausführungsform als sogenanntes Blaze-Gitter ausgeführt, das auf eine maximale Effizienz in der ersten Beugungsordnung optimiert ist. Zur Erläuterung dieser Ausführungsform ist in 4 in einer schematischen Darstellung ein Ausschnitt aus dem Beleuchtungssystem 1 vom Fokus 7 bis zur Ebene mit den Selektionsspiegeln 19 in der Seitenansicht dargestellt. Von der Vielzahl der Relaisspiegel 17 und der Selektionsspiegel 19 sind exemplarisch nur der einzelne Relaisspiegel 17.1 sowie die beiden Selektionsspiegel 19.1 und 19.2 dargestellt. Der Relaisspiegel 17.1 ist als konkaver Spiegel ausgeführt und bildet zusammen mit dem Gitter 11.1 den Fokus 7 auf die beiden sekundären Lichtquellen 21 und 23 ab. Eigentlich handelt es sich um tertiäre Lichtquellen, da die Kollektoreinheit 5 die Lichtquelle 15 bereits auf eine sekundäre Lichtquelle am Ort des Fokus 7 abbildet. Der Begriff „sekundäre Lichtquelle” wird hier jedoch allgemein für Bilder der primären Lichtquelle 15 verwendet, auch wenn es sich um eine tertiäre Lichtquelle handelt. Da das Gitter 11.1 neben der nullten Beugungsordnung auch eine erste Beugungsordnung hervorruft, erzeugt der Relaisspiegel 17.1 zwei sekundäre Lichtquellen 21 und 23. Die sekundäre Lichtquelle 21 wird von Beleuchtungslicht 25 gebildet, das der nullten Beugungsordnung zuzuordnen ist. Exemplarisch sind drei Lichtstrahlen 25 als durchgezogene Linien eingezeichnet. Die sekundäre Lichtquelle 23 wird von Beleuchtungslicht 27 gebildet, das der ersten Beugungsordnung zuzuordnen ist. Exemplarisch sind drei Lichtstrahlen 27 als gestrichelte Linien eingezeichnet. Es werden also im Vergleich zur Zahl der Relaisspiegel 17 doppelt so viele sekundäre Lichtquellen erzeugt. Auf Grund der optischen Wirkung des Relaisspiegels 17.1 werden die sekundären Lichtquellen 21 und 23 in der Ebene der Selektionsspiegel 19 erzeugt. Damit befinden sich die Selektionsspiegel 19.1 und 19.2 in einer Ebene, welche zum Fokus 7 optisch konjugiert ist.The reflective grid 11 In one embodiment, it is designed as a so-called blazed grating optimized for maximum efficiency in the first diffraction order. To explain this embodiment is in 4 in a schematic representation of a section of the lighting system 1 from the focus 7 to the level with the selection levels 19 shown in the side view. From the variety of relay mirrors 17 and the selection mirror 19 are exemplary only the single relay mirror 17.1 as well as the two selection levels 19.1 and 19.2 shown. The relay mirror 17.1 is designed as a concave mirror and forms together with the grid 11.1 the focus 7 on the two secondary light sources 21 and 23 from. Actually, these are tertiary light sources, since the collector unit 5 the light source 15 already on a secondary light source at the place of focus 7 maps. However, the term "secondary light source" will be used herein to refer to images of the primary light source 15 used, even if it is a tertiary light source. Because the grid 11.1 In addition to the zeroth order of diffraction also causes a first diffraction order, generates the relay mirror 17.1 two secondary light sources 21 and 23 , The secondary light source 21 becomes of illumination light 25 formed, which is assigned to the zeroth order of diffraction. Exemplary are three light beams 25 drawn as solid lines. The secondary light source 23 becomes of illumination light 27 formed, which is assigned to the first diffraction order. Exemplary are three light beams 27 drawn as dashed lines. So it will be compared to the number of relay mirrors 17 twice as many secondary light sources generated. Due to the optical effect of the relay mirror 17.1 become the secondary light sources 21 and 23 in the level of selection levels 19 generated. This contains the selection levels 19.1 and 19.2 in a plane, which to the focus 7 is optically conjugated.

Die Gitterfurchen des Blaze-Gitters 11.1 verlaufen quer zur Lichtrichtung. In 4 sind die Gitterfurchen senkrecht zur Papierebene orientiert. Die Tiefe der Gitterfurchen ist eine Funktion der Einfall- und Ausfallwinkel. Da das Beleuchtungslicht als divergentes Lichtbüschel auf das Gitter 7 trifft, ändert sich die Tiefe der Gitterfurchen zur Erreichung einer maximalen Beugungseffizienz in Abhängigkeit von der Position auf dem Gitter. Die Beugungseffizienz des Gitters 11.1 hängt von den verwendeten Materialien ab. Geeignete Materialien für ein Gitter 11.1 bei einer EUV-Wellenlänge sind Ruthenium, Palladium, Rhodium oder Gold. Das Gitter 11.1 ist dabei als strukturierte Beschichtung auf einem Substratträger realisiert.The lattice furrows of the Blaze lattice 11.1 run transversely to the direction of light. In 4 the grid grooves are oriented perpendicular to the paper plane. The depth of the grid grooves is a function of the incidence and the exit angles. Because the illumination light as divergent tufts of light on the grid 7 the depth of the grid grooves changes to achieve maximum diffraction efficiency depending on the position on the grid. The diffraction efficiency of the grating 11.1 depends on the materials used. Suitable materials for a grid 11.1 at an EUV wavelength are ruthenium, palladium, rhodium or gold. The grid 11.1 is realized as a structured coating on a substrate carrier.

Exemplarisch wird die Auslegung des Blaze-Gitters für eine Apertur des Beleuchtungslichtes von NA = 0,16 im Fokus 7 sowie einen Durchmesser des Beleuchtungslichtbüschels im Fokus von 8 mm beschrieben. Das Gitter 7 weist eine Länge von 250 mm auf und ist in 40 nacheinander angeordnete Segmente unterteilt. Die Gitterperiode beträgt in jedem Segment 0,8199 μm. Tabelle 1 gibt für die 40 Gitter-Segmente die Positionen der Gitter-Segmente zu einem Koordinatensystem in einer Bezugsebene sowie die Neigungswinkel beta der Gitter-Segmente zu der Bezugsebene an. Der Abstand des Koordinatenursprungs auf der Bezugsebene zum Fokus 7 beträgt 149,82 mm. Zur näheren Beschreibung der Auslegung des Blaze-Gitters wird auf die US 2002/0186811 A1 , Weiss et al., veröffentlicht am 12.12.2002 verwiesen. Auch wenn in US 2002/0186811 A1 das Gitter in Lichtrichtung vor dem Fokus und damit im konvergenten Strahlengang angeordnet ist, lässt sich die Herleitung des optimalen Gitters auch in der hier vorliegenden Anordnung des Gitters in Lichtrichtung nach dem Fokus übertragen. Wenn man die am Gitter 7 in die erste Beugungsordnung gebeugten Strahlen rückwärts verlängert, gelangt man in der Ebene des Fokus 7 zu einem virtuellen Fokus für die erste Beugungsordnung. Die in US 2002/0186811 A1 formulierte Forderung, dass nullte und erste Beugungsordnung getrennt sind, lässt sich analog auf die Trennung des reellen Fokus 7 und den virtuellen Fokus der ersten Beugungsordnung übertragen.By way of example, the design of the blaze grating for an aperture of the illumination light of NA = 0.16 becomes the focus 7 and a diameter of the illumination light pencil in the focus of 8 mm. The grid 7 has a length of 250 mm and is divided into 40 consecutively arranged segments. The grating period is 0.8199 μm in each segment. Table 1 gives for the 40 grid segments the positions of the grid segments to a coordinate system in a reference plane and the angles of inclination beta of the grid segments to the reference plane. The distance of the coordinate origin on the Reference plane to focus 7 is 149.82 mm. For a more detailed description of the design of the Blaze grating is on the US 2002/0186811 A1 , Weiss et al., Published on 12.12.2002. Even if in US 2002/0186811 A1 the grating is arranged in the light direction in front of the focus and thus in the convergent beam path, the derivation of the optimal grating can be transmitted in the light direction to the focus in the present arrangement of the grid. If you look at the grid 7 extended backwards in the first diffraction order diffracted rays, you get in the plane of the focus 7 to a virtual focus for the first diffraction order. In the US 2002/0186811 A1 formulated requirement that zeroth and first diffraction order are separated, can be analogous to the separation of the real focus 7 and transmit the virtual focus of the first diffraction order.

Das Blaze-Gitter 11.1 ist nun so auszulegen, dass die Trennung der nullten Beugungsordnung von der ersten Beugungsordnung in der Ebene der Selektionsspiegel 19 ausreichend groß ist. Dies ist dann der Fall, wenn lediglich die erste Beugungsordnung 27 auf den Selektionsspiegel 19.1 trifft, während die nullte Beugungsordnung 25 nicht auf den Selektionsspiegel 19.1 trifft. Beispielsweise kann der Winkel zwischen der nullten Beugungsordnung und der ersten Beugungsordnung nach dem Gitter 11.1 2° betragen. Durch seine physikalische Ausdehnung selektiert der Selektionsspiegel 19.1 denjenigen Teil des Beleuchtungslichts 9 heraus, welcher von einem Teilbereich der ersten Beugungsordnung 27 stammt und den Nutzlichtwellenlängenbereich von ca. 13.5/2 nm bis ca. 2·13.5 nm nm definiert.The blaze grid 11.1 is now to be interpreted so that the separation of the zeroth diffraction order of the first diffraction order in the plane of the selection mirror 19 is big enough. This is the case if only the first diffraction order 27 on the selection mirror 19.1 meets while the zeroth diffraction order 25 not on the selection mirror 19.1 meets. For example, the angle between the zeroth diffraction order and the first diffraction order after the grating 11.1 2 °. Due to its physical extension, the selection mirror selects 19.1 that part of the illumination light 9 out, which of a portion of the first diffraction order 27 and defines the useful light wavelength range from about 13.5 / 2 nm to about 2 × 13.5 nm nm.

In 4 trifft die nullte Beugungsordnung 25 auf den benachbarten Selektionsspiegel 19.2, der einem anderen Relaisspiegel 17 zugeordnet ist. Die Selektion des Nutzlichtwellenlängenbereiches erfolgt nun dadurch, dass nur das Beleuchtungslicht, welches auf den Selektionsspiegel 19.1 trifft bis ins das Objektfeld 3 gelangt. Das Beleuchtungslicht, welches auf den Selektionsspiegel 19.2 trifft, also das Beleuchtungslicht 25 der nullten Beugungsordnung gelangt dagegen nicht ins das Objektfeld 3. Dies wird dadurch erreicht, dass auf Grund der Orientierung der Relaisspiegel 17 und der Selektionsspiegel 19 im dreidimensionalen Raum zu jedem Relaisspiegel 17.1 nur ein Selektionsspiegel 19.1 existiert, für den sich ein durchgehender Lichtkanal bis in das Objektfeld 3 ergibt. Für alle anderen Selektionsspiegel gelangt das Beleuchtungslicht nicht in das Objektfeld 3. Es kann durch geeignete Blenden oder Strahlfallen absorbiert werden, welche außerhalb des Nutzlichtstrahlengangs angeordnet sind.In 4 meets the zeroth order of diffraction 25 on the adjacent selection mirror 19.2 which is another relay mirror 17 assigned. The selection of the Nutzlichtwellenlängenbereiches now takes place in that only the illumination light, which on the selection mirror 19.1 hits into the object field 3 arrives. The illumination light which is on the selection mirror 19.2 meets, so the illumination light 25 By contrast, the zeroth diffraction order does not enter the object field 3 , This is achieved by virtue of the orientation of the relay mirrors 17 and the selection mirror 19 in three-dimensional space to each relay mirror 17.1 only one selection mirror 19.1 exists, for which a continuous light channel into the object field 3 results. For all other selection levels, the illumination light does not get into the object field 3 , It can be absorbed by suitable diaphragms or beam traps, which are arranged outside the Nutzlichtstrahlengangs.

Während in 4 das Beleuchtungslicht 25 der nullten Beugungsordnung auf den Selektionsspiegel 19.2 trifft, kann alternativ, sofern die Platzverhältnisse es erlauben, ein zusätzlicher Spiegel am Ort der sekundären Lichtquelle 21 angeordnet werden, der keinem Relaisspiegel 17 zugeordnet ist und der das Beleuchtungslicht 25 der nullten Beugungsordnung in eine Strahlfalle ablenkt.While in 4 the illumination light 25 the zeroth diffraction order on the selection mirror 19.2 Alternatively, as space permits, may alternatively provide an additional mirror at the location of the secondary light source 21 be arranged, the no relay mirror 17 is assigned and the illumination light 25 deflects the zeroth order of diffraction into a beam trap.

Indem die nullte Beugungsordnung die Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung 13 nicht passiert, wird auch die Wärmestrahlung im Infrarot-Bereich herausgefiltert. Bei einer Gitterperiode von 0,8199 μm weist Infrarot-Strahlung eine größere Wellenlänge als die Gitterperiode auf. Infrarot-Strahlung wird folglich nicht gebeugt, sondern lediglich in die nullte Beugungsordnung reflektiert.By the zeroth diffraction order the Nutzlichtwellenlängen selection device 13 If not, the heat radiation in the infrared range is also filtered out. At a grating period of 0.8199 μm, infrared radiation has a longer wavelength than the grating period. Infrared radiation is therefore not diffracted, but only reflected in the zeroth order of diffraction.

Während bei dem Gitter 11.1 ein Teilbereich der ersten Beugungsordnung durch die Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung 13 selektiert wird, kann alternativ ein anderer Gittertyp eingesetzt werden, bei dem die Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung 13 die nullte Beugungsordnung selektiert. Dieser Gittertyp ist in US 2005/02758 18 A1 , Singer, veröffentlicht am 15.12.2005 näher beschrieben. Die Gitterperiode ist dabei mindestens 150 mal größer als die Arbeitswellenlänge. Das Gitter weist beispielsweise eine Gitterperiode von 4 μm und eine Furchentiefe von 210 nm auf. Bei einer im Vergleich zur Nutzlichtwellenlänge derart großen Gitterperiode wird das Nutzlicht am Gitter nur geringfügig gebeugt, während Wellenlängen im DUV- oder Infrarot-Bereich effizient in die erste Beugungsordnung gebeugt werden. Dies fuhrt dazu, dass der Anteil des DUV-Lichtes und des Infrarotlichtes in der nullten Beugungsordnung wesentlich reduziert werden kann. Bei dieser Art von Gitter muss jedoch die Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung 13 derart ausgeführt sein, dass nicht die erste Beugungsordnung, sondern die nullte Beugungsordnung durch das Beleuchtungssystem 1 bis in das Objektfeld 3 geführt wird, während die erste Beugungsordnung herausgefiltert wird.While at the grid 11.1 a portion of the first diffraction order by the Nutzlichtwellenlängen selection device 13 Alternatively, another type of grating may be used, in which the Nutzlichtwellenlängen selection device 13 selects the zeroth diffraction order. This lattice type is in US 2005/02758 18 A1 , Singer, published on 15.12.2005. The grating period is at least 150 times greater than the working wavelength. The grating has, for example, a grating period of 4 μm and a groove depth of 210 nm. With a grating period that is so large in comparison with the useful light wavelength, the useful light at the grating is only slightly diffracted, while wavelengths in the DUV or infrared range are efficiently diffracted into the first diffraction order. This leads to the fact that the proportion of the DUV light and the infrared light in the zeroth diffraction order can be substantially reduced. In this type of grid, however, the Nutzlichtwellenlängen selection device must 13 be executed such that not the first diffraction order, but the zeroth diffraction order by the lighting system 1 into the object field 3 is guided while the first diffraction order is filtered out.

Zur Erläuterung dieser Ausführungsform ist in 5 in einer schematischen Darstellung ein Ausschnitt aus dem Beleuchtungssystem 1 vom Fokus 7 bis zur Ebene mit den Selektionsspiegeln 19 in der Aufsicht dargestellt. Von der Vielzahl der Relaisspiegel 17 und der Selektionsspiegel 19 sind exemplarisch nur der einzelne Relaisspiegel 17.3 sowie die Selektionsspiegel 19.3, 19.4 und 19.5 dargestellt. Das Gitter 11.2 ist als binäres Gitter ausgeführt, dessen Gitterfurchen längs der Lichtrichtung verlaufen. Es erzeugt symmetrisch zur nullten Beugungsordnung Beugungsordnungen höherer Ordnung. Der Relaisspiegel 17.3 ist als konkaver Spiegel ausgeführt und bildet zusammen mit dem Gitter 11.2 den Fokus 7 entsprechend der Anzahl der Beugungsordnungen auf sekundäre Lichtquellen ab, von denen für die nullte und die beiden ersten Beugungsordnungen die sekundären Lichtquellen 20, 22 und 24 eingezeichnet sind. Die sekundäre Lichtquelle 20 wird von Beleuchtungslicht 26 gebildet, das der nullten Beugungsordnung zuzuordnen ist. Exemplarisch sind drei Lichtstrahlen 26 als durchgezogene Linien eingezeichnet. Die sekundären Lichtquellen 22 und 24 werden von Beleuchtungslicht 28 und 30 gebildet, das den beiden ersten Beugungsordnungen zuzuordnen ist. Exemplarisch sind je drei Lichtstrahlen 28 und 30 als gestrichelte Linien eingezeichnet. Es werden also im Vergleich zur Zahl der Relaisspiegel 17 mindestens drei Mal so viele sekundäre Lichtquellen erzeugt. Auf Grund der optischen Wirkung des Relaisspiegels 17.3 werden die sekundären Lichtquellen 20, 22 und 24 in der Ebene der Selektionsspiegel 19 erzeugt. Damit befinden sich die Selektionsspiegel 19.3, 19.4 und 19.5 in einer Ebene, welche zum Fokus 7 optisch konjugiert ist.To explain this embodiment is in 5 in a schematic representation of a section of the lighting system 1 from the focus 7 to the level with the selection levels 19 shown in the supervision. From the variety of relay mirrors 17 and the selection mirror 19 are exemplary only the single relay mirror 17.3 as well as the selection levels 19.3 . 19.4 and 19.5 shown. The grid 11.2 is designed as a binary grid whose lattice grooves run along the direction of light. It generates symmetry orders of higher orders of magnitude relative to the zeroth order of diffraction. The relay mirror 17.3 is designed as a concave mirror and forms together with the grid 11.2 the focus 7 depending on the number of diffraction orders on secondary light sources, of which for the zeroth and the first two diffraction orders, the secondary light sources 20 . 22 and 24 are drawn. The secondary light source 20 becomes of illumination light 26 formed, which is assigned to the zeroth order of diffraction. Exemplary are three light beams 26 drawn as solid lines. The secondary light sources 22 and 24 be from illumination light 28 and 30 formed, which is assigned to the two first diffraction orders. Exemplary are each three light beams 28 and 30 drawn as dashed lines. So it will be compared to the number of relay mirrors 17 produces at least three times as many secondary light sources. Due to the optical effect of the relay mirror 17.3 become the secondary light sources 20 . 22 and 24 in the level of selection levels 19 generated. This contains the selection levels 19.3 . 19.4 and 19.5 in a plane, which to the focus 7 is optically conjugated.

Das binäre Gitter 11.2 ist nun so auszulegen, dass die Trennung der nullten Beugungsordnung von den beiden ersten Beugungsordnungen in der Ebene der Selektionsspiegel 19 ausreichend groß ist. Dies ist dann der Fall, wenn lediglich die nullte Beugungsordnung 26 auf den Selektionsspiegel 19.3 trifft, während die beiden ersten Beugungsordnungen 28 und 30 nicht auf den Selektionsspiegel 19.3 treffen. Durch seine physikalische Ausdehnung selektiert der Selektionsspiegel 19.3 denjenigen Teil des Beleuchtungslichts 9, welcher von der nullten Beugungsordnung 24 stammt.The binary grid 11.2 is now to be interpreted so that the separation of the zeroth diffraction order of the first two diffraction orders in the plane of the selection mirror 19 is big enough. This is the case if only the zeroth diffraction order 26 on the selection mirror 19.3 meets while the first two orders of diffraction 28 and 30 not on the selection mirror 19.3 to meet. Due to its physical extension, the selection mirror selects 19.3 that part of the illumination light 9 which is of the zeroth order of diffraction 24 comes.

In 5 treffen die beiden ersten Beugungsordnungen 28 und 30 auf die Selektionsspiegel 19.4 und 19.5, die einem anderen Relaisspiegel 17 zugeordnet sind. Die Selektion des Nutzlichtwellenlängenbereiches erfolgt nun dadurch, dass nur das Beleuchtungslicht, welches auf den Selektionsspiegel 19.3 trifft, bis ins das Objektfeld 3 gelangt. Das Beleuchtungslicht, welches auf die Selektionsspiegel 19.4 und 19.5 trifft, also das Beleuchtungslicht 28 und 30 der beiden ersten Beugungsordnungen gelangt dagegen nicht ins das Objektfeld 3. Dies wird dadurch erreicht, dass auf Grund der Orientierung der Relaisspiegel 17 und der Selektionsspiegel 19 im dreidimensionalen Raum zu jedem Relaisspiegel 17.3 nur ein Selektionsspiegel 19.3 existiert, für den sich ein durchgehender Lichtkanal bis in das Objektfeld 3 ergibt. Für alle anderen Selektionsspiegel gelangt das Beleuchtungslicht nicht in das Objektfeld 3. Es kann durch geeignete Blenden oder Strahlfallen absorbiert werden, welche außerhalb des Nutzlichtstrahlengangs angeordnet sind.In 5 meet the first two diffraction orders 28 and 30 on the selection levels 19.4 and 19.5 that is another relay mirror 17 assigned. The selection of the Nutzlichtwellenlängenbereiches now takes place in that only the illumination light, which on the selection mirror 19.3 hits, until the object field 3 arrives. The illumination light, which is on the selection mirror 19.4 and 19.5 meets, so the illumination light 28 and 30 The first two orders of diffraction, on the other hand, do not get into the object field 3 , This is achieved by virtue of the orientation of the relay mirrors 17 and the selection mirror 19 in three-dimensional space to each relay mirror 17.3 only one selection mirror 19.3 exists, for which a continuous light channel into the object field 3 results. For all other selection levels, the illumination light does not get into the object field 3 , It can be absorbed by suitable diaphragms or beam traps, which are arranged outside the Nutzlichtstrahlengangs.

Der Aufbau des Beleuchtungssystems 1 in Lichtrichtung nach der Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung 13 ist unabhängig vom verwendeten Gittertyp. Auf die Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung 13 folgt in 1 im Strahlengang des EUV-Beleuchtungslichtes 9 die Feldlinse 29, welche aus zwei abbildenden normal-incidence Spiegeln und einen feldformenden grazing-incidence Spiegel besteht.The structure of the lighting system 1 in the light direction after the Nutzlichtwellenlängen selection device 13 is independent of the type of grid used. On the Nutzlichtwellenlängen selection device 13 follows in 1 in the beam path of the EUV illumination light 9 the field lens 29 , which consists of two imaging normal-incidence mirrors and a field-forming grazing-incidence mirror.

Die Vielzahl von Relaisspiegeln und die Vielzahl von Selektionsspiegeln erfüllen gleichzeitig die Funktion eines reflektiven Wabenkondensors. Durch den Wabenkondensor wird das Objektfeld 3 möglichst homogen ausgeleuchtet und die Austrittspupille des Beleuchtungssystems 1 ausgeleuchtet. Dabei weisen die Relaisspiegel eine Aussenform auf, die im Wesentlichen der Aussenform des Objektfeldes entspricht. Daher werden die Relaisspiegel auch als Feldwaben bezeichnet. Indem die Bilder der Relaisspiegel durch die Vielzahl von Selektionsspiegeln 19 und die Feldlinse 29 innerhalb des Objektfeldes 3 überlagert werden, kommt es zur Homogenisierung der Ausleuchtung. Die Vielzahl von Selektionsspiegeln 19 befindet sich in einer zur Austrittspupille des Beleuchtungssystems 1 konjugierten Ebene. Daher werden die Relaisspiegel auch als Pupillenwaben bezeichnet. Da sich die Selektionsspiegel in einer zur Austrittspupille konjugierten Ebene befinden, bestimmt die Ausleuchtung der Selektionsspiegel die Ausleuchtung der Austrittspupille. Die Abbildung der Pupillenwaben in die Austrittspupille des Beleuchtungssystems 1 erfolgt durch die Feldlinse 29.The plurality of relay mirrors and the plurality of selection mirrors simultaneously fulfill the function of a reflective honeycomb condenser. The honeycomb condenser becomes the object field 3 illuminated as homogeneously as possible and the exit pupil of the illumination system 1 illuminated. In this case, the relay mirrors have an outer shape that substantially corresponds to the outer shape of the object field. Therefore, the relay mirrors are also referred to as field honeycombs. By the images of the relay mirrors through the plurality of selection mirrors 19 and the field lens 29 within the object field 3 are superimposed, it comes to the homogenization of the illumination. The multitude of selection levels 19 is located in a to the exit pupil of the lighting system 1 conjugate level. Therefore, the relay mirrors are also called pupil honeycombs. Since the selection levels are in a plane conjugate to the exit pupil, the illumination of the selection levels determines the illumination of the exit pupil. The image of the pupil honeycombs in the exit pupil of the illumination system 1 takes place through the field lens 29 ,

Das Beleuchtungssystem 1 beleuchtet ein Objektfeld 3, welches ein 50°-Segment eines Ringes mit einem Ringradius von 130 mm und einer Ringbreite von 8 mm darstellt. Die Formung des Ringfeldes aus den zunächst rechteckigen Bildern der rechteckigen Feldwaben erfolgt durch den feldformenden grazing-incidence-Spiegel innerhalb der Feldlinse 29. Die Beleuchtungsapertur beträgt NA = 0.03125 im Objektfeld 3.The lighting system 1 Illuminates an object field 3 , which represents a 50 ° segment of a ring with a ring radius of 130 mm and a ring width of 8 mm. The shaping of the ring field from the initially rectangular images of the rectangular field honeycombs takes place through the field-forming grazing-incidence mirror within the field lens 29 , The illumination aperture is NA = 0.03125 in the object field 3 ,

Zur weiteren Beschreibung des Beleuchtungssystems 1 wird auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der 20 in US 2004/0065817 A1 , Singer et al, veröffentlicht am 08. April 2004 verwiesen.For further description of the lighting system 1 is based on the description of the embodiment of 20 in US 2004/0065817 A1 , Singer et al, published April 8, 2004.

Am Fokus 7 des Beleuchtungssystems 1 lässt sich eine Blende anordnen, die dazu dient, die Lichtquelle 15 und die Kollektoreinheit 5 vom nachfolgenden Teil des Beleuchtungssystem 1 räumlich zu trennen. Es ist auch möglich, den Bereich vor und nach dem Fokus 7 durch das Einbringen eines Ventiles nahe des Fokus 7 druckmässig zu trennen. Durch eine räumliche beziehungsweise eine druckmassige Trennung kann verhindert werden, dass Verschmutzungen, die von der Lichtquelle herrühren, in das in Lichtrichtung hinter dem Fokus liegende Beleuchtungssystem gelangen und dort die optischen Komponenten kontaminieren.At the focus 7 of the lighting system 1 can arrange a screen, which serves to the light source 15 and the collector unit 5 from the subsequent part of the lighting system 1 spatially separate. It is also possible to focus the area before and after the focus 7 by introducing a valve near the focus 7 to separate by pressure. By means of a spatial or pressure-sensitive separation, it is possible to prevent contaminants that originate from the light source from reaching the illumination system behind the focus in the light direction, where they contaminate the optical components.

In einer Ausführungsform sind das Gitter 11, der mindestens eine Relaisspiegel 17 sowie der mindestens eine Selektionsspiegel 19 mit einer Kühleinrichtung versehen. Die Kühlung kann dabei aktiv beispielsweise durch geeignete Kanäle innerhalb der Spiegelsubstrate zur Durchleitung einer Kühlflüssigkeit erfolgen.In one embodiment, the grid is 11 , the at least one relay mirror 17 as well as the at least one selection mirror 19 provided with a cooling device. The cooling can be done actively, for example by suitable channels within the mirror substrates for the passage of a cooling liquid.

6 zeigt eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage 31 mit einer Lichtquelle 15, einem Beleuchtungssystem 1, wie es mit den 1 bis 5 beschrieben wird, einer Retikeleinheit 33, einem Projektionsobjektiv 35 sowie einer Wafereinheit 37. 6 shows a microlithography projection exposure system 31 with a light source 15 , a lighting system 1 as it is with the 1 to 5 is described, a reticle unit 33 , a projection lens 35 and a wafer unit 37 ,

Die Retikeleinheit 33 dient dem Halten und Manipulieren eines Retikels. Während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage 31 wird nur der Teil des Retikels beleuchtet, der sich innerhalb des Objektfeldes 3 befindet. Daher wird das Retikel während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage 31 über das beleuchtete Objektfeld 3 gescannt. Diese Scanbewegung ermöglicht ebenfalls die Retikeleinheit 33.The reticle unit 33 serves to hold and manipulate a reticle. During operation of the projection exposure machine 31 only the part of the reticle illuminated within the object field is illuminated 3 located. Therefore, the reticle becomes during operation of the projection exposure apparatus 31 over the illuminated object field 3 scanned. This scanning movement also allows the reticle unit 33 ,

Das Projektionsobjektiv 35 ist ein katoptrisches Objektiv mit sechs Spiegeln. Derartige Objektive sind in US 6,353,470 B1 , Dinger, erteilt am 05.03.2002 beschrieben. Das Projektionsobjektiv 35 bildet den beleuchteten Bereich 3 des Retikels auf den Wafer ab.The projection lens 35 is a catoptric lens with six mirrors. Such lenses are in US 6,353,470 B1 , Dinger, issued on 05.03.2002. The projection lens 35 forms the illuminated area 3 of the reticle onto the wafer.

Der Wafer ist Teil der Wafereinheit 37. Die Wafereinheit 37 erlaubt eine mit der Scanbewegung des Retikels synchronisierte parallele Bewegung des Wafers. Die Wafereinheit 37 weist auch Manipulatoren auf, die den Wafer optimal in der Bildebene des Projektionsobjektivs 35 positionieren.The wafer is part of the wafer unit 37 , The wafer unit 37 allows a parallel movement of the wafer synchronized with the scanning motion of the reticle. The wafer unit 37 also has manipulators that optimally position the wafer in the image plane of the projection lens 35 position.

Neben der Funktion als Spektralfilter dient das Gitter 11 auch der Faltung des Beleuchtungsstrahlengangs. Diese Faltung ermöglicht es, dass die Lichtrichtung des von der Lichtquelle abgestrahlten Beleuchtungslichtes parallel zur Objektebene des Projektionsobjektives verläuft. Da in einer Projektionsbelichtungsanlage während des Betriebes Objektebene und Bildebene horizontal liegen, ermöglicht dies eine horizontale Anordnung der Lichtquelle.In addition to the function as a spectral filter, the grid is used 11 also the folding of the illumination beam path. This convolution makes it possible for the light direction of the illumination light emitted by the light source to run parallel to the object plane of the projection objective. Since the object plane and the image plane are horizontal during operation in a projection exposure apparatus, this allows a horizontal arrangement of the light source.

Zur Herstellung von Halbleiterkomponenten und anderen feinstrukturierten Komponenten mit der Projektionsbelichtungsanlage 31 wird ein Retikel mit einem vorbestimmten Muster in der Objektebene des katoptrischen Projektionsobjektivs 35 sowie ein Wafer mit einer photosensitiven Schicht in der Bildebene des katadioptrischen Projektionsobjektivs bereitgestellt, das Retikel mit dem Beleuchtungssystem 1 beleuchtet und schließlich der beleuchtete Bereich des Retikels mit dem katoptrischen Projektionsobjektiv 35 auf den Wafer abgebildet. Tabelle 1: Segment Position [mm] beta [°] 0 –191.168 2.7724 1 –184.868 2.6956 2 –178.568 2.6183 3 –172.268 2.5405 4 –165.968 2.4622 5 –159.668 2.3834 6 –153.368 2.3039 7 –147.068 2.2238 8 –140.768 2.1431 9 –134.468 2.0616 10 –128.168 1.9793 11 –121.868 1.8963 12 –115.568 1.8124 13 –109.268 1.7275 14 –102.968 1.6416 15 –96.6683 1.5547 16 –90.3683 1.4666 17 –84.0683 1.3772 18 –77.7683 1.2865 19 –71.4683 1.1944 20 –65.1683 1.1007 21 –58.8683 1.0054 22 –52.5683 0.9082 23 –46.2683 0.8090 24 –39.9683 0.7076 25 –33.6683 0.6039 26 –27.3683 0.4977 27 –21.0683 0.3886 28 –14.7683 0.2765 29 –8.46826 0.1610 30 –2.16826 0.0419 31 4.13174 –0.0812 32 10.4317 –0.2088 33 16.7317 –0.3411 34 23.0317 –0.4787 35 29.3317 –0.6219 36 35.6317 –0.7713 37 41.9317 –0.9273 38 48.2317 –1.0903 39 54.5317 –1.2603 For the production of semiconductor components and other fine-structured components with the projection exposure apparatus 31 becomes a reticle with a predetermined pattern in the object plane of the catoptric projection lens 35 and a wafer having a photosensitive layer in the image plane of the catadioptric projection objective, the reticle provided with the illumination system 1 illuminated and finally the illuminated area of the reticle with the catoptric projection lens 35 imaged on the wafer. Table 1: segment Position [mm] beta [°] 0 -191168 2.7724 1 -184868 2.6956 2 -178568 2.6183 3 -172268 2.5405 4 -165968 2.4622 5 -159668 2.3834 6 -153368 2.3039 7 -147068 2.2238 8th -140768 2.1431 9 -134468 2.0616 10 -128168 1.9793 11 -121868 1.8963 12 -115568 1.8124 13 -109268 1.7275 14 -102968 1.6416 15 -96.6683 1.5547 16 -90.3683 1.4666 17 -84.0683 1.3772 18 -77.7683 1.2865 19 -71.4683 1.1944 20 -65.1683 1.1007 in extention 21 -58.8683 1.0054 22 -52.5683 0.9082 23 -46.2683 0.8090 24 -39.9683 0.7076 25 -33.6683 0.6039 26 -27.3683 0.4977 27 -21.0683 0.3886 28 -14.7683 0.2765 29 -8.46826 0.1610 30 -2.16826 0.0419 31 4.13174 -0.0812 32 10.4317 -0.2088 33 16.7317 -0.3411 34 23.0317 -0.4787 35 29.3317 -0.6219 36 35.6317 -0.7713 37 41.9317 -0.9273 38 48.2317 -1.0903 39 54.5317 -1.2603

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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• US 2004/0065817 A1 [0059] US 2004/0065817 A1 [0059]
• US 6353470 B1 [0064] US 6353470 B1 [0064]

Claims (15)

Beleuchtungssystem (1) für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage (31) zur Beleuchtung eines Objektfeldes (3) mit EUV-Beleuchtungslicht (9), – mit einer Kollektoreinheit (5), welche einen Fokus (7) des Beleuchtungslichtes erzeugt, – mit einem reflektiven Gitter (11, 11.1, 11.2) zur Erzeugung von Beugungsordnungen (25, 27, 26, 28, 30), welches in Lichtrichtung nach dem Fokus angeordnet ist, und – mit einer auf das Gitter in Lichtrichtung folgenden Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung (13), wobei die Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung in einer Ebene angeordnet ist, welche zum Fokus optisch konjugiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung (13) mindestens einen Selektionsspiegel (19, 19.1, 19.3) aufweist.Lighting system ( 1 ) for a microlithography projection exposure apparatus ( 31 ) for illuminating an object field ( 3 ) with EUV illumination light ( 9 ), - with a collector unit ( 5 ), which has a focus ( 7 ) of the illumination light, - with a reflective grid ( 11 . 11.1 . 11.2 ) for the generation of diffraction orders ( 25 . 27 . 26 . 28 . 30 ) which is arranged in the light direction after the focus, and with a light wavelength selection device following the grating in the light direction ( 13 ), wherein the Nutzlichtwellenlängen selection device is arranged in a plane which is optically conjugate to the focus, characterized in that the Nutzlichtwellenlängen selection device ( 13 ) at least one selection mirror ( 19 . 19.1 . 19.3 ) having. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, wobei die Selektion des Nutzlichtwellenlängenbereichs durch die physikalische Ausdehnung des Selektionsspiegels erfolgt.Illumination system according to claim 1, wherein the selection of the useful light wavelength range is effected by the physical extent of the selection mirror. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Beleuchtungssystem mindestens einen Relaisspiegel (17, 17.1, 17.3) aufweist, der zusammen mit dem Gitter den Fokus zumindest für eine Beugungsordnung auf den Selektionsspiegel abbildet.Illumination system according to one of claims 1 or 2, wherein the illumination system comprises at least one relay mirror ( 17 . 17.1 . 17.3 ) which, together with the grating, images the focus onto the selection mirror at least for a diffraction order. Beleuchtungssystem nach Anspruch 3, wobei das Gitter auf dem mindestens einen Relaisspiegel aufgebracht ist.Lighting system according to claim 3, wherein the grid is applied to the at least one relay mirror. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei das Beleuchtungssystem eine Vielzahl von Relaisspiegeln (17, 17.1, 17.3) aufweist, wobei die Nutzlichtwellenlängen-Selektionsvorrichtung eine entsprechende Anzahl von Selektionsspiegeln (19, 19.1, 19.3) aufweist, wobei jedem Relaisspiegel (17.1, 17.3) ein Selektionsspiegel (19.1, 19.3) zugeordnet ist, und wobei jeder Relaisspiegel zusammen mit dem Gitter den Fokus zumindest für eine Beugungsordnung auf den ihm zugeordneten Selektionsspiegel abbildet.Illumination system according to one of claims 3 or 4, wherein the illumination system comprises a plurality of relay mirrors ( 17 . 17.1 . 17.3 ), wherein the Nutzlichtwellenlängen selection device a corresponding number of selection levels ( 19 . 19.1 . 19.3 ), each relay mirror ( 17.1 . 17.3 ) a selection mirror ( 19.1 . 19.3 ), and wherein each relay mirror, together with the grating, images the focus, at least for a diffraction order, onto its associated selection mirror. Beleuchtungssystem nach Anspruch 5, wobei der Relaisspiegel und der zugeordnete Selektionsspiegel derart im Raum orientiert sind, dass sich ausgehend vom dem Relaisspiegel ein durchgehender Lichtkanal über den zugeordneten Selektionsspiegel bis ins Objektfeld ausbildet, während ausgehend vom dem Relaisspiegel jeder Lichtkanal über alle anderen Selektionsspiegel (19.2, 19.4, 19.5) außerhalb des Objektfeldes endet.Illumination system according to claim 5, wherein the relay mirror and the associated selection mirror are oriented in space such that, starting from the relay mirror, a continuous light channel forms over the assigned selection mirror into the object field, while starting from the relay mirror, each light channel passes over all other selection mirrors. 19.2 . 19.4 . 19.5 ) ends outside the object field. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das reflektive Gitter derart angeordnet ist, dass das Beleuchtungslicht während des Betriebs des Beleuchtungssystems unter streifendem Einfall auf das Gitter fällt.Lighting system according to one of claims 1 to 6, wherein the reflective grating is arranged such that the illumination light falls on the grating during grazing incidence during the operation of the illumination system. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Selektionsspiegel (19.1) den Nutzlichtwellenlängenbereich aus einer der höheren Beugungsordnungen (27) selektiert.Illumination system according to one of claims 1 to 7, wherein the selection mirror ( 19.1 ) the useful light wavelength range from one of the higher diffraction orders ( 27 ). Beleuchtungssystem nach Anspruch 8, wobei die Gitterfurchen des Gitters quer zur Lichtrichtung verlaufen.Lighting system according to claim 8, wherein the grating grooves of the grating extend transversely to the light direction. Beleuchtungssystem nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Gitter ein Blaze-Gitter ist.Lighting system according to claim 8 or 9, wherein the grating is a blazed grating. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Selektionsspiegel die nullte Beugungsordnung (26) selektiert.Illumination system according to one of Claims 1 to 6, in which the selection mirror has the zeroth diffraction order ( 26 ). Beleuchtungssystem nach Anspruch 11, wobei die Gitterfurchen des Gitters längs der Lichtrichtung verlaufen.Lighting system according to claim 11, wherein the grating grooves of the grating run along the direction of light. Beleuchtungssystem nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Gitter ein binäres Gitter ist.Lighting system according to claim 11 or 12, wherein the grid is a binary grid. Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage mit einem Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und mit einem Projektionsobjektiv.Microlithography projection exposure apparatus with an illumination system according to one of claims 1 to 13 and with a projection objective. Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 14, wobei das Gitter den Beleuchtungsstrahlengangs derart faltet, dass die Lichtrichtung des von der Lichtquelle abgestrahlten Beleuchtungslichtes parallel zu einer Objektebene des Projektionsobjektives verläuft.Microlithography projection exposure apparatus according to claim 14, wherein the grid folds the illumination beam path in such a way that the light direction of the illumination light emitted by the light source runs parallel to an object plane of the projection objective.

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