DE102016217426A1

DE102016217426A1 - Strahlteiler

Info

Publication number: DE102016217426A1
Application number: DE102016217426.6A
Authority: DE
Inventors: Johannes Eisenmenger; Udo Dinger
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2016-09-13
Filing date: 2016-09-13
Publication date: 2017-08-24

Abstract

Ein Strahlteiler (34) zur Aufteilung eines Sammel-Ausgabestrahls (8) in Einzelausgabestrahlen (10i) umfasst ein akusto-optisches Bauelement.

Description

Die Erfindung betrifft einen Strahlteiler für ein EUV-Projektionsbelichtungssystem. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Strahlungsquellenmodul für ein EUV-Projektionsbelichtungssystem mit mindestens einem derartigen Strahlteiler. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Beleuchtungsoptik für ein EUV-Projektionsbelichtungssystem mit mindestens einem derartigen Strahlteiler sowie ein Beleuchtungssystem für ein EUV-Projektionsbelichtungssystem mit mindestens einer derartigen Beleuchtungsoptik. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Aufteilung eines von der Strahlungsquelle emittierten Rohstrahls oder eines Sammelausgabestrahls mit Beleuchtungsstrahlung eines EUV-Projektionsbelichtungssystems mit einer Mehrzahl von Einzelausgabestrahlen. Schließlich betrifft die Erfindung ein Projektionsbelichtungssystem für die Mikrolithographie, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein verfahrensgemäß hergestelltes Bauelement.
Aus der DE 10 2008 000 967 A1 ist eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithographie bekannt, bei welcher ein Freie Elektronen-Laser (FEL) oder eine synchrotronbasierte EUV-Lichtquelle als Strahlungsquelle verwendet wird. Derartige Strahlungsquellen zeichnen sich durch einen sehr geringen Lichtleitwert, insbesondere eine sehr kleine Divergenz, aus. Es kann jedoch wünschenswert sein, den von einer derartigen Strahlungsquelle emittierten Ausgabestrahl oder Rohstrahl auf mehrere Einzelausgabestrahlen aufzuteilen, welche zur Versorgung unterschiedlicher Scanner mit Beleuchtungsstrahlung genutzt werden. Hierzu ist ein Strahlaufteiler erforderlich.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Strahlteiler für ein EUV-Projektionsbelichtungssystem zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Der Kern der Erfindung besteht darin, den Strahlteiler mit einem oder mehreren akusto-optischen Bauelement auszubilden.
Mit Hilfe eines derartigen Bauelements ist es möglich, einen Rohstrahl oder Sammelausgabestrahl in Einzelausgabestrahlen aufzuteilen und gleichzeitig die Intensität der Einzelausgabestrahlen zu beeinflussen. Das akusto-optische Bauelement ermöglicht insbesondere eine sehr schnelle Veränderung der Intensität der gebeugten Einzelausgabestrahlen bzw. eine Modulation eines ungebeugten Einzelausgabestrahls 0.ter Ordnung. Außerdem ermöglicht das akusto-optische Bauelement eine sehr schnelle Steuerung, insbesondere Regelung, der Richtung, in welche die Einzelausgabestrahlen abgelenkt werden.
Das akusto-optische Bauelement bildet mit anderen Worten ein Mittel zur schnellen Steuerung der Strahlablenkung bei einer gleichzeitigen Dosiskontrolle.
Die Erfindung betrifft anders ausgedrückt die Verwendung eines akusto-optischen Bauelements als Strahlteiler zur Aufteilung eines Rohstrahls oder Sammelausgabestrahls in eine Mehrzahl von Einzelausgabestrahlen, insbesondere mit einer gleichzeitigen Veränderung der Intensität der Einzelausgabestrahlen.
Noch einmal anders ausgedrückt wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch einen Strahlteiler zur Aufteilung eines Rohstrahls oder Sammelausgabestrahls in eine Mehrzahl von Einzelausgabestrahlen mit einer integrierten Modulations-Einrichtung zur Veränderung der Intensität der Einzelausgabestrahlen gelöst.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass mittels eines derartigen Strahlteilers die Intensität der Einzelausgabestrahlen sehr schnell verändert werden kann. Der Strahlteiler ermöglicht es insbesondere, die Intensität der Einzelausgabestrahlen auf einer Zeitskala von Mikrosekunden oder weniger zu verändern. Das ermöglicht es, die Intensität der Einzelausgabestrahlen in einen vorgegebenen Bereich einzustellen und zu halten. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Stahlteilers ist es insbesondere möglich, die Intensitätseinstellung der Einzelausgabestrahlen unempfindlicher gegenüber von Schwankungen des von der Strahlungsquelle emittierten Rohstrahls in Bezug auf dessen Richtung, Position und Intensitätsprofils zu machen.
Außerdem führt der erfindungsgemäße Stahlteiler zu einer höheren Gesamttransmission des Beleuchtungssystems. Dies ist insbesondere auf die Reduzierung der Anzahl der Komponenten desselben zurückzuführen. Zur Strahlablenkung und Dosiskontrolle genügt insbesondere für jeweils ein Paar von Scannern, das heißt für jeweils zwei Scanner, ein Strahlteiler gegebenenfalls in Kombination mit einem Abschwächer. Eine Erhöhung der Gesamttransmission führt zu einem höheren Durchsatz des Projektionsbelichtungssystems.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das akusto-optische Bauelement eine reflektierende Oberfläche auf und eine Einrichtung zur Erzeugung oder Einkopplung von Oberflächenwellen auf dieser Oberfläche.
Bei der reflektierenden Oberfläche handelt es sich insbesondere um eine EUVreflektierende Oberfläche.
Die Oberflächenwellen bilden eine Beugungsstruktur zur Beugung der auf die Oberfläche des akusto-optischen Bauelements auftreffenden Beleuchtungsstrahlung. Sie bilden insbesondere eine steuerbare Beugungsstruktur, insbesondere eine Beugungsstruktur mit einer steuerbaren Amplitude und/oder Gitterkonstante, welche durch die Wellenlänge der Oberflächenwellen gegeben ist.
Zur Erzeugung von Oberflächenwellen auf dieser Oberfläche ist insbesondere ein Piezo-Element, insbesondere Interdigital-Strukturen auf einem piezoelektrischen Substrat oder die Einkopplung von Volumenwellen in die Oberfläche vorgesehen. Die Orientierung der Oberflächenwellen kann grundsätzlich in jeder beliebigen Orientierung zur Einfallsrichtung der EUV-Strahlung erfolgen. Für den Fall, dass die Oberflächenwellen stark gedämpft sind und der Einfall des EUV-Lichts sehr streifend verläuft, kann es von Vorteil sein, wenn die Wellenfront der akustischen Oberflächenwelle parallel zur Einfallsebene des Lichts erfolgt, damit innerhalb des mit EUV-Licht beleuchteten Bereichs die Amplitude der Oberflächenwellen (surface acoustic waves, SAW) und damit die Beugungseffizienz möglichst gleichmäßig ist. Für weitere Details sei auf die DE 100 01 291 A1 und die DE 10 2013 223 808 A1 verwiesen, die hiermit in die vorliegende Anmeldung integriert sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das akusto-optische Bauelement eine reflektierende Oberfläche auf und eine Einrichtung zur Erzeugung oder Einkopplung von Oberflächenwellen mit einer steuerbaren Frequenz und/oder Amplitude auf dieser Oberfläche. Vorzugsweise sind Frequenz und Amplitude der Oberflächenwellen unabhängig voneinander steuerbar. Über die Frequenz und damit die Wellenlänge der Oberflächen kann der Ablenkwinkel der Beleuchtungsstrahlung beeinflusst werden. Es ist insbesondere möglich, den Ablenkwinkel der unterschiedlichen Beugungsordnungen der Beleuchtungsstrahlung zu beeinflussen. Über die Amplitude der Oberflächen kann die Intensität der Beleuchtungsstrahlung in den unterschiedlichen Beugungsordnungen beeinflusst werden.
Die Oberflächenwellen sind auf einer Zeitskala von Mikrosekunden oder weniger erzeugbar und/oder modulierbar. Die Ablenkung der Beleuchtungsstrahlung, insbesondere die Aufteilung derselben in die unterschiedlichen Beugungsordnungen und/oder die Modulation der Intensität der Beleuchtungsstrahlung in den einzelnen Beugungsordnungen ist daher sehr schnell steuerbar.
Mit anderen Worten betrifft die Erfindung einen Strahlteiler umfassend ein diffraktives optisches Element mit einer steuerbaren Struktur.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung bildet das akusto-optische Bauelement ein Mittel zur Steuerung der Richtung und/oder Intensität von einer Mehrzahl von Einzelausgabestrahlen.
Die Einzelausgabestrahlen können hierbei jeweils durch eine oder mehrere der Beugungsordnungen der am akusto-optischen Bauelement gebeugten Beleuchtungsstrahlung gegeben sein oder gebildet werden.
Das akusto-optische Bauelement bildet insbesondere ein Mittel zur kombinierten Strahlablenkung und Dosiskontrolle.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Strahlungsquellenmodul für ein EUV-Projektionsbelichtungssystem zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Strahlungsquellenmodul mit mindestens einem Strahlteiler gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst.
Vorzugsweise ist der mindestens eine Strahlteiler direkt hinter der Strahlungsquelle angeordnet. Er ist insbesondere höchstens so weit von der Strahlungsquelle beabstandet, dass der von dieser emittierte Rohstrahl oder der Sammelausgabestrahl beim Auftreffen auf den Strahlteiler höchstens einen maximal zulässigen Strahlungsquerschnitt aufweist. Der Strahldurchmesser senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des EUV-Strahls beim Auftreffen auf den Strahlteiler kann kleiner als 100 mm, insbesondere kleiner als 10 mm, insbesondere kleiner als 1 mm sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Strahlungsquellenmodul eine Mehrzahl von Strahlteilern gemäß der vorhergehenden Beschreibung, wobei die Strahlteiler unabhängig voneinander steuerbar sind. Es ist insbesondere möglich, bei jedem der Strahlteiler die Amplitude und/oder Wellenlänge der Oberflächenwellen unabhängig von denen der übrigen Strahlteiler der Beleuchtungsoptik zu steuern. Es ist auch möglich, einen der Strahlteiler in Abhängigkeit von einem anderen der Strahlteiler zu steuern. Es ist insbesondere möglich, sämtliche Strahlteiler mittels einer gemeinsamen Steuer- und/oder Regeleinrichtung in Abhängigkeit voneinander zu steuern. Die Strahlteiler sind insbesondere hintereinander angeordnet. Sie können miteinander gekoppelt sein. Sie können insbesondere mittels einer gemeinsamen Steuer- und/oder Regeleinrichtung gesteuert oder geregelt werden. Es ist insbesondere möglich, die Oberflächenwellen der Strahlteiler derart zu steuern, dass bei jedem der Scanner des Projektionsbelichtungssystems ein vorgegebener Anteil der Intensität der Beleuchtungsstrahlung ankommt. Es ist insbesondere möglich, die Oberflächenwellen der Strahlteiler derart zu steuern, dass bei jedem der Scanner des Projektionsbelichtungssystems dieselbe Intensität der Beleuchtungsstrahlung ankommt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Beleuchtungsoptik für ein EUV-Projektionsbelichtungssystem zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungsoptik mit einer Beleuchtungsoptik gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst.
Durch die Kombination der Strahlaufteilung mit der Modulation der Intensität der Einzelausgabestrahlen in einem einzigen Bauelement kann die Anzahl der Komponenten der Beleuchtungsoptik und damit der Lichtverlust reduziert beziehungsweise anders ausgedrückt die Gesamttransmission vergrößert werden. Außerdem ist mit Hilfe des erfindungsgemäßen Strahlteilers eine besonders schnelle Steuerung, insbesondere Regelung, der Ausbreitungsrichtung der Einzelausgabestrahlen und/oder deren Intensität möglich. Dadurch ist es möglich, die Beleuchtung des Objektfeldes der Beleuchtungsoptik unempfindlicher gegen Schwankungen der Richtung und/oder Position und/oder des Intensitätsprofils der von der Strahlungsquelle emittierten Primärstrahlung zu machen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Beleuchtungssystem für ein EUV-Projektionsbelichtungssystem zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Beleuchtungssystem mit mindestens einer Beleuchtungsoptik gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus den vorhergehend beschriebenen.
Als Strahlungsquelle zur Erzeugung von Beleuchtungsstrahlung dient insbesondere ein Freie Elektronen-Laser (FEL) oder eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle. Der von der Strahlungsquelle emittierte Rohstrahl hat insbesondere eine sehr kleine Divergenz. Die Divergenz des Rohstrahls kann kleiner als 10 mrad sein, insbesondere kleiner als 1 mrad, insbesondere kleiner als 100 µrad, insbesondere kleiner als 10 µrad. Der Rohstrahl kann einen Lichtleitwert aufweisen, welcher kleiner ist als 0,1 mm², insbesondere kleiner als 0,01 mm². Beim Lichtleitwert handelt es sich um das kleinste Volumen eines Phasenraums, welches 90 % der Energie der von der Strahlungsquelle emittierten Beleuchtungsstrahlung enthält. Hierzu entsprechende Definitionen des Lichtleitwerts finden sich beispielsweise in der EP 1 072 957 A2 und der US 6 198 793 B1 .
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Aufteilung eines Sammelausgabestrahls mit Beleuchtungsstrahlung eines EUV-Projektionsbelichtungssystems in eine Mehrzahl von Einzelausgabestrahlen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch Bereitstellen eines Beleuchtungssystems gemäß der vorhergehenden Beschreibung und Erzeugen von Oberflächenwellen mit einer vorgegebenen Wellenlänge und/oder Amplitude in der Oberfläche des akusto-optischen Elements gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus den vorhergehenden beschriebenen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden in der Oberfläche des akusto-optischen Elements stehende oder laufende Oberflächenwellen konstanter Wellenlänge erzeugt. Bei konstanter Wellenlänge der Oberflächenwelle ist insbesondere die Richtung des gebeugten Lichts bei stehenden oder laufenden Oberflächenwellen gleich. Bei gleicher Anregungsenergie, sind die Amplituden von laufenden Oberflächenwellen in der Regel kleiner, sodass ein Bereich kleinerer Beugungseffizienz des Gitters bzw. schwächeren Modulation der ungebeugten Lichts abgedeckt wird
Gemäß einer Alternative ist es auch möglich, in der Oberfläche des akusto-optischen Elements Wellen mit zeitlich variierender Amplitude und Wellenlänge zu erzeugen. Während sich im ersten Fall ausschließlich die Amplitude der Beugungsstruktur ändert, ändert sich im zweiten Fall zusätzlich die Richtung des gebeugten Lichts. Dies kann zu einer Homogenisierung der Intensitätsverteilung in den Einzelausgabestrahlen genutzt werden. Durch die Erzeugung von Wellen zeitlich oder räumlich variierender Wellenlänge auf der Oberfläche des akusto-optischen Elements kann auch die effektive Divergenz der Einzelausgabestrahlen vergrößert werden.
Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin ein Projektionsbelichtungssystem für die Mikrolithographie, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein derartiges Bauelement zu verbessern.
Diese Aufgaben werden jeweils durch Bereitstellung eines Beleuchtungssystems mit einem Strahlteiler gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus den vorhergehend beschriebenen. Weitere Vorteile und Details der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigen:
1 schematisch den prinzipiellen Aufbau eines Projektionsbelichtungssystems mit einer Mehrzahl von n Scannern,
2 schematisch eine alternative Darstellung des Strahlengangs im Projektionsbeleuchtungssystem gemäß 1, und
3 schematisch in größerem Detail den Strahlengang im Bereich der Auskoppeloptik, mittels welcher der Sammel-Ausgabestrahl in Einzel-Ausgabestrahlen, welche zu unterschiedlichen Scannern geleitet werden, aufgeteilt wird.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 1 zunächst die wesentlichen Bestandteile eines Projektionsbelichtungssystems 1 beschrieben.
Die nachfolgend vorgenommene Unterteilung des Projektionsbelichtungssystems 1 in Teilsysteme dient primär der begrifflichen Abgrenzung derselben. Die Teilsysteme können separate konstruktive Teilsysteme bilden. Die Aufteilung in Teilsysteme muss sich jedoch nicht notwendigerweise in einer konstruktiven Abgrenzung widerspiegeln.
Das Projektionsbelichtungssystem 1 umfasst ein Strahlungsquellenmodul 2 und einen oder eine Mehrzahl von Scannern 3 _i.
Das Strahlungsquellenmodul 2 umfasst eine Strahlungsquelle 4 zur Erzeugung von Beleuchtungsstrahlung 5.
Bei der Strahlungsquelle 4 handelt es sich insbesondere um einen Freie Elektronen-Laser (FEL). Es kann sich auch um eine Synchrotronstrahlungsquelle beziehungsweise um eine synchrotronstrahlungsbasierte Strahlungsquelle, die kohärente Strahlung mit sehr hoher Brillanz erzeugt, handeln. Exemplarisch sei für derartige Strahlungsquellen auf die US 2007/0152171 A1 und die DE 103 58 225 B3 verwiesen.
Die Strahlungsquelle 4 hat beispielsweise eine mittlere Leistung im Bereich von 1 kW bis 25 kW. Sie weist eine Pulsfrequenz im Bereich von 10 MHz bis 10 GHz auf. Jeder einzelne Strahlungsimpuls kann beispielsweise eine Energie von 83 µJ betragen. Bei einer Strahlungsimpulslänge von 100 fs entspricht dies einer Strahlungsimpulsleistung von 833 MW.
Die Strahlungsquelle 4 kann auch eine Repetitionsrate im Kilohertzbereich, beispielsweise von 100 kHz, oder im niederen Megahertzbereich, beispielsweise bei 3 MHz, im mittleren Megahertzbereich, beispielsweise bei 30 MHz, im oberem Megahertzbereich, beispielsweise bei 300 MHz oder auch im Gigahertzbereich, beispielsweise bei 1,3 GHz, besitzen.
Bei der Strahlungsquelle 4 handelt es sich insbesondere um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 4 emittiert insbesondere EUV-Strahlung im Wellenlängenbereich beispielsweise zwischen 2 nm und 30 nm, insbesondere zwischen 2 nm und 15 nm.
Die Strahlungsquelle 4 emittiert die Beleuchtungsstrahlung 5 in Form eines Rohstrahls 6. Der Rohstrahl 6 hat eine sehr kleine Divergenz. Die Divergenz des Rohstrahls 6 kann kleiner als 10 mrad sein, insbesondere kleiner als 1 mrad, insbesondere kleiner als 100 µrad, insbesondere kleiner als 10 µrad. Zur einfacheren Beschreibung von Lageverhältnissen werden im Folgenden Koordinaten eines kartesischen xyz-Koordinatensystems verwendet. Die x-Koordinate spannt mit der y-Koordinate regelmäßig einen Bündelquerschnitt der Beleuchtungsstrahlung 5 auf. Die z-Richtung verläuft regelmäßig in Strahlungsrichtung der Beleuchtungsstrahlung 5. Im Bereich der Objektebene 21 beziehungsweise der Bildebene 24 verläuft die y-Richtung parallel zu einer Scanrichtung. Die x-Richtung verläuft senkrecht zur Scanrichtung. Der Rohstrahl 6 wird von der Strahlungsquelle 4 in eine bestimmte Richtung emittiert. Diese wird im Folgenden auch als Pointing P bezeichnet.
Der Rohstrahl 6 kann einen Lichtleitwert aufweisen, welcher kleiner ist als 0,1 mm², insbesondere kleiner als 0,01 mm². Beim Lichtleitwert handelt es sich um das kleinste Volumen eines Phasenraums, welches 90 % der Energie der von der Strahlungsquelle 2 emittierten Beleuchtungsstrahlung 5 enthält. Hierzu entsprechende Definitionen des Lichtleitwerts finden sich beispielsweise in der EP 1 072 957 A2 und der US 6 198 793 B1 .
Das Strahlungsquellenmodul 2 umfasst weiterhin eine der Strahlungsquelle 4 nachgeordnete Strahlformungsoptik 7. Die Strahlformungsoptik 7 dient zur Erzeugung eines Sammel-Ausgabestrahls 8 aus dem Rohstrahl 6. Der Sammel-Ausgabestrahl 8 hat eine sehr kleine Divergenz. Die Divergenz des Sammel-Ausgabestrahls 8 kann kleiner als 10 mrad sein, insbesondere kleiner als 1 mrad, insbesondere kleiner als 100 µrad, insbesondere kleiner als 10 µrad.
Mittels der Strahlformungsoptik 7 kann insbesondere der Durchmesser des Rohstrahls 6 beziehungsweise des Sammel-Ausgabestrahls 8 beeinflusst werden. Mittels der Strahlformungsoptik 7 kann insbesondere eine Aufweitung des Rohstrahls 6 erreicht werden. Der Rohstrahl 6 kann mittels der Strahlformungsoptik 7 insbesondere um einen Faktor von mindestens 1,5, insbesondere mindestens 2, insbesondere mindestens 3, insbesondere mindestens 5, insbesondere mindestens 10 aufgeweitet werden. Der Aufweitungsfaktor ist insbesondere kleiner als 1000. Es ist auch möglich, den Rohstrahl 6 in unterschiedlichen Richtungen unterschiedlich stark aufzuweiten. Er kann insbesondere in einer x-Richtung stärker aufgeweitet werden als in einer y-Richtung. Hierbei entspricht die y-Richtung im Bereich des Objektfeldes 11 _i der Scanrichtung. Die Divergenz des Sammel-Ausgabestrahls 8 kann kleiner sein als die Divergenz, insbesondere kleiner als die halbe Divergenz, des Rohstrahls 6.
Für weitere Details der Strahlformungsoptik 7 sei auf die DE 10 2013 223 935 A1 verwiesen, die hiermit in die vorliegende Anmeldung integriert ist. Die Strahlformungsoptik 7 kann insbesondere eine oder zwei Strahlformungsspiegelgruppen mit jeweils zwei Spiegeln aufweisen. Die Strahlformungsspiegelgruppen dienen insbesondere zur Strahlformung des Sammel-Ausgabestrahls 8 in zueinander senkrechten Ebenen, welche parallel zur Ausbreitungsrichtung des Sammel-Ausgabestrahls 8 verlaufen.
Die Strahlformungsoptik 7 kann auch weitere Strahlformungsspiegel umfassen.
Die Strahlformungsoptik 7 kann insbesondere Zylinderspiegel, insbesondere mindestens einen konvexen und mindestens einen konkaven Zylinderspiegel, umfassen. Sie kann auch Spiegel mit einem Freiformprofil umfassen. Derartige Spiegel weisen jeweils ein Höhenprofil auf, welches nicht als Kegelschnitt darstellbar ist.
Mittels der Strahlformungsoptik 7 kann außerdem das Intensitätsprofil des Rohstrahls 6 beeinflusst werden.
Außerdem umfasst das Strahlungsquellenmodul 2 eine nachfolgend noch näher beschriebene Auskoppeloptik 9. Die Auskoppeloptik 9 dient zur Erzeugung von mehreren, nämlich von n, Einzelausgabestrahlen 10 _i (i = 1 bis n) aus dem Sammel-Ausgabestrahl 8. Die Einzelausgabestrahlen 10 _i bilden jeweils Strahlenbündel zur Beleuchtung eines Objektfeldes 11 _i. Die Einzelausgabestrahlen 10 _i sind jeweils einem der Scanner 3 _i zugeordnet. Die Strahlenbündel der Einzelausgabestrahlen 10 _i können jeweils eine Mehrzahl von separaten Teilstrahlen 12 _i umfassen.
Wie nachfolgend noch näher beschrieben wird, kann die Funktionalität der Strahlformungsoptik 7 in die Auskoppeloptik 9 integriert sein. In diesem Fall kann auf eine separate Strahlformungsoptik 7 verzichtet werden.
Bei der Alternative gemäß 2 ist die Auskoppeloptik 9 in Ausbreitungsrichtung der Beleuchtungsstrahlung hinter der Strahlformungsoptik 7 angeordnet. Vorzugsweise ist die Auskoppeloptik 9 direkt hinter der Strahlungsquelle 4, insbesondere vor der Beeinflussung des Rohstrahls 6 mittels der Strahlformungsoptik 7 angeordnet. In diesem Fall können separate Strahlformungsoptiken für die einzelnen Einzel-Ausgabestrahlen 10 _i vorgesehen sein. Durch eine derartige Anordnung der Auskoppeloptik 9 können Strahlungsverluste aufgrund von Dämpfung an der Auskoppeloptik 9 verringert werden.
Das Strahlungsquellenmodul 2 ist insbesondere in einem evakuierbaren Gehäuse angeordnet.
Die Scanner 3 _i umfassen jeweils eine Strahlführungsoptik 13 _i und eine Projektionsoptik 14 _i.
Die Strahlführungsoptik 13 _i dient der Führung der Beleuchtungsstrahlung 5, insbesondere der jeweiligen Einzel-Ausgabestrahlen 10 _i zu den Objektfeldern 11 _i der einzelnen Scanner 3 _i.
Die Projektionsoptik 14 _i dient jeweils der Abbildung eines in einem der Objektfelder 11 _i angeordneten Retikels 22 _i in ein Bildfeld 23 _i, insbesondere auf einen im Bildfeld 23 _i angeordneten Wafer 25 _i.
Die Strahlungsführungsoptik 13 _i umfasst in der Reihenfolge des Strahlengangs der Beleuchtungsstrahlung 5 jeweils eine Umlenkoptik 15 _i, eine Einkoppeloptik 16 _i, insbesondere in Form einer Fokussier-Baugruppe, und eine Beleuchtungsoptik 17 _i. Die Einkoppeloptik 16 _i kann insbesondere auch als Wolter-Typ-III-Kollektor ausgebildet sein.
Die Umlenkoptik 15 _i kann auch in die Auskoppeloptik 9 integriert sein. Die Auskoppeloptik 9 kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass sie die Einzelausgabestrahlen 10 _i bereits in eine gewünschte Richtung umlenkt. Gemäß einer Variante kann auch auf die Umlenkoptiken 15 _i insgesamt verzichtet werden. Allgemein können die Auskoppeloptik 9 und die Umlenkoptiken 15 _i eine Auskoppel-Umlenk-Einrichtung bilden.
Für unterschiedliche Varianten der Umlenkoptiken 15 _i sei beispielsweise auf die DE 10 2013 223 935 A1 verwiesen, die hiermit als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung in diese integriert ist.
Die Einkoppeloptik 16 _i dient insbesondere dem Einkoppeln der Beleuchtungsstrahlung 5, insbesondere eines der von der Auskoppeloptik 9 erzeugten Einzel-Ausgabestrahlen 10 _i in jeweils eine der Beleuchtungsoptiken 17 _i.
Die Strahlführungsoptik 13 _i bildet zusammen mit der Strahlformungsoptik 7 und der Auskoppeloptik 9 Bestandteile einer Beleuchtungseinrichtung 18.
Die Beleuchtungseinrichtung 18 ist ebenso wie die Strahlungsquelle 4 Bestandteil eines Beleuchtungssystems 19.
Jeder der Beleuchtungsoptiken 17 _i ist jeweils eine der Projektionsoptiken 14 _i zugeordnet. Zusammen werden die einander zugeordnete Beleuchtungsoptik 17 _i und die Projektionsoptik 14 _i auch als optisches System 20 _i bezeichnet.
Die Beleuchtungsoptik 17 _i dient jeweils zur Überführung von Beleuchtungsstrahlung 5 zu einem im Objektfeld 11 _i in einer Objektebene 21 angeordneten Retikel 22 _i. Die Projektionsoptik 14 _i dient zur Abbildung des Retikels 22 _i, insbesondere zur Abbildung von Strukturen auf dem Retikel 22 _i, auf einen in einem Bildfeld 23 _i in einer Bildebene 24 angeordneten Wafer 25 _i.
Die Beleuchtungsoptik 17 _i umfasst jeweils einen ersten Facettenspiegel 28 _i und einen zweiten Facettenspiegel 29 _i, deren Funktion jeweils derjenigen entspricht, die aus dem Stand der Technik bekannt sind. Beim ersten Facettenspiegel 28 _i kann es sich insbesondere um einen Feldfacettenspiegel handeln. Beim zweiten Facettenspiegel 29 _i kann es sich insbesondere um einen Pupillenfacettenspiegel handeln. Der zweite Facettenspiegel 29 _i kann jedoch auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 17 angeordnet sein. Dieser allgemeine Fall wird auch als spekularer Reflektor bezeichnet.
Die Facettenspiegel 28 _i, 29 _i umfassen jeweils eine Vielzahl von Facetten 28a, 29a. Beim Betrieb des Projektionsbelichtungssystems 1 ist jeder der ersten Facetten 28a jeweils eine der zweiten Facetten 29a zugeordnet. Die einander zugeordneten Facetten 28a, 29a bilden jeweils einen Beleuchtungskanal der Beleuchtungsstrahlung 5 zur Beleuchtung des Objektfeldes 11 unter einem bestimmten Beleuchtungswinkel.
Die Facetten 28a des ersten Facettenspiegel 28 _i können verlagerbar, insbesondere verkippbar, insbesondere mit jeweils zwei Kippfreiheitsgraden, ausgebildet sein. Die Facetten 28a des ersten Facettenspiegels 28 _i können als virtuelle Facetten ausgebildet sein. Hierunter sein verstanden, dass sie durch eine variable Gruppierung aus einer Mehrzahl von Einzelspiegeln, insbesondere eine Mehrzahl von Mikrospiegeln, gebildet werden. Für Details sei auf die WO 2009/100856 A1 verwiesen, die hiermit als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung in diese integriert ist.
Die Facetten 29a des zweiten Facettenspiegels 29 _i können entsprechend als virtuelle Facetten 29a ausgebildet sein. Sie können auch entsprechend verlagerbar, insbesondere verkippbar, ausgebildet sein.
Das Retikel 22 mit für die Beleuchtungsstrahlung 5 reflektierenden Strukturen wird von einem Retikelhalter 30 getragen. Der Retikelhalter 30 ist über eine Verlagerungseinrichtung 31 angesteuert verlagerbar.
Der Wafer 25 wird von einem Waferhalter 32 getragen. Der Waferhalter 32 ist mittels einer Verlagerungseinrichtung 33 gesteuert verlagerbar.
Die Verlagerungseinrichtung 31 des Retikelhalters 30 und die Verlagerungseinrichtung 33 des Waferhalters 32 können in Signalverbindung miteinander stehen. Sie sind insbesondere synchronisiert. Das Retikel 22 und der Wafer 25 sind insbesondere synchronisiert zueinander verlagerbar.
Bei der Projektionsbelichtung zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements werden sowohl das Retikel 22 als auch der Wafer 25 durch entsprechende Ansteuerung der Verlagerungseinrichtungen 31 und 33 synchronisiert verlagert, insbesondere synchronisiert gescannt. Der Wafer 25 wird während der Projektionsbelichtung mit einer Scangeschwindigkeit von beispielsweise 600 mm/s gescannt.
Das Projektionsbelichtungssystem 1 umfasst insbesondere mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens fünf, insbesondere mindestens sechs, insbesondere mindestens sieben, insbesondere mindestens acht, insbesondere mindestens neun, insbesondere mindestens zehn Scanner 3 _i. Das Projektionsbelichtungssystem 1 kann bis zu zwanzig Scanner 3 _i umfassen.
Die Scanner 3 _i werden von dem gemeinsamen Strahlungsquellenmodul 2, insbesondere der gemeinsamen Strahlungsquelle 4, mit Beleuchtungsstrahlung 5 versorgt.
Das Projektionsbelichtungssystem 1 dient zur Herstellung von mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauelementen, insbesondere elektronischen Halbleiter-Bauelementen.
Die Einkoppeloptik 16 _i ist im Strahlengang zwischen dem Strahlungsquellenmodul 2, insbesondere der Auskoppeloptik 9, und jeweils einer der Beleuchtungsoptiken 17 _i angeordnet. Sie ist insbesondere als Fokussier-Baugruppe ausgebildet. Sie dient der Überführung jeweils eines der Einzel-Ausgabestrahlen 10 _i in einen Zwischenfokus 26 _i in einer Zwischenfokusebene 27. Der Zwischenfokus 26 _i kann im Bereich einer Durchtrittsöffnung eines Gehäuses des optischen Systems 20 _i oder des Scanners 3 _i angeordnet sein. Das Gehäuse ist insbesondere evakuierbar.
Die Beleuchtungsoptik 17 _i umfasst jeweils einen ersten Facettenspiegel und einen zweiten Facettenspiegel, deren Funktion jeweils derjenigen entspricht, die aus dem Stand der Technik bekannt sind. Beim ersten Facettenspiegel kann es sich insbesondere um einen Feldfacettenspiegel handeln. Beim zweiten Facettenspiegel kann es sich insbesondere um einen Pupillenfacettenspiegel handeln. Der zweite Facettenspiegel kann jedoch auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 17 _i angeordnet sein. Dieser allgemeine Fall wird auch als spekularer Reflektor bezeichnet.
Die Facettenspiegel umfassen jeweils eine Vielzahl von ersten beziehungsweise zweiten Facetten. Beim Betrieb des Projektionsbelichtungssystems 1 ist jeder der ersten Facetten jeweils eine der zweiten Facetten zugeordnet. Die einander zugeordneten Facetten bilden jeweils einen Beleuchtungskanal der Beleuchtungsstrahlung 5 zur Beleuchtung des Objektfeldes 11 _i unter einem bestimmten Beleuchtungswinkel.
Die kanalweise Zuordnung der zweiten Facetten zu den ersten Facetten erfolgt in Abhängigkeit einer gewünschten Beleuchtung, insbesondere eines vorgegebenen Beleuchtungssettings. Die Facetten des ersten Facettenspiegels können verlagerbar, insbesondere verkippbar, insbesondere mit jeweils zwei Kippfreiheitsgraden, ausgebildet sein. Die Facetten des ersten Facettenspiegels sind insbesondere zwischen unterschiedlichen Stellungen schaltbar. Sie sind in unterschiedlichen Schaltstellungen unterschiedlichen der zweiten Facetten zugeordnet. Es kann jeweils auch mindestens eine Schaltstellung der ersten Facetten vorgesehen sein, in welcher die auf sie auftreffende Beleuchtungsstrahlung 5 nicht zur Beleuchtung des Objektfeldes 11 _i beiträgt. Die Facetten des ersten Facettenspiegels können als virtuelle Facetten ausgebildet sein. Hierunter sei verstanden, dass sie durch eine variable Gruppierung einer Mehrzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Mehrzahl von Mikrospiegeln, gebildet werden. Für Details sei auf die WO 2009/100856 A1 verwiesen, die hiermit als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung in diese integriert ist.
Die Facetten des zweiten Facettenspiegels können entsprechend als virtuelle Facetten ausgebildet sein. Sie können auch entsprechend verlagerbar, insbesondere verkippbar, ausgebildet sein.
Über den zweiten Facettenspiegel und gegebenenfalls über eine nachfolgende, in den Figuren nicht dargestellte Übertragungsoptik, welche beispielsweise drei EUV-Spiegel umfasst, werden die ersten Facetten in das Objektfeld 11 _i in der Retikel- beziehungsweise Objektebene 21 abgebildet.
Die einzelnen Beleuchtungskanäle führen zur Beleuchtung des Objektfeldes 11 _i mit bestimmten Beleuchtungswinkeln. Die Gesamtheit der Beleuchtungskanäle führt somit zu einer Beleuchtungswinkelverteilung der Beleuchtung des Objektfeldes 11 _i durch die Beleuchtungsoptik 17 _i. Die Beleuchtungswinkelverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 17 _i, insbesondere bei einer geeigneten Lage der Eintrittspupille der Projektionsoptik 14 _i, kann auf die Spiegel der Übertragungsoptik vor dem Objektfeld 11 _i auch verzichtet werden, was zu einer entsprechenden Transmissionserhöhung für das Nutzstrahlungsbündel führt.
Das Retikel 22 _i mit für die Beleuchtungsstrahlung 5 reflektierenden Strukturen ist in der Objektebene 21 im Bereich des Objektfeldes 11 _i angeordnet.
Die Projektionsoptik 14 _i bildet jeweils das Objektfeld 11 _i in das Bildfeld 23 _i in der Bildebene 24 ab. In dieser Bildebene 24 ist bei der Projektionsbelichtung der Wafer 25 _i angeordnet. Der Wafer 25 _i weist eine lichtempfindliche Beschichtung auf, die während der Projektionsbelichtung mit dem Projektionsbelichtungssystem 1 belichtet wird.
Im Folgenden wird eine vorteilhafte Ausführungsform des Beleuchtungssystems 19 beschrieben.
Es wurde erkannt, dass als Hauptstrahlungsquelle 4 vorteilhafterweise ein Freie Elektronen Laser (FEL) oder eine Synchrotronbasierte Strahlungsquelle eingesetzt werden kann. Ein FEL skaliert sehr gut, das heißt er kann insbesondere dann besonders ökonomisch betrieben werden, wenn er groß genug ausgelegt wird, um eine Mehrzahl von Scannern 3 _i mit Beleuchtungsstrahlung 5 zu versorgen. Der FEL kann insbesondere bis zu acht, zehn, zwölf oder auch zwanzig Scanner mit Beleuchtungsstrahlung 5 versorgen.
Es kann auch mehr als eine Strahlungsquelle 4 vorgesehen sein.
Eine Anforderung an das Projektionsbelichtungssystem 1 ist, dass die Strahlungsintensität, welche die einzelnen Retikel 22 _i erreicht, sowie insbesondere die Strahlungsdosis, welche die Wafer 25 _i erreicht, sehr exakt und sehr schnell geregelt werden kann. Die Strahlungsdosis, welche die Wafer 25 _i erreicht, soll insbesondere möglichst konstant gehalten werden können.
Schwankungen der auf das Retikel 22 _i auftreffenden Beleuchtungsstrahlung 5, insbesondere der Gesamtintensität der auf die Retikel 22 _i auftreffenden Beleuchtungsstrahlung 5 und damit der auf die Wafer 25 _i auftreffendene Strahlungsdosis, können auf Intensitätsschwankungen der Hauptstrahlungsquelle und/oder auf geometrische Schwankungen, insbesondere auf Schwankungen der Richtung des von der Hauptstrahlungsquelle 4 emittierten Rohstrahls 6 und/oder Schwankungen des Querschnittsprofils, insbesondere im Bereich der Auskoppeloptik 9, desselben zurückzuführen sein. Schwankungen des Querschnittsprofils können insbesondere auf Divergenzschwankungen des von der Strahlungsquelle 4 emittierten Rohstrahls 6 und/oder des Sammel-Ausgabestrahls 8 zurückzuführen sein.
Im Folgenden werden Details der Auskoppeloptik 9 näher beschrieben.
Die Auskoppeloptik 9 umfasst mindestens einen, insbesondere mehrere Strahlteiler 34. Die Strahlteiler 34 dienen zur Aufteilung des Sammelausgabestrahls 8 in mehrere Einzelausgabestrahlen 10 _i.
Bei der in 3 dargestellten Alternative dient der erste Strahlteiler 34 zur Aufteilung des Sammelausgabestrahls 8 in zwei Einzelausgabestrahlen 10 ₁, 10 ₂ und einen weiteren Sammel-Ausgabestrahl 8‘. Der Sammel-Ausgabestrahl 8‘ wird vom zweiten Strahlteiler 34 entsprechend in Einzelausgabestrahlen 10 ₃, 10 ₄ und einen weiteren Sammel-Ausgabestrahl 8‘‘ aufgeteilt.
Der weitere Sammel-Ausgabestrahl 8‘‘ kann seinerseits durch einen weiteren, in der 3 nicht näher dargestellten Strahlteiler 34 in Einzelausgabestrahlen 10 ₅, 10 ₆ und einen weiteren Sammel-Ausgabestrahl 8‘‘‘ aufgeteilt werden und so weiter. Die Anzahl der Strahlteiler 32 des Projektionsbelichtungssystems 1, insbesondere der Auskoppeloptik 9, kann im Bereich von 1 bis 20, insbesondere im Bereich von 2 bis 10, liegen. Grundsätzlich kann die Anzahl der Strahlteiler 34 je nach Anzahl n der Scanner 3 _i frei bestimmt werden.
Die in der 3 dargestellte Anordnung der Komponenten dient lediglich zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Konzepts. Sie gibt nicht die tatsächliche Anordnung der Komponenten relativ zueinander wieder.
Als Strahlteiler 34 dient jeweils ein akusto-optisches Bauelement mit einer strahlungsreflektierenden Oberfläche 35, auf welcher Oberflächenwellen erzeugbar sind. Die Oberflächenwellen können insbesondere direkt in der strahlungsreflektierenden Oberfläche 35 erzeugt werden, beispielsweise mit Hilfe von Interdigitalstrukturen. Es ist auch möglich, mittels eines separaten Bauelements Volumenwellen zu erzeugen und mittels einer Einkoppeleinrichtung in die strahlungsreflektierende Oberfläche 35 einzukoppeln. Für Details bezüglich der Erzeugung und/oder Einkopplung der Oberflächenwellen sei auf die US 6,700,952 B2 , die DE 10 2013 223 808 A1 und die DE 10 2007 025 846 A1 verwiesen, die hiermit alle vollständig als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung in diese integriert sind.
Die Oberflächenwellen können laufend oder stehend angeregt werden. In beiden Fällen bleibt die Richtung und Intensitätsverteilung der Beugungsstruktur zeitlich konstant. Bei gleicher Anregungsenergie, sind die Amplituden von laufenden Oberflächenwellen in der Regel kleiner, sodass ein Bereich kleinerer Beugungseffizienz des Gitters bzw. schwächeren Modulation der ungebeugten Lichts abgedeckt wird.
Die Oberflächenwellen auf der strahlungsreflektierenden Oberfläche 35 weisen insbesondere eine steuerbare Frequenz f beziehungsweise Ortswellenlänge Λ und Amplitude A auf. Frequenz f beziehungsweise Ortswellenlänge Λ und Amplitude A sind unabhängig voneinander steuerbar.
Die auf der strahlungsreflektierenden Oberfläche 33 erzeugten Oberflächenwellen bilden eine Beugungsstruktur zur Beugung der Beleuchtungsstrahlung 5. Die Beugungsstruktur ist steuerbar, insbesondere dynamisch steuerbar.
Die unterschiedlichen Beugungsordnungen können einen Einzelausgabestrahl 10 _i bilden oder zu Einzelausgabestrahlen 10 _i zusammengefasst werden.
In der 3 ist exemplarisch der Fall dargestellt, bei welchem jeweils die +/–1. Beugungsordnung Einzelausgabestrahlen 10 _i, 10 _j bilden. Die nullte Beugungsordnung bildet jeweils einen weiteren Sammel-Ausgabestrahl 8 ⁿ. Höhere Beugungsordnungen sind in der 3 nicht dargestellt.
Grundsätzlich ist es auch möglich, unterschiedliche Beugungsordnungen zu einem einzigen Einzelausgabestrahl 10 _i und/oder einem weiteren Sammel-Ausgabestrahl 8 ⁿ zusammenzufassen. Hierfür können beispielsweise zusätzliche, in der 3 nicht dargestellte strahlungsreflektierende Elemente, insbesondere Spiegel, vorgesehen sein.
Alternativ hierzu ist es auch möglich, bestimmte Beugungsordnungen, insbesondere höhere Beugungsordnungen, mit Hilfe von Obskurationselementen, insbesondere mit Hilfe von Absorptionselementen, aus dem weiteren Strahlengang zu entfernen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass mit einem derartigen akusto-optischen Bauelement eine Strahlaufteilung der Beleuchtungsstrahlung 5 in Einzelausgabestrahlen 10 _i möglich ist, wobei gleichzeitig die Intensität der Beleuchtungsstrahlung 5 in den einzelnen Einzelausgabestrahlen 10 _i modulierbar, das heißt steuerbar, ist. Durch die Kombination der Funktionalitäten der Strahlaufteilung und Intensitätsregelung in einer einzigen Komponente, nämlich den Strahlteiler 34, kann die Anzahl der Komponenten und damit der Strahlungsverluste insgesamt reduziert werden. Die Beugungswinkel der unterschiedlichen Beugungsordnungen sowie die Intensität der Beleuchtungsstrahlung 5 in den einzelnen Beugungsordnungen lassen sich aus den Einfallswinkel θ, der Wellenlänge λ der Beleuchtungsstrahlung 5, der Wellenlänge Λ der Oberflächenwelle, der Amplitude A der Oberflächenwellen, dem Reflexionskoeffizienten R und dem Brechungsindex n* des den Strahlteiler 34 umgebenden Mediums berechnen.
Durch Änderung der Amplitude der Oberflächenwelle lässt sich die Intensität in den gebeugten Ordnungen ändern und damit auch die Intensität der Einzelausgabestrahlen 10 _i einstellen. Der Strahlverteiler kann somit auch als Abschwächer, insbesondere als variabler, steuerbarer Modulator, zur Beeinflussung der Intensität eines oder mehrerer Einzelausgabestrahlen 10 _i verwendet werden.
Selbstverständlich ist die Intensität in den einzelnen Beugungsordnungen, das heißt die Intensität der Einzelausgabestrahlen 10 _i, von der Intensität des auf den Strahlteiler 34 auftreffenden Sammel-Ausgabestrahls 8 abhängig. Wie in der 3 schematisch dargestellt ist, ist gemäß einer vorteilhaften Alternative vorgesehen, die Steuereinheiten zur Steuerung der Amplitude und/oder der Ortswellenlängen der Oberflächen der unterschiedlichen Strahlteiler 34 mittels einer gemeinsamen Regelungseinrichtung 36 miteinander zu verbinden. Es ist insbesondere vorgesehen, sämtliche der Strahlteiler 34, beziehungsweise der diesen zugeordnete Steuereinrichtungen zur Steuerung der Oberflächenwellen in deren Oberflächen 35, jeweils in signalübertragender Weise mit der Regelungseinrichtung 36 zu verbinden. Mittels der Regelungseinrichtung 36 ist es möglich, die Gesamtintensität des Rohstrahls 6 der Beleuchtungsstrahlung 5 nach vorgegebenen Anteilen auf die Scanner 3 _i zu verteilen. Es ist insbesondere möglich, die Gesamtintensität der von der Strahlungsquelle 4 emittierten Beleuchtungsstrahlung 5 gleichmäßig auf die Scanner 3 _i zu verteilen.
Wie in der 3 weiter schematisch angedeutet ist, können zur Beeinflussung der Intensität der Einzelausgabestrahlen 10 _i auch zusätzliche Abschwächer 37 vorgesehen sein. Es kann insbesondere jedem der Strahlteiler 34 genau ein Abschwächer 37 zugeordnet sein. Mit Hilfe des Abschwächers 37 ist es möglich, die Intensität der mittels der 1. Beugungsordnung und –1. Beugungsordnung zu zwei Scannern 3 _i, 3 _j geführten Beleuchtungsstrahlung 5 unabhängig voneinander zu steuern.
Die Abschwächer 37 können ebenfalls jeweils als akusto-optisches Bauelement ausgebildet sein. Sie sind insbesondere genauso schnell steuerbar wie die Strahlteiler 34. Hierdurch wird eine schnelle Dosiskontrolle der zu den einzelnen Scannern 3 _i geführten Beleuchtungsstrahlung 5 möglich. Die Dosiskontrolle kann insbesondere auf einer Zeitskala von Mikrosekunden oder weniger erfolgen.
Durch Änderung der Frequenz f beziehungsweise der Ortswellenlänge Λ der Oberflächenwellen lässt sich die Richtung der Beugungsordnungen ändern, insbesondere steuern.
Durch Änderung der Amplitude A der Oberflächenwellen lässt sich die Intensitätsverteilung auf die unterschiedlichen Beugungsordnungen, insbesondere der Anteil der Gesamtintensität in der nullten, +1. oder –1. Beugungsordnung steuern.
Die Intensität in den unterschiedlichen Beugungsordnungen kann außerdem mittels der Abschwächer 37 gesteuert werden. Hierbei kann die Anzahl der Abschwächer 37 kleiner sein als die Anzahl der Scanner 3 _i. Die Anzahl der Abschwächer 37 kann insbesondere gerade halb so groß sein wie die Anzahl der Scanner 3 _i, wobei nach dem im Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung 5 letzten Strahlteiler 34 noch ein zusätzlicher Scanner 3 _i vorgesehen sein kann, welcher von der 0. Beugungsordnung mit Beleuchtungsstrahlung 5 versorgt wird. Diesem Scanner 3 _i kann ein zusätzlicher Abschwächer 37 zugeordnet sein. Das Doppelte der Anzahl der Abschwächer 37 ist somit um höchstens eins größer als die Anzahl der Scanner 3 _i.
Gemäß einer Alternative ist vorgesehen, einen oder mehrere der Strahlteiler 34 durch Reflexionsgitter, welche speziell so berechnet und hergestellt werden, dass sie zur einer vorgegebenen Aufteilung der Gesamtintensität auf unterschiedliche Beugungsordnungen führen, zu ersetzen. Sie können insbesondere derart ausgebildet sein, dass eine Anzahl vorgegebener Beugungsordnungen jeweils die gleiche Intensität beinhalten.
Besondere Vorteile der Ausbildung der Strahlteiler 34 als akusto-optisches Element ergeben sich aus der Tatsache, dass die Oberflächenform im Gegensatz zu der eines statischen Reflexionsgitters nicht zeitlich konstant, sondern dynamisch steuerbar, insbesondere regelbar ist. Die mittels der Oberflächenwellen erzeugbare Beugungsstruktur ist insbesondere sehr schnell veränderbar. Die Zeitskalen innerhalb sich Oberflächenwellen erzeugen lassen, sind durch die Entfernung von der Anregung und der Schallgeschwindigkeit der Oberflächenwelle bestimmt. Typischerweise sind Oberflächenwellen auf einer Zeitskala von Mikrosekunden oder weniger erzeugbar und/oder modulierbar.
Mit Hilfe der Strahlteiler 34 ist somit eine sehr schnelle Dosiskontrolle und/oder Korrektur der Ausbreitungsrichtung der Einzelausgabestrahlen 10 _i möglich.
Die Orientierung der Oberfläche kann grundsätzlich in jeder beliebigen Orientierung relativ zur Einfallsrichtung der Beleuchtungsstrahlung 5 erfolgen. Für den Fall, dass die Oberflächenwellen stark gedämpft sind und der Einfall der Beleuchtungsstrahlung 5 sehr streifend verläuft, kann es von Vorteil sein, wenn die Wellenfront der akustischen Oberflächenwellen parallel zur Einfallsebene der Beleuchtungsstrahlung 5 verläuft. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Amplitude A der Oberflächenwellen und damit die Beugungseffizienz innerhalb des mit Beleuchtungsstrahlung 5 beleuchteten Bereichs der strahlungsreflektierenden Oberfläche 35 des Strahlteilers 34 möglichst gleichmäßig ist.
Die strahlungsreflektierende Wirkung der Oberfläche 35, in welcher die Oberflächenwellen erzeugt werden, kann durch streifenden Einfall oder durch eine geeignete optische Beschichtung, beispielsweise mittels eines Dünnschichtstapels, erreicht werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008000967 A1 [0002]
DE 10001291 A1 [0015]
DE 102013223808 A1 [0015, 0103]
EP 1072957 A2 [0031, 0050]
US 6198793 B1 [0031, 0050]
US 2007/0152171 A1 [0045]
DE 10358225 B3 [0045]
DE 102013223935 A1 [0053, 0066]
WO 2009/100856 A1 [0074, 0086]
US 6700952 B2 [0103]
DE 102007025846 A1 [0103]

Claims

Strahlteiler (34) für ein EUV-Projektionsbelichtungssystem (1) mit einem oder mehreren akusto-optischen Bauelementen.
Strahlteiler (34) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine akusto-optische Bauelement eine reflektierende Oberfläche (35) aufweist und eine Einrichtung zur Erzeugung von Oberflächenwellen mit einer steuerbaren Frequenz und/oder Amplitude auf dieser Oberfläche (35).
Strahlteiler (34) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine akusto-optische Bauelement ein Mittel zur Steuerung der Richtung und/oder Intensität von einer Mehrzahl von Einzelausgabestrahlen (10 _i) bildet.
Strahlungsquellenmodul (2) mit 5.1. einer Strahlungsquelle und 5.2. mindestens einem Strahlteiler (34) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3.
Strahlungsquellenmodul (2) gemäß Anspruch 4 mit einer Mehrzahl von Strahlteilern (34), dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlteiler (34) unabhängig voneinander steuerbar sind.
Strahlungsquellenmodul (2) gemäß Anspruch 4 mit einer Mehrzahl von Strahlteilern (34), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Strahlteiler (34) in Abhängigkeit von mindestens einem weiteren der Strahlteiler (34) steuerbar ist.
Strahlungsquellenmodul (2) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der Strahlteiler (34) ein Abschwächer (37) zugeordnet ist.
Beleuchtungsoptik (17) für ein EUV-Projektionsbelichtungssystem (1) mit mindestens einem Strahlteiler (34) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3.
Beleuchtungssystem (19) für ein EUV-Projektionsbelichtungssystem (1) mit 9.1. einer Beleuchtungsoptik (17) und 9.2. einem Strahlungsquellenmodul (2) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7.
Verfahren zur Aufteilung eines Sammelausgabestrahls (8) mit Beleuchtungsstrahlung (5) eines EUV-Projektionsbelichtungssystems (1) in eine Mehrzahl von Einzelausgabestrahlen (10 _i) umfassend die folgenden Schritte: 10.1. Bereitstellen eines Beleuchtungssystems (19) gemäß Anspruch 9, 10.2. Beaufschlagen der Oberfläche (35) des mindestens einen akusto-optischen Bauelements mit Beleuchtungsstrahlung (5), 10.3. Erzeugen von Oberflächenwellen mit einer vorgegebenen Wellenlänge und Amplitude in der Oberfläche (35) des akusto-optischen Bauelements.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass stehende Oberflächenwellen erzeugt werden.
Projektionsbelichtungssystem (1) für die Mikrolithographie mit 12.1. einem Beleuchtungssystem (19) gemäß Anspruch 9 und 12.2. mindestens einer Projektionsoptik (14).
Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements umfassend die folgenden Schritte: – Bereitstellen eines Projektionsbelichtungssystems (1) gemäß Anspruch 12, – Abbilden eines in einem Objektfeld (11) angeordneten Retikels (22) auf einen in einem Bildfeld (23) angeordneten Wafer (25), – wobei von einer Strahlungsquelle (4) emittierte Beleuchtungsstrahlung (5) mittels mindestens eines Strahlenteilers (32) in Einzelausgabestrahlen (10i) aufgeteilt wird.
Bauelement hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 13.