Die Erfindung betrifft eine optische Wellenlängen-Filterkomponente zur Überführung eines zu einem ersten Fokus hin fokussierten Lichtbündels hin zu einem zweiten Fokus. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Filterkomponente, eine optische Baugruppe mit einer derartigen Filterkomponente zur Überführung eines von einer Lichtquelle emittierten Lichtbündels hin zu nachgelagerten Komponenten, eine Beleuchtungsoptik mit einer derartigen optischen Baugruppe zur Beleuchtung eines Objektfeldes, in dem ein abzubildendes Objekt anordenbar ist, mit Beleuchtungslicht einer Lichtquelle, ein optisches System mit einer derartigen Beleuchtungsoptik und einer Projektionsoptik zur Abbildung des Objektfeldes in ein Bildfeld, und eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System und einer Lichtquelle.The invention relates to an optical wavelength filter component for transferring a light beam focused toward a first focus toward a second focus. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a filter component, an optical assembly comprising such a filter component for transferring a light beam emitted from a light source to downstream components, an illumination optical system with such an optical assembly for illuminating an object field in which an object to be imaged can be arranged is, with illumination light of a light source, an optical system with such illumination optics and a projection optics for imaging the object field in an image field, and a projection exposure apparatus with such an optical system and a light source.
Optische Wellenlängen-Filterkomponenten sowie optische Baugruppen einer Projektionsbelichtungsanlage sind bekannt aus der US 2011/0222042 A1 , aus der US 2009/0267003 A1 , aus der US 2013/0027681 A1 , aus der US 2004/0094724 A1 , aus der US 2005/0180013 A1 , aus der US 6,836,530 B2 , aus der US 7,436,490 B2 , aus der US 2014/0118830 A1 , aus der DE 10 2011 084 650 A1 , aus der WO 2010/095942 A1 , aus der US 2005/0275818 A1 , aus der US 6,469,827 B1 und aus der US 7,248,667 B2 .Optical wavelength filter components and optical components of a projection exposure apparatus are known from the US 2011/0222042 A1 , from the US 2009/0267003 A1 , from the US 2013/0027681 A1 , from the US 2004/0094724 A1 , from the US 2005/0180013 A1 , from the US 6,836,530 B2 , from the US Pat. No. 7,436,490 B2 , from the US 2014/0118830 A1 , from the DE 10 2011 084 650 A1 , from the WO 2010/095942 A1 , from the US 2005/0275818 A1 , from the US Pat. No. 6,469,827 B1 and from the US 7,248,667 B2 ,
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optische Wellenlängen-Filterkomponente insbesondere zur Separierung von EUV-Nutzlicht mit einer Nutzlichtwellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm von Falschlicht anderer Wellenlänge zu optimieren. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren für eine solche Filterkomponente anzugeben. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine optische Wellenlängen-Filterkomponente mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. It is an object of the present invention to optimize an optical wavelength filter component, in particular for separating EUV useful light having a useful light wavelength in the range between 5 nm and 30 nm, of stray light of a different wavelength. Another object of the invention is to provide a manufacturing method for such a filter component. This object is achieved by an optical wavelength filter component having the features specified in claim 1.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Vorteile einer auf Beugung beruhenden Filterkomponente auch im Rahmen einer zwischen zwei Foci abbildenden Filterkomponente zum Einsatz kommen können. Bei den Flächenabschnitten zweiter Ordnung handelt es sich um Flächenabschnitte, die über eine Quadrik mathematisch darstellbar sind, also insbesondre um Hyperboloid-, Ellipsoid- und Paraboloid-Flächenabschnitte. Die Filterkomponente kann als Bandpassfilter, also zum Separieren eines Nutzlicht-Wellenlängenbereiches von kürzer- und von längerwelligem Falschlicht, oder als Hochpassfilter, also zur Separierung von kurzwelligem Nutzlicht von längerwelligem Falschlicht, ausgestaltet sein. Die Filterkomponente kann als Spectral Purity Filter (SPF) ausgebildet sein. Der zweite Fokus, in den das Lichtbündel durch die Filterkomponente überführt wird, kann im Unendlichen liegen. Die Filterkomponente kann einen virtuellen ersten Fokus in einen zweiten Fokus überführen. Alternativ kann die Filterkomponente einen realen ersten Fokus in einen realen zweiten Fokus überführen. Aufgrund der Rotationssymmetrie der Flächenabschnitte der Filterkomponente sind deren Auslegung und insbesondere deren Fertigung vereinfacht. Es können Strukturierungs-Verfahren zur Herstellung rotationssymmetrischer Strukturen zum Einsatz kommen. Die Flächenabschnitte der Filterkomponente können dadurch mit guter Qualität gefertigt werden und insbesondere eine hohe Transmission für das Nutzlicht aufweisen. Unerwünschte, von einer Nutzlicht-Wellenlänge abweichende Wellenlängen können unterdrückt werden. Bei diesen unerwünschten Wellenlängen kann es sich um DUV-Wellenlängen handeln, die breitbandig unterdrückt werden können. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei den unerwünschten Wellenlängen um außerhalb eines gewünschten Nutzlicht-Wellenlängenbereichs liegende EUV-Lichtwellenlängen, also Out-of-Band-EUV-Lichtwellenlängen handeln. Diese Unterdrückung von EUV- und Out-of-Band-EUV-Wellenlängen findet natürlich nur dann statt, sofern eine EUV-Nutzlichtwellenlänge zum Einsatz kommt.According to the invention, it has been recognized that the advantages of a diffraction-based filter component can also be used in the context of a filter component imaging between two foci. The surface sections of second order are surface sections which can be represented mathematically over a quadrilateral, that is to say in particular around hyperboloid, ellipsoid and paraboloid surface sections. The filter component can be designed as a bandpass filter, that is to say for separating a useful light wavelength range of shorter and longer-wave stray light, or as a high-pass filter, that is to say for separating short-wave useful light from longer-wave stray light. The filter component can be designed as a spectral purity filter (SPF). The second focus, into which the light beam is transmitted through the filter component, may be at infinity. The filter component may translate a virtual first focus to a second focus. Alternatively, the filter component may translate a real first focus to a real second focus. Due to the rotational symmetry of the surface portions of the filter component whose design and in particular their production are simplified. It can be used structuring method for producing rotationally symmetric structures. The surface portions of the filter component can thereby be manufactured with good quality and in particular have a high transmission for the useful light. Undesirable wavelengths deviating from a useful light wavelength can be suppressed. These unwanted wavelengths can be DUV wavelengths that can be suppressed broadband. Alternatively or additionally, the unwanted wavelengths may be EUV light wavelengths lying outside a desired useful light wavelength range, ie, out-of-band EUV light wavelengths. Of course, this suppression of EUV and out-of-band EUV wavelengths will only occur if an EUV useful light wavelength is used.
Eine Anordnung der Flächenabschnitte nach Anspruch 2 kann bei der Ausgestaltung der Filterkomponente als Bandpassfilter genutzt werden. In diesem Fall ist die Filterkomponente insbesondere als Blaze-Gitter ausgeführt, welches für die Nutzwellenlänge geblazed ist. Für Falschlicht einer benachbarten Wellenlänge ergibt sich dann hauptsächlich eine Unterdrückung über eine Richtungsauswahl des gebeugten Lichts, da Falschlicht in andere Richtungen gebeugt wird als das Nutzlicht. Ein Blaze-Winkel für zumindest einige oder alle Flächenabschnitte kann mindestens 10 mrad, kann mindestens 20 mrad, kann mindestens 50 mrad oder kann mindestens 100 mrad betragen. An arrangement of the surface sections according to claim 2 can be used in the embodiment of the filter component as a bandpass filter. In this case, the filter component is designed in particular as a blaze grating, which is blazed for the useful wavelength. For false light of an adjacent wavelength is then mainly results in a suppression of a direction selection of the diffracted light, since stray light is diffracted in other directions than the useful light. A blaze angle for at least some or all surface sections may be at least 10 mrad, may be at least 20 mrad, may be at least 50 mrad, or may be at least 100 mrad.
Eine Ausgestaltung der Filterkomponente nach Anspruch 3 kann für die Variante „Hochpassfilter“ genutzt werden. Das Nutzlicht kann dabei in mehrere, hinsichtlich des Abstrahlwinkels sehr eng benachbarte Beugungsordnungen gebeugt werden. Längere Wellenlängen werden dann in hinsichtlich des Abstrahlwinkels entfernte Beugungsordnungen gebeugt, so dass wieder eine Richtungsauswahl des Nutzlichts vorgenommen werden kann.An embodiment of the filter component according to claim 3 can be used for the variant "high-pass filter". In this case, the useful light can be diffracted into a plurality of diffraction orders which are very closely adjacent with regard to the emission angle. Longer wavelengths are then diffracted in diffracted with respect to the angle of diffraction orders, so that again a direction selection of the useful light can be made.
Eine Anordnung der Flächenabschnitte nach Anspruch 4 sorgt für eine besonders hohe Reflexionseffizienz der Filterkomponente.An arrangement of the surface sections according to claim 4 ensures a particularly high reflection efficiency of the filter component.
Eine Gitterparameter-Variation nach Anspruch 5 ermöglicht eine Optimierung einer Ablenkungswirkung für das Nutzlicht und/oder für das Falschlicht, um über die verschiedenen Ablenkwinkel eine Separation des Nutzlichts vom Falschlicht beispielsweise über eine Blendenanordnung effizient zu gewährleisten.A lattice parameter variation according to claim 5 allows optimization of a deflection effect for the useful light and / or for the False light, in order to efficiently ensure a separation of the useful light from the stray light over the various deflection angle, for example via a diaphragm arrangement.
Eine Kühleinrichtung nach Anspruch 6 verbessert eine thermische Belastbarkeit der Filterkomponente.A cooling device according to claim 6 improves a thermal load capacity of the filter component.
Ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 7 ermöglicht eine präzise Fertigung der Filterkomponente. Die spanende Bearbeitung kann mithilfe eines Drehwerkzeugs erfolgen. Es kann sich um ein Drehwerkzeug mit kleinem Radius oder um ein Drehwerkzeug handeln, in welches eine Negativ-Beugungsstruktur der zu erzeugenden Flächenabschnitts-Struktur eingearbeitet ist. Eine Bearbeitungsbahn beim spanenden Bearbeiten kann in Form einer Spiralbahn realisiert sein. Alternativ kann die Bearbeitungsbahn als Mehr- oder Vielzahl konzentrischer Kreisbahnen gestaltet sein.A manufacturing method according to claim 7 enables a precise production of the filter component. The machining can be done using a turning tool. It may be a turning tool with a small radius or a turning tool, in which a negative diffraction structure of the surface section structure to be generated is incorporated. A machining path during machining can be realized in the form of a spiral track. Alternatively, the machining path can be designed as a multitude or multiplicity of concentric circular paths.
Ein Glätten nach Anspruch 8 kann durch ein Flüssig-Film-Glätten, durch ein Ionenstrahl-Glätten oder durch ein Glätten in einer Beschichtungsanlage erfolgen.Smoothing according to claim 8 can be carried out by liquid-film smoothing, by ion beam smoothening or by smoothing in a coating installation.
Ein Beschichten nach Anspruch 9 erhöht eine Reflexionseffizienz der Filterkomponente.Coating according to claim 9 enhances a reflection efficiency of the filter component.
Die Vorteile einer optischen Baugruppe nach Anspruch 10 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Filterkomponente bereits erläutert wurden. Alternativ oder zusätzlich zur nachgelagerten Filterkomponente kann auch der Kollektor selbst als optische Wellenlängen-Filterkomponente entsprechend dem ausgeführt sein, was vorstehend bereits erläutert wurde.The advantages of an optical assembly according to claim 10 correspond to those which have already been explained above with reference to the filter component. As an alternative or in addition to the downstream filter component, the collector itself may also be designed as an optical wavelength filter component in accordance with what has already been explained above.
Die Filterkomponente kann als Reflexionskomponente für streifenden Einfall (Grazing Incidence-Reflexion, GI-Reflexion) oder auch als Reflexionskomponente im Bereich eines senkrechten Einfalls (Normal Incidence-Reflexion, NI-Reflexion) genutzt werden. Je nach der Nutzung als GI- oder als NI-Reflexionskomponente kann eine Beschichtung der Filterkomponente mit Ruthenium, Palladium, Platin oder Gold oder mit einer MoSi-Multilayer-Beschichtung erfolgen.The filter component can be used as a reflection component for grazing incidence (Grazing Incidence reflection, GI reflection) or as a reflection component in the area of a normal incidence reflection (NI reflection). Depending on the use as a GI or as an NI reflection component, a coating of the filter component with ruthenium, palladium, platinum or gold or with a MoSi multilayer coating can take place.
Die Filterkomponente kann mit einer zu einer Drehachse rotationssymmetrisch ausgeführten Reflexionsfläche gestaltet sein. Dies ermöglicht es, die Filterkomponente bei Bedarf, beispielsweise im Falle einer Verschmutzung, von einem verbrauchten Reflexionsflächenabschnitt hin zu einem noch nicht verbrauchten Reflexionsflächenabschnitt weiterzudrehen, ohne, dass hierdurch eine Reflexionsrichtung der Filterkomponente geändert wird.The filter component can be designed with a reflection surface designed to be rotationally symmetrical with respect to a rotation axis. This makes it possible, if necessary, for example in the case of contamination, to continue to turn the filter component from a consumed reflection surface section to a reflection surface section that has not yet been used, without this changing a reflection direction of the filter component.
Eine Verkippung der Rotations-Symmetrie-Achsen nach Anspruch 11 ergibt eine zusätzliche Faltwirkung der Filterkomponente, was dazu benutzt werden kann, eine Hauptrichtung des Beleuchtungslichts vor der Filterkomponente, die beispielsweise horizontal verlaufen kann, an eine nach der Filterkomponente gewünschte Hauptrichtung des Beleuchtungslichts anzupassen. A tilt of the rotational symmetry axes according to claim 11 provides an additional folding effect of the filter component, which can be used to adjust a main direction of the illumination light in front of the filter component, which may be horizontal, for example, to a desired according to the filter component main direction of the illumination light.
Eine Lichtfalle nach Anspruch 12 kann als absorbierende Blende ausgeführt sein. Eine Blende als Lichtfalle kann beispielsweise im Bereich des zweiten Fokus angeordnet sein, in den die Filterkomponente das Lichtbündel hin überführt.A light trap according to claim 12 may be embodied as an absorbent panel. A diaphragm as a light trap can be arranged, for example, in the region of the second focus into which the filter component transfers the light beam.
Die Vorteile einer Beleuchtungsoptik nach Anspruch 13 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße optische Baugruppe bereits erläutert wurden. Die Beleuchtungsoptik kann beispielsweise zwei Facettenspiegel aufweisen. Die Beleuchtungsoptik kann einen Feldfacettenspiegel aufweisen. Die Beleuchtungsoptik kann einen Pupillenfacettenspiegel aufweisen. Facetten des mindestens einen Facettenspiegels der Beleuchtungsoptik können eine Brechkraft aufweisen und können insbesondre konkav ausgeführt sein. Alternativ können Facetten des mindestens einen Facettenspiegels plan ausgeführt sein.The advantages of an illumination optical system according to claim 13 correspond to those which have already been explained above with reference to the optical assembly according to the invention. The illumination optics can have, for example, two facet mirrors. The illumination optics can have a field facet mirror. The illumination optics may have a pupil facet mirror. Facets of the at least one facet mirror of the illumination optical system can have a refractive power and, in particular, can be made concave. Alternatively, facets of the at least one facet mirror can be designed plan.
Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 14 und einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 15 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik bereits erläutert wurden.The advantages of an optical system according to claim 14 and a projection exposure apparatus according to claim 15 correspond to those which have already been explained above with reference to the illumination optical system according to the invention.
Die Projektionsbelichtungsanlage kann im Rahmen eines Verfahrens zur Herstellung strukturierter Bauelemente genutzt werden, bei dem zunächst ein Wafer bereitgestellt wird, auf dem zumindest teilweise eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Material aufgebraucht ist, wobei ferner ein Retikel als Objekt bereitgestellt wird, das abzubildende Strukturen aufweist. Mit der Projektionsbelichtungsanlage wird dann wenigstens ein Teil des Retikels auf einen Bereich der Schicht des Wafers projiziert.The projection exposure apparatus can be used as part of a method for producing structured components, in which initially a wafer is provided on which at least partially a layer of a photosensitive material is consumed, wherein a reticle is also provided as an object having structures to be imaged. With the projection exposure apparatus, at least a portion of the reticle is then projected onto an area of the layer of the wafer.
Mit einem solchen Herstellungsverfahren kann ein mikro- bzw. nanostrukturiertes Bauelement hergestellt werden. Bei dem Bauelement kann es sich um einen Halbleiterchip, insbesondere um einen Speicherchip, handeln.With such a manufacturing method, a micro- or nanostructured device can be produced. The component may be a semiconductor chip, in particular a memory chip.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In this show:
1 schematisch und in Bezug auf eine Beleuchtungsoptik im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie; 1 schematically and with respect to a lighting system in the meridional section, a projection exposure apparatus for microlithography;
2 Eine Ausschnittsvergrößerung des Details II in 1, wobei eine Strukturierung einer optischen Wellenlängen-Filterkomponente der Beleuchtungsoptik in eine Schar von Flächenabschnitten zweiter Ordnung zur Erzeugung eines Blaze-Gitters durch zusätzliche Darstellung der generierenden Kurvenschar für die Flächenabschnitte detaillierter dargestellt ist; 2 A detail enlargement of the detail II in 1 wherein a patterning of an optical wavelength filter component of the illumination optics into a family of second-order area sections for generating a blazed grating is illustrated in more detail by additional representation of the generating curves for the area sections;
3 schematisch eine gestufte Flächenabschnitts-Strukturierung der optischen Wellenlängen-Filterkomponente zur Einführung von Größen, die für eine nachfolgende wellenlängenabhängige Reflektivitäts-Abschätzung hilfreich sind; 3 schematically a stepped areal segmentation of the optical wavelength filter component for introducing quantities that are helpful for a subsequent wavelength-dependent reflectivity estimation;
4 eine Intensitätsverteilung von Licht, welches von der Wellenlängen-Filterkomponente nach 3 reflektiert ist, abhängig von der Beugungsordnung bzw. einem Reflexionswinkel in einer allgemeinen Darstellung; 4 an intensity distribution of light emitted by the wavelength filter component 3 is reflected, depending on the diffraction order or a reflection angle in a general representation;
5 bis 7 schematisch in zu 4 ähnlicher Darstellung Intensitätsverteilungen für ein und dieselbe Strukturierung der optischen Wellenlängen-Filterkomponente für verschiedene Wellenlängen, nämlich von EUV-Nutzlicht (5), von längerwelligem Falschlicht (6) und von noch längerwelligerem Falschlicht (7); 5 to 7 schematically in to 4 similar representation of intensity distributions for one and the same structuring of the optical wavelength filter component for different wavelengths, namely of EUV useful light ( 5 ), of long-wave stray light ( 6 ) and even longer-wave stray light ( 7 );
8 bis 11 entsprechende Intensitätsverteilungs-Darstellungen für eine Variante einer optischen Wellenlängen-Filterkomponente mit einer Blaze-Strukturierung aufgrund der Schar von Flächenabschnitten zweiter Ordnung mit im Vergleich zur Ausführung nach den 5 bis 7 um Größenordnungen kleinerer Flächenabschnittslänge, aufgetragen wiederum für verschiedene Wellenlängen, nämlich für Falschlicht, welches eine kürzere, aber vergleichbare Wellenlänge zum Nutzlicht hat (8), für das Nutzlicht (9), für längerwelliges Falschlicht (10) und für noch längerwelligeres Falschlicht (11); 8th to 11 corresponding intensity distribution diagrams for a variant of an optical wavelength filter component with a blaze structuring due to the family of second-order surface sections compared to the embodiment according to FIGS 5 to 7 by orders of magnitude of smaller surface section length, in turn plotted for different wavelengths, namely for stray light, which has a shorter but comparable wavelength to the useful light ( 8th ), for the useful light ( 9 ), for longer-wavelength false light ( 10 ) and for even longer-wave stray light ( 11 );
12 eine weitere Ausführung einer optischen Wellenlängen-Filterkomponente als Bestandteil einer Variante einer Beleuchtungsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie; 12 a further embodiment of an optical wavelength filter component as part of a variant of a lighting optical system of a projection exposure apparatus for microlithography;
13 eine Blendenkonfiguration, die zusammen mit der optischen Wellenlängen-Filterkomponente nach 12 zum Einsatz kommen kann; 13 a diaphragm configuration, together with the optical wavelength filter component after 12 can be used;
14 eine weitere Ausführung einer optischen Wellenlängen-Filterkomponente in einer zu 13 ähnlichen Darstellung; 14 another embodiment of an optical wavelength filter component in one 13 similar presentation;
15 in einer zu 2 ähnlichen Darstellung eine schematische Darstellung einer Strukturierung eines Kollektors der Beleuchtungsoptik nach 12 als Schar von Flächenabschnitten zweiter Ordnung; 15 in one too 2 similar representation of a schematic representation of a structuring of a collector of the illumination optical system 12 as a group of second-order areas;
16 schematisch eine Strukturierung einer dem Kollektor nachgeordneten optischen Wellenlängen-Filterkomponente der Beleuchtungsoptik nach 12 als Schar von Flächenabschnitten zweiter Ordnung; 16 schematically a structuring of the collector downstream optical wavelength filter component of the illumination optical system 12 as a group of second-order areas;
17 im Querschnitt ein Drehwerkzeug mit Negativ-Flächenabschnitts-Strukturen zur Herstellung einer optischen Wellenlängen-Filterkomponente durch spanende Bearbeitung eines Rohlings; 17 in cross section, a rotary tool having negative surface portion structures for producing an optical wavelength filter component by machining a blank;
18 stark schematisch eine Bearbeitungsmaschine zur Herstellung der optischen Wellenlängen-Filterkomponente unter Einsatz eines Drehwerkzeugs nach 17; und 18 very schematically a processing machine for producing the optical wavelength filter component using a turning tool according to 17 ; and
19 und 20 Aufsichten auf zwei Bahn-Varianten für das Drehwerkzeug bei der spanenden Bearbeitung zur Herstellung der optischen Wellenlängen-Filterkomponente. 19 and 20 Top views of two web variants for the turning tool during machining for producing the optical wavelength filter component.
Eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie dient zur Herstellung eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten elektronischen Halbleiter-Bauelements. Eine Lichtquelle 2 emittiert zur Beleuchtung genutzte EUV-Strahlung im Wellenlängenbereich beispielsweise zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle 2 kann es sich um eine GDPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, gas discharge produced plasma) oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, laser produced plasma) handeln. Auch eine Strahlungsquelle, die auf einem Synchrotron oder einem Freie Elektronen Laser (FEL) basiert, ist für die Lichtquelle 2 einsetzbar. Informationen zu einer derartigen Lichtquelle findet der Fachmann beispielsweise in der US 6 859 515 B2 . Zur Beleuchtung und Abbildung innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird EUV-Beleuchtungslicht beziehungsweise Beleuchtungsstrahlung in Form eines Abbildungslicht-Bündels 3 genutzt. Das Abbildungslicht-Bündel 3 durchläuft nach der Lichtquelle 2 zunächst einen Kollektor 4, bei dem es sich beispielsweise um einen genesteten Kollektor mit einem aus dem Stand der Technik bekannten Mehrschalen-Aufbau oder alternativ um einen, dann hinter der Lichtquelle 2 angeordneten ellipsoidal geformten Kollektor handeln kann. Ein entsprechender Kollektor ist aus der EP 1 225 481 A bekannt. Nach Reflexion am Kollektor 4 wird das EUV-Beleuchtungslicht, zu dem auch nach der Reflexion am Kollektor 4 noch Falschlichtanteile gehören, von einer optischen Wellenlängen-Filterkomponente 5 reflektiert, die eine Nutzlichtwellenlänge aus dem EUV-Beleuchtungslicht 3 herausfiltert und die nachfolgend noch näher erläutert wird. Nach Reflexion an der Filterkomponente 5 durchtritt das EUV-Beleuchtungslicht 3 zunächst eine Zwischenfokusebene ZF, was durch Einsatz einer in der 1 nicht dargestellten Blendeneinrichtung zur Trennung des Abbildungslicht-Bündels 3 von unerwünschten Strahlungs- oder Partikelanteilen genutzt wird. Nach Durchlaufen der Zwischenfokusebene ZF trifft das Abbildungslicht-Bündel 3 zunächst auf einen Feldfacettenspiegel 6. Der Feldfacettenspiegel 6 stellt einen ersten Facettenspiegel der Projektionsbelichtungsanlage 1 dar. Der Feldfacettenspiegel 6 hat eine Mehrzahl von Feldfacetten, die auf einem ersten Spiegelträger 6a angeordnet sind.A projection exposure machine 1 for microlithography is used to produce a micro- or nanostructured electronic semiconductor device. A light source 2 emits EUV radiation used for illumination in the wavelength range, for example between 5 nm and 30 nm. For the light source 2 it can be a GDPP source (plasma discharge by gas discharge, gas discharge produced plasma) or an LPP source (plasma generation by laser, laser produced plasma). Also, a radiation source based on a synchrotron or a free electron laser (FEL) is for the light source 2 used. Information about such a light source is the expert, for example in the US 6,859,515 B2 , For illumination and imaging within the projection exposure system 1 becomes EUV illumination light or illumination radiation in the form of an imaging light beam 3 used. The picture light bundle 3 goes through the light source 2 first a collector 4 , which is, for example, a nested collector with a known from the prior art multi-shell structure or alternatively to one, then behind the light source 2 arranged ellipsoidal shaped collector can act. A corresponding collector is from the EP 1 225 481 A known. After reflection at the collector 4 becomes the EUV illumination light, in addition to the reflection at the collector 4 still include false-light portions of an optical wavelength filter component 5 which reflects a useful light wavelength from the EUV illumination light 3 filters out and will be explained in more detail below. After reflection at the filter component 5 passes through the EUV illumination light 3 first a Zwischenfokusebene ZF, what by using a in the 1 Shutter device, not shown, for separating the imaging light beam 3 is used by unwanted radiation or particle fractions. After passing through the Zwischenfokusebene ZF meets the imaging light beam 3 first on a field facet mirror 6 , The field facet mirror 6 represents a first facet mirror of the projection exposure apparatus 1 dar. The field facet mirror 6 has a plurality of field facets mounted on a first mirror support 6a are arranged.
Zur Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen ist in der Zeichnung jeweils ein kartesisches globales xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Achse verläuft in der 1 senkrecht zur Zeichenebene und aus dieser heraus. Die y-Achse verläuft in der 1 nach rechts. Die z-Achse verläuft in der 1 nach oben.To facilitate the description of positional relationships, a Cartesian global xyz coordinate system is shown in the drawing. The x-axis runs in the 1 perpendicular to the drawing plane and out of it. The y-axis runs in the 1 to the right. The z-axis runs in the 1 up.
Zur Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen bei einzelnen optischen Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird in den nachfolgenden Figuren jeweils auch ein kartesisches lokales xyz- oder xy-Koordinatensystem verwendet. Die jeweiligen lokalen xy-Koordinaten spannen, soweit nichts anderes beschrieben ist, eine jeweilige Hauptanordnungsebene der optischen Komponente, beispielsweise eine Reflexionsebene, auf. Die x-Achsen des globalen xyz-Koordinatensystems und der lokalen xyz- oder xy-Koordinatensysteme verlaufen parallel zueinander. Die jeweiligen y-Achsen der lokalen xyz- oder xy-Koordinatensysteme haben einen Winkel zur y-Achse des globalen xyz-Koordinatensystems, der einem Kippwinkel der jeweiligen optischen Komponente um die x-Achse entspricht. To facilitate the description of positional relationships in individual optical components of the projection exposure apparatus 1 In each of the following figures, a Cartesian local xyz or xy coordinate system is used. Unless otherwise described, the respective local xy coordinates span a respective main assembly plane of the optical component, for example a reflection plane. The x-axes of the xyz global coordinate system and the local xyz or xy coordinate systems are parallel. The respective y-axes of the local xyz or xy coordinate systems have an angle to the y-axis of the global xyz coordinate system, which corresponds to a tilt angle of the respective optical component about the x-axis.
Der Feldfacettenspiegel 6 ist in bekannter Weise in nicht näher dargestellte Feldfacetten unterteilt, die rechteckig oder bogenförmig ausgeführt sein können. Die Feldfacetten können zwischen jeweils mehreren verschiedenen Kippstellungen umstellbar sein.The field facet mirror 6 is divided in a known manner in non-illustrated field facets, which may be performed rectangular or arcuate. The field facets can be convertible between a plurality of different tilt positions.
Nach Reflexion am Feldfacettenspiegel 6 trifft das in Abbildungslicht-Teilbündel, die den einzelnen Feldfacetten zugeordnet sind, aufgeteilte Abbildungslicht-Bündel 3 auf einen Pupillenfacettenspiegel 7. Das jeweilige Abbildungslicht-Teilbündel des gesamten Abbildungslicht-Bündels 3 ist längs jeweils eines Abbildungslichtkanals geführt, der auch als Ausleuchtungskanal bezeichnet ist.After reflection at the field facet mirror 6 the image light bundles split into imaging light sub-bundles associated with the individual field facets 3 on a pupil facet mirror 7 , The respective imaging light sub-beam of the entire imaging light beam 3 is guided along each of an imaging light channel, which is also referred to as illumination channel.
Der Pupillenfacettenspiegel 10 stellt einen zweiten Facettenspiegel der Projektionsbelichtungsanlage 1 dar. Nicht näher dargestellte Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels 7 sind auf einer Trägerplatte 7a des Pupillenfacettenspiegels 7 angeordnet. Die Pupillenfacetten können runde, quadratische oder in sonstiger Weise mehreckige Reflexionsflächen aufweisen. Eine kanalweise Zuordnung der Pupillenfacetten zu den Feldfacetten erfolgt abhängig von einer gewünschten Beleuchtung durch die Projektionsbelichtungsanlage 1. Aufgrund der verschiedenenmöglichen Feldfacetten-Kippstellungen kann jede der Feldfacetten also verschiedene Abbildungslichtkanäle vorgeben. Über die so vorgegebenen Ausleuchtungskanäle werden die Beleuchtungslicht-Teilbündel einander überlagernd in ein Objektfeld der Projektionsbelichtungsanlage 1 geführt.The pupil facet mirror 10 represents a second facet mirror of the projection exposure apparatus 1 Not shown pupil facets of the pupil facet mirror 7 are on a backing plate 7a of the pupil facet mirror 7 arranged. The pupil facets may have round, square or otherwise polygonal reflection surfaces. Channel-wise assignment of the pupil facets to the field facets is dependent on a desired illumination by the projection exposure apparatus 1 , Due to the different possible field facet tilt positions, each of the field facets can thus specify different imaging light channels. The illumination light sub-beams are superimposed on one another in an object field of the projection exposure apparatus via the preselected illumination channels 1 guided.
Über den Pupillenfacettenspiegel 7 und eine nachfolgende, aus drei EUV-Spiegeln 8, 9, 10 bestehenden Übertragungsoptik 11 werden die Feldfacetten in eine Objektebene 12 der Projektionsbelichtungsanlage 1 abgebildet. Der EUV-Spiegel 10 ist als Spiegel für streifenden Einfall (Grazing-Incidence-Spiegel) ausgeführt. In der Objektebene 12 ist ein Objekt in Form eines Retikels 13 angeordnet, von dem mit dem EUV-Beleuchtungslicht 3 ein Ausleuchtungsbereich ausgeleuchtet wird, der mit dem Objektfeld 14 einer nachgelagerten Projektionsoptik 15 der Projektionsbelichtungsanlage 1 zusammenfällt. Der Ausleuchtungsbereich wird auch als Beleuchtungsfeld bezeichnet. Das Objektfeld 14 ist je nach der konkreten Ausführung einer Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage 1 rechteckig oder bogenförmig. Die Abbildungslichtkanäle werden im Objektfeld 14 überlagert. Das EUV-Beleuchtungslicht 3 wird vom Retikel 13 reflektiert. Das Retikel 13 wird von einem Objekthalter 16 gehaltert, der längs der Verlagerungsrichtung y mit Hilfe eines schematisch angedeuteten Objektverlagerungsantriebs 17 angetrieben verlagerbar ist.About the pupil facet mirror 7 and a subsequent one, from three EUV mirrors 8th . 9 . 10 existing transmission optics 11 the field facets become an object plane 12 the projection exposure system 1 displayed. The EUV level 10 is designed as a grazing incidence mirror. In the object plane 12 is an object in the form of a reticle 13 arranged, of which with the EUV illumination light 3 an illumination area is illuminated, which coincides with the object field 14 a downstream projection optics 15 the projection exposure system 1 coincides. The illumination area is also called a lighting field. The object field 14 is depending on the specific design of a lighting optics of the projection exposure system 1 rectangular or arcuate. The image light channels are in the object field 14 superimposed. The EUV lighting light 3 is from the reticle 13 reflected. The reticle 13 is from an object holder 16 held along the displacement direction y by means of a schematically indicated object displacement drive 17 is driven displaced.
Auf die Übertragungsoptik 11 kann verzichtet werden, sofern der Pupillenfacettenspiegel 7 direkt in einer Eintrittspupille der Projektionsoptik 15 angeordnet ist. On the transmission optics 11 may be waived if the pupil facet mirror 7 directly in an entrance pupil of the projection optics 15 is arranged.
Die Projektionsoptik 15 bildet das Objektfeld 14 in der Objektebene 12 in ein Bildfeld 18 in einer Bildebene 19 ab. In dieser Bildebene 19 ist ein Wafer 20 angeordnet, der eine lichtempfindliche Schicht trägt, die während der Projektionsbelichtung mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 belichtet wird. Der Wafer 20, also das Substrat, auf welches abgebildet wird, wird von einem Wafer- beziehungsweise Substrathalter 21 gehaltert, der längs der Verlagerungsrichtung y mit Hilfe eines ebenfalls schematisch angedeuteten Waferverlagerungsantriebs 22 synchron zur Verlagerung des Objekthalters 16 verlagerbar ist. Bei der Projektionsbelichtung werden sowohl das Retikel 13 als auch der Wafer 20 in der y-Richtung synchronisiert gescannt. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 ist als Scanner ausgeführt. Die Scanrichtung y ist die Objektverlagerungsrichtung.The projection optics 15 forms the object field 14 in the object plane 12 in a picture field 18 in an image plane 19 from. In this picture plane 19 is a wafer 20 which carries a photosensitive layer during projection exposure with the projection exposure apparatus 1 is exposed. The wafer 20 That is, the substrate to be imaged on is from a wafer or substrate holder 21 held along the displacement direction y by means of a likewise schematically indicated Waferverlagerungsantriebs 22 synchronous to the displacement of the object holder 16 is relocatable. In the projection exposure, both the reticle 13 as well as the wafer 20 scanned synchronized in the y-direction. The projection exposure machine 1 is designed as a scanner. The scanning direction y is the object displacement direction.
Der Feldfacettenspiegel 6, der Pupillenfacettenspiegel 7 und die Spiegel 8 bis 10 der Übertragungsoptik 11 sind Bestandteile einer Beleuchtungsoptik 23 der Projektionsbelichtungsanlage 1. Gemeinsam mit der Projektionsoptik 15 bildet die Beleuchtungsoptik 23 ein Beleuchtungssystem der Projektionsbelichtungsanlage 1.The field facet mirror 6 , the pupil facet mirror 7 and the mirrors 8th to 10 of the transmission optics 11 are components of a lighting system 23 the projection exposure system 1 , Together with the projection optics 15 forms the illumination optics 23 an illumination system of the projection exposure apparatus 1 ,
Die optische Wellenlängen-Filterkomponente 5 ist zur Überführung des zu einem ersten Fokus F1 hin durch den Kollektor 4 fokussierten Beleuchtungslichtbündels 3 ausgeführt. Dieses Beleuchtungslichtbündel 3 wird hin zu einem zweiten Fokus F2, nämlich zum Zwischenfokus ZF, durch die optische Wellenlängen-Filterkomponente 5 überführt. Die Filterkomponente 5 ist zur Reflexion und zur Beugung des Lichtbündels 3 ausgeführt, von dem in der 2, die eine Ausschnittsvergrößerung im Bereich der Filterkomponente 5 zeigt, einige Einzelstrahlen 3 1, 3 2, 3 3 dargestellt sind.The optical wavelength filter component 5 is to transfer the to a first focus F1 through the collector 4 focused illumination beam 3 executed. This lighting beam 3 is toward a second focus F2, namely the intermediate focus ZF, through the optical wavelength filter component 5 transferred. The filter component 5 is for reflection and diffraction of the light beam 3 executed, of which in the 2 , which is an enlarged detail in the area of the filter component 5 shows, some single rays 3 1 , 3 2 , 3 3 are shown.
Die Filterkomponente 5 ist als Schar von Flächenabschnitten 5 1, 5 2, 5 3, 5 4, 5 5, ... 5 N ausgeführt, von denen in der 2 beispielhaft fünf Flächenabschnitte 5 1 bis 5 5 dargestellt sind. Es handelt sich hierbei um Flächenabschnitte zweiter Ordnung, nämlich um Hyperboloid-Flächenabschnitte. Dies ist verdeutlicht durch eine in der 2 zusätzlich dargestellte Hyperbel-Kurvenschar mit Hyperbeln H0 bis H9, wobei die in der 2 gezeigten Schnitte der Flächenabschnitte 5 1 bis 5 5 auf den Hyperbeln H1 bis H5 dieser Hyperbelschar liegen. Den Hyperbeln H1 bis H9 dieser Hyperbelschar gemeinsam sind die beiden Brennpunkte F1 und F2.The filter component 5 is a group of surface sections 5 1 , 5 2 , 5 3 , 5 4 , 5 5 , ... 5 N performed, of which in the 2 for example, five surface sections 5 1 to 5 5 are shown. These are second-order surface sections, namely hyperboloid surface sections. This is illustrated by a in the 2 additionally shown hyperbolic family of curves with hyperbolas H 0 to H 9 , wherein the in the 2 shown sections of the surface sections 5 1 to 5 5 lie on the hyperbola H 1 to H 5 of this hyperbola. Common to the hyperbolas H 1 to H 9 of this hyperbola are the two foci F1 and F2.
Die Anzahl N der Flächenabschnitte kann größer sein als 10, kann größer sein als 100, kann größer sein als 1000 oder kann auch noch größer sein.The number N of surface sections may be greater than 10, may be greater than 100, may be greater than 1000, or may be even greater.
Die Anordnung der Flächenabschnitte 5 n kann so gewählt sein, dass das Nutzlicht 3 von der Filterkomponente 5 ohne Abschattung reflektiert wird.The arrangement of the surface sections 5 n can be chosen so that the useful light 3 from the filter component 5 is reflected without shading.
Die Flächenabschnitte 5 1, ... 5 N der Filterkomponente 5 weisen eine Beugungsordnung zueinander auf. Die Flächenabschnitte 5 1 bis 5 N können Blaze-Strukturen eines Blaze-Gitters darstellen. Die Anordnung der Flächenabschnitte 5 1 bis 5 N zueinander ist derart, dass EUV-Nutzlicht im Wellenlängenbereich zwischen 5 nm und 30 nm, beispielsweise EUV-Licht mit einer Wellenlänge von 13,5 nm, mit hoher Beugungseffizienz hin zum Fokus F2 gebeugt wird, wohingegen Falschlicht mit einer vom EUV-Nutzlicht abweichenden Wellenlänge mit geringerer oder keiner Beugungseffizienz hin zum zweiten Fokus F2 gebeugt wird. Die Filterkomponente 5 ist als Spectral Purity Filter (SPF) ausgeführt. Die Filterwirkung der Filterkomponente 5 kann diejenige eines Hochpassfilters sein, also eines Filters, der Wellenlängen kleiner als eine vorgegebene Grenzwellenlänge (= höhere Frequenz) mit einer Effizienz durchlässt, die größer ist als eine vorgegebene Solleffizienz. Alternativ kann die Filterkomponente 5 die Funktion eines Bandpassfilters haben, bei dem Wellenlängen eines bestimmten Wellenlängenbandes mit einer Effizienz durchgelassen werden, die oberhalb einer vorgegebenen Solleffizienz liegt. Beide Varianten werden nachfolgend diskutiert.The surface sections 5 1 , ... 5 N of the filter component 5 have a diffraction order to each other. The surface sections 5 1 to 5 N can be blaze structures of a blaze grating. The arrangement of the surface sections 5 1 to 5 N to each other is such that EUV useful light is diffracted in the wavelength range between 5 nm and 30 nm, for example EUV light with a wavelength of 13.5 nm, with high diffraction efficiency towards the focus F2, whereas stray light with a deviating from the EUV Nutzlicht Wavelength with less or no diffraction efficiency towards the second focus F2 is diffracted. The filter component 5 is designed as a Spectral Purity Filter (SPF). The filtering effect of the filter component 5 may be that of a high-pass filter, that is, a filter that transmits wavelengths smaller than a predetermined cut-off wavelength (= higher frequency) with an efficiency that is greater than a predetermined target efficiency. Alternatively, the filter component 5 have the function of a bandpass filter in which wavelengths of a particular wavelength band are transmitted with an efficiency that is above a given target efficiency. Both variants are discussed below.
3 zeigt stark schematisch einen Abschnitt der Filterkomponente 5 im Bereich dreier Flächenabschnitte 5 1, 5 2 und 5 3. Ein Einfallswinkel des Beleuchtungslichts 3 (vgl. den beispielhaften Einzelstrahl 3 1) auf eine Basis-Oberfläche 24 der Filterkomponente 5 wird nachfolgend mit α bezeichnet. Eine Facettenlänge der einzelnen Flächenabschnitte 5 n wird mit g bezeichnet. Eine Stufenhöhe der Stufen zwischen zwei Flächenabschnitten 5 n, 5 n+1 wird mit h bezeichnet. Ein Blaze-Winkel ε ergibt sich, da die Näherung kleiner Winkel gültig ist, mit ε = h/g. 3 shows very schematically a portion of the filter component 5 in the area of three surface sections 5 1 , 5 2 and 5 3 . An angle of incidence of the illumination light 3 (See the exemplary single beam 3 1 ) on a base surface 24 the filter component 5 is hereinafter referred to as α. A facet length of the individual surface sections 5 n is denoted by g. A step height of the steps between two surface sections 5 n , 5 n + 1 is denoted by h. A blaze angle ε results, since the approximation of small angles is valid, with ε = h / g.
Abhängig von der Gitterkonstanten g und der Wellenlänge λ des einfallenden Beleuchtungslichts 3 ergeben sich für das Gitter der Filterkomponente 5 prinzipiell mögliche Beugungsordnungen q. Diese sind in der schematischen Darstellung einer Intensitätsverteilung I(q) in der 4 auf der Abszisse aufgetragen. Zusätzlich aufgetragen ist eine „Spaltfunktion“ S(q, Θ) des Gitters mit der Gitterkonstanten g. Es gilt: S = Sinc(π·σ·(q – Θ))2 Depending on the lattice constant g and the wavelength λ of the incident illumination light 3 arise for the grid of the filter component 5 in principle possible diffraction orders q. These are in the schematic representation of an intensity distribution I (q) in the 4 plotted on the abscissa. In addition, a "gap function" S (q, Θ) of the lattice with the lattice constant g is plotted. The following applies: S = Sinc (π · σ · (q - Θ)) 2
σ ist hierbei ein Füllgrad der Spaltfunktion S, der einen Verlust durch eine Kantenverrundung bzw. eine Abschattung der Blaze-Struktur wiedergibt. Bei perfekt scharfen Kanten zwischen den Flächenabschnitten 5 n und ohne Abschattung gilt: σ = 1. In this case, σ is a degree of filling of the gap function S which represents a loss due to edge rounding or shading of the blaze structure. For perfectly sharp edges between the surface sections 5 n and without shading: σ = 1.
Für die Ortsfrequenz Θ gilt: Θ(h, α, λ) = 2hcos(α)/λ For the spatial frequency Θ, the following applies: Θ (h, α, λ) = 2hcos (α) / λ
Für σ = 1 überdeckt die Sinc-Funktion S zwischen den beiden ersten Minima zwei Beugungsordnungen, im Falle der 4 die Beugungsordnungen 0 und 1.For σ = 1, the Sinc function S covers two diffraction orders between the first two minima, in the case of 4 the diffraction orders 0 and 1.
Für die beispielhafte Darstellung nach 4 ist ein Blaze-Winkel derart angenommen, dass eine Reflexionsrichtung aufgrund des Blaze-Winkels ε in eine Blaze-Richtung αε bei q = 0,6 erfolgen würde.For the exemplary representation according to 4 a blaze angle is assumed such that a reflection direction due to the blaze angle ε would take place in a blaze direction α ε at q = 0.6.
Eine Intensitätsverteilung I(q) im Fernfeld ergibt sich über die Spaltfunktion an den jeweiligen Beugungsordnungen. Bei der beispielhaften Darstellung nach 4 wird die Beugungsordnung q = 1 mit einer Beugungseffizienz von knapp 0,6 reflektiert. Die Beugungsordnung q = 0 wird mit einer Beugungseffizienz von knapp 0,3 reflektiert. Diejenigen Beugungsordnungen, die in Nebenmaxima der Sinc-Funktion liegen, werden ebenfalls reflektiert, allerdings mit sehr viel kleineren Beugungseffizienzen.An intensity distribution I (q) in the far field results from the splitting function at the respective diffraction orders. In the exemplary illustration according to 4 the diffraction order q = 1 is reflected with a diffraction efficiency of just under 0.6. The diffraction order q = 0 is reflected with a diffraction efficiency of just under 0.3. Those diffraction orders which are in secondary maxima of the Sinc Function are also reflected, but with much smaller diffraction efficiencies.
Die Beugungsordnung q = 0 kann in eine Richtung nullter Ordnung gebeugt werden, die gegenüber einer Blaze-Richtung αε um das Doppelte des Blaze-Winkels ε abgelenkt ist. Aus diesem Differenzwinkel zwischen der nullten Beugungsordnung und der Blaze-Richtung αε ergibt sich ein Winkelversatz zwischen dem gebeugten Nutzlicht und dem hauptsächlich in Richtung des Blaze-Winkels reflektierten Falschlicht. The diffraction order q = 0 can be diffracted in a direction of zeroth order, which is deflected with respect to a blaze direction α ε by twice the blaze angle ε. From this difference angle between the zeroth diffraction order and the blaze direction α ε , an angular offset results between the diffracted useful light and the mainly reflected in the direction of the blaze angle.
Die 5 bis 7 zeigen zu 4 entsprechende Darstellungen für eine erste Ausführung von Facettenlängen g. Die Facettenlänge g ist hierbei relativ groß gewählt und ist deutlich größer als die Nutzlichtwellenlänge.The 5 to 7 show 4 corresponding representations for a first execution of facet lengths g. The facet length g is chosen to be relatively large and is significantly larger than the useful light wavelength.
Die Bedingung eines Winkelversatzes zwischen der nullten Beugungsordnung und der Blaze-Richtung αε von 2ε ergibt zusammen mit einem gegebenen Abstand des jeweiligen Flächenabschnitts 5 n der Filterkomponente 5 zum Fokus F2 und einem gewünschten Ablenkwinkel zur Falschlichtunterdrückung eine Untergrenze für den jeweiligen lokalen Blaze-Winkel ε, der für jeden der Flächenabschnitte 5 n individuell vorgegeben sein kann. The condition of an angular offset between the zeroth diffraction order and the blaze direction α ε of 2ε results together with a given distance of the respective surface portion 5 n the filter component 5 to the focus F2 and a desired deflection angle for the misleading suppression, a lower limit for the respective local blaze angle ε, for each of the surface sections 5 n can be specified individually.
Eine erste Beugungsordnung von kurzwelligstem, zu unterdrückendem Falschlicht mit einer Wellenlänge λsfl kann gegenüber der Blaze-Richtung αε um einen Winkelversatz von λsfl/[gcos(α)] – 2ε ≥ 2ε abgelenkt sein. Mit dem minimal gewünschten Winkelversatz lässt sich aus dieser Beziehung eine Obergrenze für die Facettenlänge g des jeweiligen Flächenabschnitts 5 n ableiten. Die obigen Beziehungen erlauben also aus dem Abstand des jeweiligen Flächenabschnitts 5 n zum Fokus F2 einerseits und dem minimal gewünschten Ablenkwinkel die Vorgabe einerseits einer Untergrenze für den lokalen Blaze-Winkel ε und andererseits einer Obergrenze für die Facettenlänge g. Ansonsten sind weder die Gitterparameter noch Gitterparametervariationen der Abfolge der Flächenabschnitte 5 n festgelegt, so dass sich Auslegungs-Freiheitsgrade ergeben:
In einem ersten Auslegungsansatz kann vorgegeben sein, dass alle Wellenlängen oberhalb der kürzesten Falschlicht-Wellenlänge λsfl gut unterdrückt werden. Dies ist dann der Fall, wenn die Blaze-Richtung αε in etwa mittig zwischen einer nullten und einer ersten Beugungsordnung der kurzwelligsten Falschlicht-Wellenlänge λsfl verläuft. Dies führt zu folgender Untergrenze für die Facettenlänge g des jeweiligen Flächenabschnitts 5 n: g ≤ λsfl/[4εcos(α)] A first order of diffraction of the shortest wavelength to be suppressed single- wavelength with a wavelength λ sfl can be compared to the blaze direction α ε by an angular offset of λ sfl / [g cos (α)] - 2ε ≥ 2ε to be distracted. With the minimum desired angular offset can be from this relationship an upper limit for the facet length g of the respective surface section 5 derive n . The above relationships thus allow from the distance of the respective surface section 5 n to the focus F2 on the one hand and the minimum desired deflection angle the specification on the one hand a lower limit for the local blaze angle ε and on the other hand, an upper limit for the facet length g. Otherwise, neither the lattice parameters nor lattice parameter variations of the sequence of surface sections 5 n , so that design degrees of freedom result:
In a first design approach, it may be specified that all wavelengths above the shortest stray wavelength λ sfl are well suppressed. This is the case when the blaze direction α ε runs approximately in the middle between a zeroth and a first order of diffraction of the shortest-wave stray light wavelength λ sfl . This leads to the following lower limit for the facet length g of the respective surface section 5 n : g ≤ λ sfl / [4ε cos (α)]
Bei einer alternativen Auslegung, die insbesondere zur Unterdrückung von DUV-Wellenlängen zum Einsatz kommen kann, kann als Anforderung gelten, dass sowohl eine lange Pumplicht-Wellenlänge eines Pumplasers zur Plasmaerzeugung als auch weitere Wellenlängen, die größer sind als die doppelte kürzeste Falschlicht-Wellenlänge λsfl gut unterdrückt werden, wobei Wellenlängen nahe der kürzesten Falschlicht-Wellenlänge λsfl etwas weniger gut unterdrückt werden. Dies führt für die Facettenlänge g zur Bedingung: g ≤ λsfl/[2εcos(α)] In an alternative design, which can be used in particular for the suppression of DUV wavelengths, can be considered as a requirement that both a long pumping light wavelength of a pump laser for plasma generation and other wavelengths which are greater than twice the shortest false-wavelength λ sfl are well suppressed, with wavelengths near the shortest mischief wavelength λ sfl are suppressed somewhat less well. This leads to the condition for the facet length g: g ≤ λ sfl / [2ε cos (α)]
Bei einem angenommenen Abstand des jeweiligen Flächenabschnitts 5 n zum Fokus F2 von 250 mm und einem Durchmesser einer dort angeordneten Blende von 4 mm und einer hieraus abgeleiteten gewünschten Falschlicht-Ablenkung in der Zwischenfokusebene des Fünffachen des Blendenradius und einem Einfallswinkel α an der Filterkomponente 5 von ≥ 60° ergibt sich ein Blaze-Winkel ε für diesen Flächenabschnitt 5 n zu ε ≥ 20 mrad. At an assumed distance of the respective surface section 5 n to the focus F2 of 250 mm and a diameter arranged there aperture of 4 mm and derived therefrom desired false light deflection in the Zwischenfokusebene of five times the aperture radius and an angle of incidence α at the filter component 5 of ≥ 60 ° results in a blaze angle ε for this surface section 5 n to ε ≥ 20 mrad.
Aus diesem Blaze-Winkel bzw. dem Blazewinkel-Verlauf über die Flächenabschnitte 5 n ergibt sich dann die Oberflächenkontur der diffraktiven Filterkomponente 5. From this blaze angle or the blaze angle course over the surface sections 5 n then results in the surface contour of the diffractive filter component 5 ,
Die kürzeste zu unterdrückende Wellenlänge bestimmt die Kombination aus Gitterperiode g und Gitterhöhe h für den jeweiligen Flächenabschnitt 5 n gemäß der Beziehung ε = h/g. The shortest wavelength to be suppressed determines the combination of grating period g and grating height h for the respective area segment 5 n according to the relationship ε = h / g.
Entsprechend dem ersten vorstehend angegebenen Auslegungsansatz ergibt sich unter Berücksichtigung der obigen Parameter für die Unterdrückung einer Pumplicht-Wellenlänge von 10 µm eine Facettenlängen-Obergrenze g von 250 µm. According to the first design approach given above, considering the above parameters for suppression of a pumping light wavelength of 10 μm, a facet length upper limit g of 250 μm is obtained.
Für eine DUV-Falschlichtunterdrückung mit einer kürzesten Wellenlänge von 0,2 µm ergibt sich bei diesem ersten Ansatz entsprechend eine Obergrenze für die Facettenlänge g von 5 µm. For a DUV false light suppression with a shortest wavelength of 0.2 μm, this upper approach results accordingly in an upper limit for the facet length g of 5 μm.
Der zweite vorstehend vorgestellte Auslegungs-Ansatz ergibt für die Facettenlänge g für die DUV-Falschlicht-Unterdrückung bei einer kürzesten Wellenlänge von 0,2 µm eine Facettenlängen-Obergrenze g von 10 µm. The second design approach presented above gives a facet length upper limit g of 10 μm for the facet length g for the DUV false-light suppression at a shortest wavelength of 0.2 μm.
Bei dieser Variante der Filterkomponente 5, bei der die Facettenlänge g wesentlich größer ist als die Nutzlichtwellenlänge λNUTZ, ergibt sich eine Beugung des EUV-Nutzlichts gemäß 5. Die Beugungsordnungen q und damit die Ablenkwinkel für das Nutzlicht ergeben eine sehr dichte Kammstruktur, so dass unabhängig vom tatsächlichen Blaze-Winkel immer einige Beugungsordnungen des Nutzlichts effizient in die Blaze-Richtung αε gebeugt werden. Längerwelliges Falschlicht, insbesondere Pumplicht eines Nd:YAG-Lasers bei 1,064 µm oder eines CO2-Lasers bei 10,6 µm, wird hingegen an sehr weit hinsichtlich des Ablenkwinkels auseinanderliegenden Beugungsordnungen gebeugt. In this variant of the filter component 5 , in which the facet length g is substantially greater than the useful light wavelength λ NUTZ , results in a diffraction of the EUV Nutzlichts according to 5 , The diffraction orders q and thus the deflection angle for the useful light result in a very dense comb structure, so that regardless of the actual blaze angle, some diffraction orders of the useful light are always efficiently diffracted in the blaze direction α ε become. Longer-wave false light, in particular pumped light of a Nd: YAG laser at 1.064 μm or a CO 2 laser at 10.6 μm, is diffracted at diffraction orders which are very far apart with respect to the deflection angle.
Durch entsprechende Wahl des Blaze-Winkels ε kann ein recht großer Abstand qmin zwischen dem Ort des Blaze-Reflexes αε und der ersten reflektierten Beugungsordnung des Falschlichts, im Fall der 6 der ersten Beugungsordnung, resultieren. Das Falschlicht mit erster Falschlichtwellenlänge λf1 wird also im Vergleich zum EUV-Nutzlicht unter einem deutlich anderen Ablenkwinkel gebeugt. Die anderen Beugungsordnungen liegen im Vergleich zur Beugungsordnung αε bei der Wellenlänge λf1 (vgl. 6) noch weiter vom Blaze-Ausfallswinkel αε entfernt.By a suitable choice of the blaze angle ε, a fairly large distance q min between the location of the blaze reflex α ε and the first reflected diffraction order of the false light, in the case of 6 the first diffraction order, result. The false light with first false light wavelength λ f1 is therefore diffracted in comparison to the EUV useful light at a significantly different deflection angle. The other diffraction orders lie in the comparison to the diffraction order α ε at the wavelength λ f1 (see. 6 ) even further away from the blaze failure angle α ε .
7 zeigt die Intensitätsverteilung im Fernfeld bei noch längerwelligem Falschlicht mit Wellenlänge λf2 > λf1. Hier ist der Abstand der ersten Beugungsordnung des Falschlichts, in diesem Fall der nullten Beugungsordnung, von der Richtung des Blaze-Reflexes αε noch größer als beim Falschlicht mit der Wellenlänge λf1. 7 shows the intensity distribution in the far field with even longer-wave stray light with wavelength λ f2 > λ f1 . Here, the distance of the first diffraction order of the false light, in this case the zeroth diffraction order, of the direction of the blaze reflex α ε is even greater than the stray light with the wavelength λ f1 .
Bei der Ausführung gemäß den 5 bis 7 arbeitet die Filterkomponente 5 als Hochpassfilter, bei dem Licht höherer Frequenz, also niedrigerer Wellenlänge, durchgelassen wird und Licht tieferer Frequenz, also längerer Wellenlänge, im Wesentlichen geblockt wird.In the execution according to the 5 to 7 works the filter component 5 as a high-pass filter, in which light of higher frequency, that is lower wavelength, is transmitted and light of lower frequency, ie longer wavelength, is substantially blocked.
Im Falle der Ausführung nach den 5 bis 7 wird das Nutzlicht in mehrere Beugungsordnungen gebeugt.In case of execution after the 5 to 7 the useful light is diffracted into several diffraction orders.
Die 8 bis 11 zeigen die Verhältnisse bei einer Ausführung der Filterkomponente 5 mit einer Facettenlänge g derart, dass ein Bandpassfilter resultiert, bei dem einerseits langwelliges Falschlicht und andererseits im Vergleich zur EUV-Nutzlichtwellenlänge kürzerwelliges Falschlicht von der Filterkomponente 5 unterdrückt wird.The 8th to 11 show the conditions in an embodiment of the filter component 5 with a facet length g such that a bandpass filter results in which, on the one hand, long-wave stray light and, on the other hand, shorter-wave stray light from the filter component compared to the EUV useful-light wavelength 5 is suppressed.
8 zeigt die Intensitätsverteilung im Fernfeld für eine Wellenlänge λf3 < λNUTZ. Der Blaze-Winkel ε ist so gewählt, dass eine Blaze-Ablenkung αε genau zwischen zwei Beugungsordnungen, nämlich den Beugungsordnungen 1 und 2, des kürzerwelligen Falschlichts mit Wellenlänge λf3 resultiert. Die Beugungsordnungen 1 und 2 dieses kürzerwelligen Falschlichts werden dann mit Ablenkwinkeln gebeugt, die von denjenigen des eingestellten Blaze-Ablenkwinkels αε verschieden sind. 8th shows the intensity distribution in the far field for a wavelength λ f3 <λ USE . The blaze angle ε is chosen so that a blaze deflection α ε exactly between two diffraction orders, namely the diffraction orders 1 and 2 , the shorter-wavelength incident light with wavelength λ f3 results. The diffraction orders 1 and 2 This shorter-wave false light is then diffracted with deflection angles which are different from those of the set blaze deflection angle α ε .
9 zeigt die Intensitätsverteilung für das Nutzlicht mit Wellenlänge λNUTZ. Die erste Beugungsordnung liegt genau im Maximum der Sinc-Funktion, so dass der Ablenkwinkel der ersten Beugungsordnung mit dem Blaze-Ablenkwinkel αε übereinstimmt. Das Gitter der Filterkomponente ist also für die Nutzlichtwellenlänge λNUTZ geblazed. 9 shows the intensity distribution for the useful light with wavelength λ NUTZ . The first diffraction order is exactly at the maximum of the sinc function, so that the deflection angle of the first diffraction order agrees with the blaze deflection angle α ε . The grating of the filter component is thus blazed for the useful light wavelength λ NUTZ.
Im Falle der Ausführung nach den 8 bis 11 wird das EUV-Nutzlicht also in genau eine einzige Beugungsordnung gebeugt.In case of execution after the 8th to 11 Therefore, the EUV Nutzlicht is diffracted into exactly one diffraction order.
Für längerwelliges Falschlicht mit den Wellenlängen λf1 und λf2 ergeben sich wiederum Intensitätsverteilungen, die denjenigen nach den 6 und 7 entsprechen.For longer-wave stray light with the wavelengths λ f1 and λ f2 , in turn, intensity distributions result that correspond to those after the 6 and 7 correspond.
Die vorstehenden Betrachtungen im Zusammenhang mit den 4 bis 11 hatten zur Voraussetzung, dass die Gitterparameter Facettenlänge g, Stufenhöhe h und entsprechend Blaze-Winkel ε über die Filterkomponente 5 konstant waren. Von dieser Voraussetzung kann abgewichen werden. Die Flächenabschnitte 5 n der Filterkomponente 5 können also so zueinander angeordnet sein, dass mindestens ein Gitterparameter der Beugungsanordnung über eine Gesamtfläche, also über die Basis-Oberfläche 24 der Filterkomponente 5, variiert. Diese Variation kann zur Optimierung einer Ablenkungswirkung für das Falschlicht genutzt werden, damit eine spätere Blockungsunterdrückung des Falschlichts vereinfacht ist.The above considerations in connection with the 4 to 11 had the premise that the lattice parameters facet length g, step height h and corresponding blaze angle ε on the filter component 5 were constant. From this condition can be deviated. The surface sections 5 n the filter component 5 Thus, they can be arranged to one another such that at least one lattice parameter of the diffraction arrangement over a total area, ie over the base surface 24 the filter component 5 , varies. This variation can be used to optimize a deflection effect for the stray light, so that subsequent blocking suppression of the stray light is simplified.
An die Filterkomponente 5 thermisch angekoppelt ist eine Kühleinrichtung 25, die in der 2 schematisch angedeutet ist. Es kann sich um eine passive und/oder um eine aktive Kühleinrichtung handeln, durch die ein Wärmeträgerfluid geführt ist.To the filter component 5 thermally coupled is a cooling device 25 in the 2 is indicated schematically. It may be a passive and / or an active cooling device through which a heat transfer fluid is guided.
Anhand der 12 wird nachfolgend eine weitere Ausführung einer Beleuchtungsoptik 26 erläutert, die anstelle der Beleuchtungsoptik 23 bei einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage zum Einsatz kommen kann. Komponenten und Funktionen, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 11 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.Based on 12 Below is another embodiment of a lighting optical system 26 explains that instead of the illumination optics 23 can be used in an EUV projection exposure system. Components and functions corresponding to those described above with reference to FIGS 1 to 11 already described, bear the same reference numbers and will not be discussed again in detail.
Bei der Beleuchtungsoptik 26 ist bereits der Kollektor 4 als optische Wellenlängen-Filterkomponente ausgeführt. Grundsätzlich ist eine solche Ausführung des Kollektors 4 als optische Wellenlängen-Filterkomponente auch bei der Beleuchtungsoptik 23 nach den 1 bis 11 möglich.In the illumination optics 26 is already the collector 4 as an optical wavelength filter component. Basically, such a design of the collector 4 as an optical wavelength filter component also in the illumination optics 23 after the 1 to 11 possible.
Die 15 zeigt schematisch eine derartige Kollektorausführung. Der Kollektor 4 ist unterteilt in eine Schar von Flächenabschnitten 4 1, 4 2, 4 3, ... 4 N, die wiederum eine Beugungsanordnung bilden. Die Flächenabschnitte 4 n sind Ellipsoid-Flächenabschnitte. Eine jeweils zugehörige Ellipse einer Ellipsenschar, die mit dem jeweiligen Flächenabschnitt 4 n zusammenfällt, ist in der 15 ebenfalls angedeutet. Die Flächenabschnitte 4 n folgen einer Basis-Oberfläche 24 des Kollektors 4, die wiederum einer Ellipsenform folgt. Die Ellipsenschar der Flächenabschnitte 4 n hat jeweils einen gemeinsamen Brennpunkt, nämlich den Ort der Lichtquelle 2, und einen zweiten gemeinsamen Brennpunkt F1, der diesmal einen realen Brennpunkt darstellt. Die Basis-Oberfläche 24 des Kollektors 4 nach 15 hat ebenfalls als einen Brennpunkt die Lichtquelle 2 und hat als zweiten Brennpunkt einen räumlich vom Brennpunkt F1 beabstandeten zweiten Brennpunkt F0. Es ist aufgrund dieser Beabstandung der beiden Brennpunkte F0, F1 möglich, beispielsweise Pumplicht vom EUV-Nutzlicht über eine entsprechende Blendenkonfiguration zu trennen.The 15 schematically shows such a collector design. The collector 4 is divided into a group of surface sections 4 1 , 4 2 , 4 3 , ... 4 N , which in turn form a diffraction arrangement. The surface sections 4 n are ellipsoidal surface sections. An associated ellipse of an ellipse group, with the respective surface section 4 n coincides is in the 15 also indicated. The surface sections 4 n follow a base surface 24 of the collector 4 which in turn follows an elliptical shape. The ellipse group of surface sections 4 n each has a common focus, namely the location of the light source 2 , and a second common focus F1, this time representing a real focal point. The base surface 24 of the collector 4 to 15 also has as a focal point the light source 2 and has as a second focal point spatially separated from the focal point F1 second focus F0. It is possible because of this spacing of the two focal points F0, F1, for example, to separate pump light from the EUV useful light via a corresponding diaphragm configuration.
Die Beugungsanordnung der Flächenabschnitte 4 n kann wiederum für einen Hochpassfilter oder für einen Bandpassfilter genutzt werden, entsprechend dem, was vorstehend im Zusammenhang mit den 3 bis 11 bereits erläutert wurde. Zwischen dem Zwischenfokus ZF nach dem Kollektor 4, bei dem es sich entweder um den Fokus F0 oder um den Fokus F1 nach 15 handeln kann, und einem weiteren realen Fokus F2 liegt bei der Beugungsoptik 26 eine optische Wellenlängen-Filterkomponente 27, deren Funktion wiederum so ist, wie diejenige der optischen Wellenlängen-Filterkomponente 5 nach den 1 bis 11 bzw. des Kollektors 4 nach den 12 und 15.The diffraction arrangement of the surface sections 4 n can in turn be used for a high-pass filter or for a band-pass filter, in accordance with what has been said above in connection with the 3 to 11 has already been explained. Between the intermediate focus ZF after the collector 4 , which is either the focus F0 or the focus F1 after 15 can act, and another real focus F2 is the diffractive optics 26 an optical wavelength filter component 27 whose function is again the same as that of the optical wavelength filter component 5 after the 1 to 11 or the collector 4 after the 12 and 15 ,
Die 16 zeigt schematisch einen grundsätzlichen Aufbau der Filterkomponente 27. Diese ist wiederum aufgebaut als Schar von Flächenabschnitten 27 1, 27 2, 27 3 ... 27 N zweiter Ordnung, die wiederum als Ellipsoid-Flächenabschnitte ausgeführt sind und, wie vorstehend im Zusammenhang mit den anderen Ausführungen der Filterkomponenten bereits erläutert, eine Beugungsanordnung zueinander aufweisen. Ein gemeinsamer erster Brennpunkt der in der 16 ebenfalls dargestellten Ellipsenschar, zu der die Flächenabschnitte 27 n gehören, ist der Brennpunkt ZF in 12. Ein zweiter gemeinsamer Brennpunkt der Flächenabschnitte 27 n ist der Brennpunkt F2a in der 16. Hiervon wiederum beabstandet ist ein weiterer zweiter Brennpunkt F2b einer Basis-Oberfläche 24 der Filterkomponente 27.The 16 schematically shows a basic structure of the filter component 27 , This is in turn built up as a family of surface sections 27 1 , 27 2 , 27 3 ... 27 N second order, which in turn are designed as ellipsoidal surface sections and, as already explained above in connection with the other embodiments of the filter components, a diffraction arrangement to each other. A common first focal point in the 16 Also shown ellipse crowd to which the surface sections 27 n is the focal point ZF in 12 , A second common focal point of the surface sections 27 n is the focal point F2a in the 16 , A further second focal point F2b of a base surface is spaced therefrom 24 the filter component 27 ,
13 zeigt eine Anordnung einer Blendeneinrichtung 28 in der Beleuchtungsoptik 26. Die Blendeneinrichtung 28 ist als Lochblende um den Brennpunkt F2 angeordnet. Von der Blendeneinrichtung 28 durchgelassen wird Beleuchtungslicht 3 mit der Nutzlichtwellenlänge λNUTZ. 13 shows an arrangement of a diaphragm device 28 in the illumination optics 26 , The aperture device 28 is arranged as a pinhole around the focal point F2. From the aperture device 28 is transmitted lighting light 3 with the useful light wavelength λ NUTZ .
Sowohl die Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 6 als auch die Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels 7 der Beleuchtungsoptik 26 sind gekrümmt, also nicht plan, ausgeführt und haben daher eine über eine Umlenkung hinausgehende bündelbeeinflussende Wirkung für die von diesen Facetten jeweils abgelenkten Beleuchtungslicht-Teilbündel.Both the field facets of the field facet mirror 6 as well as the pupil facets of the pupil facet mirror 7 the illumination optics 26 are curved, so not plan, running and therefore have a beyond a deflection Bündelbeeinflussende effect for each of these facets deflected illumination light sub-beam.
14 zeigt eine weitere Ausführung einer Beleuchtungsoptik 29, die anstelle der Beleuchtungsoptiken 23 und 26 bei der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 1 zum Einsatz kommen kann. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 13, 15 und 16 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. 14 shows a further embodiment of a lighting optical system 29 replacing the lighting optics 23 and 26 at the EUV projection exposure system 1 can be used. Components which correspond to those described above with reference to 1 to 13 . 15 and 16 already described, bear the same reference numbers and will not be discussed again in detail.
Bei der Beleuchtungsoptik 29 ist eine optische Wellenlängen-Filterkomponente 30 zwischen dem Zwischenfokus ZF = F1 und dem Feldfacettenspiegel 6 so ausgeführt, dass das EUV-Nutzlicht 3 vom Zwischenfokus ZF nach Unendlich abgebildet wird. Nicht näher dargestellte Flächenabschnitte 30 n der Wellenlängen-Filterkomponente 30 sind als Paraboloide ausgeführt und bilden den Zwischenfokus ZF nach Unendlich ab. Der Feldfacettenspiegel 6 kann dann mit planen Feldfacetten ausgeführt sein. In der 14 weiterhin dargestellt ist eine Blendeneinrichtung 31 zur Blockung des Falschlichts. Die Blendeneinrichtung 31 bildet einen Kanal, der einer Randkontur des Beleuchtungslicht-Gesamtbündels bei dessen Strahlweg zwischen der Wellenlängen-Filterkomponente 30 und dem Pupillenfacettenspiegel 7 präzise folgt. Die Blendeneinrichtung 31 hat Wände aus einem Material, welches für die Falschlicht-Wellenlängen hochabsorbierend ausgeführt ist.In the illumination optics 29 is an optical wavelength filter component 30 between the intermediate focus ZF = F1 and the field facet mirror 6 designed so that the EUV Nutzlicht 3 from the intermediate focus ZF to infinity. Not shown surface sections 30 n the wavelength filter component 30 are executed as paraboloids and form the intermediate focus ZF to infinity. The field facet mirror 6 can then be executed with plan field facets. In the 14 furthermore shown is a diaphragm device 31 to block the false light. The aperture device 31 forms a channel corresponding to an edge contour of the illumination light total beam at its beam path between the wavelength filter component 30 and the pupil facet mirror 7 follows precisely. The aperture device 31 has walls made of a material which is designed to be highly absorbent for the stray light wavelengths.
Die Blendeneinrichtungen 28 nach 13 und 31 nach 14 stellen Lichtfallen für das Falschlicht dar. The aperture devices 28 to 13 and 31 to 14 represent light traps for the stray light.
Eine Rotations-Symmetrie-Achse des Kollektors 4 kann gegenüber einer Rotations-Symmetrie-Achse der Filterkomponente 5, 27 oder 30 verkippt sein.A rotation symmetry axis of the collector 4 may be opposite to a rotational symmetry axis of the filter component 5 . 27 or 30 be tilted.
Anhand der 17 bis 20 wird nachfolgend ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Wellenlängen-Filterkomponente nach Art der vorstehend beschriebenen Filterkomponenten erläutert. Bei diesem Herstellungsverfahren kann eine spanende Bearbeitungsmaschine mit einem Bearbeitungswerkzeug in Form eines Drehwerkzeugs 32 zum Einsatz kommen, welches schematisch in der 17 gezeigt ist. Das Drehwerkzeug 32 ist rotationssymmetrisch um eine Drehachse 33 ausgebildet. Ein Axialschnitt des Drehwerkzeugs 32 entspricht einem Negativ der in der Filterkomponente zu erzeugenden Flächenabschnitts-Struktur. Beim spanenden Bearbeiten werden über die Negativ-Stufen 34 des Drehwerkzeugs 32, die der zu erzeugenden Basis-Oberfläche längs einer Negativ-Oberfläche 35 folgen, die Positiv-Flächenabschnitte, beispielsweise die Flächenabschnitte 5 n, in einem einzigen Spanvorgang erzeugt.Based on 17 to 20 Next, a method of manufacturing an optical wavelength filter component in the manner of the filter components described above will be explained. In this manufacturing method, a cutting machine with a machining tool in the form of a turning tool 32 are used, which is schematically in the 17 is shown. The turning tool 32 is rotationally symmetric about a rotation axis 33 educated. An axial section of the turning tool 32 corresponds to a negative of the area section structure to be generated in the filter component. When machining, the negative stages are used 34 of the turning tool 32 , that of the base surface to be produced along a negative surface 35 follow, the positive Surface sections, for example the surface sections 5 n , generated in a single chip operation.
18 zeigt schematisch die Komponenten einer spanenden Bearbeitungsmaschine 36, bei der das Drehwerkzeug 32 zum Einsatz kommen kann. 18 schematically shows the components of a cutting machine 36 in which the turning tool 32 can be used.
Zur Erleichterung von Lagebeziehungen ist in der 18 ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Diese Koordinatenachsen haben mit denjenigen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Projektionsbelichtungsanlage 1 verwendet wurden, nichts zu tun. Die x-Achse verläuft in der 18 nach oben. Die y-Achse verläuft in der 18 senkrecht zur Zeichenebene und aus dieser heraus. Die z-Achse verläuft in der 18 nach rechts.To facilitate situation relations is in the 18 a Cartesian xyz coordinate system drawn. These coordinate axes are similar to those described above with respect to the projection exposure equipment 1 were used to do nothing. The x-axis runs in the 18 up. The y-axis runs in the 18 perpendicular to the drawing plane and out of it. The z-axis runs in the 18 to the right.
Das Drehwerkzeug 32 wird bei der Bearbeitungsmaschine 36 von einem Werkzeughalter 37 getragen. Relativ zum Werkzeughalter 37 kann das Drehwerkzeug 32 zur Vorgabe insbesondere eines Blaze-Winkels um eine Achse parallel zur y-Achse (vgl. Richtungspfeil 38) verschwenkt werden. Der Werkzeughalter 37 insgesamt kann parallel zur z-Richtung mithilfe eines hochpräzisen Linearmotors verlagert werden. Hierdurch wird z. B. eine Bearbeitungstiefe des Drehwerkzeugs 32 in einem zu bearbeitenden optischen Rohling 39 vorgegeben.The turning tool 32 is at the processing machine 36 from a tool holder 37 carried. Relative to the tool holder 37 can the turning tool 32 for specifying in particular a blaze angle about an axis parallel to the y-axis (see directional arrow 38 ) are pivoted. The tool holder 37 overall, it can be displaced parallel to the z-direction using a high-precision linear motor. As a result, z. B. a machining depth of the rotary tool 32 in an optical blank to be processed 39 specified.
Der optische Rohling 39 wird von einem Spindelkörper 40 getragen, der um eine Achse parallel zur z-Achse motorisch drehbar ist. Diese Drehachse 41 verläuft durch ein Rotationszentrum Z einer bei der Bearbeitung entstehenden Struktur im Rohling 39.The optical blank 39 is from a spindle body 40 supported, which is rotatable about an axis parallel to the z-axis motor. This rotation axis 41 runs through a center of rotation Z of a resulting structure during machining in the blank 39 ,
Der Spindelkörper wird seinerseits von einem Tragrahmen 42 gehalten und ist relativ zu diesem längs der x-Richtung, also senkrecht zur Drehachse 41, verlagerbar.The spindle body is in turn of a support frame 42 held and is relative to this along the x-direction, ie perpendicular to the axis of rotation 41 , relocatable.
Anstelle eines Drehwerkzeugs mit Negativ-Beugungsstruktur, wie das Drehwerkzeug 32, kann auch ein Drehwerkzeug mit quasi punktweiser Bearbeitungszone, also mit einer Bearbeitungsspitze mit kleinem Radius, zum Einsatz kommen.Instead of a rotary tool with negative diffraction structure, such as the turning tool 32 , A turning tool with quasi-point-wise processing zone, so with a processing tip with a small radius, can be used.
Anhand der 19 und 20 werden zwei alternative Möglichkeiten von Bearbeitungsbahnen zur Erzeugung der Blaze-Stufenstruktur in der jeweils herzustellenden Filterkomponente erläutert. Diese Fig. zeigen jeweils Ansichten längs der Drehachse 41 in der 18 auf eine Bearbeitungsfläche eines Rohlings 39.Based on 19 and 20 Two alternative possibilities of machining paths for generating the blaze step structure in the respective filter component to be produced are explained. These figures each show views along the axis of rotation 41 in the 18 on a working surface of a blank 39 ,
19 zeigt ausgehend vom Zentrum Z des Rohlings 39 eine spiralförmige Bearbeitungsbahn. Die Bearbeitungsfläche des Rohlings kann dann kontinuierlich abgefahren werden, wobei das Drehwerkzeug 32 ständig in Eingriff mit der Bearbeitungsfläche des Rohlings 39 ist. Eine lokale Facettenlänge g ist durch einen Abstand benachbarter Windungen der Spiralbahn gegeben. Dieser Abstand kann über eine Schwenkbewegung des Drehwerkzeugs 32 gemäß dem Richtungspfeil 38 in der 18 kombiniert mit einer z-Verlagerung des Werkzeughalters 37 fein beeinflusst werden. 19 shows starting from the center Z of the blank 39 a spiral processing path. The working surface of the blank can then be driven off continuously, wherein the turning tool 32 constantly engaged with the working surface of the blank 39 is. A local facet length g is given by a spacing of adjacent turns of the spiral path. This distance can be via a pivoting movement of the turning tool 32 according to the directional arrow 38 in the 18 combined with a z-displacement of the tool holder 37 be influenced finely.
20 zeigt eine alternative Strukturierung des Rohlings 39 entlang einer Bearbeitungsbahn, die aus einer Mehr- bzw. Vielzahl konzentrischer Kreisbahnen besteht. Eine gegebenenfalls lokale Facettenlänge g ergibt sich als Abstand zwischen zwei benachbarten Kreisbahnen. 20 shows an alternative structuring of the blank 39 along a processing path which consists of a plurality or concentric circular paths. An optionally local facet length g results as the distance between two adjacent circular paths.
Nach dem spanenden Bearbeiten kann noch ein Glätten der durch die spanende Bearbeitung erzeugten Oberfläche der Flächenabschnitte der Filterkomponente erfolgen. Dies kann durch Flüssig-Film-Glätten, durch Ionenstrahl-Glätten oder durch Glätten in einer Beschichtungsanlage erfolgen. Nach dem Glätten kann ein Beschichten der Flächenabschnitte zur Erzeugung einer hochreflektierenden Oberfläche von diesen geschehen.After the machining, a smoothing of the surface of the surface area of the filter component produced by the machining can still take place. This can be done by liquid-film-smoothing, by ion-beam-smoothing or by smoothing in a coating plant. After smoothing, coating of the surface portions to produce a highly reflective surface thereof may occur.
Bei der Projektionsbelichtung werden zunächst das Retikel 13 und der Wafer 20, der eine für das Beleuchtungslicht 3 lichtempfindliche Beschichtung trägt, bereitgestellt. Anschließend wird ein Abschnitt des Retikels 13 auf den Wafer 20 mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 projiziert. Schließlich wird die mit dem Beleuchtungslicht 3 belichtete lichtempfindliche Schicht auf dem Wafer 20 entwickelt. Auf diese Weise wird ein mikro- beziehungsweise nanostrukturiertes Bauteil, beispielsweise ein Halbleiterchip, hergestellt.In the projection exposure, first the reticle 13 and the wafer 20 , one for the illumination light 3 photosensitive coating carries provided. Subsequently, a section of the reticle 13 on the wafer 20 with the help of the projection exposure system 1 projected. Finally, the one with the illumination light 3 exposed photosensitive layer on the wafer 20 developed. In this way, a micro- or nanostructured component, for example a semiconductor chip, is produced.
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