DE102021210492A1

DE102021210492A1 - EUV-Beleuchtungseinrichtung, sowie Verfahren zum Betreiben einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage

Info

Publication number: DE102021210492A1
Application number: DE102021210492.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Patra
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-09-21
Filing date: 2021-09-21
Publication date: 2023-03-23
Also published as: CN117980826A; KR20240063123A; TW202328751A; WO2023046464A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine EUV-Beleuchtungseinrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage. Eine EUV-Beleuchtungseinrichtung weist eine erste reflektive Komponente, eine zweite reflektive Komponente und eine Austauschvorrichtung, durch welche die erste reflektive Komponente und die zweite reflektive Komponente im optischen Strahlengang gegeneinander austauschbar sind, auf, wobei ein als Verhältnis zwischen den Reflektivitäten für s- und p-polarisierte Strahlung definierter Polarisationsgrad für die erste reflektive Komponente um einen Faktor von wenigstens 1.5 größer ist als für die zweite reflektive Komponente.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine EUV-Beleuchtungseinrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.
Stand der Technik
Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsobjektiven, d.h. bei Wellenlängen von z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm, werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet.
Im Betrieb einer Projektionsbelichtungsanlage besteht ein Bedarf, in der Beleuchtungseinrichtung zur Optimierung des Abbildungskontrastes gezielt bestimmte Polarisationsverteilungen in der Pupillenebene und/oder im Retikel einzustellen sowie auch eine Änderung der Polarisationsverteilung im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage vornehmen zu können. So kann insbesondere in einer Projektionsbelichtungsanlage zur Abbildung bestimmter Strukturen unter Berücksichtigung des sogenannten Vektoreffektes bei größeren Werten der Numerischen Apertur (NA) der Einsatz s-polarisierter Strahlung zur Erzielung eines möglichst hohen Bildkontrasts vorteilhaft sein.
Jedoch treten in der Praxis im Betrieb einer Projektionsbelichtungsanlage auch Szenarien auf, in denen anstelle eines Betriebs mit polarisierter Strahlung der Einsatz unpolarisierter Strahlung vorteilhaft ist. Dies kann auch bei hohen Werten der Numerischen Apertur (NA) beispielsweise dann der Fall sein, wenn es sich bei den im Lithographieprozess abzubildenden Strukturen nicht um linienförmige oder anderweitig eine Vorzugsorientierung definierende Strukturen, sondern um Strukturen ohne Vorzugsorientierung (wie z.B. Kontaktlöcher) handelt. Im letzteren Fall ergibt eine Verwendung linear polarisierter Strahlung nicht nur keinen Vorteil, sondern kann sich infolge einer induzierten unerwünschten Asymmetrie sogar als nachteilig erweisen.
Ein weiterer relevanter Umstand ist, dass bei üblicherweise zunächst erfolgender Erzeugung unpolarisierter Strahlung durch die verwendete EUV-Quelle (z.B. Plasmaquelle) die Bereitstellung polarisierter Strahlung prinzipbedingt - nämlich infolge der notwendigen Auskopplung der jeweils unerwünschten Polarisationskomponente - mit einem Verlust an Strahlungsleistung einhergeht, wodurch wiederum die Performance der Projektionsbelichtungsanlage beeinträchtigt wird.
Unter Berücksichtigung der obigen Aspekte ergibt sich somit in der Praxis auch ein Bedarf, je nach Betriebsszenario der Projektionsbelichtungsanlage - und insbesondere abhängig von den jeweils abzubildenden Strukturen - zwischen einem Betriebsmodus mit polarisierter Strahlung und einem Betriebsmodus mit unpolarisierter Strahlung umschalten zu können.
Die Realisierung einer solchen Umschaltung wird in einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage jedoch dadurch erschwert, dass einerseits die hinsichtlich des Strahleintritts in die Beleuchtungseinrichtung bzw. des Strahlaustritts aus der Beleuchtungseinrichtung geltende Strahlgeometrie unter praktischen Aspekten beibehalten werden sollte, andererseits aber im relevanten EUV-Wellenlängenbereich keine geeigneten transmissiven polarisationsoptischen Komponenten wie Strahlteiler verfügbar sind. Die im EUV-Bereich zur Verfügung stehende Polarisationsmanipulation anhand einer Reflexion unter dem Brewster-Winkel geht jedoch bei gleichzeitiger Gewährleistung gleichbleibender Strahlgeometrie mit der Einführung einer oder mehrerer zusätzlicher Strahlumlenkungen und damit wiederum einem signifikantem Lichtverlust einher.
Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf DE 10 2008 002 749 A1 , DE 10 2018 207 410 A1 sowie die Publikation M. Y. Tan et al.: „Design of transmission multilayer polarizer for soft X-ray using a merit function“, OPTICS EXPRESS Vol. 17, No. 4 (2009), S. 2586-2599 verwiesen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine EUV-Beleuchtungseinrichtung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage sowie ein Verfahren zum Betreiben einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage bereitzustellen, welche ohne Transmissionsverlust eine flexible Umschaltung zwischen einem Betrieb mit polarisierter Strahlung und einem Betrieb mit unpolarisierter Strahlung ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Eine erfindungsgemäße EUV-Beleuchtungseinrichtung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage weist auf:

- eine erste reflektive Komponente;
- eine zweite reflektive Komponente; und
- eine Austauschvorrichtung, durch welche die erste reflektive Komponente und die zweite reflektiven Komponente im optischen Strahlengang gegeneinander austauschbar sind;
- wobei ein als Verhältnis zwischen den Reflektivitäten für s- und p-polarisierte Strahlung definierter Polarisationsgrad für die erste reflektive Komponente um einen Faktor von wenigstens 1.5 größer ist als für die zweite reflektive Komponente.

Im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird dabei unter einer Beleuchtungseinrichtung ein optisches System verstanden, durch welches ein Retikel mit definierter Orts- und Winkelverteilung ausgeleuchtet wird, indem die Strahlung einer realen oder virtuellen Lichtquelle geeignet umgeformt wird. Insbesondere kann in Ausführungsformen die erfindungsgemäße EUV-Beleuchtungseinrichtung über einen Kollektor die Strahlung eines Plasmas (also einer realen Lichtquelle) aufnehmen. In weiteren Ausführungsformen kann die EUV-Beleuchtungseinrichtung auch die Strahlung eines Zwischenfokus (also einer virtuellen Lichtquelle) aufnehmen.
Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, in einer EUV-Beleuchtungseinrichtung je nach Anwendungsszenario und abhängig von den jeweils im Lithographieprozess abzubildenden Strukturen eine flexible Umschaltung zwischen einem polarisierten Betriebsmodus und einem unpolarisierten Betriebsmodus unter Vermeidung zusätzlicher Strahlumlenkungen dadurch zu realisieren, dass eine im optischen Strahlengang der Beleuchtungseinrichtung befindliche reflektive Komponente gegen eine andere reflektive Komponente mit identischer Oberflächengeometrie, aber mit anderem Reflexionsschichtsystem, ausgetauscht wird.
Erfindungsgemäß erfolgt hierbei die Bereitstellung von zwei unterschiedlichen, gegeneinander austauschbaren reflektiven Komponenten, welche sich wie im Weiteren erläutert hinsichtlich ihrer spektralen Reflexionsprofile für s- bzw. p-polarisierte Strahlung voneinander unterscheiden, jedoch im Übrigen hinsichtlich ihrer Oberflächengeometrie miteinander übereinstimmen mit der Folge, dass auch nach einem zwecks Umschaltung zwischen polarisiertem und unpolarisiertem Betrieb erfolgenden Austausch der einen Komponente gegen die andere Komponente (d.h. einem Wechsel zwischen einer polarisierenden und einer nicht polarisierenden Beleuchtungseinrichtung) die Gesamtgeometrie des Strahlengangs innerhalb der Beleuchtungseinrichtung unverändert bleibt und somit keinerlei zusätzliche, mit einem unerwünschtem Lichtverlust einhergehende Strahlumlenkungen benötigt werden.
Dabei liegt der Erfindung insbesondere die seitens des Erfinders anhand umfassender Simulationsuntersuchungen gewonnene Erkenntnis zugrunde, dass die jeweils für s- bzw. p-polarisierte Strahlung geltenden spektralen Reflexionsprofile, die von den jeweiligen Reflexionsschichtsystemen der erfindungsgemäß gegeneinander ausgetauschten reflektiven Komponenten bereitgestellt werden, gezielt durch geeignete Anpassung (z.B. Dickenskalierung der den Schichtstapel des Reflexionsschichtsystems bildenden Einzelschichten) relativ zum relevanten „Transmissionsintervall“ des gesamten optischen Systems (also insbesondere der im Strahlengang nachfolgenden optischen Komponenten der Beleuchtungseinrichtung) verschoben werden können.
Diese gezielte Anpassung bzw. Verschiebung der für s- bzw. p-polarisierte Strahlung geltenden spektralen Reflexionsprofile kann wiederum insbesondere in solcher Weise erfolgen, dass für die im „polarisierten Betrieb“ der Beleuchtungseinrichtung bzw. Projektionslichtungsanlage verwendete reflektive Komponente zwar das für s-polarisierte Strahlung geltende spektrale Reflexionsprofil, nicht jedoch das für p-polarisierte Strahlung geltende spektrale Reflexionsprofil mit den jeweils maximalen Reflektivitätswerten innerhalb des besagten Transmissionsbereichs des optischen Systems liegt. Hingegen kann die gezielte Anpassung bzw. Verschiebung der für s- bzw. p-polarisierte Strahlung geltenden spektralen Reflexionsprofile für die im „unpolarisierten Betrieb“ der Beleuchtungseinrichtung bzw. Projektionslichtungsanlage verwendete reflektive Komponente in solcher Weise erfolgen, dass beide spektralen Reflexionsprofile (d.h. sowohl das spektrale Reflexionsprofil für p-polarisierte Strahlung als auch das spektrale Reflexionsprofil für s-polarisierte Strahlung) mit ihren maximalen Reflektivitätswerten im besagten Transmissionsbereich liegen.
Gemäß einer Ausführungsform existiert eine Wellenlänge λ₀ als mittlere Wellenlänge in einem vorgegebenen Wellenlängenintervall [(λ₀ - Δλ₀/2), (λ₀ + Δλ₀/2)] der Breite Δλ₀, so dass das erste Reflexionsschichtsystem die Bedingungen $(λ_{0} - Δ λ_{0} / 2) \geq λ_{1 s l}, (λ_{0} + Δ λ_{0} / 2) \leq λ_{1 s r}$
sowie $(λ_{0} - Δ λ_{0} / 2) \geq λ_{1 p l} oder (λ_{0} + Δ λ_{0} / 2) \leq λ_{1 p r}$
erfüllt, wobei in den Reflexionsprofilen (r_1s(λ), r_1p(λ)) des ersten Reflexionsschichtsystems λ_1sl und λ_1pl die kleinste Wellenlänge und λ_1sr und λ_1pr die größte Wellenlänge bezeichnen, für welche jeweils s- bzw. p-polarisierte Strahlung mit einer Reflektivität von wenigstens 50% der maximalen Reflektivität reflektiert wird.
Gemäß einer Ausführungsform existiert eine Wellenlänge λ₀ als mittlere Wellenlänge in einem vorgegebenen Wellenlängenintervall [(λ₀ - Δλ₀/2), (λ₀ + Δλ₀/2)] der Breite Δλ₀, so dass das zweite Reflexionsschichtsystem die Bedingungen $(λ_{0} - Δ λ_{0} / 2) \geq λ_{1 s l}, (λ_{0} + Δ λ_{0} / 2) \leq λ_{1 s r}$
sowie $(λ_{0} - Δ λ_{0} / 2) \geq λ_{1 p l}, (λ_{0} + Δ λ_{0} / 2) \leq λ_{1 p r}$
erfüllt, wobei in den Reflexionsprofilen (r_2s(λ), r_2p(λ)) des zweiten Reflexionsschichtsystems λ_2sl und λ_2pl die kleinste Wellenlänge und λ_2sr und λ_2pr die größte Wellenlänge bezeichnen, für welche jeweils s- bzw. p-polarisierte Strahlung mit einer Reflektivität von wenigstens 50% der maximalen Reflektivität reflektiert wird.
Auch für die EUV-Beleuchtungseinrichtung kann analog zu den vorstehenden Betrachtungen ein Wellenlängenintervall $[(\tilde{λ_{0}} - Δ \tilde{λ_{0} / 2}); (\tilde{λ_{0}} + Δ \tilde{λ_{0} / 2})]$
definiert werden, in welchem die Transmissivität mindestens 50% der maximalen Transmissivität der EUV-Beleuchtungseinrichtung beträgt. Gemäß einer Ausführungsform gilt, dass Δλ₀ zwischen $Δ \tilde{λ_{0} / \sqrt{2}}$
und $Δ \tilde{λ_{0} / 2}$
liegt.
Der besagte Transmissionsbereich [(λ₀ - Δλ₀/2), (λ₀ + Δλ₀/2)] der Projektionslichtungsanlage unterscheidet sich vom Transmissionsbereich $[(\tilde{λ_{0}} - Δ \tilde{λ_{0} / 2}); (\tilde{λ_{0}} + Δ \tilde{λ_{0} / 2})]$
der reinen Beleuchtungseinrichtung, weil ein Transmissionsbereich umso enger wird, je mehr Reflexionen an Spiegeln stattfinden. Die Breite des Transmissionsbereichs fällt näherungsweise mit der Quadratwurzel der Anzahl der Reflexionen. In einem typischen Fall findet in der Beleuchtungseinrichtung ein Bruchteil zwischen 1/2 und 1/4 der Gesamtzahl von Reflexionen statt, so dass die Breite des besagten Transmissionsbereichs zwischen $1 / \sqrt{2}$
und 1/2 der Breite des Transmissionsbereichs der Beleuchtungseinrichtung gegeben ist.
In Ausführungsformen der Erfindung können die erste und die zweite reflektive Komponente jeweils ein Facettenspiegel, insbesondere ein Pupillenfacettenspiegel mit einer Mehrzahl von Pupillenfacetten oder ein Feldfacettenspiegel mit einer Mehrzahl von Feldfacetten, sein. In weiteren Ausführungsformen können die erste und die zweite reflektive Komponente auch jeweils wenigstens eine Spiegelfacette eines Facettenspiegels, insbesondere eines Pupillenfacettenspiegels oder eines Feldfacettenspiegels, umfassen.
In weiteren Ausführungsformen können die erste und die zweite reflektiven Komponente auch jeweils wenigstens einen Mikrospiegel eines spekularen Reflektors umfassen.
In weiteren Ausführungsformen können die erste und die zweite reflektive Komponente auch jeweils ein Kollektorspiegel sein.
Die Erfindung betrifft weiter auch ein Verfahren zum Betreiben einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, wobei mit einer Beleuchtungseinrichtung eine Objektebene eines Projektionsobjektivs beleuchtet wird und wobei die Objektebene mit dem Projektionsobjektiv in eine Bildebene des Projektionsobjektivs abgebildet wird, wobei zum Wechsel zwischen einem polarisierten Betriebsmodus und einem unpolarisierten Betriebsmodus ein Austausch einer im optischen Strahlengang der Beleuchtungseinrichtung befindlichen ersten reflektiven Komponente mit einem ersten Reflexionsschichtsystem gegen eine zweite reflektive Komponente mit einem zweiten Reflexionsschichtsystem erfolgt, und wobei ein als Verhältnis zwischen den Reflektivitäten für s- und p-polarisierte Strahlung definierter Polarisationsgrad für die erste reflektive Komponente um einen Faktor von wenigstens 1.5 größer ist als für die zweite reflektive Komponente.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Figurenliste
Es zeigen:

1a-1d Diagramme zur Veranschaulichung von durch Variation von Schichtparametern eine Reflexionsschichtsystems erreichbaren, unterschiedlichen Werten der Reflektivität für s-bzw. p-Polarisation;
2 einen typischen wellenlängenabhängigen Verlauf der Intensität entsprechend einem beispielhaften Transmissionsintervall eines optischen Systems;
3a-3b den wellenlängenabhängigen Verlauf der Reflektivität von zwei unterschiedlichen Reflexionsschichtsystemen jeweils für s- und p-Polarisation;
4a-4b den jeweiligen wellenlängenabhängigen Verlauf der Reflektivität für zwei unterschiedliche Reflexionsschichtsysteme über einen größeren Wellenlängenbereich;
5 ein Diagramm zur Erläuterung einer im Rahmen der vorliegenden Anmeldung verwendeten Terminologie;
6a-6f Diagramme, welche für beispielhafte Einfallswinkel Schichtlagendicken periodischer Schichtsysteme zeigen, wobei für den gesamten Bereich von r_s jeweils die Schichten mit minimalem bzw. maximalem r_p dargestellt sind;
7a-7h Diagramme, in denen für beispielhafte periodische bzw. aperiodische Schichtstapel erreichbare Bereiche im r_s-r_p-Diagramm als Funktion des Einfallswinkels dargestellt sind;
8 eine schematische und stark vereinfachte Darstellung des prinzipiell möglichen Aufbaus einer Beleuchtungseinrichtung;
9 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung einer beispielhaften Realisierung der Erfindung bei einem Pupillenfacettenspiegel;
10 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung einer weiteren möglichen Realisierung der Erfindung bei Segmenten eines Pupillenfacettenspiegels;
11 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung einer weiteren möglichen Realisierung bei einzelnen Pupillenfacetten eines Pupillenfacettenspiegels;
12a-12b schematische Darstellungen zur Erläuterung einer weiteren möglichen Realisierung der Erfindung bei einem Feldfacettenspiegel; und
13 eine schematische Darstellung eines grundsätzlich möglichen Aufbaus einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Den im Weiteren beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung gemeinsam ist das grundsätzliche Konzept, zwei reflektive optische Komponenten mit voneinander verschiedenen spektralen Reflexionsprofilen in solcher Weise bereitzustellen, dass für ein vorgegebenes Wellenlängenintervall die eine der beiden Komponenten für einen polarisierten Betriebsmodus und die andere der beiden Komponenten für einen unpolarisierten Betriebsmodus geeignet ist. Dabei kann es sich bei besagtem Wellenlängenintervall insbesondere um ein Transmissionsintervall des jeweiligen optischen Systems (z.B. der Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage) handeln, für das die erfindungsgemäßen reflektiven optischen Komponenten bestimmt sind und das typischerweise durch das Reflexionsprofil der übrigen im optischen System vorhandenen (und insbesondere bezogen auf den optischen Strahlengang nachfolgenden) optischen Komponenten bestimmt wird.
Im Weiteren wird zunächst das der o.g. gezielten Anpassung der jeweiligen Reflexionsschichtsysteme der erfindungsgemäßen reflektiven optischen Komponenten für den polarisierten bzw. unpolarisierten Betrieb zugrundeliegende Prinzip unter Bezugnahme auf die Diagramme von 1-5 erläutert.
Grundsätzlich besitzt ein gegebenes Reflexionsschichtsystem für einen vorgegebenen Einfallswinkel sowie ein vorgegebenes Wellenlängenspektrum der elektromagnetischen Strahlung einen bestimmten Wert r_s für die Reflektivität s-polarisierter Strahlung und einen bestimmten Wert r_p für die Reflektivität p-polarisierter Strahlung. Das Reflexionsschichtsystem kann somit gemäß 1a als einzelner Punkt im r_s-r_p-Diagramm dargestellt werden.
Die Werte für r_s und r_p sind wiederum für gegebene Materialien der Schichteinzellagen innerhalb des Reflexionsschichtsystems von den jeweiligen Schichtlagendicken abhängig, so dass durch Variation dieser Schichtlagendicken Reflexionsschichtsysteme mit voneinander verschiedenen Wertepaaren (r_s, r_p) bereitgestellt werden können. Im Ergebnis kann durch Bereitstellung einer Vielzahl entsprechender Reflexionsschichtsysteme mit jeweils voneinander verschiedenen Wertepaaren (r_s, r_p) ein bestimmter Bereich im r_s-r_p-Diagramm z.B. gemäß 1b abgedeckt werden. Die konkrete Gestalt dieses „erreichbaren Bereichs“ im r_s-r_p-Diagramm kann wiederum durch Variation der Materialkombinationen der Schichteinzellagen innerhalb des Reflexionsschichtsystems variiert werden, wozu 1c eine beispielhafte weitere mögliche Form eines erreichbaren Bereichs im r_s-r_p-Diagramm zeigt.
Dementsprechend ergibt sich gemäß 1d eine entsprechende Vereinigung der betreffenden erreichbaren Bereiche, wenn über die Vielzahl von bereitgestellten Reflexionsschichtsystemen entsprechend unterschiedliche Materialkombinationen der Schichteinzellagen zugelassen werden bzw. in dieser Vielzahl vorhanden sind.
Grundsätzlich kann somit nach Simulation einer Vielzahl von Reflexionsschichtsystemen bzw. hierdurch gebildeten reflektiven optischen Komponenten je nach beabsichtigtem Einsatzzweck bzw. Betriebsmodus die geeignete Auswahl eines definierten Punkts im r_s-r_p-Diagramm, welcher wiederum einem eindeutig definierten Schichtaufbau entspricht, getroffen und gegebenenfalls ein Austausch der entsprechend hergestellten reflektiven optischen Komponente vorgenommen werden. Diese Auswahl kann wiederum je nach Einsatzszenario alternativ entweder zur Maximierung des insgesamt durch das Reflexionsschichtsystem bereitgestellten Reflexionsgrades oder zur Bereitstellung eines bestimmten Polarisationsgrades (entsprechend einem Verhältnis der jeweils für s-polarisierte Strahlung bzw. p-polarisierte Strahlung erhaltenen Reflektivitäten) erfolgen.
In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass die letztlich praxisrelevanten bzw. bevorzugten Wertepaare (r_s, r_p) auf der jeweiligen Berandung der erreichbaren Bereiche z.B. gemäß 1b-1d liegen. Dieser Umstand ist darauf zurückzuführen, dass ein innerhalb des von besagter Berandung umschlossenen Bereichs befindlicher Punkt im r_s-r_p-Diagramm i.d.R. deshalb nicht bevorzugt ist, weil sich jeweils ohne Weiteres ein direkt auf der Berandung des besagten Bereichs liegender Punkt bzw. ein entsprechendes Wertepaar (r_s, r_p) finden lässt, welches entweder bei gleichem Polarisationsgrad eine insgesamt höhere Reflektivität besitzt oder welches bei gleicher Reflektivität einen höheren Polarisationsgrad ergibt.
Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Reflexionsschichtsystemen kann es sich sowohl um periodische als auch um aperiodische Schichtsysteme handeln. Zur Bereitstellung unterschiedlicher spektraler Reflexionsprofile sowohl für s-polarisierte als auch für p-polarisierte Strahlung werden nun die entsprechenden Schichtdesigns in geeigneter Weise variiert mit der Folge, dass der wellenlängenabhängige Verlauf der jeweiligen Reflektivitäten r_s bzw. r_p im relevanten Transmissionsintervall die letztlich für den polarisierten bzw. unpolarisierten Betrieb jeweils geeignete Form besitzt.
2 zeigt zunächst die typische Form der spektralen Strahlungsleistung einer EUV-Strahlungsquelle. Die Kurve ist außerhalb des Wellenlängenbereichs, der im optischen System bzw. in der Beleuchtungseinrichtung unter Berücksichtigung der jeweiligen spektralen Reflexionsprofile der übrigen optischen Komponenten tatsächlich auch die Bildebene bzw. Waferebene erreicht, abgeschnitten. Da der spektrale Transmissionsverlauf des optischen Systems bzw. der Beleuchtungseinrichtung typischerweise nur asymptotisch gegen Null geht, können die beiden Abschneidewellenlängen jeweils nur näherungsweise angegeben werden.
5 zeigt ein Diagramm eines spektralen Reflexionsprofils r(λ). Dabei tritt bei der Wellenlänge λ_m die maximale Reflektivität r_m auf. Die kleinste Wellenlänge, für welche Strahlung mit einer Reflektivität von wenigstens 50% der maximalen Reflektivität reflektiert wird, ist mit λ₁ bezeichnet. Die größte Wellenlänge, für welche Strahlung mit einer Reflektivität von wenigstens 50% der maximalen Reflektivität reflektiert wird (entsprechend einer Reflektivität von r_m/2) ist mit λ_r bezeichnet.
3a-3b zeigen nun für zwei beispielhafte Reflexionsschichtsysteme (im Beispiel aperiodische Mo-Si-Schichtsysteme) den jeweiligen wellenlängenabhängigen Verlauf der Reflektivität für s- bzw. p-Polarisation. Dabei wurden die betreffenden Vielfachschichtdesigns aus einer Vielzahl simulierter Schichtdesigns derart ausgewählt, dass die für p-polarisierte Strahlung erhaltene Reflektivität r_p für das Reflexionsschichtsystem gemäß 3a minimal und für das Reflexionsschichtsystem gemäß 3b maximal ist. Der aus einem Vergleich von 3a und 3b ohne Weiteres erkennbare qualitativ unterschiedliche Verlauf der wellenlängenabhängigen Reflektivität wird nun gemäß 4a-4b in seiner praktischen Relevanz deutlich bei der jeweiligen Betrachtung über einen größeren Wellenlängenbereich.
Wie aus 4a-4b ersichtlich ist, sind zum einen die für s-Polarisation und für p-Polarisation jeweils erhaltenen Peaks der Reflektivität unterschiedlich breit, wobei erwartungsgemäß der Peak im wellenabhängigen Verlauf der Reflektivität für s-Polarisation die größere Breite im Vergleich zu dem Peak für p-Polarisation besitzt. Unter Ausnutzung dieses Umstandes wird nun mit den beiden vorstehend genannten, hinsichtlich der für p-Polarisation geltenden Reflektivität r_p „extremen“ Schichtdesigns erreicht, dass für das Reflexionsschichtsystem gemäß 4b beide Peaks (d.h. für s-Polarisation als auch für p-Polarisation) innerhalb des Transmissionsintervalls liegen, wohingegen für das Reflexionsschichtsystem gemäß 4a die maximalen Reflektivitätswerte zwar für s-Polarisation, nicht jedoch für p-Polarisation innerhalb des Transmissionsintervalls liegen (für p-Polarisation befindet sich gemäß 4a vielmehr die abfallende Flanke des entsprechenden Peaks der Reflektivitätskurve innerhalb des Transmissionsintervalls) .
Infolgedessen besitzt das Reflexionsschichtsystem gemäß 4a im Vergleich zu demjenigen gemäß 4b eine wesentlich stärkere polarisierende Wirkung auf die auftreffende elektromagnetische Strahlung. Mit anderen Worten ist das Reflexionsschichtsystem gemäß 4a für den Betriebsmodus mit polarisierter Strahlung und das Reflexionsschichtsystem gemäß 4b für den Betriebsmodus mit unpolarisierter Strahlung geeignet.
Die Realisierung des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Konzepts bei Reflexionsschichtsystemen in Form aperiodischer Vielfachschichtsysteme ermöglicht es nun, durch Änderung des Schichtdesigns die beiden Parameter Breite und Lage des jeweiligen Peaks im wellenlängenabhängigen Reflektivitätsverlauf unabhängig voneinander zu beeinflussen. Für ein gegebenes Schichtdesign sind die entsprechenden Werte für s- und p-Polarisation korreliert, so dass Breite und Lage der Peaks für s- und p-Polarisation nicht vollkommen unabhängig voneinander gewählt werden können. Wie anhand von 4a-4b bereits erläutert wurde, ist dieses jedoch auch nicht notwendig. Hingegen kann bei Realisierung der Erfindung mit Reflexionsschichtsystemen in Form periodischer Schichtsysteme mit alternierender periodischer Abfolge einer gegebenen Anzahl von zwei unterschiedlichen Schichtmaterialien („Bilayer“) im Wesentlichen nur die Lage des Peaks frei gewählt werden, während die Breite des Peaks nur eingeschränkt beeinflusst werden kann.
In den Tabellen 1-4 sind beispielhaft aperiodische Schichtauslegungen dargestellt, und zwar für Systeme aus Molybdän-Silizium (MoSi) bzw. Ruthenium-Silizium (RuSi). Die Tabellen geben jeweils für festes r_s= 0.7 die Schichtauslegungen an, die ein maximales bzw. minimales r_p besitzen.
In 6a-6h sind für beispielhafte Einfallswinkel die Schichtlagendicken periodischer Schichtsysteme dargestellt. Hierbei sind für den gesamten Bereich von r_s jeweils die Schichten mit minimalem bzw. maximalem r_p dargestellt. Die 6a und 6d zeigen jeweils die extremal erreichbaren Werte von r_p. Die 6b und 6e zeigen jeweils die Einzelschichtdicken: Die Dicke von Silizium für maximales r_p ist lang gestrichelt dargestellt. Die Dicke von Molybdän bzw. Ruthenium für maximales r_p ist kurz gestrichelt dargestellt. Die Dicke von Silizium für minimales r_p ist gestrichelt-gepunktet dargestellt. Die Dicke von Molybdän bzw. Ruthenium für minimales r_p ist gestrichelt-doppelt-gepunktet dargestellt. Die 6c und 6f zeigen die jeweilige Periodendicke, also die Summe der beiden Einzeldicken (Molybdän und Silizium bzw. Ruthenium und Silizium).
7a-7h zeigen den für MoSi bzw. RuSi durch periodische bzw. aperiodische Schichtstapel erreichbaren Bereich im r_s-r_p-Diagramm als Funktion des Einfallswinkels. Die beiden gegeneinander auszutauschenden Komponenten müssen nicht hinsichtlich der Materialkombination (MoSi bzw. RuSi) und/oder des Aufbaus (periodische oder aperiodische Abfolge) übereinstimmen. Insbesondere für Winkel, die sich hinreichend von 0° sowie dem Brewsterwinkel von etwa 45° unterscheiden, ist der zur Verfügung stehende Auswahlbereich im r_s-r_p-Diagramm überraschend groß.
Tabelle 1:

(RuSi; 60° Einfallswinkel; r_s = 0,7; r_p minimal Die Siliziumschicht der Lage 1 befindet sich direkt am Substrat. Die Ruthenium-Schicht der Lage 50 bildet die Auftrefffläche der EUV-Nutzstrahlung.)

1	d_Si = 14,0000 nm	d_Ru = 2,3451 nm
2	d_Si = 11,6620 nm	d_Ru = 0,0000 nm
3	d_Si = 0,0000 nm	d_Ru = 14,0000 nm
4	d_Si = 13,9930 nm	d_Ru = 14,0000 nm
5	d_Si = 0,0000 nm	d_Ru = 14,0000 nm
6	d_Si = 14,0000 nm	d_Ru = 0,0000 nm
7	d_Si = 14,0000 nm	d_Ru = 14,0000 nm
8	d_Si = 0,0000 nm	d_Ru = 14,0000 nm
9	d_Si = 0,0000 nm	d_Ru = 14,0000 nm
10	d_Si = 0,0000 nm	d_Ru = 0,0000 nm
11	d_Si = 14,0000 nm	d_Ru = 14,0000 nm
12	d_Si = 14,0000 nm	d_Ru = 14,0000 nm
13	d_Si = 0,0000 nm	d_Ru = 14,0000 nm
14	d_Si = 14,0000 nm	d_Ru = 0,0000 nm
15	d_Si = 0,0000 nm	d_Ru = 7,1140 nm
16	d_Si = 14,0000 nm	d_Ru = 14,0000 nm
17	d_Si = 14,0000 nm	d_Ru = 0,0000 nm
18	d_Si = 0,0000 nm	d_Ru = 6,0973 nm
19	d_Si = 8,5758 nm	d_Ru = 13,5046 nm
20	d_Si = 0,4454 nm	d_Ru = 11,4563 nm
21	d_Si = 7,0244 nm	d_Ru = 12,3895 nm
22	d_Si = 13,9996 nm	d_Ru = 10,4081 nm
23	d_Si = 3,4224 nm	d_Ru = 12,4434 nm
24	d_Si = 13,9985 nm	d_Ru = 13,9998 nm
25	d_Si = 14,0000 nm	d_Ru = 13,9996 nm
26	d_Si = 4,9534 nm	d_Ru = 13,9966 nm
27	d_Si = 0,0000 nm	d_Ru = 13,9966 nm
28	d_Si = 3,8489 nm	d_Ru = 12,8972 nm
29	d_Si = 0,0000 nm	d_Ru = 13,9958 nm
30	d_Si = 14,0000 nm	d_Ru = 14,0000 nm
31	d_Si = 14,0000 nm	d_Ru = 0,0000 nm
32	d_si = 9,6313 nm	d_Ru = 1,7682 nm
33	d_Si = 11,4665 nm	d_Ru = 5,4774 nm
34	d_Si = 10,1439 nm	d_Ru = 6,3766 nm
35	d_Si = 9,7245 nm	d_Ru = 6,6627 nm
36	d_Si = 9,6146 nm	d_Ru = 6,6180 nm
37	d_Si = 9,6285 nm	d_Ru = 6,4776 nm
38	d_Si = 9,6654 nm	d_Ru = 6,2996 nm
39	d_Si = 9,6951 nm	d_Ru = 6,1137 nm
40	d_Si = 9,7058 nm	d_Ru = 5,9241 nm
41	d_Si = 9,6964 nm	d_Ru = 5,7233 nm
42	d_Si = 9,6632 nm	d_Ru = 5,5086 nm
43	d_si = 9,6117 nm	d_Ru = 5,2655 nm
44	d_Si = 9,5779 nm	d_Ru = 4,8707 nm
45	d_Si = 9,7328 nm	d_Ru = 4,2078 nm
46	d_Si = 10,0269 nm	d_Ru = 3,6662 nm
47	d_Si = 10,2061 nm	d_Ru = 3,4160 nm
48	d_Si = 10,2024 nm	d_Ru = 3,4533 nm
49	d_Si = 10,0420 nm	d_Ru = 3,9104 nm
50	d_Si = 9,8148 nm	d_Ru = 4,2305 nm

Tabelle 2:

(RuSi; 60° Einfallswinkel; r_s = 0,7; r_p maximal Die Siliziumschicht der Lage 1 befindet sich direkt am Substrat. Die Ruthenium-Schicht der Lage 50 bildet die Auftrefffläche der EUV-Nutzstrahlung.)

1	d_Si = 0,0000 nm	d_Ru = 6,8950 nm
2	d_Si = 8,7943 nm	d_Ru = 0,0000 nm
3	d_Si = 0,0000 nm	d_Ru = 0,0000 nm
4	d_Si = 14,0000 nm	d_Ru = 11,1499 nm
5	d_Si = 0,0000 nm	d_Ru = 14,0000 nm
6	d_Si = 14,0000 nm	d_Ru = 0,0000 nm
7	d_Si = 14,0000 nm	d_Ru = 14,0000 nm
8	d_Si = 7,7458 nm	d_Ru = 12,7017 nm
9	d_Si = 5,4784 nm	d_Ru = 9,9048 nm
10	d_Si = 11,8243 nm	d_Ru = 9,2929 nm
11	d_Si = 5,8627 nm	d_Ru = 10,5026 nm
12	d_Si = 10,1953 nm	d_Ru = 10,0703 nm
13	d_Si = 5,3878 nm	d_Ru = 10,7100 nm
14	d_Si = 11,6359 nm	d_Ru = 9,1818 nm
15	d_Si = 5,2900 nm	d_Ru = 0,0247 nm
16	d_Si = 0,0904 nm	d_Ru = 0,0927 nm
17	d_Si = 0,4027 nm	d_Ru = 11,7905 nm
18	d_Si = 8,7352 nm	d_Ru = 0,0000 nm
19	d_Si = 0,0104 nm	d_Ru = 10,9638 nm
20	d_Si = 5,8251 nm	d_Ru = 10,8651 nm
21	d_Si = 10,1334 nm	d_Ru = 10,2689 nm
22	d_Si = 4,7854 nm	d_Ru = 10,9044 nm
23	d_Si = 11,1279 nm	d_Ru = 0,0000 nm
24	d_Si = 13,9900 nm	d_Ru = 0,0000 nm
25	d_Si = 13,4481 nm	d_Ru = 0,0000 nm
26	d_Si = 13,9864 nm	d_Ru = 6,4612 nm
27	d_Si = 10,3630 nm	d_Ru = 0,7886 nm
28	d_Si = 13,2990 nm	d_Ru = 0,0000 nm
29	d_Si = 13,0715 nm	d_Ru = 0,0000 nm
30	d_Si = 13,1670 nm	d_Ru = 7,2923 nm
31	d_Si = 14,0000 nm	d_Ru = 0,0350 nm
32	d_Si = 0,0455 nm	d_Ru = 0,0508 nm
33	d_Si = 0,0000 nm	d_Ru = 0,0052 nm
34	d_Si = 9,0992 nm	d_Ru = 5,3858 nm
35	d_si = 9,1359 nm	d_Ru = 9,1692 nm
36	d_Si = 9,0522 nm	d_Ru = 6,6343 nm
37	d_Si = 9,4914 nm	d_Ru = 6,8441 nm
38	d_Si = 9,7028 nm	d_Ru = 5,9849 nm
39	d_Si = 10,0724 nm	d_Ru = 5,4631 nm
40	d_Si = 10,2388 nm	d_Ru = 5,2962 nm
41	d_Si = 10,3055 nm	d_Ru = 5,2011 nm
42	d_Si = 10,3321 nm	d_Ru = 5,1586 nm
43	d_Si = 10,3539 nm	d_Ru = 5,1052 nm
44	d_Si = 10,3842 nm	d_Ru = 5,0677 nm
45	d_Si = 10,4049 nm	d_Ru = 5,0421 nm
46	d_Si = 10,4114 nm	d_Ru = 5,0427 nm
47	d_Si = 10,3725 nm	d_Ru = 5,1956 nm
48	d_Si = 10,1710 nm	d_Ru = 5,6085 nm
49	d_Si = 9,9845 nm	d_Ru = 5,8591 nm
50	d_Si = 10,0288 nm	d_Ru = 5,1012 nm

Tabelle 3:

(MoSi; 25° Einfallswinkel; r_s = 0,7; r_p minimal Die Siliziumschicht der Lage 1 befindet sich direkt am Substrat. Die Molybdän-Schicht der Lage 50 bildet die Auftrefffläche der EUV-Nutzstrahlung.)

1	d_Si = 7,7236 nm	d_Mo = 4,1247 nm
2	d_Si = 3,7727 nm	d_Mo = 3,9637 nm
3	d_Si = 3,8103 nm	d_Mo = 3,9256 nm
4	d_Si = 3,8385 nm	d_Mo = 3,8985 nm
5	d_Si = 3,8613 nm	d_Mo = 3,8772 nm
6	d_Si = 3,8799 nm	d_Mo = 3,8583 nm
7	d_Si = 3,8964 nm	d_Mo = 3,8414 nm
8	d_Si = 3,9109 nm	d_Mo = 3,8256 nm
9	d_Si = 3,9239 nm	d_Mo = 3,8104 nm
10	d_Si = 3,9358 nm	d_Mo = 3,7956 nm
11	d_Si = 3,9469 nm	d_Mo = 3,7812 nm
12	d_Si = 3,9572 nm	d_Mo = 3,7669 nm
13	d_Si = 3,9667 nm	d_Mo = 3,7531 nm
14	d_Si = 3,9749 nm	d_Mo = 3,7412 nm
15	d_Si = 3,9796 nm	d_Mo = 3,7352 nm
16	d_Si = 3,9756 nm	d_Mo = 3,7421 nm
17	d_Si = 3,9559 nm	d_Mo = 3,7678 nm
18	d_Si = 3,9223 nm	d_Mo = 3,7969 nm
19	d_Si = 3,8955 nm	d_Mo = 3,8291 nm
20	d_Si = 3,8322 nm	d_Mo = 3,9131 nm
21	d_Si = 3,7738 nm	d_Mo = 3,9415 nm
22	d_Si = 3,7078 nm	d_Mo = 4,0771 nm
23	d_Si = 3,5857 nm	d_Mo = 4,0850 nm
24	d_Si = 3,7453 nm	d_Mo = 3,7996 nm
25	d_Si = 3,8214 nm	d_Mo = 4,0151 nm
26	d_Si = 3,6689 nm	d_Mo = 3,8402 nm
27	d_Si = 3,8079 nm	d_Mo = 4,0464 nm
28	d_Si = 3,4973 nm	d_Mo = 4,2351 nm
29	d_Si = 3,4044 nm	d_Mo = 4,3481 nm
30	d_si = 3,1417 nm	d_Mo = 4,7698 nm
31	d_Si = 3,2269 nm	d_Mo = 4,2264 nm
32	d_Si = 3,0257 nm	d_Mo = 5,1157 nm
33	d_Si = 2,9847 nm	d_Mo = 4,3411 nm
34	d_Si = 3,2408 nm	d_Mo = 4,7565 nm
35	d_si = 2,9068 nm	d_Mo = 4,6206 nm
36	d_Si = 3,2913 nm	d_Mo = 4,2183 nm
37	d_Si = 3,2794 nm	d_Mo = 4,9177 nm
38	d_Si = 2,8443 nm	d_Mo = 4,1465 nm
39	d_Si = 3,9148 nm	d_Mo = 4,0578 nm
40	d_Si = 3,1493 nm	d_Mo = 4,7295 nm
41	d_Si = 2,9040 nm	d_Mo = 4,8262 nm
42	d_si = 3,2651 nm	d_Mo = 4,1901 nm
43	d_Si = 3,4998 nm	d_Mo = 4,1952 nm
44	d_Si = 3,6395 nm	d_Mo = 3,8621 nm
45	d_Si = 3,9863 nm	d_Mo = 3,5529 nm
46	d_Si = 4,2105 nm	d_Mo = 3,3495 nm
47	d_Si = 4,4049 nm	d_Mo = 3,1676 nm
48	d_si = 4,5380 nm	d_Mo = 3,0782 nm
49	d_Si = 4,5974 nm	d_Mo = 3,0348 nm
50	d_si = 4,6360 nm	d_Mo = 2,7202 nm

Tabelle 4:

(MoSi; 25° Einfallswinkel; r_s = 0,7; r_p maximal Die Siliziumschicht der Lage 1 befindet sich direkt am Substrat. Die Molybdän-Schicht der Lage 50 bildet die Auftrefffläche der EUV-Nutzstrahlung.)

1	d_Si = 7,7236 nm	d_Mo = 4,1079 nm
2	d_Si = 3,7634 nm	d_Mo = 4,0723 nm
3	d_Si = 3,7981 nm	d_Mo = 4,0300 nm
4	d_Si = 3,8289 nm	d_Mo = 3,9941 nm
5	d_Si = 3,8583 nm	d_Mo = 3,9596 nm
6	d_Si = 3,8868 nm	d_Mo = 3,9262 nm
7	d_Si = 3,9146 nm	d_Mo = 3,8937 nm
8	d_si = 3,9418 nm	d_Mo = 3,8612 nm
9	d_Si = 3,9695 nm	d_Mo = 3,8301 nm
10	d_Si = 3,9949 nm	d_Mo = 3,8004 nm
11	d_Si = 4,0206 nm	d_Mo = 3,7699 nm
12	d_Si = 4,0475 nm	d_Mo = 3,7368 nm
13	d_Si = 4,0796 nm	d_Mo = 3,6934 nm
14	d_si = 4,1263 nm	d_Mo = 3,6282 nm
15	d_Si = 4,1977 nm	d_Mo = 3,5317 nm
16	d_Si = 4,2988 nm	d_Mo = 3,4037 nm
17	d_Si = 4,4256 nm	d_Mo = 3,2523 nm
18	d_si = 4,5682 nm	d_Mo = 3,0900 nm
19	d_si = 4,7158 nm	d_Mo = 2,9279 nm
20	d_Si = 4,8592 nm	d_Mo = 2,7741 nm
21	d_Si = 4,9929 nm	d_Mo = 2,6332 nm
22	d_si = 5,1140 nm	d_Mo = 2,5072 nm
23	d_si = 5,2216 nm	d_Mo = 2,3959 nm
24	d_si = 5,3162 nm	d_Mo = 2,2988 nm
25	d_Si = 5,3987 nm	d_Mo = 2,2143 nm
26	d_Si = 5,4705 nm	d_Mo = 2,1410 nm
27	d_Si = 5,5327 nm	d_Mo = 2,0777 nm
28	d_Si = 5,5866 nm	d_Mo = 2,0230 nm
29	d_si = 5,6333 nm	d_Mo = 1,9757 nm
30	d_Si = 5,6738 nm	d_Mo = 1,9348 nm
31	d_Si = 5,7090 nm	d_Mo = 1,8994 nm
32	d_Si = 5,7396 nm	d_Mo = 1,8687 nm
33	d_Si = 5,7662 nm	d_Mo = 1,8423 nm
34	d_Si = 5,7893 nm	d_Mo = 1,8196 nm
35	d_Si = 5,8094 nm	d_Mo = 1,8002 nm
36	d_Si = 5,8266 nm	d_Mo = 1,7837 nm
37	d_Si = 5,8414 nm	d_Mo = 1,7701 nm
38	d_Si = 5,8540 nm	d_Mo = 1,7589 nm
39	d_Si = 5,8646 nm	d_Mo = 1,7502 nm
40	d_Si = 5,8737 nm	d_Mo = 1,7438 nm
41	d_Si = 5,8815 nm	d_Mo = 1,7397 nm
42	d_Si = 5,8885 nm	d_Mo = 1,7380 nm
43	d_Si = 5,8946 nm	d_Mo = 1,7395 nm
44	d_Si = 5,8983 nm	d_Mo = 1,7449 nm
45	d_Si = 5,9017 nm	d_Mo = 1,7537 nm
46	d_Si = 5,9027 nm	d_Mo = 1,7675 nm
47	d_Si = 5,8995 nm	d_Mo = 1,7883 nm
48	d_Si = 5,8868 nm	d_Mo = 1,8176 nm
49	d_Si = 5,8528 nm	d_Mo = 1,9389 nm
50	d_Si = 5,7606 nm	d_Mo = 2,5331 nm

Das erfindungsgemäße Konzept des Austauschs wenigstens einer im optischen Strahlengang befindlichen reflektiven Komponente gegen eine hinsichtlich ihrer Oberflächengeometrie übereinstimmende, jedoch hinsichtlich des vorhandenen Reflexionsschichtsystems unterschiedliche Komponente zwecks Wechsel des Betriebsmodus zwischen „polarisiert“ und „unpolarisiert“ kann grundsätzlich für unterschiedliche Komponenten des optischen Systems bzw. der Beleuchtungseinrichtung realisiert werden.
8 zeigt zunächst in schematischer und stark vereinfachter Darstellung einen möglichen prinzipiellen Aufbau einer Beleuchtungseinrichtung einer für den Betrieb im EUV-Wellenlängenbereich ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage. Dabei gelangt die von einer EUV-Strahlungsquelle 802 (z.B. Plasmaquelle) erzeugte EUV-Strahlung nach Reflexion an einem Kollektorspiegel 803 über einen Zwischenfokus 801 zu einem Feldfacettenspiegel 810, welcher (z.B. zur Einstellung unterschiedlicher Beleuchtungssettings) eine Vielzahl unabhängig voneinander verstellbarer Feldfacetten aufweist. Vom Feldfacettenspiegel 810 trifft die EUV-Strahlung auf einen Pupillenfacettenspiegel 820 und von diesem auf ein Retikel 830, welches sich in der Objektebene des im optischen Strahlengang nachfolgenden (in 8 nicht dargestellten) Projektionsobjektivs befindet.
Die Erfindung ist nicht auf den in 8 gezeigten Aufbau der Beleuchtungseinrichtung beschränkt. So können in weiteren Ausführungsformen auch ein oder mehrere zusätzliche optische Elemente z.B. in Form von einem oder mehreren Umlenkspiegeln im Strahlengang angeordnet sein.
Im Weiteren werden mögliche Realisierungen des erfindungsgemäßen „Komponentenaustauschs“ unter Bezugnahme auf die lediglich schematischen Darstellungen von 9-12 erläutert.
Unter Bezugnahme zunächst auf 9 kann zur Realisierung des erfindungsgemäßen Komponentenaustauschs zwecks Wechsel des Betriebsmodus zwischen „polarisiert“ und „unpolarisiert“ der (in 9 mit „920“ bezeichnete) Pupillenfacettenspiegel insgesamt gegen einen anderen Pupillenfacettenspiegel 920' (welcher sich gemäß dem erfindungsgemäßen Konzept vom Pupillenfacettenspiegel 920 nicht hinsichtlich seiner Oberflächengeometrie, jedoch hinsichtlich seiner spektralen Reflexionsprofile bzw. Reflexionsschichtsysteme unterscheidet) ausgetauscht werden. Diese Realisierung ist insofern vorteilhaft, als nur eine einzige Komponente ausgetauscht werden muss.
In einer weiteren, in 10 veranschaulichten Ausführungsform können auch einzelne (in 10 mit „1021“ bis „1024“ bezeichnete) Segmente eines Pupillenfacettenspiegels 1020 gegen andere (in 10 mit „1021'” bis „1024'” bezeichnete) Segmente ausgetauscht werden, wobei die jeweiligen Segmente wiederum eine Mehrzahl von Pupillenfacetten umfassen. Diese Ausgestaltung ist insofern vorteilhaft, als die Anzahl der austauschbar zu realisierenden Elemente vergleichsweise gering ist. In einer weiteren Ausführungsform kann, wie in 11 angedeutet, auch eine einzige Pupillenfacette (z.B. „1121“ oder „1122“) eines Pupillenfacettenspiegels 1120 gegen eine andere (im Einklang mit dem erfindungsgemäßen Konzept mit gleicher Oberflächengeometrie jedoch anderen spektralen Reflexionsprofilen bzw. Reflexionsschichtsystemen ausgestaltete) Pupillenfacette 1121` bzw. 1122` ausgetauscht werden.
Insoweit in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auf einen Pupillenfacettenspiegel Bezug genommen wird, kann eine analoge Realisierung auch für den Feldfacettenspiegel erfolgen.
12a-12b zeigen in lediglich schematischer Darstellung eine weitere Realisierungsmöglichkeit für den erfindungsgemäßen Komponententausch. Hierbei können in einer für sich aus DE 10 2018 207 410 A1 bekannten Anordnung bis zu drei Feldfacetten 1250, 1250', 1250'' auf einer als Rolle ausgestalteten Austauschvorrichtung 1260 angeordnet sein, wobei durch Drehen der Rolle zwischen besagten Feldfacetten 1250, 1250', 1250'' „umgeschaltet“ werden kann. Durch Verkippung der Drehachse kann die jeweils ausgewählte Feldfacette 1250, 1250' bzw. 1250'' verkippt werden, so dass eine gewünschte Pupillenfacette des Pupillenfacettenspiegels beleuchtet wird. Dabei werden erfindungsgemäß die auf einer gemeinsamen Rolle befindlichen drei Feldfacetten 1250, 1250', 1250'' mit unterschiedlichen Reflexionsschichtsystemen versehen.
In einer weiteren Variante können unter erneuter Bezugnahme auf 8 die Reflexionsschichtsysteme auf dem Kollektorspiegel 803 angebracht sein. Vorteilhafte Ausgestaltungen eines Kollektorspiegels, um dessen hochgenauen Tausch zu vereinfachen, sind aus DE 10 2013 200 368 A1 bekannt.
13 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage, in welcher die vorliegende Erfindung realisierbar ist. Gemäß 13 weist eine Beleuchtungseinrichtung 1380 in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 1375 einen Feldfacettenspiegel 1381 (mit Facetten 1382) und einen Pupillenfacettenspiegel 1383 (mit Facetten 1384) auf. Auf den Feldfacettenspiegel 1381 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit 1385, welche eine Plasmalichtquelle 1386 und einen Kollektorspiegel 1387 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 1383 sind ein erster Teleskopspiegel 1388 und ein zweiter Teleskopspiegel 1389 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 1390 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld 1391 in der Objektebene OP eines sechs Spiegel M1-M6 umfassenden Projektionsobjektivs 1395 lenkt. Am Ort des Objektfeldes 1391 ist eine reflektive strukturtragende Maske M angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs 1395 (welches sechs Spiegel M1-M6 aufweist) in eine Bildebene IP abgebildet wird.
Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008002749 A1 [0009]
DE 102018207410 A1 [0009, 0057]
DE 102013200368 A1 [0058]

Claims

EUV-Beleuchtungseinrichtung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit • einer ersten reflektiven Komponente; • einer zweiten reflektiven Komponente; und • einer Austauschvorrichtung, durch welche die erste reflektive Komponente und die zweite reflektive Komponente im optischen Strahlengang gegeneinander austauschbar sind; • wobei ein als Verhältnis zwischen den Reflektivitäten für s- und p-polarisierte Strahlung definierter Polarisationsgrad für die erste reflektive Komponente um einen Faktor von wenigstens 1.5 größer ist als für die zweite reflektive Komponente.
EUV-Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite reflektive Komponente jeweils wenigstens eine Spiegelfacette eines Facettenspiegels, insbesondere eines Pupillenfacettenspiegels (820, 920, 1020, 1120) oder eines Feldfacettenspiegels (810), umfassen.
EUV-Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite reflektive Komponente jeweils ein Facettenspiegel, insbesondere ein Pupillenfacettenspiegel (820, 920, 1020, 1120) mit einer Mehrzahl von Pupillenfacetten oder ein Feldfacettenspiegel (810) mit einer Mehrzahl von Feldfacetten, sind.
EUV-Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite reflektive Komponente jeweils wenigstens einen Mikrospiegel eines spekularen Reflektors umfassen.
EUV-Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite reflektive Komponente jeweils ein Kollektorspiegel (803) sind.
EUV-Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wellenlänge λ₀ als mittlere Wellenlänge in einem vorgegebenen Wellenlängenintervall [(λ₀-Δλ₀/2),(λ₀+Δλ₀/2)] der Breite Δλ₀ existiert, so dass das erste Reflexionsschichtsystem die Bedingungen $(λ_{0} - Δ λ_{0} / 2) \geq λ_{1 s l}, (λ_{0} + Δ λ_{0} / 2) \leq λ_{1 s r}$
sowie $(λ_{0} - Δ λ_{0} / 2) \geq λ_{1 p l} oder (λ_{0} + Δ λ_{0} / 2) \leq λ_{1 p r}$
erfüllt, wobei in den Reflexionsprofilen (r_1s(λ), r_1p(λ)) des ersten Reflexionsschichtsystems λ_1sl und λ_1pl die kleinste Wellenlänge und λ_1sr und λ_1pr die größte Wellenlänge bezeichnen, für welche jeweils s- bzw. p-polarisierte Strahlung mit einer Reflektivität von wenigstens 50% der maximalen Reflektivität reflektiert wird.
EUV-Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wellenlänge λ₀ als mittlere Wellenlänge in einem vorgegebenen Wellenlängenintervall [(λ₀-Δλ₀/2),(λ₀+Δλ₀/2)] der Breite Δλ₀ existiert, so dass das zweite Reflexionsschichtsystem die Bedingungen $(λ_{0} - Δ λ_{0} / 2) \geq λ_{1 s l}, (λ_{0} + Δ λ_{0} / 2) \leq λ_{1 s r}$
sowie $(λ_{0} - Δ λ_{0} / 2) \geq λ_{1 p l}, (λ_{0} + Δ λ_{0} / 2) \leq λ_{1 p r}$
erfüllt, wobei in den Reflexionsprofilen (r_2s(λ), r_2p(λ)) des zweiten Reflexionsschichtsystems λ_2sl und λ_2pl die kleinste Wellenlänge und λ_2sr und λ_2pr die größte Wellenlänge bezeichnen, für welche jeweils s- bzw. p-polarisierte Strahlung mit einer Reflektivität von wenigstens 50% der maximalen Reflektivität reflektiert wird.
Optische Komponentengruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wellenlänge λ₀ als mittlere Wellenlänge in einem vorgegebenen Wellenlängenintervall [(λ₀-Δλ₀/2),(λ0+Δλ₀/2)] der Breite Δλ₀ existiert, so dass das erste Reflexionsschichtsystem die Bedingungen $(λ_{0} - Δ λ_{0} / 2) \geq λ_{1 s l}, (λ_{0} + Δ λ_{0} / 2) \leq λ_{1 s r}$
sowie $(λ_{0} - Δ λ_{0} / 2) \geq λ_{1 p l} oder (λ_{0} + Δ λ_{0} / 2) \leq λ_{1 p r}$
erfüllt, und das zweite Reflexionsschichtsystem die Bedingungen $(λ_{0} - Δ λ_{0} / 2) \geq λ_{1 s l}, (λ_{0} + Δ λ_{0} / 2) \leq λ_{1 s r}$
sowie $(λ_{0} - Δ λ_{0} / 2) \geq λ_{1 p l}, (λ_{0} + Δ λ_{0} / 2) \leq λ_{1 p r}$
erfüllt, wobei in den Reflexionsprofilen (r_1s(λ), r_1p(λ)) des ersten Reflexionsschichtsystems und (r_2s(λ), r_2p(λ)) des zweiten Reflexionsschichtsystems λ_1sl, λ_1pl, λ_2sl und λ_2pl die jeweils kleinste Wellenlänge und λ_1sr, λ_1pr, λ_2sr und λ_2pr die jeweils größte Wellenlänge bezeichnen, für welche jeweils s- bzw. p-polarisierte Strahlung mit einer Reflektivität von wenigstens 50% der maximalen Reflektivität reflektiert wird.
EUV-Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese für s-polarisierte Strahlung in einem Wellenlängenintervall $[(\tilde{λ_{0}} - Δ \tilde{λ_{0} / 2}); (\tilde{λ_{0}} + Δ \tilde{λ_{0} / 2})]$
eine Transmissivität von mindestens 50% der maximalen Transmissivität der EUV-Beleuchtungseinrichtung besitzt, wobei Δλ₀ zwischen $Δ \tilde{λ_{0} / \sqrt{2}}$
und $Δ \tilde{λ_{0} / 2}$
liegt.
Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungseinrichtung (1380) und einem Projektionsobjektiv (1395), dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (1380) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Verfahren zum Betreiben einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, wobei mit einer Beleuchtungseinrichtung (1380) eine Objektebene eines Projektionsobjektivs (1395) beleuchtet wird und wobei die Objektebene mit dem Projektionsobjektiv (1395) in eine Bildebene des Projektionsobjektivs (1395) abgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, das s zum Wechsel zwischen einem polarisierten Betriebsmodus und einem unpolarisierten Betriebsmodus ein Austausch einer im optischen Strahlengang der Beleuchtungseinrichtung (1380) befindlichen ersten reflektiven Komponente mit einem ersten Reflexionsschichtsystem gegen eine zweite reflektive Komponente mit einem zweiten Reflexionsschichtsystem erfolgt, wobei ein als Verhältnis zwischen den Reflektivitäten für s- und p-polarisierte Strahlung definierter Polarisationsgrad für die erste reflektive Komponente um einen Faktor von wenigstens 1.5 größer ist als für die zweite reflektive Komponente.