DE102006025025A1 - Beleuchtungssystem für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage, Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage und Projektionsbelichtungsverfahren - Google Patents

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    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/70141Illumination system adjustment, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of illumination system

Abstract

Ein Beleuchtungssystem für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage zur Beleuchtung eines Beleuchtungsfeldes mit dem Licht einer primären Lichtquelle hat eine variable Objektivgruppe mit einer Eintrittsfläche zum Empfang von Licht der primären Lichtquelle und einer Austrittsfläche zum Austritt des durch die variable Objektivgruppe variabel veränderbaren Lichtes. Die variable Objektivgruppe ist vollständig auf einer Seite einer Pupillenformungsfläche des Beleuchtungssystems angeordnet und hat ein erstes Zoom-System und mindestens ein dem ersten Zoom-System optisch nachgeschaltetes zweites Zoom-System. Jedes der Zoom-Systeme hat mindestens eine entlang einer optischen Achse des Zoom-Systems verschiebbare optische Komponente. Das erste und das zweite Zoom-System sind derart hintereinander geschaltet, dass eine Eintrittslichtverteilung in der Eintrittsfläche der variablen Objektivgruppe durch mindestens drei Fourier-Transformationen in eine Austrittslichtverteilung in der Austrittsfläche der variablen Objektivgruppe überführbar ist, wobei mindestens eine der Fourier-Transformationen eine Fourier-Transformation mit variabler Brennweite ist und durch mindestens zwei weitere Fourier-Transformationen eine Abbildung mit variablen Abbildungsmaßstab erzeugbar ist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Beleuchtungssystem für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage zur Beleuchtung eines Beleuchtungsfeldes mit dem Licht einer primären Lichtquelle sowie auf ein eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage und ein mit Hilfe des Beleuchtungssystems durchführbares Belichtungsverfahren.
  • Beschreibung des verwandten Standes der Technik
  • Die Leistungsfähigkeit von Projektionsbelichtungsanlagen für die mikrolithographische Herstellung von Halbleiterbauelementen und anderen fein strukturierten Bauteilen wird wesentlich durch die Abbildungseigenschaften der Projektionsobjektive bestimmt. Darüber hinaus werden die Bildqualität, die Flexibilität der Verfahrensführung, der mit der Anlage erzielbare Wafer-Durchsatz und andere Leistungsmerkmale we sentlich durch Eigenschaften des dem Projektionsobjektiv vorgeschalteten Beleuchtungssystems mitbestimmt. Dieses sollte in der Lage sein, das Licht einer primären Lichtquelle, beispielsweise eines Lasers, mit möglichst hohem Wirkungsgrad zu präparieren und dabei in einem Beleuchtungsfeld des Beleuchtungssystems eine möglichst gleichmäßige Intensitätsverteilung zu erzeugen. Zudem soll es möglich sein, am Beleuchtungssystem verschiedene Beleuchtungsmodi einzustellen, um beispielsweise die Beleuchtung entsprechend der Strukturen der einzelnen abzubildenden Vorlagen (Masken, Retikel) zu optimieren. Üblich sind Einstellmöglichkeiten zwischen unterschiedlichen konventionellen Settings mit verschiedenen Kohärenzgraden sowie Ringfeldbeleuchtung und Dipol- oder Quadrupolbeleuchtung. Die nicht-konventionellen Beleuchtungssettings zur Erzeugung einer schiefen Beleuchtung können unter anderem der Erhöhung der Tiefenschärfe durch Zweistrahlinterferenz sowie der Erhöhung des Auflösungsvermögens dienen.
  • Die EP 0 747 772 beschreibt ein Beleuchtungssystem mit einem als Brennweiten-Zoom ausgelegten Zoom-Axicon-Objektiv, in dessen Eintrittsfläche ein erstes diffraktives Rasterelement mit zweidimensionaler Rasterstruktur angeordnet ist. Dieses Rasterelement dient dazu, den Lichtleitwert (etendue, geometrical flux) der auftreffenden Laserstrahlung leicht zu erhöhen und die Form der Lichtverteilung so zu verändern, dass sich beispielsweise eine angenäherte Kreisverteilung, Ringverteilung oder Quadrupolverteilung ergibt. Zum Wechsel zwischen diesen Beleuchtungsmodi werden erste Rasterelemente ausgetauscht. Ein zweites Rasterelement, welches sich in der zur Eintrittsfläche Fouriertransformierten Austrittsfläche des Objektivs befindet, wird mit der entsprechenden Lichtverteilung ausgeleuchtet und formt eine rechteckige Lichtverteilung, deren Form der Eintrittsfläche eines nachfolgenden stabförmigen Lichtmischelements entspricht. Durch Verstellung der axialen Position verschiebbarer optische Komponenten des Zoom-Axicons las sen sich die Annularität der Beleuchtung und die Größe des ausgeleuchteten Bereiches verstellen.
  • Das Patent US 6,900,943 B2 der Anmelderin zeigt ein als Brennweiten-Zoom aufgebautes Zoom-System, bei dem zwischen der Eintrittsfläche des Zoom-Systems und der zur Eintrittsfläche Fourier-transformierten Austrittsfläche des Zoom-Systems eine zur Austrittsfläche konjugierte Pupillenzwischenebene und eine zur Austrittsfläche Fouriertransformierte Feldzwischenbildebene liegen. In der Nähe der Zwischenbildebenen ist mindestens eine verschiebbare Linse angeordnet. Dadurch erreicht das Zoom-System eine große Dehnung der in der Austrittsfläche ausgeleuchteten Fläche bei relativ kleinen Verschiebewegen und Eigengewichten der verschiebbaren Linsen.
  • In dem Beleuchtungssystem der EP 0 747 772 und US 6,900,943 B4 ist das Zoom-System jeweils Bestandteil einer variablen Pupillenformungseinrichtung, die dazu dient, das Licht der primären Lichtquelle an ihrer Eintrittsfläche zu empfangen und in einer Pupillenformungsfläche des Beleuchtungssystems eine variabel einstellbare, zweidimensionale räumliche Intensitätsverteilung zu erzeugen. Durch Betätigung des Zoom-Systems lässt sich diese Beleuchtungsintensitätsteilung variabel einstellen.
  • Das Patent US 6,285,442 B1 zeigt ein Beleuchtungssystem mit einem optischen Integrator, der eine Vielzahl von Mikrolinsen umfasst. Zwischen der Lichtquelle und der Eintrittsfläche des optischen Integrators ist ein als Maßstabs-Zoom ausgelegtes Zoom-System angeordnet, das dazu dient, die Lichtquelle auf die Eintrittsfläche des optischen Integrators mit variierbaren Abbildungsmaßstab abzubilden. Im Bereich der Austrittsfläche des optischen Integrators befindet sich die Pupillenformungsfläche des Beleuchtungssystems, in der eine Blendeneinrichtung mit einem Blendenwechsler vorgesehen ist, um am Austritt des optischen In tegrators sekundäre Lichtquellen mit einer gewünschten örtlichen Verteilung zu bilden, die in Ihrer Gesamtheit eine gewünschte räumliche Intensitätsverteilung in der Pupillenformungsfläche ergeben. Zwischen der Pupillenformungsfläche und dem zu beleuchtenden Beleuchtungsfeld ist ein Brennweiten-Zoom (Kondensor mit variabler Brennweite) angeordnet, um die von einer Vielzahl von sekundären Lichtquellen am Austritt des optischen Integrators ausgehende Strahlung im Bereich einer dahinterliegenden Feldebene zu überlagern.
  • Andere Beleuchtungssysteme mit einem Brennweiten-Zoom, d.h. mit einem Kondensorsystem mit variabler Brennweite, zur Überlagerung der am Austritt eines optischen Integrators vorliegenden Lichtverteilung in eine nachfolgende Feldebene sind beispielsweise in US 4,851,882 oder US 4,947,030 gezeigt.
  • Ein Wechsel zwischen unterschiedlichen Beleuchtungssettings findet bei herkömmlichen Beleuchtungssystemen häufig dann statt, wenn auch ein Wechsel zwischen Masken unterschiedlicher Maskenstrukturen stattfindet, um jeweils eine an die unterschiedlichen Maskenstrukturen optimal angepasste Beleuchtung bereitzustellen. Es kann jedoch auch gewünscht sein, dass ein und dieselbe Maskenstruktur mit mindestens zwei unterschiedlichen Beleuchtungssettings beleuchtet werden soll, um eine Doppelbelichtung bzw. allgemeiner eine Mehrfachbelichtung zu ermöglichen. Das Patent US 6,657,787 B1 zeigt beispielhaft eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem Beleuchtungssystem, bei dem im Bereich einer zur Pupillenfläche des Projektionsobjektivs optisch konjugierten Pupillenfläche eine Wechseleinrichtung für unterschiedliche Pupillenfilter vorgesehen ist, die es ermöglicht, aufeinanderfolgende Belichtungen mit unterschiedlichen Beleuchtungssettings durchzuführen, die durch Wechsel der Pupillenfilter in der Pupillenformungsfläche eingestellt werden.
  • Für Mehrfachbelichtungen können sehr schnelle Settingwechsel erwünscht sein, um in kurzem Zeiten die Maske mit zwei unterschiedlichen Beleuchtungssettings zu beleuchten. Die Möglichkeiten herkömmlicher Beleuchtungssysteme mit variabel einstellbaren Pupillenformungseinrichtungen sind in dieser Hinsicht begrenzt, insbesondere wenn für den Wechsel zwischen unterschiedlichen Beleuchtungssettings relativ lange Verfahrwege für die Massen der verschiebbaren optischen Komponenten zurückgelegt werden müssen. Beim Einsatz von auswechselbaren Pupillenfiltern muss Lichtverlust in Kauf genommen werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Beleuchtungssystem für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage bereitzustellen, das einen schnellen Wechsel zwischen unterschiedlichen Beleuchtungsmodi ermöglicht. Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Beleuchtungssystem sowie ein Projektionsbelichtungsverfahren bereitzustellen, bei dem ein Wechsel zwischen unterschiedlichen Beleuchtungssettings innerhalb von Bruchteilen von Sekunden möglich ist. Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Beleuchtungssystem sowie ein Projektionsbelichtungsverfahren bereitzustellen, bei dem ein schneller Wechsel zwischen unterschiedlichen Beleuchtungssettings im Wesentlichen ohne Lichtverlust möglich ist.
  • Zur Lösung dieser und anderer Aufgaben stellt die Erfindung ein Beleuchtungssystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie ein Projektionsbelichtungsverfahren mit den Merkmalen von Anspruch 24 bereit.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
  • Gemäss einem Aspekt der Erfindung hat ein Beleuchtungssystem eine variable Objektivgruppe mit einer Eintrittsfläche zum Empfang von Licht der primären Lichtquelle und einer Austrittsfläche zum Austritt des durch die variable Objektivgruppe variabel veränderbaren Lichtes. Die variable Objektivgruppe ist vollständig auf einer Seite einer Pupillenformungsfläche des Beleuchtungssystems angeordnet und hat ein erstes Zoom-System und mindestens ein dem ersten Zoom-System optisch nachgeschaltetes zweites Zoom-System; wobei jedes Zoom-System mindestens eine entlang einer optischen Achse des Zoom-Systems verschiebbare optische Komponente umfasst und eine mit Hilfe des Zoom-Systems erzielbare radiale Umverteilung von Lichtenergie zwischen einer Eintrittsfläche des Zoom-Systems und einer Austrittsfläche des Zoom-Systems durch Verschiebung der verschiebbaren optischen Komponente beeinflussbar ist;
    wobei das erste und das zweite Zoom-System derart hintereinander geschaltet sind, dass eine Eintrittslichtverteilung in der Eintrittsfläche der variablen Objektivgruppe durch mindestens drei Fourier-Transformationen in eine Austrittslichtverteilung in der Austrittsfläche der variablen Objektivgruppe überführbar ist,
    wobei mindestens eine der Fourier-Transformationen eine Fourier-Transformation mit variabler Brennweite ist und durch mindestens zwei weitere Fourier-Transformationen eine Abbildung mit variablen Abbildungsmaßstab erzeugbar ist.
  • Bei dieser Konstruktion werden zwischen dem Eintritt des Lichtes durch die Eintrittsfläche der variablen Objektivgruppe und dem Austritt der durch die variable Objektivgruppe veränderten Lichtverteilung mindestens zwei Zoom-Stufen durchlaufen, so dass eine Kaskade von zwei oder mehr Lichtumverteilungsstufen mit variabel einstellbarer Wirkung vorliegt. Da jede Verschiebung einer verschiebbaren optischen Komponente bei dieser Hintereinanderschaltung einen gewissen Anteil der Gesamtveränderung bewirkt, kann die Kaskade von Zoom-Systemen so aufgebaut sein, dass mit nur geringfügigen Einzelverschiebungen der einzelnen verschiebbaren optischen Komponenten eine große Gesamtänderung der Intensitätsverteilung in der Pupillenformungsfläche erreicht werden kann. Da die für den Settingwechsel erforderliche Gesamt-Funktionalität somit auf mehrere, optisch hintereinander geschaltete Zoom-Systeme aufgeteilt ist, ist in jeder der Zoom-Stufen insgesamt nur ein sehr kleiner Verfahrweg für den Settingwechsel zurückzulegen. Dadurch können sehr kurze Settingwechselzeiten im Bereich von wenigen Sekunden oder Bruchteilen von Sekunden erzielt werden, so dass Doppelbelichtungen oder andere Mehrfachbelichtungen innerhalb eines kurzen Gesamt-Belichtungszeitintervalles möglich sind. Die schnelle Umverteilung von Beleuchtungsintensität kann prinzipiell ohne Lichtverlust erfolgen, da keine Filter oder dergleichen zur Veränderung der Beleuchtungsintensitätsverteitung erforderlich sind. Settingwechsel können beispielsweise innerhalb von weniger als zwei Sekunden, insbesondere innerhalb von weniger als einer Sekunde durchgeführt werden.
  • Die Begriffe „Strahlung" und „Licht" im Sinne dieser Anmeldung sind weit zu interpretieren und sollen insbesondere elektromagnetische Strahlung aus dem Ultraviolettbereich umfassen, beispielsweise bei Wellenlängen von ca. 365 nm, 248 nm, 193 nm, 157 nm oder 126 nm. Ebenfalls umfasst ist elektromagnetische Strahlung aus dem extremen Ultraviolettbereich (EUV), beispielsweise weiche Röntgenstrahlung mit Wellenlängen von unterhalb 20 nm.
  • Der Begriff „Zoom-System" umfasst hier allgemein ein variables Lichtumverteilungssystem mit mindestens einer entlang der optischen Achse des Zoom-Systems verschiebbaren optischen Komponente, deren axiale Position innerhalb eines Gesamt-Verfahrbereiches vorzugsweise stufenlos veränderbar ist. Abhängig vom Aufbau und der optischen Funktion wird hier vor allem unterschieden zwischen Zoom-Systemen mit vari abler Brennweite und Zoom-Systemen mit variablen Abbildungsmaßstab.
  • Bei Zoom-Systemen mit variabler Brennweite ist die Austrittsfläche des Zoom-Systems eine Fourier-transformierte Fläche zur Eintrittsfläche des Zoom-Systems, wobei zwischen der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche eine ungerade Anzahl von Fourier-Transformationen stattfinden kann, insbesondere genau eine Fourier-Transformation. Solche Systeme werden im Folgenden auch als „Brennweiten-Zoom" oder „2f-Systeme" bezeichnet. Wird die Eintrittsfläche in einer Feldfläche des Beleuchtungssystems angeordnet, so wird in der Austrittsfläche des Zoom-Systems eine der Winkelverteilung in der Feldfläche entsprechende Ortsverteilung von Lichtintensität erzeugt. Ein Brennweiten-Zoom kann auch so in ein Beleuchtungssystem eingefügt werden, dass die Eintrittsfläche im Bereich einer Pupillenfläche des Beleuchtungssystems liegt, um die dort vorliegende Ortsverteilung von Strahlung in eine korrespondierende Winkelverteilung einer in der Austrittsfläche des Zoom-Systems liegenden Feldfläche umzuformen.
  • Bei den Zoom-Systemen mit variablem Abbildungsmaßstab handelt es sich um Abbildungssysteme, bei denen die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche des Zoom-Systems zueinander optisch konjugiert sind. Zoom-Systeme dieses Typs werden im folgenden auch als „Maßstabs-Zoom" oder als „4f-Systeme" bezeichnet. Je nachdem, ob die zueinander konjugierten Eintritts- und Austrittsflächen im Bereich einer Pupillenfläche oder im Bereich einer Feldfläche des Beleuchtungssystems angeordnet sind, kann ein Maßstabs-Zoom eine Feldabbildung oder eine Pupillenabbildung durchführen. Hierzu findet innerhalb des Maßstabs-Zooms eine gerade Anzahl von beispielsweise zwei Fourier-Transformationen statt.
  • Bei dieser Klassifizierung in zwei Gruppen von Zoom-Systemen wird davon ausgegangen, dass die Maßstabs-Zoom-Systeme eingangsseitig und ausgangsseitig telezentrisch sind und dass Eintrittsfläche und Austrittsfläche im Wesentlichen eben sind und sich in endlicher Entfernung vom Maßstabs-Zoom-System befinden. Bei Abweichung von diesen Randbedingungen können Zoom-Systeme auch noch zu einer dritten Klasse gehören, nämlich zu den sogenannten afokalen Zoom-Systemen, die auch als variable Strahlaufweiter (beam expander) Verwendung finden können (vgl. z.B. US 5,955,243 ). Brennweiten-Zoom-Systeme und Maßstabs-Zoom-Systeme können als Teilkomponente auch afokale Zoom-Systeme enthalten.
  • Wenn die Eintrittsfläche der mit mehreren Zoom-Stufen wirksamen, variablen Objektivgruppe mit der Austrittsfläche der variablen Objektivgruppe über eine ungerade Anzahl von Fourier-Transformationen verknüpft ist, ohne dass noch andere, die Winkelverteilung der durchtretenden Strahlung ändernde refraktive und/oder diffraktive Prozesse hinzutreten, kann die Winkel- und Ortsverteilung des Beleuchtungslichtes in der Eintrittsfläche in eindeutiger Weise in eine korrespondierende Orts- und Winkelverteilung in der Austrittsfläche umgeformt werden, so dass z.B. durch die hintereinander geschalteten Zoom-Systeme hindurch eine eindeutige, gezielte und reproduzierbare Steuerung der örtlichen Intensitätsverteilung in der Pupillenformungsfläche oder der Feldverteilung im Beleuchtungfeld möglich ist.
  • Die variable Objektivgruppe ist in der Regel einer Pupillenformungsfläche des Beleuchtungssystems optisch vorgeschaltet oder optisch nachgeschaltet, so dass die Pupillenformungsfläche vor oder hinter der die variable Objektivgruppe bildenden Gruppe optische Komponenten liegt.
  • Die „Pupillenformungsfläche" des Beleuchtungssystems, in welcher eine gewünschte Intensitätsverteilung vorliegen soll, kann bei einem in eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage eingebauten Beleuchtungssystem an oder nahe einer Position sitzen, die optisch konjugiert zu einer Pupillenebene eines nachfolgenden Projektionsobjektivs ist. Im Allgemeinen kann die Pupillenformungsfläche einer Pupillenfläche des Beleuchtungssystems entsprechen oder in deren Nähe liegen. Sofern die zwischenliegenden optischen Komponenten winkelerhaltend arbeiten, wird somit die räumliche Lichtverteilung in der Pupille des Projektionsobjektivs durch die räumliche Lichtverteilung (Ortsverteilung) in der Pupillenformungsfläche des Beleuchtungssystems bestimmt. Umfasst das Beleuchtungssystem z.B. einen Wabenkondensor als Lichtmischelement (Lichtintegrator), so kann die Pupillenformungsfläche in der Nähe von dessen Eintrittsseite liegen oder mit dieser zusammenfallen. Bei Systemen, die einen oder mehrere, mit innerer Reflexion arbeitende, stabförmige Lichtintegratoren umfassen, kann die Pupillenformungsfläche eine zur Eintrittsfläche des Lichtintegrators Fourier-transformierte Ebene sein oder in deren Nähe liegen. Es sind auch Systeme möglich, bei denen keines der genannten, klassischen Lichtmischelemente vorhanden ist. Hier kann eine Homogenisierung der Intensitätsverteilung gegebenenfalls durch geeignete Überlagerung von Teilstrahlen mittels Prismen oder dergleichen erfolgen.
  • Bei bestimmten Ausführungsformen ist die variable Objektivgruppe zwischen der Lichtquelle und der Pupillenformungsfläche angeordnet und bildet einen Bestandteil einer variablen Pupillenformungseinrichtung zum Empfang von Licht der primären Lichtquelle und zur Erzeugung einer variabel einstellbaren, zweidimensionalen räumlichen Intensitätsverteilung in der Pupillenformungsfläche des Beleuchtungssystems. In derartigen Fällen kann die variable Objektivgruppe beispielsweise eine ungerade Anzahl von Fourier-Transformationen durchführen, um ein eintrittsseitiges Feld mit Winkelverteilung in eine austrittsseitige Pupille mit Ortsverteilung von Lichtintensität verlustfrei umzuwandeln. Dabei kann die Austrittsfläche der variablen Objektivgruppe der Pupillenformungs fläche des Beleuchtungssystems entsprechen oder optisch konjugiert zu dieser angeordnet sein. Durch Verschiebung der verschiebbaren optischen Komponenten der variablen Objektivgruppe ist somit die in der Pupillenformungsfläche vorliegende Beleuchtungsintensitätsverteilung variabel beeinflussbar.
  • Bei manchen Ausführungsformen ist die variable Objektivgruppe zwischen der Pupillenformungsfläche und dem Beleuchtungsfeld angeordnet. In diesen Fällen kann z.B. mit Hilfe einer ungeraden Anzahl von Fourier-Transformationen die Übertragung der Ortsverteilung von Beleuchtungsintensität in der Pupillenformungsfläche in eine Winkelverteilung im Beleuchtungsfeld variabel beeinflusst werden. Die variable Objektivgruppe kann somit Bestandteil einer variablen Feldformungseinrichtung sein. Die Eintrittsfläche der variablen Objektivgruppe kann hierzu mit der Pupillenformungsfläche zusammenfallen oder optisch konjugiert zu dieser liegen. Die Austrittsfläche der variablen Objektivgruppe kann mit der Fläche des gewünschten Beleuchtungsfeldes zusammenfallen oder optisch konjugiert zu dieser liegen. Bei dieser Anordnung kann mit Hilfe der variablen Objektivgruppe die Winkelverteilung der Strahlung innerhalb des Beleuchtungsfeldes und/oder die Feldgröße variabel beeinflusst werden.
  • Die Verschiebungen der verschiebbaren optischen Komponenten des ersten Zoom-Systems und des zweiten Zoom-Systems können derart zeitlich überlappend koordiniert sein, dass durch das ersten Zoom-System eine erste Veränderung der radialen Verteilung der Lichtenergie bewirkt wird und durch das zweite Zoom-System zumindest nahezu zeitgleich an der durch das erste Zoom-System bereits veränderten Energieverteilung eine zweite Veränderung der radialen Verteilung der Lichtenergie bewirkt wird.
  • Bei manchen Ausführungsformen fällt die Austrittsfläche des in Durchstrahlungsrichtung vorgeschalteten ersten Zoom-Systems mit der Eintrittsfläche des in Durchstrahlungsrichtung nachfolgenden zweiten Zoom-System unmittelbar zusammen. Hierdurch sind axial besonders kompakte Aufbauten möglich. Insbesondere kann unmittelbar auf ein Brennweiten-Zoom ein Maßstabs-Zoom folgen oder unmittelbar auf ein Maßstabs-Zoom ein Brennweiten-Zoom. In beiden Fällen kann durch die Kombination des ersten Zoom-Systems und des zweiten Zoom-Systems insgesamt eine Fourier-Transformation zwischen der Eintrittsfläche des ersten Zoom-Systems und der Austrittsfläche des zweiten Zoom-Systems durchgeführt werden.
  • Bei manchen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das erste Zoom-System und das zweite Zoom-System jeweils als Maßstabs-Zoom ausgelegt sind, wobei die Austrittsfläche des ersten Zoom-Systems unmittelbar mit der Eintrittsfläche des zweiten Zoom-Systems zusammenfällt. Eine solche unmittelbare Hintereinanderschaltung zweier abbildender Maßstabs-Zooms kann zu einer zweistufigen Feldabbildung einer ersten Feldfläche in eine optisch konjugierte zweite Feldfläche des Beleuchtungssystems genutzt werden oder zu einer zweistufigen Pupillenabbildung einer ersten Pupillenfläche des Beleuchtungssystems in eine dazu optisch konjugierte zweite Pupillenfläche. Um durch die Gesamtanordnung insgesamt eine Fourier-Transformation zwischen der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche der mehrstufigen Zoom-Anordnung zu gewährleisten, kann vor der Eintrittsfläche oder hinter der Austrittsfläche der beiden unmittelbar hintereinander geschalteten Maßstabs-Zooms ein Kondensorsystem angeordnet sein, das eine ungerade Anzahl von Fourier-Transformationen, insbesondere genau eine Fourier-Transformation, bei fest vorgegebener Brennweite durchführt.
  • Es ist auch möglich, zwischen der Austrittsfläche des im Lichtweg vorgeschalteten ersten Zoom-Systems und der Eintrittsfläche des nachge schalteten zweiten Zoom-Systems ein Kondensorsystem mit fester Brennweite zwischenzuschalten, um beispielsweise die in einem Feld in der Austrittsfläche des ersten Zoom-Systems vorliegende Winkelverteilung der Strahlung in eine definierte Ortsverteilung an der Eintrittsfläche des nachgeschalteten zweiten Zoom-Systems, z.B. mit einer einzigen Fourier-Transformation, umzuwandeln. Je nach Typ der beidseitig des Kondensorsystems angeordneten Zoom-Systeme und/oder dem Charakters der Flächen (Feldfläche oder Pupillenfläche des Beleuchtungssystems) ist es auch möglich, das zwischengeschaltete Kondensorsystem als invertierendes Kondensorsystem zu konstruieren, um eine eintrittsseitige Ortsverteilung von Lichtintensität in eine austrittsseitige Feldverteilung umzuwandeln. Der Aufbau hierfür geeigneter 2f-Systeme fester Brennweite ist an sich bekannt.
  • Bei manchen Ausführungsformen enthält mindestens eines der Zoom-Systeme eine Axiconanordnung mit einem ersten Axiconelement mit mindestens einer ersten Axiconfläche und mindestens einem zweiten Axiconelement mit mindestens einer zweiten Axiconfläche, wobei mindestens eines der Axiconelemente eine verschiebbare optische Komponente ist. Axiconelemente können zusätzlich zu Linsen eines Zoom-Systems vorgesehen sein. Es ist auch möglich, dass mindestens ein Axiconelement auf einer Seite eine Axiconfläche und auf der anderen Seite eine sphärisch oder asphärisch gekrümmte Linsenfläche hat. Das mit Axiconflächen ausgestattete Zoom-System wird auch als „Zoom-Axicon" bezeichnet und vereinigt eine Zoom-Funktion zur stufenlosen Verstellung des Durchmessers einer Lichtverteilung und eine Axicon-Funktion zur radialen Umverteilung von Lichtintensität. Häufig sind zwei einander zugeordnete Axiconflächen konisch bzw. kegelförmig. Hierdurch kann beispielsweise eine kreisförmige Eintrittslichtverteilung mit Intensität im Bereich der optischen Achse in eine kreisrunde, ringförmige Austrittslichtverteilung ohne Intensität im Bereich der optischen Achse umgeformt werden, um annulare Beleuchtungen bereit zu stellen. Es ist auch möglich, dass zwei einander zugeordnete Axiconflächen die Form einer vielflächigen Pyramidalfläche mit mindestens zwei zur optischen Achse geneigten, in der Regel ebenen Pyramidenflächen hat. Die Pyramidenflächen können radialsymmetrisch um die optische Achse angeordnet sein, so dass einen n-zählige Radialsymmetrie entsteht, wobei n die Anzahl der Pyramidenflächen ist, die beispielsweise 2, 3, 4 oder mehr betragen kann. Solche polygonalen Axiconflächen können Austrittslichtverteilungen erzeugen, die sich aus mehreren im Winkel zueinander stehenden außeraxialen Beleuchtungsflecken zusammensetzen, die in der Regel in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander liegen, ggf. aber auch in Umfangsrichtung unmittelbar ineinander übergehen können. Mit polygonalen Axiconflächen sind beispielsweise Dipol-Beleuchtungen oder Quadrupol-Beleuchtungen erzeugbar. Geeignete Axiconanordnungen sind z.B. in der WO 2004/102230 A1 gezeigt.
  • Bei manchen Ausführungsformen haben das erste Zoom-System und das zweite Zoom-System einen identischen optischen Aufbau. Hierdurch ergeben sich unter anderem fertigungstechnische Vorteile, da die gleichen Prüfoptiken für die Zoom-Systeme bzw. entsprechende optische Komponenten innerhalb der Zoom-Systeme und auch die gleichen Herstellungseinrichtungen für die optischen Komponenten genutzt werden können.
  • Bei einer Ausführungsform werden das erste Zoom-System und das zweite Zoom-System durch dieselbe Gruppe optischer Komponenten gebildet und es ist eine Rückkopplungseinrichtung zur Rückführung der durch die Gruppe von optischen Komponenten bei einem ersten Durchtritt veränderten Strahlung zur Eintrittsfläche der Gruppe von optischen Komponenten vorgesehen. Dadurch kann erreicht werden, dass die durch das Zoom-System in einem ersten Durchtritt bereits veränderte Strahlung in einem zweiten Durchtritt ein zweites Mal in der gleichen Richtung durch die Gruppe von optischen Komponenten hindurchtritt und erneut eine durch dieselbe Anordnung der optischen Komponenten bestimmte Veränderung erfährt. Bei derartigen Ausführungsformen tritt somit die Beleuchtungsstrahlung zwischen der Lichtquelle und der Pupillenformungsfläche zweifach durch die gleiche Gruppe optischer Komponenten, von denen mindestens eine optische Komponente verschiebbar ist. Hierbei ist nicht nur der doppelte Durchtritt in gleicher Durchstrahlungsrichtung bemerkenswert, sondern vor allem auch die Tatsache, dass durch die Rückkopplung das Zoom-System eine doppelte Wirkung auf die durchtretende Strahlung entfaltet wird. Wird durch eine geringfügige Verschiebung der mindestens einen verschiebbaren optische Komponente die optische Wirkung des Zoom-Systems (beispielsweise seine Vergrößerung oder seine Brennweite) verändert, so wirkt sich auch diese Veränderung zweifach auf die durchtretende Strahlung aus, so dass mit relativ kleinen Verschiebungen verschiebbarer optischer Komponenten eine starke verändernde Gesamtwirkung erzielt werden kann. Diese fördert einen extrem schnellen Wechsel zwischen unterschiedlichen Beleuchtungssettings. Da das durch das Zoom-System in einen ersten Durchtritt hindurch getretenen Licht vom Ausgang des Zoom-Systems wieder zum Eingang geleitet wird und danach nochmals durch das Zoom-System hindurchtritt, kann die optische Wirkung zweier hintereinander geschalteter identischer Zoom-Systeme mit nur einer einzigen Gruppe optischer Komponenten erzielt werden. Somit sind in Axialrichtung des Zoom-Systems sehr kurze bzw. kompakte Aufbauten möglich, wodurch Bauraumerfordernisse innerhalb des Beleuchtungssystems in Axialrichtung entspannt werden können.
  • Die Erfindung betrifft auch ein optisches System mit einer Eintrittsfläche und einer Austrittsfläche, dem eine Rückkopplungseinrichtung zur Rückführung der durch das optische System in einem ersten Durchtritt hindurchgeführten Strahlung zur Eintrittsfläche des optischen Systems zugeordnet ist, die so eingerichtet ist, dass die von dem optischen System in einem ersten Durchtritt veränderte Strahlung ein zweites Mal in glei cher Durchtrittsrichtung durch das optische System hindurchtritt. Mit Hilfe des auf diese Weise möglichen doppelten Durchtritts durch das optische System ergibt sich eine doppelte Wirkung des optischen Systems auf die (zweifach in gleicher Richtung) hindurchtretende Strahlung und somit ein doppelter Effekt. Bei dem optischen System kann es sich um eine einzelne optische Komponente oder um eine Gruppe von mindestens zwei optischen Komponenten handeln. Das optische System kann eine fest vorgegebene oder eine variabel einstellbare optische Wirkung haben. Beispielsweise kann das optische System eine einzelne Linse oder eine Gruppe von Linsen sein. Es ist auch möglich, dass das optische System ein diffraktives optisches Element (DOE) enthält oder durch ein diffraktives optisches Element gebildet wird. Es kann sich bei dem optischen System auch um eine Streuscheibe oder um einen anderen Diffusor handeln, um die erwünschte Gesamtwirkung in zwei aufeinander folgenden Stufen zu erzielen. Bei dem optischen System kann es sich auch um ein Axicon-System der oben erläuterten Art handeln oder es kann ein Axicon-System zusätzlich zu anderen optischen Komponenten enthalten sein.
  • Bei einer Ausführungsform umfasst die Rückkopplungseinrichtung an der Eintrittsseite des zweifach in gleicher Richtung durchstrahlten optischen Systems, insbesondere des Zoom-Systems, eine polarisationsoptische Einkopplungseinrichtung und an der Austrittsseite des optischen Systems eine polarisationsoptische Auskoppeleinrichtung sowie eine zwischen der Einkoppeleinrichtung und der Auskoppeleinrichtung angeordnete Polarisationsmanipulationseinrichtung, die insbesondere als Polarisationsdreheinrichtung ausgelegt sein kann (z.B. λ/2-Platte). Die polarisationsoptische Einkoppeleinrichtung und/oder die polarisationsoptische Auskoppeleinrichtung kann beispielsweise durch einen polarisationsselektiven Strahlteiler gebildet sein. Es ist auch möglich, den aus Pockels-Zellen oder Kerr-Zellen bekannten Effekt der Polarisationsdrehung durch polarisationsoptisch aktive Materialien für eine polarisations optische Rückkopplungseinrichtung zu nutzen. Somit ist es insbesondere auch möglich, mindestens eine Pockels-Zelle oder mindestens eine Kerr-Zelle als schaltbare polarisationsoptische Einkoppeleinrichtung und/oder Auskoppeleinrichtung und/oder als Polarisationsmanipulationseinrichtung zu verwenden.
  • Um eine möglichst gleichmäßige Wirkung der polarisationsoptischen Einkoppeleinrichtung und/oder der polarisationsoptischen Auskoppeleinrichtung auf die durchtretende Strahlung zu erzielen, ist bei bevorzugten Ausführungsformen die polarisationsoptische Einkoppeleinrichtung und/oder polarisationsoptische Auskoppeleinrichtung im Bereich eines im Wesentlichen kollimierten Strahlenganges angeordnet, das heißt in einem Bereich mit nur geringer Winkelbandbreite der durchtretenden Strahlung, die vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur optischen Achse verlaufen kann. Eine Strahldivergenz von weniger als 5° oder weniger als 3° kann hier vorteilhaft sein.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Projektionsbelichtungsverfahren zur Belichtung eines im Bereich einer Bildfläche eines Projektionsobjektivs angeordneten, strahlungsempfindlichen Substrats mit mindestens einem Bild eines im Bereich einer Objektfläche des Projektionsobjektivs angeordneten Musters einer Maske mit: Beleuchten der Maske mit Beleuchtungsstrahlung aus einem Beleuchtungsfeld eines Beleuchtungssystems zur Erzeugung einer durch die Maske veränderten Projektionsstrahlung; Durchstrahlen des Projektionsobjektivs mit der Projektionsstrahlung zur Erzeugung einer auf das Substrat gerichteten Ausgangsstrahlung; Einstellen einer ersten Beleuchtungslichtverteilung in dem Beleuchtungsfeld; Beleuchten des Musters mit der ersten Beleuchtungslichtverteilung; Verändern der Beleuchtungslichtverteilung in dem Beleuchtungsfeld zur Erzeugung einer von der ersten Beleuchtungslichtverteilung verschiedenen zweiten Beleuchtungslichtverteilung durch Verschieben verschiebbarer optischer Komponenten einer variable Objektivgruppe, die ein ers tes Zoom-System und mindestens ein dem ersten Zoom-System optisch nachgeschaltetes zweites Zoom-System umfasst; wobei jedes der Zoom-Systeme mindestens eine entlang einer optischen Achse des Zoom-Systems verschiebbare optische Komponente umfasst und wobei in jedem der Zoom-Systeme mindestens eine verschiebbaren optischen Komponente verschoben wird; Beleuchten des Musters mit der zweiten Beleuchtungslichtverteilung.
  • Hierdurch sind sehr schnelle Settingwechsel ohne prinzipbedingten Lichtverlust möglich, so dass insbesondere Doppelbelichtungen und andere Mehrfachbelichtungen innerhalb kurzer Zeitintervalle realisierbar sind, beispielsweise innerhalb von weniger als zwei Sekunden.
  • Die vorstehenden und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei Ausführungsformen der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine schematische Übersicht einer ersten Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage mit einer Ausführungsform einer Pupillenformungseinrichtung, die zwei unmittelbar hintereinander geschaltete Zoom-Systeme und dahinter eine Axiconanordnung umfasst;
  • 2 zeigt eine schematische Übersicht einer zweiten Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage mit einer Ausführungsform einer Pupillenformungseinrichtung, die ein einziges Zoom-System mit zugeordneter Rückkopplungseinrichtung umfasst;
  • 3 zeigt schematisch verschiedene Ausführungsformen optisch unmittelbar hintereinander geschalteter Zoom-Systeme;
  • 4 zeigt schematisch verschiedene Ausführungsformen optisch hintereinander geschalteter Zoom-Systeme mit zwischengeschalteten Kondensorsystemen;
  • 5 zeigt eine schematische Übersicht einer dritten Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage mit einer Ausführungsform einer variablen Objektivgruppe, die zwei unmittelbar hintereinander geschaltete Zoom-Systeme hat, die hinter der Pupillenformungsfläche angeordnet sind;
  • 6 zeigt schematisch verschiedene Ausführungsformen optisch unmittelbar hintereinander geschalteter Zoom-Systeme;
  • 7 zeigt schematisch verschiedene Ausführungsformen optisch hintereinander geschalteter Zoom-Systeme mit zwischengeschalteten Kondensorsystemen;
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • In 1 ist ein Beispiel einer Mikrolithografie-Projektionsbelichtungsanlage 100 gezeigt, die bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen und anderen feinstrukturierten Bauteilen einsetzbar ist und zur Erzielung von Auflösungen bis zu Bruchteilen von Mikrometern mit Licht aus dem Vakuum-Ultraviolettbereich (VUV) arbeitet. Als Lichtquelle 102 dient ein ArF-Excimer-Laser mit einer Arbeitswellenlänge von ca. 193 nm, dessen linear polarisierter Lichtstrahl koaxial zur optischen Achse 103 des Beleuchtungssystems 190 ausgerichtet ist. Andere UV-Lichtquellen, beispielsweise F2-Laser mit 157 nm Arbeitswellenlänge, ArF-Excimer-Laser mit 248 nm Arbeitswellenlänge oder Quecksilberdampflampen mit 368 nm oder 436 nm Arbeitswellenlänge sowie Lichtquellen mit Wellenlängen unterhalb 157 nm sind ebenfalls möglich.
  • Das linear polarisierte Licht der Lichtquelle 102 tritt zunächst in einen Strahlaufweiter 104 ein, der beispielsweise als Spiegelanordnung gemäß der DE 41 24 311 ausgebildet sein kann und zur Kohärenzreduktion und Vergrößerung des Strahlquerschnitts dient.
  • Ein als Strahlformungselement dienendes erstes diffraktives oder refraktives optisches Rasterelement 106 ist in der Eintrittsfläche 120 einer im Strahlengang dahinter angeordneten variablen Objektivgruppe 130 angeordnet, die als variabel einstellbarer Teil einer Pupillenformungseinheit 150 ausgelegt ist, mit der in einer hinter der Objektivgruppe 130 liegenden Pupillenformungsfläche 110 des Beleuchtungssystems 190 eine definierte, örtliche (zweidimensionale) Beleuchtungsintensitätsverteilung der Beleuchtungsstrahlung, die sogenannte „Beleuchtungspupille", eingestellt werden kann.
  • Die Pupillenformungsfläche 110, die eine Pupillenfläche des Beleuchtungssystems ist, fällt mit der Austrittsfläche der Objektivgruppe 130 zusammen. In unmittelbarer Nähe der Austrittsfläche 110 ist ein zweites optisches Rasterelement 109 angeordnet. Eine dahinter angeordnete Einkoppeloptik 125 überträgt das Licht auf eine Zwischenfeldebene 121, in der ein Retikel/Masking-System (REMA) 122 angeordnet ist, welches als verstellbare Feldblende dient.
  • Das optische Rasterelement 109 hat eine zweidimensionale Anordnung diffraktiver oder refraktiver optischer Elemente und hat mehrere Funktionen. Einerseits wird durch das Rasterelement die eintretende Strahlung so geformt, dass sie nach Durchtritt durch die nachfolgende Einkoppelop tik 125 im Bereich der Feldebene 121 ein rechteckförmiges Beleuchtungsfeld ausleuchtet. Das auch als Feld-definierendes Element (FDE) bezeichnete Rasterelement 109 mit rechteckförmiger Abstrahlcharakteristik erzeugt dabei den Hauptanteil des Lichtleitwertes und adaptiert diesen an die gewünschte Feldgröße und Feldform in der zur Maskenebene 165 optisch konjugierten Feldebene 121. Das Rasterelement 109 kann als Prismenarray ausgeführt sein, bei dem in einem zweidimensionalen Feld angeordnete Einzelprismen lokal bestimmte Winkel einführen, um die Feldebene 121 wie gewünscht auszuleuchten. Die durch die Einkoppeloptik 125 bewirkte Fourier-Transformation bewirkt, dass jeder spezifische Winkel am Austritt des Rasterelementes einem Ort in der Feldebene 121 entspricht, während der Ort des Rasterelementes, d.h. seine Position in Bezug auf die optische Achse 103, den Beleuchtungswinkel in der Feldebene 121 bestimmt. Die von den einzelnen Rasterelementen ausgehenden Strahlbündel überlagern sich dabei in der Feldebene 121. Es ist auch möglich, das Feld-definierende Element nach Art eines mehrstufigen Wabenkondensors mit Mikrozylinderlinsen und Streuscheiben auszugestalten. Durch geeignete Auslegung des Rasterelementes 109 bzw. seiner Einzelelemente kann erreicht werden, dass das Rechteckfeld in Feldebene 121 im Wesentlichen homogen ausgeleuchtet wird. Das Rasterelement 109 dient somit als Feldformungs- und Homogenisierungelement auch der Homogenisierung der Feldausleuchtung, so dass auf ein gesondertes Lichtmischelement, beispielsweise einen über mehrfache innere Reflexion wirkende Integratorstab oder einen Wabenkondensor verzichtet werden kann. Hierdurch wird der optische Aufbau in diesem Bereich axial besonders kompakt.
  • Das nachfolgende Abbildungsobjektiv 140 (auch REMA-Objektiv genannt) bildet die Zwischenfeldebene 121 mit dem Maskierungssystem 122 auf das Retikel 160 (Maske, Lithografievorlage) in einem Maßstab ab, der z.B. zwischen 2:1 und 1:5 liegen kann und bei der Ausführungsform etwa bei 1:1 liegt. Die Abbildung erfolgt ohne Zwischenbild, so dass zwischen der Zwischenfeldebene 121, die der Objektebene des Abbildungsobjektivs 140 entspricht, und der Bildebene 165 des Abbildungsobjektivs, die der Austrittsebene des Beleuchtungssystems und gleichzeitig der Objektebene eines nachfolgenden Projektionsobjektivs 170 entspricht, genau eine Pupillenfläche 145 liegt, die eine Fouriertransformierte Fläche zur Austrittsebene 165 des Beleuchtungssystems ist. Ein zwischen dieser Pupillenfläche 145 und der Bildfläche angeordneter, um 45° zur optischen Achse 103 geneigter Umlenkspiegel 146 ermöglicht es, das relativ große Beleuchtungssystem (mehrere Meter Länge) horizontal einzubauen und das Retikel 160 waagerecht zu lagern.
  • Diejenigen optischen Komponenten, die das Licht des Lasers 102 empfangen und aus dem Licht Beleuchtungsstrahlung formen, die auf das Retikel 160 gerichtet ist, gehören zum Beleuchtungssystem 190 der Projektionsbelichtungsanlage. Hinter dem Beleuchtungssystem ist eine Einrichtung 171 zum Halten und Manipulieren des Retikels 160 so angeordnet, dass das am Retikel angeordnete Muster 151 in der Objektebene 165 des Projektionsobjektives 170 liegt und in dieser Ebene zum Scannerbetrieb in einer Scan-Richtung (y-Richtung) senkrecht zur optischen Achse 103 (z-Richtung) mit Hilfe eines Scanantriebs bewegbar ist.
  • Hinter der Retikelebene 165 folgt das Projektionsobjektiv 170, das als Reduktionsobjektiv wirkt und ein Bild des an der Maske 160 angeordneten Musters in reduziertem Maßstab, beispielsweise im Maßstab 1:4 oder 1:5, auf einen mit einer Fotoresistschicht bzw. Fotolackschicht belegten Wafer 180 abbildet, dessen lichtempfindliche Oberfläche in der Bildebene 175 des Projektionsobjektivs 170 liegt. Es sind refraktive, katadioptrische oder katoptrische Projektionsobjektive möglich. Andere Reduktionsmaßstäbe, beispielsweise stärkere Verkleinerungen bis 1:20 oder 1:200, sind möglich.
  • Das zu belichtende Substrat, bei dem es sich im Beispielsfall um einen Halbleiterwafer 180 handelt, wird durch eine Einrichtung 181 gehalten, die einen Scannerantrieb umfasst, um den Wafer synchron mit dem Retikel 160 senkrecht zur optischen Achse zu bewegen. Je nach Auslegung des Projektionsobjektivs 170 können diese Bewegung zueinander parallel oder gegenparallel erfolgen. Die Einrichtung 181, die auch als „Waferstage" bezeichnet wird, sowie die Einrichtung 171, die auch als „Retikelstage" bezeichnet wird, sind Bestandteil einer Scannereinrichtung, die über eine Scan-Steuereinrichtung gesteuert wird.
  • Die Pupillenformungsfläche 110 liegt an oder nahe einer Position, die optisch konjugiert zur nächsten nachfolgenden Pupillenfläche 145 sowie zur bildseitigen Pupillenfläche 172 des Projektionsobjektivs 170 ist. Somit wird die räumliche (örtliche) Lichtverteilung in der Pupille 172 des Projektionsobjektivs durch die räumliche Lichtverteilung (Ortsverteilung) in der Pupillenformungsfläche 110 des Beleuchtungssystems bestimmt. Zwischen den Pupillenflächen 110, 145, 172 liegen jeweils Feldflächen im optischen Strahlengang, die Fourier-transformierte Flächen zu den jeweiligen Pupillenflächen sind. Dies bedeutet insbesondere, dass eine definierte Ortsverteilung von Beleuchtungsintensität in der Pupillenformungsfläche 110 eine bestimmte Winkelverteilung der Beleuchtungsstrahlung im Bereich der nachfolgenden Feldfläche 121 ergibt, die wiederum einer bestimmten Winkelverteilung der auf das Retikel 160 fallenden Beleuchtungsstrahlung entspricht.
  • Eine Besonderheit des Beleuchtungssystems besteht darin, dass eine sehr schnelle Veränderung der Beleuchtungspupille während eines Beleuchtungsvorganges für eine einzelne Maske möglich ist. Dadurch sind Doppelbelichtungen oder andere Mehrfachbelichtungen in kurzen Zeitintervallen möglich. Hierzu trägt maßgeblich der Aufbau und die Ansteuerung der zur Pupillenformungseinheit 150 gehörenden variablen Objektivgruppe 130 bei. Diese hat insgesamt die Wirkung eines als Brennweiten-Zoom aufgebauten Zoom-Systems, das eine Zoom-Funktion und eine Axicon-Funktion vereinigt. Die Objektivgruppe 130 umfasst in dieser Reihenfolge entlang der optischen Achse 103 ein erstes Zoom-System 132, einen 45° Umlenkspiegel 138, ein zweites Zoom-System 134 sowie eine Axiconanordnung 136. Jedes der Zoom-System 132, 134 hat mindestens eine entlang der optischen Achse 103 verschiebbare optische Komponente, um die optische Wirkung des Zoom-Systems auf die durchtretende Strahlung stufenlos zu verstellen. Das beidseitig telezentrische erste Zoom-System 132 ist als Maßstabs-Zoom ausgelegt, um zwischen seiner im Wesentlichen ebenen Eintrittsfläche 120 und seiner im Wesentlichen ebenen Austrittsfläche 133 eine optische Abbildung mit variabler Vergrößerung zu erreichen (4f-System mit zwei hintereinander geschalteten Fourier-Transformationen). Somit ist die zur Eintrittsfläche 120 optisch konjugierte Austrittsfläche 133 des ersten Zoom-Systems eine Feldebene des Beleuchtungssystems. Das zweite Zoom-System 134 ist dagegen als Brennweiten-Zoom ausgelegt, dessen ebene Eintrittsfläche mit der Austrittsfläche 133 des vorgelagerten ersten Zoom-System zusammenfällt und dessen Austrittsfläche der Pupillenformungsfläche 110 entspricht. Das zweite Zoom-System 134 führt also eine einfache Fourier-Transformation der in der Feldfläche 133 vorliegenden Winkelverteilung der Strahlung durch (2f-System). Durch die unmittelbar hintereinander geschalteten Zoom-Systeme 132, 134 wird somit insgesamt eine dreifache Fourier-Transformation zwischen Eintrittsfläche 120 und Austrittsfläche 110 bewirkt. Die hieraus resultierende Lichtverteilung erfährt durch die gegeneinander verschiebbaren Axiconelemente der Axiconanordnung 136 eine radiale Umverteilung, sofern ein endlicher Abstand zwischen den einander zugewandten konischen Axiconflächen eingestellt ist. Wird dieser Abstand auf 0 reduziert, so wirkt die Axiconanordnung im Wesentlichen als planparallele Platte und beeinflusst die durch das zweite Zoom- System erzeugte Ortsverteilung der Beleuchtung praktisch nicht. Die verschiebbaren optischen Komponenten der Zoom-Systeme 132, 134 sowie der Axiconanordnung 136 sind jeweils mit entsprechenden Antrieben gekoppelt, die über die Steuereinrichtung 139 der Pupillenformungseinheit 150 für einen Wechsel zwischen Beleuchtungssettings angesteuert werden.
  • Für eine Doppelbelichtung einer Maske 160 mit zwei unterschiedlichen, konventionellen Beleuchtungssettings werden bei vollständig auf Berührungskontakt zusammengeschobenen Axiconelementen die verschiebbaren Komponenten des ersten Zoom-Systems 132 und des zweiten Zoom-Systems 134 zunächst mit Hilfe der Steuereinrichtung 139 in erste Stellungen gebracht, die der gewünschten ersten Beleuchtungspupille für die zuerst stattfindende Belichtung entsprechen. Nach Durchführung der Belichtung werden gleichzeitig oder zumindest zeitlich überlappend die verschiebbaren optischen Komponenten des ersten Zoom-Systems 132 und des zweiten Zoom-Systems 134 in ihrer axialen Position verändert, um für die Kaskade von Zoom-System 132, 134 die für die zweite Belichtung gewünschte optischen Wirkung einzustellen. Unmittelbar nach Ende der Umstellung wird die zweite Belichtung vorgenommen. Da bei dieser Hintereinanderschaltung bzw. Kaskadierung mehrerer Zoom-Systeme jede Verschiebung einer verschiebbaren Komponente in den unterschiedlichen Zoom-Systemen einen gewissen Anteil der Gesamtveränderung der radialen Umverteilung der Lichtenergie bewirkt, kann durch die Kaskadierung von mindestens zwei Zoom-Systemen erreicht werden, dass nur geringfügige Einzelverschiebungen der einzelnen verschiebbaren optischen Komponenten nötig sind, um die gewünschte (größere) Gesamtveränderung der Beleuchtungsintensitätsverteilung in der Pupillenformungsfläche 110 zu erreichen. Dies führt zu sehr kurzen Verschiebewegen der verschiebbaren optischen Komponenten innerhalb der Zoom-Systeme, die in sehr kurzen Zeitintervallen möglich sind.
  • Es ist auch möglich, dass zeitlich überlappend mit den Verstellbewegungen der Zoom-Systeme 132, 134 auch eine Verstellung der Axiconanordnung vorgenommen wird, um die Annularität der Beleuchtungspupille zu verändern. Die Axiconanordnung 136 ist optional und kann bei anderen Ausführungsformen entfallen. Es ist auch möglich, das als Brennweiten-Zoom ausgelegte zweite Zoom-System als Zoom-Axicon auszulegen, beispielsweise gemäß der EP 0 747 772 .
  • In einer durch den gestrichelten Pfeil schematisch dargestellten Variante des Beleuchtungssystems von 1 befindet sich die Axiconanordnung innerhalb des ersten Zoom-Systems 132 oder unmittelbar dahinter. Dabei ist das erste Zoom-System als Brennweiten-Zoom ausgelegt und erzeugt eine Lichtverteilung, die durch ein als Maßstabs-Zoom ausgelegtes zweites Zoom-System auf ein felderzeugendes Element, beispielsweise der in 1 beschriebenen Art, oder einen Wabenkondensor, abgebildet wird. Bei einer derartigen Anordnung ist es möglich, dass sowohl die Axiconanordnung als auch das Feld-definierende Element exakt in einer Pupillenebene oder jedenfalls sehr nahe einer Pupillenebene im weitestgehend kollimierten Strahlengang stehen. Hierdurch lassen sich eventuelle Elliptizitätsfehler in der Beleuchtungsintensitätsverteilung, die bei Anordnung von Umverteilungselementen außerhalb eines Pupillenbereiches entstehen können, weitgehend vermeiden oder vermindern.
  • 2 zeigt eine andere Ausführungsform eines Beleuchtungssystems 290 für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage. Sie hat analog zur Ausführungsform gemäß 1 eine Lichtquelle 202, einen darauf folgenden Strahlaufweiter 204, eine Pupillenformungseinheit 250 zur Erzeugung einer variabel vorgebaren Beleuchtungsintensitätsverteilung in einer Pupillenformungsfläche 210 des Beleuchtungssystems, eine der Pupillenformungsfläche 210 nachgeschaltete Einkoppeloptik 225 zur Erzeugung eines rechteckförmigen Beleuchtungsfeldes in einer Feldfläche 221' des Beleuchtungssystems, eine der Feldfläche 221' entsprechende Feldfläche 221 mit einer verstellbaren Feldblende 222 sowie ein nachfolgendes Abbildungsobjektiv 240 zur Abbildung des im Bereich der Feldblende 222 vorliegenden Beleuchtungsfeldes auf die Retikelebene 265. Unterschiede zur Ausführungsform gemäß 1 liegen vor allem in Aufbau und Funktion der Pupillenformungseinrichtung 250 und im Konzept der Homogenisierung der Beleuchtungsstrahlung, wofür bei dieser Ausführungsform ein der Einkoppeloptik 225 nachgeschalteter, stabförmiger Lichtintegrator 227 eingesetzt wird, dessen rechteckförmigen Eintrittsflächen und Austrittsflächen jeweils einander entsprechende Feldflächen des Beleuchtungssystems sind. Anstelle des als Feldformungs- und Homogenisierungselement dienenden Rasterelement 109 von 1 ist ein lediglich der Feldformung dienendes refraktives oder diffraktives, zweidimensionales Rasterelement 209 in der Pupillenfläche 210 vorgesehen, da die Lichtmischung zur Homogenisierung durch den Integratorstab 227 übernommen wird. Alternativ könnte die Kombination aus Rastelelement 209, Einkoppeloptik 225 sowie Integratorstab 227 auch bei dieser Ausführungsform durch ein Feld-definierendes Element entsprechend Rasterelement 109 von 1 und die nachgeschaltete Einkoppeloptik 125 übernommen werden.
  • Die variable Pupillenformungseinrichtung 250 hat strukturell gesehen ein einziges Zoom-System 230, das als Brennweiten-Zoom ausgelegt ist, eine Feld- und Winkelverteilung in seiner Eintrittsfläche 220 (Objektebene des Zoom-System 230) in seine zur Eintrittsfläche Fouriertransformierte Austrittsfläche 210 (Austrittspupille des Zoom-System 230) zu transformieren und dort eine gewünschte Beleuchtungsintensitätsverteilung (Beleuchtungspupille) zu erzeugen. Das Zoom-System 230 ist im Beispielsfall als Brennweiten-Zoom gemäß US 6,900,943 B2 ausgelegt, bei dem zwischen der Eintrittsfläche 220 und der Austrittsfläche 210 eine zur Austrittsfläche optisch konjugierte Pupillenzwischenebene und eine zur Austrittsfläche Fourier-transformierte Zwischenbild ebene liegen und mindestens eine verschiebbare Linse in der Nähe mindestens einer dieser Zwischenebenen liegt. Es ist auch möglich, das Zoom-System 230 als Brennweiten-Zoom ohne Zwischenbild oder als Zoom-Axiconsytem mit integrierter Axiconfunktion auszulegen, beispielsweise gemäß EP 0 474 772 .
  • Dem Zoom-System 230 ist eine Rückkopplungseinrichtung zur Rückführung der durch die optischen Komponenten des Zoom-System 230 bei einem ersten Durchtritt veränderten Strahlung zur Eintrittsfläche 220 des Zoom-System zugeordnet, durch die erreicht wird, dass das in einem ersten Durchtritt durch das Zoom-System 230 hindurchgetretene Licht vom Ausgang des Zoom-System wieder zum Eingang geleitet wird und danach nochmals in einem zweiten Durchtritt in der gleichen Durchstrahlungsrichtung durch das Zoom-System 230 hindurchtritt. Somit bildet das Zoom-System 230 sowohl ein erstes Zoom-System, als auch ein diesem optisch unmittelbar nachgestaltetes zweites Zoom-System, welches von der beim ersten Durchtritt veränderten Strahlung nochmals durchtreten wird und diese dabei nochmals hinsichtlich ihrer Intensitätsverteilung verändert. Die Rückkopplungseinrichtung 260 umfasst einen unmittelbar vor dem ersten optischen Rasterelement 206 bzw. der Eintrittsfläche 220 angeordneten polarisationsselektiven ersten Strahlteiler 161 (der auch hinter dem Rasterelement 206 angeordnet sein kann), eine zwischen dem Rasterelement 206 und dem Zoom-System 230 angeordnete Polarisationsdreheinrichtung 262 in Form einer λ/2-Verzögerungsplatte, einen hinter dem Zoom-System 230 angeordneten polarisationsselektiven zweiten Strahlteiler 263, einen außerhalb der optischen Achse 203 des Beleuchtungssystems angeordneten ersten Umlenkspiegels 264, einen Kondensor 265 und einen zweiten Umlenkspiegel 266.
  • Das Beleuchtungssystem 290 und insbesondere die Rückkopplungseinrichtung 260 funktionieren wie folgt. Das vom Laser 202 ausgesandte, linear polarisierte Licht trifft nach Durchtritt durch den Strahlaufweiter 204 im Wesentlichen als kollimierter, achsparalleler Strahl auf die in 45° schräg zur optischen Achse ausgerichtete ebene polarisationsselektive Strahlteilerfläche 261' des ersten Strahlteilers 261. Die Orientierung der Vorzugspolarisation der Laserstrahlung, d.h. die Polarisationsvorzugsrichtung, ist dabei so orientiert, dass die Strahlteilerschicht 261 für das polarisierte Licht transmitierend wirkt und die Strahlung im Wesentlichen ohne Transmissionsverluste hindurchlässt. Danach tritt die Strahlung in einem ersten Durchtritt durch das erste Rasterelement 206 und erfährt dabei eine geringfügige Aperturerhöhung, wobei ein geringer Anteil an Lichleitwert eingeführt wird. Danach tritt die polarisierte Strahlung durch die λ/2-Platte, die für das linear polarisierte Licht als 90°-Polarisationsdreheinrichtung wirkt und die Schwingungsrichtung des elektrischen Feldvektors um 90° um die optische Achse dreht. Dieses Licht durchtritt das Zoom-System 230 nun in einem ersten Durchtritt und verlässt das Zoom-System 230 in Richtung des als Auskopplungseinrichtung wirkenden zweiten Strahlteilers 263, dessen um 45° zur optischen Achse geneigte polarisationsselektiv wirkende Strahlteilerfläche 263' für das auftreffende linear polarisierte Licht reflektierend wirkt und somit die Strahlung zum ersten Umlenkspiegel 264 umlenkt. Das ausgekoppelte Licht wird über die beiden im rechten Winkel zueinander ausgerichteten Umlenksiegel 264, 266 in einem „Bypass" bzw. einer Rückkopplungsschleife zum ersten Strahlteiler 261 zurückgeführt und durchtritt dabei zwischen den Umlenkspiegeln den Kondensor 265, dessen Eintrittsfläche im Wesentlichen mit der Pupillenformungsfläche 210 zusammenfällt und dessen Austrittsfläche im Wesentlichen der Eintrittsfläche 220 des Zoom-Systems 230 entspricht. Dadurch wird die Ortsverteilung in der Nähe der Pupillenformungsfläche 210, die nach dem ersten Durchtritt vorliegt, in eine korrespondierende Feldverteilung am Eintritt des Zoom-Systems 230 überführt. Für die im Vergleich zum ersten Durchtritt durch den ersten Strahlteiler 261 um 90° gedrehte Polarisation wirkt die Stahlteilerfläche 261 nun reflektierend, so dass die Strahlung vom ersten Strahlteiler in Richtung Zoom-System 230 reflektiert und somit erneut in die Zoom-Stufe eingekoppelt wird. Auch beim zweiten Durchtritt, der in gleicher Durchstrahlungsrichtung erfolgt, wird die Strahlung zunächst vom somit zweifach genutzten ersten Rasterelement 206 aperturerhöhend beeinflusst, bevor die Polarisationsvorzugsrichtung durch die λ/2-Platte 262 erneut um 90° gedreht wird. Diese um 90° gedrehte Polarisation tritt nun ein zweites Mal in gleicher Richtung durch das Zoom-System 230 hindurch und wird vom nun transmittierend wirkenden zweiten Strahlteiler 263 in Richtung des zweiten Rasterelementes 209 durchgelassen.
  • Aufgrund dieser Rückkopplung durchtritt die Strahlung somit das optische System, das das refraktive Rasterelement 206, die λ/2-Platte 262 und das Zoom-System 230 umfasst, zweifach in der gleichen Durchstrahlungsrichtung, wobei die Polarisationsvorzugsrichtung des linear polarisierten Lichtes zwischen den Durchtritten um 90° verdreht wird. Die Rückkopplung funktioniert im vorliegenden Fall weitgehend verlustfrei, da die Strahlwinkel des Strahlungslichtbündels, d.h. die Winkel der einzelnen Strahlen zur optischen Achse, im feldnahen Bereich des ersten Strahlteilers 261 bei relativ kleinem Feld und damit kleinem Lichtweitwert relativ gering sind, und da die Strahlwinkel auch bei der Auskopplung im Bereich des zweiten Strahlteilers wiederum sehr gering sind, da das Zoom-System 230 so auslegt ist, dass hinter den Linsen bis zur Austrittsfläche 210 ein relativ ausgedehnter Pupillenbereich liegt. Im Bereich des zweiten Strahlteilers ist lediglich der Strahldurchmesser größer. In dieser Rückkopplungsschleife wirken die optischen Komponenten des Zoom-Systems 230 in zwei Stufen nacheinander, wobei während der ersten Stufe eine gewisse Durchmesserveränderung stattfindet und in der zweiten Stufe an dem beim ersten Durchtritt veränderten Strahl eine weitere Änderung durch dieselben optischen Komponenten stattfindet. Das Zoom-System 230 wirkt somit wie zwei identisch aufgebaute jedoch optisch hintereinander geschaltete Zoom-Systeme.
  • Vorteile dieses Aufbaus liegen nicht nur im Zeitgewinn durch Verfahrwegverkürzungen der axial verschiebbaren optischen Komponenten des Zoom-Systems, sondern auch darin, dass der bestehende Bauraum in Axialrichtung kürzer gehalten werden kann als bei zwei oder mehr physikalisch hintereinander angeordneten, separaten Zoom-Systemen (vgl. z.B. 1), so dass im Bereich der mehrstufig wirkenden Zoom-Anordnung ein axial kurzer Aufbau möglich ist. Für die außeraxialen optischen Komponenten der Rückkopplungsschleife (Umlenkspiegel, Kondensor) ist lediglich quer zur optischen Achse mehr Bauraum nötig, der durch geeignete Strahlführung in der Rückkopplungsschleife und geeignete Anordnung der Umlenkspiegel und des Kondensors flexibel genutzt werden kann.
  • In Abwandlung dieser Ausgestaltung ist es auch möglich, eine derartige Rückkopplungsschleife nur für das erste Zoom-System oder das zweite Zoom-System einer mehrstufigen Zoom-Kaskade oder Zoom-Axicon-Kaskade, beispielsweise der in 1 gezeigten Art, zu benutzen, da dann das erste System mit der Rückkopplungsschleife als ein sehr schnell veränderbares System ausgelegt werden kann, wogegen die zweite Kaskade in erster Linie einen Zeitgewinn durch die Kaskadenaufteilung hätte. Die Anordnung der Rückkopplungsschleife an dem in Durchstrahlungsrichtung ersten Zoom-System hat unter anderem den Vorteil, dass in diesem (feldnahem) Bereich noch relativ kleine Strahldurchmesser vorliegen, so dass das erste Zoom-System mit Linsen relativ kleinen Durchmessers und damit kleiner Masse aufgebaut werden kann, die sich für eine schnelle Beschleunigung und Abbremsung beim Settingwechsel besonders gut eignen. Es ist beispielsweise möglich, unterschiedliche Settingwechselzeiten zu realisieren, indem ein relativ „schweres" Zoom-System vorgesehen wird (d.h. ein Zoom-System mit relativ großen Linsen bzw. bei relativ großem Strahldurchmesser), welches einen relativ großen Kohärenzgradbereich variabel abdeckt und dieses mit einem relativ dazu kleinen, schnellen Zoom-System in der Rückkopplungsschleife kombiniert wird, welches es erlaubt, sehr schnell um einen durch das große Zoom-System voreingestellten Kohärenzgrad herum in moderaten Schrittweiten schnelle Settingwechsel zu realisieren. Somit kann in gewissen Grenzen um einen Kohärenzgradbereich herum schneller das Beleuchtungssetting gewechselt werden als bei einem reinen Kaskadensystem mit mehreren, physikalisch gesonderten, hintereinander geschalteten Zoom-System (vgl. 1).
  • In den 3 und 4 sind schematisch zahlreiche Varianten von innerhalb einer Pupillenformungseinrichtung nutzbaren variablen Objektivgruppen gezeigt, die jeweils ein erstes Zoom-System (Z1) und ein diesem optisch nachgeschaltetes zweite Zoom-System (Z2) enthalten und dazu vorgesehen sind, die Orts- und Winkelverteilung von Strahlung in einer Eintrittsfläche EN mit variabler optischer Wirkung mit Hilfe einer ungeraden Anzahl von Fourier-Transformationen in eine korrespondierende Orts- und Winkelverteilung in der Austrittsfläche EX zu übertragen. Bei allen Beispielen ist die Eintrittsfläche EN eine Feldfläche FS des Beleuchtungssystems, in der beispielsweise ein zweidimensionales Rasterelement der in 1 oder 2 gezeigten Art (Rasterelemente 106 bzw. 206) angeordnet sein kann. Die Austrittsfläche EX ist jeweils eine Pupillenfläche PS des Beleuchtungssystems und kann der Pupillenformungsfläche entsprechen oder optisch konjugiert zu dieser sein. Die Zoom-Systeme sind jeweils koaxial angeordnet, wobei die optische Achse OA geradlinig durchgehend sein oder zwischen den Zoomsystemen oder innerhalb der Zoomsysteme mit einem Planspiegel gefaltet sein kann (vergl. 1). Die mit „2f" gekennzeichneten Zoom-Systeme sind Brennweiten-Zoomsysteme mit variabler Brennweite, die in der Regel eine einfache Fourier-Transformation (2f-Abbildung) zwischen ihren im endlichen Abstand zu den optischen Komponenten liegenden Eintrittsflächen und Austrittsflächen durchführen. Prinzipiell ist es auch möglich, dass ein Brennweiten-Zoom eine andere ungerade Zahl von Fourier-Transformationen, beispielsweise drei oder fünf Fourier- Transformationen durchführt. Die mit „4f" bezeichneten Zoom-Systeme sind Maßstabs-Zooms, d.h. optische Abbildungssysteme mit variablem Abbildungsmaßstab. Sie führen zwischen ihren im endlichen Abstand zu den optischen Komponenten des Maßstabs-Zooms liegenden Eintrittsflächen und Austrittsflächen jeweils eine gerade Anzahl von Fourier-Transformationen durch, insbesondere genau zwei Fourier-Transformationen.
  • Die Bezeichnung „COND" steht jeweils für einen Kondensor, d.h. für ein optisches System mit einer oder mehreren Linsen, das bei fester Brennweite eine Fourier-Transformation zwischen seiner Eintrittsfläche und seiner Austrittsfläche durchführt. In den Beispielen wird ein optisches System zur Übertragung einer Eintritts-Feldverteilung in eine Austritts-Pupillenverteilung als Kondensor COND und ein optisches System zur Übertragung einer Eintritts-Pupillenverteilung in eine Austritts-Feldverteilung als inverser Kondensor (ICOND) bezeichnet. In diesem Sinne sind die Einkoppelgruppen 125, 225 der oben gezeigten Beispiele jeweils inverse Kondensoren.
  • In 3(a) sind ein Brennweiten-Zoom Z1 und ein Maßstabs-Zoom Z2 in dieser Reihenfolge hintereinandergeschaltet, so dass das Brennweiten-Zoom an seinem Austritt (einer Pupillenfläche PS) eine Ortsverteilung von Strahlung erzeugt, die mit Hilfe des nachfolgenden Maßstabs-Zooms mit variablem Abbildungsmaßstab auf eine zu dieser Pupillenfläche optisch konjugierte Pupillenfläche PS' übertragen wird. In 3(b) folgt der Eintrittsfläche EN zunächst ein Maßstabs-Zoom Z1, das in einer zur Eintrittsfläche EN optisch konjugierten Zwischenfeldfläche FS' eine Feldverteilung erzeugt, die mit dem nachfolgenden Brennweiten-Zoom mit variabler Brennweite in die zur Feldfläche FS' Fourier-transformierte Pupillenfläche PS überträgt, die der Austrittsfläche EX der Objektivgruppe entspricht.
  • Bei der Anordnung in 3(c) ist unmittelbar hinter der Eintrittsfläche EN ein Kondensor vorgesehen, der die Eintritts-Feldverteilung in eine Ortsverteilung in der austrittsseitigen Pupillenfläche PS überträgt. Die nachgeschalteten Zoom-Systeme Z1, Z2 sind jeweils als Maßstabs-Zoom ausgelegt, um diese Ortsverteilung mit zweistufiger Maßstabsänderung zunächst in die Zwischenpupillenfläche PS' und dann in die Austrittspupillenfläche PS'' zu übertragen, die mit der Austrittsfläche der Objektgruppe zusammenfällt. Bei der Variante in 3(d) wird die eintrittsseitige Feldverteilung zunächst mit einer Abfolge von zwei hintereinandergeschalteten Maßstabs-Zooms Z1 und Z2 zunächst in eine Zwischenfeldebene FS' und in einer zweiten Stufe in eine weitere Zwischenfeldebene FS'' übertragen, bevor ein nachgeschalteter Kondensor COND die Feldverteilung in FS'' in eine korrespondierende Ortsverteilung in seiner austrittsseitigen Pupillenfläche PS überträgt, die mit der Austrittsfläche EX der Objektivgruppe identisch ist.
  • Während bei den Varianten in 3 die Austrittsfläche des zuerst durchstrahlten Zoom-Systems Z1 unmittelbar mit der Eintrittsfläche des nachgeschalteten Zoom-Systems Z2 zusammenfällt, ist bei den Varianten in 4 jeweils ein Kondensorsystem zwischengeschaltet, das die Lichtverteilung in der Austrittsfläche des vorgeschalteten Zoom-Systems Z1 jeweils mit einer einfachen Fourier-Transformation bei fester Brennweite in die Eintrittsfläche des nachgeschalteten zweiten Zoom-Systems Z2 überträgt. Bei der Variante in 4(a) ist das erste Zoom-System Z1 ein Maßstabs-Zoom, das aus der eintrittsseitigen Feldverteilung in einer Zwischenfeldebene FS' eine Feldverteilung erzeugt, die mittels des nachfolgenden Kondensors COND in einer Pupillenfläche PS übertragen wird, die der Eintrittsfläche des zweiten Zoom-Systems Z2 entspricht, welches eine Pupillenabbildung durchführt und bei variablem Abbildungsmaßstab aus der eintrittsseitigen Ortsverteilung der Beleuchtungsintensität in der zur Pupillenfläche PS optisch konjugierten Austrittspupillenfläche PS', die mit der Austrittsfläche EX der Objektivgruppe zusam menfällt, die gewünschte Beleuchtungsintensitätsverteilung erzeugt. Bei der Variante in 4(b) wird die am Eintritt des ersten Zoom-Systems Z1 vorliegende Feldverteilung durch eine einfache Fourier-Transformation des Brennweiten-Zooms Z1 in eine Pupillenfläche PS übertragen. Danach überträgt der inverse Kondensor ICOND die Ortsverteilung dieser Pupillenfläche in eine Feldverteilung in der Zwischenfeldebene FS', bevor das nachgeschaltete Brennweiten-Zoom Z2 mit einer einfachen Fourier-Transformation variabler Brennweite die gewünschte Beleuchtungsintensitätsverteilung in der zur Zwischenpupillenfläche PS optisch konjugierten Austrittspupillenfläche PS' (entsprechende Austrittsfläche der EX der Objektivgruppe) überträgt.
  • Die 3 und 4 zeigen nur einige aus einer Vielzahl möglicher Varianten, wobei noch zahlreich weitere Kombinationsmöglichkeiten existieren. Beispielsweise kann die Abfolge zweier unmittelbar aufeinanderfolgender Maßstabs-Zooms gemäß 3(c) und (d) durch ein einziges Maßstabs-Zoom ersetzt werden, dem eine Rückkopplungseinrichtung, z.B. analog zu 2, zugeordnet ist, wobei gegebenenfalls in der Rückkopplungsschleife ein Abbildungssystem fester oder variabler Vergrößerung vorgesehen sein kann, um die austrittsseitige Feldverteilung nach dem ersten Durchtritt in eine eintrittsseitige Feldverteilung vor dem zweiten Durchtritt umzuwandeln. Die Varianten in 4(a) und (b) mit einem zwischen zwei Zoom-Systemen gleichen Typs zwischengeschalteten Kondensor bzw. inversen Kondensor könnte ebenfalls durch eine der 2 entsprechende Anordnung mit Rückkopplungseinrichtung realisiert werden, wobei dann der Kondensor bzw. der inverse Kondensor jeweils innerhalb der Rückkopplungsschleife außerhalb der optischen Achse des Beleuchtungssystems angeordnet sein kann, um an der in einem ersten Durchtritt durch das Zoom-System umgewandelten Strahlung eine Fourier-Transformation bzw. inverse Fourier-Transformation durchzuführen, damit die in einer ersten Stufe veränderte Strahlung richtig zum Eintritt des Zoom-Systems rückgekoppelt wird.
  • Es ist noch anzumerken, dass die Zoom-Systemen in den dargestellten Fällen nicht alle den gleichen Aufbau haben, da in der Regel ein Zoom-System, welche zwischen einer eintrittsseitigen Feldfläche und einer austrittsseitigen Pupillenfläche arbeitet, einen anderen optischen Aufbau hat als ein Zoom-System, das zwischen einem eintrittsseitigen Feld und einem austrittsseitigen Feld bzw. zwischen einer eintrittsseitigen Pupille und einer austritsseitigen Pupille arbeitet. Bei Systemen mit Rückkopplungsschleife kann die optische Anpassung auch durch optische Elemente innerhalb der Rückkopplungsschleife realisiert werden, die entweder zusätzlich zu einem Kondensor oder anstelle eines Kondensors (bzw. inversen Kondensors) vorgesehen sein können.
  • Eine weitere Verwendungsmöglichkeit einer variablen Objektivgruppe mit kaskadierten Zoom-Systemen wird anhand von 5 erläutert, die ein Beleuchtungssystem 590 für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage zeigt. Diese umfasst einen nicht-variable Pupillenformungseinrichtung 550, die das Licht der primären Lichtquelle 502 (z.B. eines Lasers) empfängt und daraus eine durch die Konstruktion der Pupillenformungseinrichtung fest vorgegebene, relativ gleichmäßige Beleuchtungsintensitätsverteilung in der Pupillenformungsfläche 510 des Beleuchtungssystems erzeugt. Hierzu wird das Licht der Lichtquelle zunächst durch ein Strahlaufweitungssystem 552 aufgeweitet, um die Eintrittsfläche eines Wabenkondensors 553 auszuleuchten, dessen Austrittsfläche im Wesentlichen der Pupillenformungsfläche 510 entspricht. Hier entsteht eine der Anzahl einzelner optischer Kanäle des Wabenkondensors entsprechende Anzahl sekundärer Lichtquellen in einer Rasteranordnung. Eine im Bereich der Pupillenformungsfläche angeordnete Streuscheibe 531 dient der Verschmierung der Beleuchtungsintensität. Die zweidimensionale Beleuchtungsintensitätsverteilung der Pupillenformungsfläche 510 wird durch eine nachfolgende variable Objektivgruppe 530 in eine Zwischenfeldebene 521 übertragen, in der eine verstellbare Feldblende sitzen kann. Ein nachfolgendes Abbildungssystem 540, das in anderen Ausführungsformen auch entfallen kann, bildet die in der Zwischenfeldebene 521 vorliegende Beleuchtungsfeldverteilung auf die Austrittsebene 565 des Beleuchtungssystems ab, in der im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage die zu beleuchtende Maske angeordnet wird.
  • Die variable Objektivgruppe 530 umfasst ein als Brennweiten-Zoom ausgelegtes erstes Zoom-System 532 und ein als Maßstabs-Zoom ausgelegtes zweites Zoom-System 534 (vgl. 3(a)). Die Eintrittsfläche des Brennweiten-Zooms 532 fällt dabei mit der Pupillenformungsfläche 531 zusammen, während seine Austrittsfläche 533 eine Zwischenfeldebene des Beleuchtungsystems bildet. Das Brennweiten-Zoom 532 erzeugt aus der in seiner Eintrittsfläche (Pupillenformungsfläche 510) vorliegenden örtlichen Intensitätsverteilung in seiner Austrittsfläche 533 erstmals ein Beleuchtungsfeld, dessen Feldgröße und Strahlwinkelverteilung durch Verstellung der verschiebbaren optischen Komponenten des Brennweiten-Zooms 532 variierbar sind. Das nachfolgende Maßstabs-Zoom 534, dessen Eintrittsfläche mit der Austrittsfläche 533 des Brennweiten-Zooms 532 zusammenfällt und dessen Austrittsfläche mit der Zwischenfeldfläche 521 zusammenfällt, bildet das vom Brennweiten-Zoom erzeugte Feld mit variierbarem Abbildungsmaßstab in die Zwischenfeldfläche 521 (Objektfläche des Abbildungssystems 140) ab und erlaubt durch axiale Verschiebung seiner verschiebbaren optischen Komponenten eine variable Einstellung der Feldgröße im Bereich der Zwischenfeldfläche 521. Sowohl das Brennweiten-Zoom 532 als auch das nachgeschaltete Maßstabs-Zoom 534 enthalten jeweils zwei Gruppen gegeneinander verschiebbarer optischer Komponenten, auch andere Aufbauten sind jedoch möglich.
  • Die in der variablen Objektivgruppe 530 zusammengefassten optischen Systeme 532 und 534 haben in dieser Konfiguration im Wesentlichen die Aufgabe, die im Lichtweg nach dem Wabenkondensor 553 vorliegende Beleuchtungsintensitätsverteilung variabel in ein Beleuchtungsfeld abzubilden, das sich in der Zwischenfeldebene 521 befindet. Auch hier kann durch die Kaskadierung mehrere Zoom-Systeme beim Wechsel zwischen Beleuchtungssettings eine schnelle Änderung der Beleuchtungsverhältnisse im Beleuchtungsfeld erzielt werden.
  • Auch bei dieser Verwendungsmöglichkeit einer variablen Objektivgruppe sind zahlreiche konstruktive und funktionale Varianten möglich, insbesondere diejenigen Varianten, die im Zusammenhang mit 3 und 4 bereits erläutert wurden. Im Unterschied zu den dortigen Erläuterungen fällt nun jedoch die Eintrittsfläche EN der variablen Objektivgruppe mit einer Pupillenfläche PS des Beleuchtungssystems zusammen und die Austrittsfläche EX mit einer Feldfläche FS des Beleuchtungssystems. Zwischen Eintrittsfläche und Austrittsfläche der variablen Objektivgruppe werden mindestens drei Fourier-Schritte durchgeführt, wovon ein Fourier-Schritt eine variable Brennweite hat und mindestens zwei weitere Fourier-Schritte ein variablen Abbildungsmaßstab ermöglichen. In Analogie zu den 3 und 4 sind in den 6 und 7 einige Varianten gezeigt, wobei die Bezeichnung „FS" jeweils für eine Feldfläche die Bezeichnung „FS'" jeweils für eine Zwischenfeldfläche, die Bezeichnung „PS" jeweils für eine Pupillenfläche und die Bezeichnung „PS'" jeweils für eine zu einer Pupillenfläche optisch konjugierte weitere Pupillenfläche steht. Im übrigen wird auf die Beschreibung zu 3 und 4 verwiesen.

Claims (37)

  1. Beleuchtungssystem für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage zur Beleuchtung eines Beleuchtungsfeldes mit dem Licht einer primären Lichtquelle mit: einer variablen Objektivgruppe mit einer Eintrittsfläche zum Empfang von Licht der primären Lichtquelle und einer Austrittsfläche zum Austritt des durch die variable Objektivgruppe variabel veränderbaren Lichtes; wobei die variable Objektivgruppe vollständig auf einer Seite einer Pupillenformungsfläche des Beleuchtungssystems angeordnet ist und ein erstes Zoom-System und mindestens ein dem ersten Zoom-System optisch nachgeschaltetes zweites Zoom-System umfasst; wobei jedes der Zoom-Systeme mindestens eine entlang einer optischen Achse des Zoom-Systems verschiebbare optische Komponente umfasst und eine mit Hilfe des Zoom-Systems erzielbare radiale Umverteilung von Lichtenergie zwischen einer Eintrittsfläche des Zoom-Systems und einer Austrittsfläche des Zoom-Systems durch Verschiebung der verschiebbaren optischen Komponente beeinflussbar ist; wobei das erste und das zweite Zoom-System derart hintereinander geschaltet sind, dass eine Eintrittslichtverteilung in der Eintrittsfläche der variablen Objektivgruppe durch mindestens drei Fourier-Transformationen in eine Austrittslichtverteilung in der Austrittsfläche der variablen Objektivgruppe überführbar ist, wobei mindestens eine der Fourier-Transformationen eine Fourier-Transformation mit variabler Brennweite ist und durch mindestens zwei weitere Fourier-Transformationen eine Abbildung mit variablem Abbildungsmaßstab erzeugbar ist.
  2. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, worin zwischen dem ersten Zoom-System und dem zweiten Zoom-System kein die Winkelverteilung der durchtretenden Strahlung änderndes optisches Element angeordnet ist, so dass eine Eintrittslichtverteilung in der Eintrittsfläche des in Durchstrahlungsrichtung ersten Zoom-Systems ausschließlich durch eine ungerade Anzahl von Fourier-Transformationen in eine Austrittslichtverteilung in der Austrittsfläche des in Durchstrahlungsrichtung letzten Zoom-Systems überführbar ist.
  3. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, worin die variable Objektivgruppe einer Pupillenformungsfläche des Beleuchtungssystems optisch vorgeschaltet oder optisch nachgeschaltet ist, so dass die Pupillenformungsfläche vor oder hinter einer die variable Objektivgruppe bildenden Gruppe optischer Komponenten liegt.
  4. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, worin das Beleuchtungssystem eine variable Pupillenformungseinrichtung zum Empfang von Licht einer primären Lichtquelle und zur Erzeugung einer variabel einstellbaren, zweidimensionalen räumlichen Intensitätsverteilung in einer Pupillenformungsfläche des Beleuchtungssystems hat und worin die variable Objektivgruppe ein Bestandteil der Pupillenformungseinrichtung ist.
  5. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, worin das Beleuchtungssystem eine Pupillenformungseinrichtung zum Empfang von Licht einer primären Lichtquelle und zur Erzeugung einer zweidimensionalen räumlichen Intensitätsverteilung in einer Pupillenformungsfläche des Beleuchtungssystems hat und worin die variable Objektivgruppe in einer variablen Feldformungseinrichtung zwischen der Pupillenformungsfläche und dem Beleuchtungsfeld angeordnet ist.
  6. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, worin Verschiebungen der verschiebbaren optischen Komponenten des ersten Zoom-Systems und des zweiten Zoom-Systems derart koordiniert sind, dass durch das ersten Zoom-System eine erste Veränderung der radialen Verteilung der Lichtenergie bewirkt wird und durch das zweite Zoom-System an der durch das erste Zoom-System bereits veränderten Energieverteilung zeitlich überlappend eine zweite Veränderung der radialen Verteilung der Lichtenergie bewirkt wird.
  7. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, worin mindestens eines der Zoom-Systeme ein Zoom-System mit variabler Brennweite (Brennweiten-Zoom) ist, bei dem die Austrittsfläche des Zoom-Systems eine Fourier-transformierte Fläche zur Eintrittsfläche des Zoom-Systems ist und mindestens eines der Zoom-Systeme ein Zoom-System mit variablem Abbildungsmaßstab (Maßstabs-Zoom) ist, bei dem die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche des Zoom-Systems zueinander optisch konjugiert sind.
  8. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, worin die Austrittsfläche des in Durchstrahlungsrichtung vorgeschalteten ersten Zoom-Systems mit der Eintrittsfläche des in Durchstrahlungsrichtung nachfolgenden zweiten Zoom-System unmittelbar zusammenfällt.
  9. Beleuchtungssystem nach Anspruch 7, worin unmittelbar auf ein Brennweiten-Zoom ein Maßstabs-Zoom oder unmittelbar auf ein Maßstabs-Zoom ein Brennweiten-Zoom folgt.
  10. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, worin das erste Zoom-System und das zweite Zoom-System jeweils als Maßstabs-Zoom ausgelegt sind, wobei die Austrittsfläche des ersten Zoom-Systems unmittelbar mit der Eintrittsfläche des zweiten Zoom-Systems zusammenfällt.
  11. Beleuchtungssystem nach Anspruch 10, worin vor der Eintrittsfläche oder hinter der Austrittsfläche der unmittelbar hintereinander geschalteten Maßstabs-Zooms ein Kondensorsystem angeordnet ist.
  12. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, worin zwischen der Austrittsfläche des in Durchstrahlungsrichtung vorgeschalteten ersten Zoom-Systems und der Eintrittsfläche des nachgeschalteten zweiten Zoom-Systems ein Kondensorsystem angeordnet ist.
  13. Beleuchtungssystem nach Anspruch 12, worin das Kondensorsystem eine ungerade Anzahl von Fourier-Transformationen bei fest vorgegebener Brennweite durchführt.
  14. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, worin mindestens eines der Zoom-Systeme eine Axiconanordnung mit einem ersten Axiconelement mit mindestens einer ersten Axiconfläche und mindestens einem zweiten Axiconelement mit mindestens einer zweiten Axiconfläche umfasst, wobei mindestens eines der Axiconelemente eine verschiebbare optische Komponente ist.
  15. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, worin das erste Zoom-System und das zweite Zoom-System einen identischen optischen Aufbau haben.
  16. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, worin das erste Zoom-System und das zweite Zoom-System durch dieselbe Gruppe optischer Komponenten gebildet wird und eine Rückkopplungseinrichtung zur Rückführung der durch die Gruppe von optischen Komponenten bei einem ersten Durchtritt veränderten Strahlung zur Eintrittsfläche der Gruppe von optischen Komponenten derart vorgesehen ist, dass eine durch die Gruppe optischer Komponenten in einem ersten Durchtritt veränderte Lichtverteilung in einem zweiten Durchtritt ein zweites Mal in der gleichen Richtung durch die Gruppe von optischen Komponenten hindurchtritt und erneut eine durch dieselbe Anordnung der optischen Komponenten bestimmte Veränderung erfährt.
  17. Beleuchtungssystem nach Anspruch 16, worin die Rückkopplungseinrichtung an der Eintrittsseite des zweifach durchstrahlten optischen Systems mindestens eine polarisationsoptische Einkopplungseinrichtung und an der Austrittsseite des optischen Systems mindestens eine polarisationsoptische Auskoppeleinrichtung sowie eine zwischen der Einkoppeleinrichtung und der Auskoppeleinrichtung angeordnete Polarisationsmanipulationseinrichtung umfasst.
  18. Beleuchtungssystem nach Anspruch 17, worin die polarisationsoptische Einkoppeleinrichtung und/oder die polarisationsoptische Auskoppeleinrichtung einen polarisationsselektiven Strahlteiler enthält.
  19. Beleuchtungssystem nach Anspruch 17, worin die polarisationsoptische Einkoppeleinrichtung und/oder die polarisationsoptische Auskoppeleinrichtung und/oder die Polarisationsmanipulationseinrichtung mindestens eine Pockels-Zelle oder mindestens eine Kerr-Zelle enthält.
  20. Beleuchtungssystem nach Anspruch 17, worin die polarisationsoptische Einkoppeleinrichtung und/oder die polarisationsoptische Auskoppeleinrichtung im Bereich eines im Wesentlichen kollimierten Strahlenganges angeordnet ist.
  21. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, worin zwischen einer Pupillenformungsfläche des Beleuchtungssystems und einer Ebene des Beleuchtungsfeldes eine Lichtmischeinrichtung zur Durchmischung von Licht der Intensitätsverteilung angeordnet ist.
  22. Beleuchtungssystem nach Anspruch 21, worin die Lichtmischeinrichtung mindestens einen Integratorstab mit einer Eintrittsfläche umfasst und die Pupillenformungsfläche im Bereich einer vor der Eintrittsfläche liegenden Ebene liegt, die eine Fourier-transformierte Ebene zu der Eintrittsfläche ist.
  23. Beleuchtungssystem nach Anspruch 21, worin zwischen der Pupillenformungsfläche und einer Ebene des Beleuchtungsfeldes kein Wabenkondensator und kein Integratorstab angeordnet ist.
  24. Projektionsbelichtungsverfahren zur Belichtung eines im Bereich einer Bildfläche eines Projektionsobjektivs angeordneten, strahlungsempfindlichen Substrats mit mindestens einem Bild eines im Bereich einer Objektfläche des Projektionsobjektivs angeordneten Musters einer Maske mit: Beleuchten der Maske mit Beleuchtungsstrahlung aus einem Beleuchtungsfeld eines Beleuchtungssystems zur Erzeugung einer durch die Maske veränderten Projektionsstrahlung; Durchstrahlen des Projektionsobjektivs mit der Projektionsstrahlung zur Erzeugung einer auf das Substrat gerichteten Ausgangsstrahlung; Einstellen einer ersten Beleuchtungslichtverteilung in dem Beleuchtungsfeld; Beleuchten des Musters mit der ersten Beleuchtungslichtverteilung; Verändern der Beleuchtungslichtverteilung in dem Beleuchtungsfeld zur Erzeugung einer von der ersten Beleuchtungslichtverteilung verschiedenen zweiten Beleuchtungslichtverteilung durch Verschieben verschiebbarer optischer Komponenten einer vollständig auf einer Seite einer Pupillenformungsfläche des Beleuchtungssystems angeordneten variablen Objektivgruppe, die ein erstes Zoom-System und mindestens ein dem ersten Zoom-System optisch nachgeschaltetes zweites Zoom-System umfasst; wobei jedes der Zoom-Systeme mindestens eine entlang einer optischen Achse des Zoom-Systems verschiebbare optische Komponente umfasst und wobei in jedem der Zoom-Systeme mindestens eine verschiebbaren optischen Komponente verschoben wird; Beleuchten des Musters mit der zweiten Beleuchtungslichtverteilung.
  25. Projektionsbelichtungsverfahren nach Anspruch 24, worin ein Wechsel zwischen der ersten Beleuchtungslichtverteilung und der zweiten Beleuchtungslichtverteilung innerhalb von weniger als zwei Sekunden durchgeführt wird.
  26. Projektionsbelichtungsverfahren nach Anspruch 24, worin bei der Veränderung der Beleuchtungslichtverteilung eine zweidimensionale räumliche Intensitätsverteilung in einer Pupillenformungsfläche des Beleuchtungssystems durch Verschieben verschiebbarer optischer Komponenten des ersten Zoom-Systems und des zweiten Zoom-Systems verändert wird.
  27. Projektionsbelichtungsverfahren nach Anspruch 24, bei dem zum Verändern der Beleuchtungslichtverteilung in dem Beleuchtungsfeld eine zweidimensionale räumliche Intensitätsverteilung in einer Pupillenformungsfläche des Beleuchtungssystems mit Hilfe der variablen Objektivgruppe in das Beleuchtungsfeld transformiert wird und durch Verschieben verschiebbarer optischer Komponenten des ersten Zoom-Systems und des zweiten Zoom-Systems die Winkelverteilung von Strahlung in dem Beleuchtungsfeld verändert wird.
  28. Optisches System zur Veränderung von Strahlung, die von einer Eintrittsfläche zu einer Austrittsfläche des optischen Systems hindurchtritt, wobei dem optischen System eine Rückkopplungseinrichtung zur Rückführung der durch das optische System in einem ersten Durchtritt hindurchgeführten Strahlung von der Austrittsfläche zu der Eintrittsfläche des optischen Systems zugeordnet ist, wobei die Rückkopplungseinrichtung so eingerichtet ist, dass die von dem optischen System in einem ersten Durchtritt veränderte Strahlung ein zweites Mal in gleicher Durchtrittsrichtung durch das optische System hindurchtritt.
  29. Optisches System nach Anspruch 28, worin das optischen System eine einzelne optische Komponente ist oder durch eine Gruppe von mindestens zwei optischen Komponenten gebildet wird.
  30. Optisches System nach Anspruch 28, worin das optische System mindestens ein optisches Element aus der Gruppe: diffraktives optisches Element, Diffusor und Axiconelement enthält oder durch ein solches optisches Element gebildet wird.
  31. Optisches System nach Anspruch 28, worin die Rückkopplungseinrichtung an einer Eintrittsseite des zweifach durchstrahlten optischen Systems eine polarisationsoptische Einkopplungseinrichtung und an einer Austrittsseite des optischen Systems eine polarisationsoptische Auskoppeleinrichtung sowie eine zwischen der Einkoppeleinrichtung und der Auskoppeleinrichtung angeordnete Polarisationsmanipulationseinrichtung umfasst.
  32. Optisches System nach Anspruch 31, worin die polarisationsoptische Einkoppeleinrichtung und/oder die polarisationsoptische Auskoppeleinrichtung einen polarisationsselektiven Strahlteiler enthält.
  33. Optisches System nach Anspruch 31, worin die polarisationsoptische Einkoppeleinrichtung und/oder die polarisationsoptische Auskoppeleinrichtung und/oder die Polarisationsmanipulationseinrichtung den aus Pockels-Zellen oder Kerr-Zellen bekannten Effekt der Drehung von Polarisationsebenen durch polarisationsoptisch aktive Materialien nutzt.
  34. Optisches System nach Anspruch 31, worin die polarisationsoptische Einkoppeleinrichtung und/oder die polarisationsoptische Auskoppeleinrichtung im Bereich eines im Wesentlichen kollimierten Strahlenganges angeordnet ist.
  35. Optisches System nach Anspruch 28, worin das optische System mindestens ein Zoom-Systems umfasst.
  36. Optisches System nach Anspruch 28, worin das optische System eine Axiconanordnung mit einem ersten Axiconelement mit mindestens einer ersten Axiconfläche und mindestens ein zweites Axiconelement mit mindestens einer zweiten Axiconfläche umfasst.
  37. Optisches System nach Anspruch 36, worin die Axiconanordnung im Bereich einer Pupillenfläche angeordnet ist.
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