DE102008002749A1 - Beleuchtungsoptik für die Mikrolithografie - Google Patents

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Abstract

Eine Beleuchtungsoptik für die Mikrolithografie dient zur Ausleuchtung eines Objektfelds mit Beleuchtungslicht. Ein erster Facettenspiegel (13) hat eine Mehrzahl erster Facetten (19). Ein zweiter Facettenspiegel (14) hat eine Mehrzahl zweiter Facetten (20). Facettenpaare (19, 20) aus jeweils einer Facette des ersten und einer Facette des zweiten Facettenspiegels geben eine Mehrzahl von Ausleuchtungskanälen zur Ausleuchtung des Objektfelds vor. Zumindest einige der Ausleuchtungskanäle haben jeweils ein zugeordnetes Polarisationselement zur Vorgabe eines individuellen Polarisationszustands (x-Pol, y-Pol, xy-Pol, yx-Pol) des im jeweiligen Ausleuchtungskanal geführten Beleuchtungslichts. Es resultiert eine Beleuchtung des Objektfelds, die eine hohe Strukturauflösung einer nachgelagerten Abbildung gewährleistet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik für die Mikrolithografie zur Ausleuchtung eines Objektfelds mit Beleuchtungslicht mit einem ersten Facettenspiegel mit einer Mehrzahl erster Facetten und einem zweiten Facettenspiegel mit einer Mehrzahl zweiter Facetten, wobei Facettenpaare aus jeweils einer Facette des ersten und einer Facette des zweiten Facettenspiegels eine Mehrzahl von Ausleuchtungskanälen zur Ausleuchtung des Objektfelds vorgeben. Ferner betrifft die Erfindung ein Beleuchtungssystem mit einer derartigen Beleuchtungsoptik, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen Beleuchtungssystem, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteils mithilfe einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage und ein mit diesem Herstellungsverfahren hergestelltes mikro- bzw. nanonstrukturiertes Bauteil.
  • Eine derartige Projektionsbelichtungsanlage ist bekannt aus der WO 2006/111319 A2 und aus der US 6,859,328 .
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsoptik der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine Beleuchtung des Objektfelds resultiert, die eine hohe Strukturauflösung einer nachgelagerten Abbildung gewährleistet.
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Beleuchtungsoptik, bei der zumindest einige der Ausleuchtungskanäle jeweils ein zugeordnetes Polarisationselement zur Vorgabe eines individuellen Polarisationszustands des im jeweiligen Ausleuchtungskanal geführten Beleuchtungslichts aufweisen.
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Möglichkeit der Vorgabe vom Ausleuchtungskanal abhängiger individueller Polarisationszustände die Flexibilität bei der Ausleuchtung des Objektfelds um den Freiheitsgrad der Polarisation des Beleuchtungslichts erweitert. Über die den Ausleuchtungskanälen zugeordneten Polarisationselemente lässt sich beispielsweise beleuchtungsrichtungsabhängig und/oder ortsabhängig auf dem Objektfeld ein Polarisationszustand bzw. eine Überlagerung von Polarisationszuständen des auf die Objektfeldpunkte treffenden Beleuchtungslichts vorgeben. Die Polarisation des Beleuchtungslichts kann dann auf die Art und die Verteilung der im Objektfeld vorliegenden, abzubildenden Strukturen abgestimmt werden. Bestimmte Strukturen in einem ersten Abschnitt des Objektfelds können dann mit Beleuchtungslicht einer ersten Polarisation und bestimmte Strukturen in einem anderen Abschnitt des Objektfelds mit Beleuchtungslicht einer von dieser verschiedenen zweiten Polarisation beleuchtet werden. Strukturabhängig lässt sich auf diese Weise eine Verbesserung der Abbildung von im Objektfeld vorliegenden Strukturen, die mit der Beleuchtungsoptik beleuchtet werden, erreichen.
  • Polarisationselemente, die auch bei Projektionsbelichtungsanlagen zum Einsatz kommen können, sind bekannt aus der EP 1 306 665 A2 , der DE 103 27 963 A1 und der US 2006/0221453 A1 .
  • Die Polarisationselemente können die Polarisation des Beleuchtungslichts auf dem ersten Facettenspiegel beeinflussen. In diesem Fall sind die Polarisationselemente im Strahlengang vor den ersten Facettenspiegeln oder direkt auf den ersten Facettenspiegeln angeordnet.
  • Die Polarisationselemente können mit den ersten Facetten verbunden sein. In diesem Fall können die Polarisationselemente beispielsweise gleichzeitig mit den ersten Facetten verstellt werden. Eine Relativjustage der Polarisationselemente zu den ersten Facetten ist dann nicht möglich, aber auch nicht erforderlich.
  • Die Polarisationselemente können die Polarisation des Beleuchtungslichts auf dem zweiten Facettenspiegel beeinflussen. In diesem Fall sind die Polarisationselemente im Strahlengang des Beleuchtungslichts vor dem zweiten Facettenspiegel oder direkt auf dem zweiten Facettenspiegel angeordnet. Je näher die Polarisationselemente im Strahlengang des Beleuchtungslichts dem Objektfeld zugeordnet sind, desto geringer ist die Gefahr, dass ein mit den Polarisationselementen eingestellter Polarisationszustand auf dem Weg zwischen dem Polarisationselement und dem Objektfeld noch gestört wird.
  • Die Polarisationselemente können mit den zweiten Facetten verbunden sein. Die Vorteile einer solchen Verbindung entsprechen denen, die vorstehend in Bezug auf die Verbindung der Polarisationselemente mit den ersten Facetten erläutert wurden.
  • Zumindest einige der Polarisationselemente können als Drahtgitter ausgeführt sein. Ein Drahtgitter stellt ein effektiv wirkendes Polarisationselement dar. Über den Abstand benachbarter Einzeldrähte des Drahtgitters lässt sich ein derartiges Polarisationselement in seiner Wirkung an die Wellenlänge des Beleuchtungslichts anpassen. Ein Drahtgitter kann beispielsweise auch zur Einstellung eines Polarisationszustands von Beleuchtungslicht dienen, das in Form von EUV-Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 5 nm und 30 nm vorliegt.
  • Zumindest einige der Polarisationselemente können eine Variation der Polarisationswirkung über den Querschnitt des ihnen zugeordneten Ausleuchtungskanals aufweisen. Hierüber lässt sich gezielt eine entsprechende Variation der Beleuchtungswirkung herbeiführen. Diese Variation kann je nach der Anordnung eines solchen Polarisationselements im Strahlengang der Beleuchtungsoptik abhängig vom Ort auf dem Objektfeld und/oder abhängig vom Beleuchtungswinkel auf einen Objektfeldpunkt wirken.
  • Die Polarisationselemente oder zumindest einige hiervon können um eine zur Beleuchtungsrichtung parallele Richtung schwenkbar oder drehbar angeordnet sein. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise dann, wenn die Polarisationselemente eine lineare Polarisation des Beleuchtungslichts erzeugen, eine Richtung dieser linearen Polarisation einstellen. Durch Verschwenken der Polarisationselemente ist ein Wechsel zwischen verschiedenen Polarisationszuständen möglich.
  • Die Polarisationselemente oder zumindest einige hiervon können um eine zur Beleuchtungsrichtung senkrechte Richtung verkippbar angeordnet sein. In diesem Fall lässt sich eine Feinabstimmung der Wirkung der Polarisationselemente beispielsweise auf die Wellenlänge des verwendeten Beleuchtungslichts herbeiführen.
  • Das Polarisationselement kann als polarisierender Strahlteiler ausgeführt sein. In diesem Fall kann sowohl das vom Polarisationselement reflektierte als auch das vom Polarisationselement hindurchgelassene Beleuchtungslicht für eine Objektfeldbeleuchtung genutzt werden.
  • Das Polarisationselement kann mehrere Spiegelelemente zur geometrischen Drehung der Polarisation aufweisen. Hierdurch ist eine verlustarme Polarisationsdrehung möglich. Über die Spiegelelemente lässt sich zudem eine Feinjustage der Strahlrichtung des Beleuchtungslichts herbeiführen.
  • Zumindest ein Polarisationselement kann einer Gruppe von Facetten zugeordnet sein. Ein derartiges Polarisationselement kann mit größerer beaufschlagbarer Fläche ausgeführt sein, was dessen Herstellung oftmals vereinfacht. In der Beleuchtungsoptik können Polarisationselemente vorhanden sein, die Facettengruppen zugeordnet sind und zudem Polarisationselemente, die individuellen Facetten zugeordnet sind.
  • Die Anzahl der zweiten Facetten kann größer sein als die Anzahl der ersten Facetten, wobei die ersten Facetten zur Ausleuchtung verschiedener zweiter Facetten und entsprechender Vorgabe unterschiedliche Ausleuchtungskanäle umschaltbar sind. Auf diese Weise lassen sich unterschiedliche Beleuchtungssettings realisieren. Über die Polarisationselemente lassen sich dann für das jeweilige Beleuchtungssetting entsprechende Polarisationszustände vorgeben.
  • Den zweiten Facetten, zwischen denen durch Umschalten erster Facetten gewechselt werden kann, können dann Polarisationselemente mit unterschiedlicher polarisierender Wirkung zugeordnet sein. Auf diese Weise kann beispielsweise bei einem ersten Beleuchtungssetting eine tangentiale Polarisation und bei einem anderen Beleuchtungssetting eine radiale Polarisation eingestellt werden.
  • Der erste Facettenspiegel kann als Feldfacettenspiegel und der zweite Facettenspiegel kann als Pupillenfacettenspiegel ausgeführt sein. Eine derartige Anordnung hat sich in der Praxis zur Vorgabe einer definierten Objektfeldbeleuchtung insbesondere im Zusammenhang mit der Verwendung von EUV-Strahlung als Beleuchtungslicht bewährt.
  • Der zweite Facettenspiegel kann als spekularer Reflektor ausgeführt sein. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise bekannt aus der US 2006/0132747 A1 . Diese Anordnung ermöglicht es, mit dem zweiten Facettenspiegel sowohl die Beleuchtungswinkelverteilung als auch die Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichts über das Objektfeld vorzugeben.
  • Der erste Facettenspiegel kann als facettierter Kollektorspiegel ausgeführt sein. Eine solche Anordnung hat sich insbesondere im Zusammenhang mit dem Einsatz eines spekularen Reflektors bewährt.
  • Die Polarisationselemente können so angeordnet sein, dass das Objektfeld mit tangentialer Polarisation ausleuchtbar ist. Für eine Reihe von Strukturanordnungen im Objektfeld hat sich eine derartige Polarisationsvorgabe als zur Erreichung einer hohen Auflösung wertvoll herausgestellt.
  • Das Polarisationselement kann als freistehende Membran ausgeführt sein. Ein derartiges Polarisationselement kann beispielsweise auch EUV-Strahlung mit hohem Polarisations grad und gleichzeitig ordentlicher Transmission polarisieren. Ein solches Polarisationselement kann auch als polarisierender Strahlteiler eingesetzt werden.
  • Das Polarisationselement kann eine Mehrlagenstruktur aufweisen. Dies begünstigt zum einen einen hohen Polarisationsgrad, der erreicht werden kann, und zum anderen ist hierüber auch ein hoher Reflexionsgrad und/oder Transmissionsgrad des Polarisationselements erreichbar.
  • Das Polarisationselement kann eine Mehrzahl von Bilayern, also Doppellagen, aus Molybdän und Silizium aufweisen. Eine solche Materialkombination und Anordnung hat sich zur Erreichung eines hohen Polarisationsgrades bei gleichzeitig guten Transmissionseigenschaften, insbesondere bei der Verwendung von EUV-Strahlung als Beleuchtungslicht als besonders geeignet herausgestellt.
  • Zumindest einige der Ausleuchtungskanäle können jeweils ein zugeordnetes Abschwächungselement zum Abschwächen des im jeweiligen Ausleuchtungskanals geführten Beleuchtungslichts aufweisen. Derartige Abschwächungselemente können zur Intensitätsbeeinflussung des Beleuchtungslichts im jeweiligen Ausleuchtungskanal herangezogen werden. Dies kann zur gezielten Vorgabe einer Intensitätsverteilung über die Ausleuchtungskanäle und insbesondere zur Kompensation einer beispielsweise durch die Polarisationselemente herbeigeführten Intensitätsinhomogenität über die Ausleuchtungskanäle herangezogen werden.
  • Es können mehrere Typen von Polarisationselementen vorgesehen sein, die typenspezifische Polarisationszustände des Beleuchtungslichts erzeugen, wobei jedem Typ von Polarisationselement ein Typ eines Abschwächungselements zugeordnet ist. Dies verringert den Herstellungsaufwand der Beleuchtungsoptik, da die Polarisationselemente einerseits und die Abschwächungselemente andererseits auf eine bestimmte Anzahl von Grundtypen reduziert werden.
  • Die Abschwächungselemente können die Intensität des Beleuchtungslichts auf dem ersten Facettenspiegel beeinflussen. Hierdurch ist beispielsweise auch eine über das Objektfeld variierende Wirkung der Abschwächungselemente möglich. In diesem Fall sind die Abschwächungselemente im Strahlengang vor dem ersten Facettenspiegel oder direkt am ersten Facettespiegel angeordnet.
  • Die Abschwächungselemente können mit den ersten Facetten verbunden sein. Dies erzwingt eine gemeinsame Verlagerung der Abschwächungselemente und der zugehörigen ersten Facetten.
  • Die Abschwächungselemente können die Intensität des Beleuchtungslichts auf dem zweiten Facettenspiegel beeinflussen. In diesem Fall sind die Abschwächungselemente im Strahlengang des Beleuchtungslichts vor dem zweiten Facettenspiegel oder direkt am zweiten Facettenspiegel angeordnet.
  • Die Abschwächungselemente können mit den zweiten Facetten verbunden sein. Dies erzwingt eine gemeinsame Verstellung der Abschwächungselemente und der zugehörigen zweiten Facetten.
  • Die eingangs genannte Aufgabe ist weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch eine Beleuchtungsoptik für die Mikrolithografie zur Ausleuchtung eines Objektfelds mit Beleuchtungslicht mit mindestens einem Spiegel, wobei auf dem mindestens einen Spiegel ein Polarisationselement in Form eines direkt aufgebrachten Drahtgitters vorhanden ist.
  • Die Vorteile eines Drahtgitters wurden vorstehend bereits erläutert. Die Drahtgitter auf den Facetten können mit unterschiedlicher Orientierung der Einzeldrähte, mit unter schiedlichen Abstandsverläufen der Einzeldrähte oder auch mit unterschiedlicher Stärke der Einzeldrähte ausgeführt sein. Es ergibt sich auf diese Weise eine große Variationsbandbreite von Einflussmöglichkeiten auf den Polarisationszustand des Beleuchtungslichts, welches auf die Facetten des Facettenspiegels trifft.
  • Zumindest einer der Spiegel der Beleuchtungsoptik kann als Facettenspiegel ausgeführt sein, wobei zumindest einige der Facetten ein Polarisationselement in Form eines direkt auf die Facetten aufgebrachten Drahtgitters aufweisen.
  • Der Drahtgitter-Spiegel kann um eine zu einer Reflexionsfläche des Spiegels senkrechte Achse schwenkbar sein. Dies ermöglicht eine Abstimmung insbesondere der Polarisationswirkung entsprechend dem, was vorstehend schon ausgeführt wurde.
  • Die eingangs genannte Aufgabe ist zudem gelöst durch eine Beleuchtungsoptik für die Mikrolithografie zur Ausleuchtung eines Objektfelds mit Beleuchtungslicht mit einem ersten Facettenspiegel mit einer Mehrzahl erster Facetten und einem zweiten Facettenspiegel mit einer Mehrzahl zweiter Facetten, wobei Facettenpaare aus jeweils einer Facette des ersten und einer Facette des zweiten Facettenspiegels eine Mehrzahl von Ausleuchtungskanälen zur Ausleuchtung des Objektfelds vorgeben, wobei zumindest einige der Ausleuchtungskanäle ein zugeordnetes Polarisationselement zur innerhalb des Objektfelds variierenden Vorgabe eines Polarisationszustands des im jeweiligen Ausleuchtungskanal geführten Beleuchtungslichts aufweisen.
  • Die Vorteile entsprechen denen, die vorstehend im Zusammenhang mit der über das Objektfeld variierenden Vorgabe eines Polarisationszustands bereits erläutert wurden. Bei diesem Aspekt der Beleuchtungsoptik muss nicht zwingend ein individueller Polarisationszustand des im jeweiligen Ausleuchtungskanal geführten Beleuchtungslichts generiert werden. Es ist auch möglich, alle Ausleuchtungskanäle in gleicher Weise über das Objektfeld variierend zu beeinflussen.
  • Die eingangs genannte Aufgabe ist bei einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst durch eine Beleuchtungsoptik für die Mikrolithografie zur Ausleuchtung eines Objektfelds mit Beleuchtungslicht mit einem als freistehende Membran ausgeführten Polarisationselement zur Vorgabe eines Polarisationszustands des Beleuchtungslichts.
  • Die Vorteile einer solchen freistehenden Membran wurden bereits erläutert.
  • Die Vorteile eines Beleuchtungssystems mit einer EUV-Strahlungsquelle zur Erzeugung eines Beleuchtungslicht-Bündels und einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik und die Vorteile einer Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen Beleuchtungssystem und einer Projektionsoptik zum Projizieren eines Objektfelds auf ein Bildfeld entsprechen denen, die vorstehend im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik bereits diskutiert wurden. Entsprechendes gilt für die Vorteile einer Projektionsoptik mit einem derartigen Polarisationselement, das insbesondere als freistehende Membran oder auch als Drahtgitter ausgebildet sein kann und für die Vorteile eines EUV-Polarisationselements zum Einsatz in einer Beleuchtungsoptik bzw. einer Projektionsoptik einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage.
  • Auch innerhalb der Projektionsoptik können die verschiedenen Varianten der erfindungsgemäßen Polarisationelemente zum Einsatz kommen. Insbesondere dann, wenn die Projektionsoptik bildseitig eine numerische Apertur derart hat, dass objektfeld- oder bildfeldseitige Abbildungsstrahlengänge unter einem deutlich von Null verschiedenen Einfallswinkel, also schräg, verlaufen, führt eine Polarisationsbeeinflussung des Abbildungslichts zu einer entsprechenden Beeinflussung der Abbildungsqualität der Projektionsoptik.
  • Auch für ein Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Bauteils mit folgenden Verfahrensschritten:
    • – Bereitstellen eines Retikels,
    • – Bereitstellen eines Wafers mit einer für das Beleuchtungslicht lichtempfindlichen Beschichtung,
    • – Projizieren zumindest eines Abschnitts des Retikels auf den Wafer mithilfe der erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage,
    • – Entwickeln der mit dem Beleuchtungslicht belichteten lichtempfindlichen Schicht auf dem Wafer,
    und für ein mit einem derartigen Verfahren hergestellten mikro- bzw. nanostrukturiertes Bauteil gelten Vorteile entsprechend dem, was vorstehend im Zusammenhang mit der Beleuchtungsoptik bereits ausgeführt wurde. Bei einem derartigen Bauteil kann es sich um ein Halbleiterbauelement in Form eines integrierten Schaltkreises, also in Form beispielsweise eines Mikrochips, handeln.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
  • 1 schematisch in einem Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie mit einer Beleuchtungsoptik und einer Projektionsoptik;
  • 2 schematisch und jeweils in einer Aufsicht einen Feldfacettenspiegel sowie einen Pupillenfacettenspiegel der Beleuchtungsoptik nach 1, wobei Ausleuchtungskanälen der Beleuchtungsoptik zugeordnete Polarisationszustände einer Nutzstrahlung der Projektionsbelichtungsanlage, die sich zu ei ner tangentialen Gesamtpolarisationbeleuchtung überlagern, durch unterschiedliche Schraffuren angedeutet sind;
  • 3 und 4 verschiedene Varianten von Feldfacetten des Feldfacettenspiegels nach 2 mit als Drahtgitter ausgeführten, unterschiedlich polarisierend wirkenden Polarisationselementen;
  • 5 vier verschiedene Varianten von Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels nach 2 mit als Drahtgitter ausgeführten, unterschiedlich polarisierend wirkenden Polarisationselementen;
  • 6 und 7 zwei Dipol-Konfigurationen beleuchteter Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels nach 2 mit zugeordneten, wiederum durch unterschiedliche Schraffuren angedeuteten, Polarisationszuständen;
  • 8 in einer zu 2 ähnlichen Darstellung den Feldfacettenspiegel und den Pupillenfacettenspiegel mit einer alternativen Ausleuchtskanal-Zuordnung der Feldfacetten zu den Pupillenfacetten, wobei Abschnitte des Feldfacettenspiegels mit benachbarten Feldfacetten zur Erzeugung gleicher Polarisationszustände der Nutzstrahlung der Projektionsbelichtungsanlage, die sich zu einer Gesamtpolarisation der Objektfeldausleuchtung ergänzen, ausgeführt sind;
  • 9 ein Ausführungsbeispiel eines Polarisationselements zur Ausleuchtung des Feldfacettenspiegels entsprechend der abschnittsweisen Polarisationszuordnung nach 8;
  • 10 eine weitere Ausführung eines Polarisationselements zur Ausleuchtung des Feldfacettenspiegels mit der abschnittsweisen Polarisationszuordnung nach 8;
  • 11 eine weitere Ausführung eines Polarisationselements, das einer einzelnen Facette des Feldfacettenspiegels oder des Pupillenfacettenspiegels zugeordnet ist;
  • 12 eine weitere Ausführung einer Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage nach 1 mit einem spekularen Reflektor;
  • 13 schematisch die Wirkung einer Ausleuchtungskanälen des spekularen Reflektors zugeordneten Verteilung verschiedener Poarisationszustände auf eine Objektfeldausleuchtung mit der Beleuchtungsoptik nach 12;
  • 14 in einer zu 2 ähnlichen Darstellung die Wirkung einer Intensitätskorrektur auf den Feldfacetten des Feldfacettenspiegels mithilfe zugeordneter Abschwächungselemente zur Kompensation einer Intensitätsbeeinflussung durch nicht dargestellte Polarisationselemente;
  • 15 eine weitere Ausführung eines Polarisationselements zur Erzeugung eines Polarisationszustands der Nutzstrahlung in einer perspektivischen Darstellung;
  • 16 das Polarisationselement nach 15 in einer Seitenansicht;
  • 17 eine Ausschnittsvergrößerung aus 16; und
  • 18 eine Ansicht des Polarisationselements nach 15 mit zur Strahlrichtung der Nutzstrahlung paralleler Blickrichtung.
  • 1 zeigt schematisch in einem Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie. Ein Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Das Objektfeld 5 kann rechteckig oder bogenförmig mit einem x/y-Aspektverhältnis von beispielsweise 13/1 gestaltet sein. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 5 angeordnetes und in der 1 nicht dargestelltes Retikel, das eine mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 zur Herstellung mikro- bzw. nanostrukturierter Halbleiter-Bauelemente zu projizierende Struktur trägt. Eine Projektionsoptik 7 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 8 in einer Bildebene 9. Abgebildet wird die Struktur auf dem Retikel auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 8 in der Bildebene 9 angeordneten Wafers, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
  • Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle mit einer emittierten Nutzstrahlung im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Es kann sich dabei um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine GDPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, Gas Discharge Produced Plasma), oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, Laser Produced Plasma) handeln. Auch andere EUV-Strahlungsquellen, beispielsweise solche, die auf einem Synchrotron basieren, sind möglich.
  • EUV-Strahlung 10, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 11 gebündelt. Ein entsprechender Kollektor ist beispielsweise aus der EP 1 225 481 A bekannt. Nach dem Kollektor 11 propagiert die EUV-Strahlung 10 durch eine Zwischenfokusebene 12, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 13 trifft. Der Feldfacettenspiegel 13 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Objektebene 6 optisch konjugiert ist.
  • Die EUV-Strahlung 10 wird nachfolgend auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungslicht oder als Abbildungslicht bezeichnet.
  • Nach dem Feldfacettenspiegel 13 wird die EUV-Strahlung 10 von einem Pupillenfacettenspiegel 14 reflektiert. Die EUV-Strahlung 10 trifft auf die beiden Facettenspiegel 13, 14 unter einem Einfallswinkel auf, der kleiner oder gleich 25° ist. Die beiden Facettenspiegel werden also im Bereich eines normal incidence-Betriebs mit der EUV-Strahlung 10 beaufschlagt. Der Pupillenfacettenspiegel 14 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die eine Pupillenebene der Projektionsoptik 7 darstellt bzw. zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 7 optisch konjugiert ist. Mithilfe des Pupillenfacettenspiegels 14 und einer abbildenden optischen Baugruppe in Form einer Übertragungsoptik 15 mit in der Reihenfolge des Strahlengangs für die EUV-Strahlung 10 bezeichneten Spiegeln 16, 17 und 18 werden Feldfacetten 19 (vgl. 2) des Feldfacettenspiegels 13 einander überlagernd in das Objektfeld 5 abgebildet. Der letzte Spiegel 18 der Übertragungsoptik 15 ist ein Spiegel für streifenden Einfall („Grazing incidence Spiegel”). Die Übertragungsoptik 15 wird zusammen mit dem Pupillenfacettenspiegel 14 auch als Folgeoptik zur Überführung der EUV-Strahlung 10 vom Feldfacettenspiegel 13 hin zum Objektfeld 5 bezeichnet.
  • Zur Erleichterung der Erläuterung von Lagebeziehungen wird nachfolgend ein kartesisches xyz-Koordinatensystem verwendet. Die x-Achse verläuft in der 1 senkrecht zur Zeichenebene auf den Betrachter zu. Die y-Achse verläuft in der 1 nach rechts. Die z-Achse verläuft in der 1 nach oben.
  • Das Retikel, das von einem nicht dargestellten Retikelhalter gehalten ist, und der Wafer, der von einem nicht dargestellten Waferhalter gehalten ist, werden beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 synchron in der y-Richtung gescannt.
  • In ausgewählten der nachfolgenden Figuren ist ein lokales xyz-Koordinatensystem eingezeichnet, wobei die x-Achse parallel zur x-Achse nach der 1 verläuft und die y-Achse mit dieser x-Achse die optische Fläche des jeweiligen optischen Elements aufspannt.
  • 2 zeigt schematisch die Anordnung der Feldfacetten 19 auf dem Feldfacetten 13 sowie die Anordnung von Pupillenfacetten 20 auf dem Pupillenfacettenspiegel 14. Die Feldfacetten 19 sind rechteckig und haben ein x/y-Aspektverhältnis, das dem x/y-Aspektverhältnis des Objektfelds 5 entspricht. Die Pupillenfacetten 20 sind rund. Dargestellt sind auf dem Feldfacetten 13 siebenunddreißig Feldfacetten 19, die den ebenfalls dargestellten Pupillenfacetten 20 des Pupillenfacettenspiegels 14 zugeordnet sind, sodass auf jeweils eine der Feldfacetten 19 treffende Anteile der Nutzstrahlung 10 über die zugeordnete Pupillenfacette 20 weiter zum Objektfeld 5 geführt werden. Durch die beiden Facettenspiegel 13, 14 ist daher eine Mehrzahl von Ausleuchtungskanälen definiert, die die Nutzstrahlung 10 kanalweise hin zum Objektfeld 5 führen. Insgesamt liegen bei der in der 2 dargestellten Ausführung siebenunddreißig derartige Ausleuchtungskanäle vor. Auf den Pupillenfacetten 20 wird in jedem der Ausleuchtungskanäle die Strahlungsquelle 3 abgebildet.
  • Ingesamt liegen auf dem Feldfacettenspiegel 13 vier verschiedene Typen von Feldfacetten 19a, 19b, 19c, 19d vor, die aufgrund von nachfolgend noch erläuterten Polarisationselementen unterschiedlich auf die Polarisation der einfallenden Nutzstrahlung 10 wirken, die also unterschiedliche Polarisationszustände bei der Reflexion der Nutzstrahlung 10 an den Feldfacetten 19 erzeugen.
  • Auf dem Feldfacettenspiegel 13 liegt eine Feldfacette des Typs 19a vor, die keinen Einfluss auf den Polarisationszustand der unpolarisiert auf den Feldfacettenspiegel 13 treffenden Nutzstrahlung 10 hat, sodass die Nutzstrahlung 10 nach der Feldfacette des Typs 19a weiterhin unpolarisiert vorliegt.
  • Auf dem Feldfacettenspiegel 13 liegen insgesamt vierzehn Feldfacetten des Typs 19b vor, die statistisch über den Feldfacettenspiegel 13 verteilt sind. Die Feldfacetten des Typs 19b erzeugen aus der unpolarisiert einfallenden Nutzstrahlung 10 linear in x-Richtung polarisierte, also x-polarisierte Nutzstrahlung 10. Dieser Polarisationszustand x-Pol ist rechts in der 2 angedeutet.
  • Der Feldfacettenspiegel 13 hat weiterhin insgesamt vierzehn Feldfacetten des Typs 19c, die aus der unpolarisiert einfallenden Nutzstrahlung 10 linear in y-Richtung, also y-polarisierte Nutzstrahlung 10 erzeugen. Auch dieser Polarisationszustand y-Pol ist in der 2 rechts angedeutet.
  • Der Feldfacettenspiegel 13 hat weiterhin acht Feldfacetten des Typs 19d, die aus der unpolarisiert eintreffenden Nutzstrahlung 10 unter 45° zur x- und zur y-Achse linear polarisierte Nutzstrahlung erzeugen. Vier der Feldfacetten des Typs 19d erzeugen dabei einen linearen Polarisationszustand „xy” der zwischen dem II. und IV. Quadranten des xy-Koordinatensystems schwingt, und vier Feldfacetten des Typs 19d erzeugen einen Polarisationszustand „yx”, der zwischen dem I. und III. Quadranten des xy-Koordinatensystems schwingt. Diese beiden Polarisationszustände werden nachfolgend als xy-Polarisation oder als yx-Polarisation bezeichnet und sind ebenfalls in der 2 rechts dargestellt.
  • Auch die Feldfacetten der Typen 19c und 19d sind statistisch über den Feldfacettenspiegel 13 verteilt angeordnet.
  • Zur Erzeugung der Polarisationszustände „x-polarisiert”, „y-polarisiert”, „xy-polarisiert” und „yx-polarisiert” dienen Polarisationselemente 21, 22, 23, 24 auf den Feldfacetten der Typen 19b bis 19d. Die Polarisationselemente 21 bis 24 sind als entsprechend dem jeweiligen Polarisationszustand orientierte Drahtgitter aus äquidistanten Einzeldrähten 25 aus geführt. Bei den Polarisationselementen 21 bis 24 handelt es sich also um Drahtpolarisatoren. Diese können entsprechend dem Aufsatz von H. Tamada et. al. „Al Wire-grid polarizer using the s-polarization resonance effect at the 0,8 μm wavelength band", Opticsletters, Vol. 22, No. 6, 1999, S. 419 ff., ausgeführt sein.
  • Die Polarisationselemente 21 bis 24 beeinflussen die Polarisation der Nutzstrahlung 10 auf dem Feldfacettenspiegel 13. Die Polarisationselemente 21 bis 24 sind mit dem Feldfacettenspiegel 13 verbunden.
  • Bei den Feldfacetten des Typs 19b sind die Einzeldrähte 25 des Polarisationselements 21 zur Erzeugung der x-Polarisation äquidistant nebeneinander und in y-Richtung orientiert angeordnet. Bei den Feldfacetten des Typs 19b sind die Einzeldrähte 25 des Polarisationselements 22 zur Erzeugung der y-Polarisation äquidistant nebeneinander und in x-Richtung orientiert angeordnet. Bei den die xy-Polarisation erzeugenden Feldfacetten des Typs 19d sind die Einzeldrähte 25 des Polarisationselement 23 unter einem Winkel von +45° zur x-Achse, also in der 3 von links unten nach rechts oben verlaufend, und äquidistant zueinander angeordnet. Bei den die yx-Polarisation erzeugenden Feldfacetten des Typs 19d sind die Einzeldrähte 25 des Polarisationselements 24 unter einem Winkel von –45° zur x-Achse, also in der 3 von links oben nach rechts unten verlaufend, und äquidistant zueinander angeordnet.
  • Die Einzeldrähte 25 verlaufen bei den Polarisationselementen 21 bis 24 also jeweils senkrecht zum Schwingungsvektor des hiermit eingestellten Polarisationszustands.
  • Entsprechend den Polarisationszuständen, die von den Feldfacetten der Typen 19a bis 19d des Feldfacettenspiegels 13 nach 2 erzeugt wurden, sind auf den über die Ausleuchtungskanäle zugeordneten Pupillenfacetten 20 entsprechende individuelle Polarisationszustände gegeben. Die Feldfacette des Typs 19a lenkt ihren Anteil der Nutzstrahlung 10 auf die zentrale Pupillenfacette 20 um, die nachfolgend auch als Pupillenfacette 20a bezeichnet ist. Die Feldfacetten des Typs 19b lenken ihren Anteil der Nutzstrahlung 10 auf vierzehn einen y-Dipol aufspannenden Pupillenfacetten 20 um, die nachfolgend auch als Pupillenfacetten des Typs 20b bezeichnet werden. Die Feldfacetten des Typs 19b lenken ihren Anteil der Nutzstrahlung 10 auf vierzehn einen x-Dipol aufspannenden Pupillenfacetten 20 um, die nachfolgend auch als Pupillenfacetten des Typs 20c bezeichnet werden. Diejenigen Feldfacetten des Typs 19d, die xy-Polarisation erzeugen, lenken ihren Anteil der Nutzstrahlung 10 auf Pupillenfacetten 20, die zwischen den Dipol-Pupillenfacetten der Typen 20b und 20c im I. und III. Quadranten des Pupillenfacettenspiegels 14 angeordnet sind. Diese Pupillenfacetten werden nachfolgend auch als Pupillenfacetten des Typs 20d bezeichnet. Diejenigen Feldfacetten des Typs 19d, die yx-Polarisation erzeugen, lenken ihren Anteil der Nutzstrahlung 10 auf Pupillenfacetten 20, die zwischen den Dipol-Pupillenfacetten der Typen 20b und 20c im II. und IV. Quadranten des Pupillenfacettenspiegels 14 angeordnet sind. Auch diese Pupillenfacetten werden als Pupillenfacetten des Typs 20d bezeichnet.
  • Insgesamt wird auf dem Pupillenfacettenspiegel 14 also eine zu einem Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 14 tangentiale Anordnung der linearen Polarisationszustände der einzelnen Anteile der Nutzstrahlung 10 erzeugt.
  • Die Verteilung der Polarisationszustände auf den Pupillenfacetten 20 des Pupillenfacettenspiegels 14, die in der 2 dargestellt ist, kann alternativ auch durch den Pupillenfacetten 20 zugeordnete Polarisationselemente 26 bis 29 erzeugt werden, die beispielhaft in der 5 dargestellt sind. Soweit derartige Polarisationselemente 26 bis 29 vorgesehen sind, die die Polarisation der Nutzstrahlung 10 auf dem Pupillenfacettenspiegel 14 beeinflussen, kann auf mit den Feldfacetten 19 verbundene Polarisationselemente verzichtet werden.
  • Für den Fall einer den Pupillenfacetten 20 zugeordneten Polarisationsbeeinflussung bleibt die zentrale Pupillenfacette 20a unverändert, da sie gerade keine Polarisationsbeeinflus sung erzeugen soll, die unpolarisiert vom Feldfacettenspiegel 13 einfallende Nutzstrahlung 10 also unpolarisiert reflektieren soll.
  • Die vierzehn in Form eines y-Dipols angeordneten Pupillenfacetten des Typs 20b tragen die Polarisationselemente 26, deren Einzeldrähte 25 parallel äquidistant zueinander in der y-Richtung verlaufen. Die vierzehn in Form eines x-Dipols angeordneten Pupillenfacetten des Typs 20c tragen die Polarisationselemente 27, deren Einzeldrähte 25 parallel äquidistant zueinander in der x-Richtung verlaufen. Diejenigen Pupillenfacetten des Typs 20d, die zu xy-polarisierten Ausleuchtungskanälen gehören, tragen die Polarisationselemente 28 mit einem Verlauf parallel zueinander angeordneter Einzeldrähte 25 mit einem Winkel von +45° zur x- und zur y-Achse, in der 5 also von links unten nach rechts oben. Diejenigen Pupillenfacetten des Typs 20d, die zu yx-polarisierten Ausleuchtungskanälen gehören, tragen die Polarisationselemente 29 mit einem Verlauf parallel zueinander angeordneter Einzeldrähte 25 mit einem Winkel von –45° zur x- und zur y-Achse, in der 5 also von links oben nach rechts unten.
  • Die beiden vorstehend erläuterten Varianten von Anordnungen der Polarisationselemente 21 bis 24 auf den Feldfacetten 19 und von Anordnungen der Polarisationselemente 26 bis 29 auf den Pupillenfacetten 20 erzeugen jeweils die gleiche tangentiale Gesamtpolarisation der Nutzstrahlung 30, mit der dann das Objektfeld 5 ausgeleuchtet wird.
  • Die Einzeldrähte 25 können direkt auf den optischen Flächen der Feldfacetten 19 und/oder der Pupillenfacetten 20 aufgebracht sein.
  • 4 zeigt am Beispiel einer Feldfacette 19 eine weitere Variante eines Polarisationselements 30. Dieses hat eine Mehrzahl von Einzeldrähten 25 entsprechend den Ausführungen der Polarisationselemente 21 bis 24. Die Einzeldrähte 25 des Polarisationselements 30 sind jedoch nicht äquidistant zueinander angeordnet, sondern beim Polarisationselement 30 mit in der 4 von links nach rechts kontinuierlich zunehmendem Abstand zueinander. Die Einzeldrähte 25 verlaufen beim Polarisationselement 30 parallel zueinander in der y-Richtung. Aufgrund der Abstandsvariation der Einzeldrähte 25 des Polarisationselements 30 resultiert eine entsprechende kontinuierliche Variation des erzeugten Polarisationszustands x-Pol in der x-Richtung. Beispielsweise kann der durch das Polarisationselement 30 erzeugte Polarisationszustand in der 4 am linken Rand zu einem hohen Anteil linear x-polarisiert sein, während dieser Anteil der linearen x-Polarisation in der 4 nach rechts hin kontinuierlich abnimmt, wobei beispielsweise am rechten Rand der Feldfacette 19 der 4 nur noch gering linear x-polarisiertes Licht oder sogar unpolarisierte Nutzstrahlung 10 vorliegen kann. Entsprechend wird das Objektfeld 5 von der Feldfacette 19 mit dem Polarisationselement 30 mit in x-Richtung variierender Polarisation der Nutzstrahlung 10 beleuchet.
  • Alternativ zur vorstehend erläuterten, direkten Aufbringung der Einzeldrähte 25 auf den Feldfacetten 19 und den Pupillenfacetten 20 können die Polarisationselemente 21 bis 24 sowie 26 bis 30 auch als von den Facetten 19, 20 separate Bauelemente ausgeführt sein. Die Polarisationselemente 21 bis 24 bzw. 26 bis 30 können dann als selbsttragende Drahtgitterpolarisatoren ausgeführt sein.
  • Derartige, von den Facetten 19, 20 separate Polarisationselemente können um eine zur Beleuchtungsrichtung, also zur z-Richtung in der 2, parallele Richtung schwenkbar angeordnet sein, sodass über derartige Polarisationselemente die Richtung der linearen Polarisation beispielsweise von einer x-Polarisation zu einer reinen y-Polarisation kontinuierlich vorgegeben werden kann. Mit derartigen Polarisationselementen kann beispielsweise der tangentiale Gesamt-Polarisationszustand bei der Ausleuchtung des Pupillenfacettenspiegels 14 nach 2 hin zu einem radialen Polarisationszustand verändert werden, bei dem die Ausleuchtungskanäle zu den Pupillenfacetten des Typs 20b in y-Richtung polarisiert sind, die Pupillenfacetten des Typs 20c in x-Richtung polarisiert sind und die Pupillenfacetten des Typs 20d in xy-Richtung bzw. in yx-Richtung polarisiert sind, sodass die linearen Polarisationsrichtungen der Ausleuchtungskanäle aller Pupillenfacetten 20 jeweils in etwa in radialer Richtung verlaufen.
  • Wenn die Polarisationselemente 21 bis 24 oder 26 bis 30 als zu den Facetten 19, 20 separate Komponenten ausgebildet sind, kann eine derartige Komponente auch mehreren der Facetten 19, 20 zugeordnet sein. So ist es beispielsweise möglich, dass eines der Polarisationselemente 21 bis 24 oder 30 den beiden in der 2 beim Feldfacettenspiegel 13 rechts unten dargestellten Feldfacetten des Typs 19b zugeordnet ist. Soweit ein solches, mehreren Facetten 19, 20 zugeordnetes separates Polarisationselement vorgesehen ist, kann dies ebenfalls zur Änderung des Polarisationszustands verschwenkbar sein, wobei dann die Polarisationszustände aller diesem Polarisationselement zugeordneter Ausleuchtungskanäle in gleicher Weise verstellt werden.
  • Derartige separate Polarisationselemente können als freitragende Drahtgitter oder auch als auf einem Träger aufgebrachte Drahtgitter ausgeführt sein, wobei es sich bei dem Träger um einen für die Nutzstrahlung 10 transmissiven oder um einen für die Nutzstrahlung 10 reflektiven Träger handeln kann.
  • Wenn die Polarisationselemente als zu den Feldfacetten 19 bzw. zu den Pupillenfacetten 20 separate Komponenten ausgeführt sind, können Polarisationselemente nach Art der Polarisationselemente 21 bis 24 sowie 26 bis 30 auch in einer Wechselhalter-Anordnung vorgesehen sein. Dies ist in der 1 angedeutet. Benachbart zum Pupillenfacettenspiegel 13 ist ein Polarisationselement-Wechselhalter 30a angeordnet, in dessen Gehäuse Polarisationselemente 21 bis 24 sowie 30 untergebracht sind. Wie durch einen Doppelpfeil angedeutet, kann ein aktuell aktives Polarisationselement vor dem Feldfacettenspiegel 13, welches in der 1 gestrichelt wiedergegeben ist, durch eines der im Polarisationselement-Wechselhalter 30a untergebrachten Polarisationselemente 21 bis 24, 30 ausgetauscht werden.
  • Alternativ und zusätzlich kann auch benachbart zum Pupillenfacettenspiegel 14 ein Polarisationselement-Wechselhalter vorhanden sein, wie in der 1 bei 30b angedeutet. Die Funktion des dem Pupillenfacettenspiegel 14 zugeordneten Polarisations-Wechselhalters 30b entspricht derjenigen, die vorstehend im Zusammenhang mit dem Polarisations-Wechselhalter 30a erläutert wurde, der dem Feldfacettenspiegel 13 zugeordnet ist. Im Polarisations-Wechselhalter 30b, der dem Pupillenfacettenspiegel 14 zugeordnet ist, können Polarisationselemente nach Art der vorstehend beschriebenen Polarisationselemente 26 bis 29 in einer Wechselhalter-Anordnung vorgesehen sein.
  • 6 und 7 zeigen weitere mögliche Anordnungen von Pupillenfacetten 20 auf einem Pupillenfacettenspiegel 14. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
  • Bei der Anordnung nach 6 liegt eine x-Dipolanordnung aus insgesamt vierzehn Pupillenfacetten 20 vor. Es handelt sich dabei um eine Anordnung, die derjenigen der Pupillenfacetten des Typs 20c bei der Ausführung nach 2 entspricht. Die Nutzstrahlung 10 in den zugehörigen Ausleuchtungskanälen ist in der y-Richtung polarisiert.
  • Bei der Anordnung nach 7 liegt eine y-Dipolanordnung aus insgesamt vierzehn Pupillenfacetten 20 vor. Es handelt sich dabei um eine Anordnung, die derjenigen der Pupillenfacetten des Typs 20b bei der Ausführung nach 2 entspricht. Die Nutzstrahlung 10 in den zugehörigen Ausleuchtungskanälen ist in der x-Richtung polarisiert.
  • Prinzipiell ist es bei einer Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 auch möglich, zwischen den ausgeleuchteten Pupillenfacetten-Konfigurationen nach den 6 und 7 umzuschalten. Hierzu können die Feldfacetten 19 des Feldfacettenspiegels 13, die den Pupillenfacetten 20 zugeordnet sind, zwischen verschiedenen Kippstellungen umgeschaltet werden, wie dies beispielsweise aus der US 6,658,084 B2 bekannt ist. Die zugehörigen Feldfacet ten 19 sind dann um eine zu einer Reflexionsfläche des Feldfacettenspiegels 13 senkrechte Achse schwenkbar. Der Pupillenfacettenspiegel 14 hat dann sowohl die Pupillenfacetten 20, die die x-Dipolkonfiguration nach 6 erzeugen, als auch die Pupillenfacetten 20, die die y-Dipolkonfiguration nach 7 erzeugen. Bei einer Kippstellung der Feldfacetten 19 werden die Pupillenfacetten 20 in der Konfiguration nach 6 und in der anderen Kippstellung der Feldfacetten 19 die Pupillenfacetten 20 in der Konfiguration nach 7 mit der Nutzstrahlung 10 beaufschlagt.
  • Zusätzlich können natürlich noch weitere Pupillenfacetten für andere Ausleuchtungskonfigurationen vorgesehen sein.
  • Beim Umschalten der Feldfacettenspiegel 19 zur Ausleuchtung einer vorgegebenen Konfiguration von Pupillenfacettenspiegeln 20 kann gleichzeitig, soweit separate, den Ausleuchtungskanälen zugeordnete Polarisationselemente vorgesehen sind, der Polarisationszustand jedes Ausleuchtungskanals individuell oder gruppenweise vorgegeben werden. Beim Umschalten der vierzehn Feldfacetten 19 zum Wechseln zwischen den Pupillenfacetten-Ausleuchtungskonfigurationen nach den 6 und 7 wird zusätzlich durch Drehen der entsprechenden separaten Polarisationselemente zwischen der y-Polarisation der Konfiguration nach 6 und der x-Polarisation der Konfiguration nach 7 gewechselt.
  • 8 zeigt eine weitere Polarisationskonfiguration der Ausleuchtungskanäle in einer zu 2 ähnlichen Darstellung. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 bereits erläutert wurden, haben die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
  • Beim Feldfacettenspiegel 13 in der Polarisationskonfiguration nach 8 liegen drei Feldfacettenspiegelabschnitte 31, 32, 33 zu jeweils mehreren nebeneinander liegenden Facettenzeilen vor.
  • Der in der 8 oben dargestellte erste Feldfacettenspiegelabschnitt 31 hat insgesamt sechs Zeilen von Feldfacetten 19, die in drei Facettenspalten angeordnet sind, wobei die beiden obersten Facettenzeilen durch Feldfacetten 19 gebildet sind, die lediglich in der mittleren Facettenspalte angeordnet sind. Ein in der 8 in der Mitte des Feldfacettenspiegels 13 dargestellter zweiter Feldfacettenspiegelabschnitt 32 weist drei Feldfacettenzeilen auf, die nach Art versetzter Mauersteine angeordnet sind. Der in der 8 unten dargestellte dritte Feldfacettenabschnitt 33 stellt ein Spiegelbild des oberen Feldfacettenabschnitts 31 dar, gespiegelt um eine zur xz-Ebene parallele Ebene, die den Mittelpunkt der optisch wirksamen Fläche des Feldfacettenspiegels 13 enthält.
  • Im oberen Feldfacettenspiegelabschnitt 31 liegt, bedingt durch den Einsatz von Polarisationselementen 22, eine y-Polarisation vor. Im mittleren Feldfacettenabschnitt 32 liegen Ausleuchtungskanäle vor, in denen keine Polarisationsbeeinflussung der unpolarisiert eintreffenden Nutzstrahlung 10 erfolgt. Im unteren Feldfacettenabschnitt 33 liegt, bedingt durch den Einsatz von Polarisationselementen 21, eine x-Polarisation der Nutzstrahlung 10 vor.
  • Die Zuordnung der Feldfacetten 19 zu den Pupillenfacetten 20 ist bei der Anordnung nach 8 so, dass die in der 8 beim Pupillenfacettenspiegel 14 angegebene Polarisationskonfiguration vorliegt. In Bezug auf die x-Dipolkonfiguration und die y-Dipolkonfiguration stimmen die Polarisationskonfigurationen des Pupillenfacettenspiegels 14 nach den 8 und 2 überein. Diejenigen Pupillenfacetten 20, die bei der Konfiguration nach 2 den Pupillenfacettentypen 20a und 20d zugeordnet waren, sind bei der Konfiguration nach 8 allesamt unpolarisiert ausgeleuchtet.
  • Polarisationselemente zum Polarisieren der Nutzstrahlung 10, die die Feldfacettenspiegelabschnitte 31 bis 33 ausleuchtet, können benachbart zum Feldfacettenspiegel 13 so angeordnet sein, dass einzelne Polarisationselemente gleichzeitig die Polarisation aller Feldfacetten 19 eines der Feldfacettenspiegelabschnitte 31 und 33 beeinflussen. Beispiele derartiger Polarisationselemente werden nachfolgend beschrieben.
  • 9 zeigt schematisch einen Ausschnitt des Strahlengangs der Nutzstrahlung 10, die durch Strahlen 34, 35, 36 angedeutet ist, zwischen der Zwischenfokusebene 12 und dem Feldfacettenspiegel 13. Der in der 9 obere Strahl 34 und in der 9 mittlere Strahl 35 geben zwei Randstrahlen vor, die gerade noch auf ein Polarisationselement 37 in Form eines polarisierenden Strahlteilers treffen, dessen genauerer Aufbau nachfolgend noch erläutert wird. Die Nutzstrahlung 10 ist vor dem Polarisationselement 37 unpolarisiert. Das Polarisationselement 37 ist so ausgeführt, dass p-polarisierte, also parallel zur Zeichenebene der 9 polarisierte Strahlen durchgelassen und s-polarisierte, also senkrecht zur Zeichenebene der 9 polarisierte Strahlen reflektiert werden. Die durchgelassenen Strahlen werden nachfolgend mit dem Index d und die reflektierten Strahlen mit dem Index r bezeichnet.
  • Die Strahlen 34d und 35d, die y-polarisiert sind, treffen auf den Feldfacettenspiegel 13 im Bereich des Feldfacettenspiegelabschnitts 31. Die vom Polarisationselement reflektierten Strahlen 34r, 35r, die x-polarisiert sind, werden von einem weiteren Umlenkspiegel 38 reflektiert und treffen anschließend auf den Feldfacettenspiegelabschnitt 33. Zwischen dem Polarisationselement 37 und dem Umlenkspiegel 38 hindurchgehende unpolarisierte Nutzstrahlung 10 (vergleiche den Strahl 36) trifft direkt ohne weitere Umlenkung von der Zwischenfokusebene 12 auf den Feldfacettenspiegel 13 im Bereich des Feldfacettenspiegelabschnitts 32.
  • Von den in der 9 nicht näher dargestellten Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 13 aus werden die Strahlen 34d, 35d, 36, 34r, 35r hin zu den Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels 14 reflektiert.
  • Als polarisierende Strahlteiler ausgeführte Polarisationselemente können auch einzelnen der Facetten 19, 20 zugeordnet sein, wobei ein derartiges Polarisationselement in der Re gel zumindest zwei Facetten und damit zwei Ausleuchtungskanälen zugeordnet ist, nämlich dem Ausleuchtungskanal, der mit der Nutzstrahlung 10 beaufschlagt wird, der vom polarisierenden Strahlteiler durchgelassen wird, und der Ausleuchtungskanal, der mit Nutzstrahlung beaufschlagt wird, die vom polarisierenden Strahlteiler reflektiert wird. Derartige individuelle polarisierende Strahlteiler können in Form eines Polarisationselement-Arrays vor dem Feldfacettenspiegel 13 oder vor dem Pupillenfacettenspiegel 14 angeordnet sein.
  • 10 zeigt eine weitere Ausführung zur Ausleuchtung einer Polarisationskonfiguration des Feldfacettenspiegels 13 nach 8. Ein Polarisationselement 39 hat dabei drei Spiegel 40, 41, 42 zur geometrischen Drehung einer einfallenden Polarisation der Nutzstrahlung 10. In der 10 von links in positiver z-Richtung einfallende Nutzstrahlung 10, von der zunächst zwei einzelne Strahlen 44, 45 dargestellt sind, wird zunächst von einem y-Polarisator 43 in y-Richtung linear polarisiert. Der in der 10 untere Strahl 45 trifft dann ohne weitere Umlenkung auf den Feldfacettenspiegelabschnitt 31 des Feldfacettenspiegels 13. Der Spiegel 40 ist als Strahlteiler ausgeführt. Der einfallende, in der 10 obere Strahl 44 trifft auf den Spiegel 40. Der vom Spiegel 40 durchgelassene Anteil des Strahls 44, 44d, durchtritt anschließend einen Depolarisator 46 und trifft unpolarisiert auf den mittleren Feldfacettenspiegelabschnitt 32 des Feldfacettenspiegels 13. Der vom Spiegel 40 reflektierte Anteil des Strahls 44, 44r wird vom Spiegel 40 zunächst in positiver y-Richtung umgelenkt, hierdurch ändert sich die Polarisationsrichtung, sodass der Strahl 44r zwischen den Spiegeln 40 und 41 z-polarisiert ist. Anschließend wird der Strahl 44r vom Spiegel 41 in positive x-Richtung umgelenkt, wobei die z-Polarisation erhalten bleibt. Anschließend wird der Strahl 44r vom Spiegel 42 wieder in positive z-Richtung umgelenkt, wodurch die z-Polarisation in eine x-Polarisation überführt wird. Der so x-polarisierte Strahl 44r trifft dann auf den Feldfacettenspiegelabschnitt 33 des Feldfacettenspiegels 13.
  • 11 zeigt schematisch die Wirkung eines Polarisationselements 47, das genau zwei Ausleuchtungskanälen zugeordnet ist. Die einfallende Nutzstrahlung 10 ist in Form eines unpolarisiert einfallenden Strahls 48 dargestellt. Das Polarisationselement 47 ist als polarisierender Strahlteiler ausgeführt. Der einfallende Strahl 48 wird zum Teil vom Polarisationselement reflektiert (48r) und ist dann s-polarisiert. Der vom Polarisationselement 47 durchgelassene Anteil des Strahls 48 (48d) ist p-polarisiert. Der durchgelassene Anteil 48d wird anschließend von einem Umlenkspiegel 49 umgelenkt. Durch entsprechende Einstellung der Kippungen des Polarisationselements 47 einerseits und des Umlenkspiegels 49 andererseits lassen sich die Strahlrichtungen der Strahlen 48r, 48d unabhängig voneinander auf vorgegebene Facetten 19, 20 des Feldfacettenspiegels 13 oder des Pupillenfacettenspiegels 14 lenken.
  • 12 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Beleuchtungsoptik 4 der Projektionsbelichtungsanlage 1. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 11 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
  • Von der Strahlungsquelle 3, die ebenfalls als LPP-Quelle ausgebildet sein kann, ausgehende Nutzstrahlung 10 wird zunächst von einem ersten Kollektor 50 gesammelt und trifft dann auf einen Freiformkollektor 51 mit einem zeilen- und spaltenweise angeordneten Array aus insbesondere ellipsoidal ausgeformten Kollektorfacetten 52. Bei dem Kollektor 50 kann es sich um einen Parabolspiegel handeln, der die Strahlungsquelle 3 in die Zwischenfokusebene 12 abbildet bzw. das Licht der Strahlungsquelle 3 auf den Zwischenfokus in der Zwischenfokusebene 12 fokussiert. Der Kollektor 50 kann so betrieben werden, dass er vor der Nutzstrahlung 10 mit Einfallswinkeln nahe 0° beaufschlagt wird. Der Kollektor 50 wird dann nahe der senkrechten Inzidenz (normal incidence) betrieben und daher auch als normal incidence-(NI-)Spiegel bezeichnet.
  • Dem Freiformkollektor 51 ist ein spekularer Reflektor 53 nachgeordnet. Dieser weist ein zeilen- und spaltenweise angeordnetes Array aus Spekularfacetten 54 auf. Der spekulare Reflektor 53 ist in einem Bereich zwischen einer konjugierten Pupillenebene und einer konjugierten Feldebene der Projektionsoptik 7 angeordnet, die dem Objektfeld 5 im Strahlengang der Nutzstrahlung 10 nachfolgt. Die Kollektorfacetten 52 sind den Spekularfacetten 54 jeweils individuell zugeordnet, sodass auf jeweils eine der Kollektorfacetten 52 treffende Anteile der Nutzstrahlung 10 über die zugeordnete Spekularfacette 54 weiter zum Objektfeld 5 in der Objektebene 6 geführt werden. Auch durch die beiden Facettenspiegel 51, 53 ist somit eine Mehrzahl von Ausleuchtungskanälen entsprechend der Beleuchtungsoptik 4 bei der Ausführung aus den 1 bis 11 definiert, die die Nutzstrahlung 10 kanalweise hin zum Objektfeld 5 führen. Anders als bei der Beleuchtungsoptik 4 nach den 1 bis 11 werden die Ausleuchtungskanäle im Objektfeld 5 nicht überlagert, sondern leuchten das Objektfeld 5 aneinander angrenzend aus.
  • Das Prinzip des spekularen Reflektors ist bekannt aus der US 2006/0132747 A1 .
  • Sowohl den Kollektorfacetten 52 als auch den Spekularfacetten 54 können Polarisationselemente entsprechend denjenigen, die vorstehend im Zusammenhang mit den 1 bis 11 erläutert wurden, zugeordnet sein. Dies ist nachfolgend anhand der 13 beispielhaft erläutert. Der spekulare Reflektor 53 hat in der schematischen Darstellung nach 13 insgesamt fünfundzwanzig Spekularfacetten 54, die zeilen- und spaltenweise in einem 5×5-Raster angeordnet sind. Die Spekularfacetten 54 der ersten, in der 13 obersten Zeile und der letzten, in der 13 untersten Zeile gehören zu Ausleuchtungskanälen, denen Polarisationselemente beispielsweise nach Art des Polarisationselements 21 nach 3 zugeordnet sind, die zu einer x-Polarisation der Nutzstrahlung 10 führen. Die zweite und die vierte Zeile der Spekularfacetten 54 gehören zu Ausleuchtungskanälen, die über Polarisationselemente beispielsweise nach Art des Polarisationselements 22 nach 3 eine y-Polarisation der Nutzstrahlung 10 erzeugen. Die mittlere Zeile der Spekularfacetten 54 gehört zu unpolarisierten Ausleuchtungskanälen.
  • Die Anordnung der derart polarisationskonfigurierten Spekularfacetten 54 ist derart, dass in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 nach 12 eine Polarisationskonfiguration resultiert, die in der 13 rechts dargestellt ist. Gezeigt sind fünf ausgewählte Teilbereiche einer Pupille 55. In einem Zentralbereich 56 liegt unpolarisierte Nutzstrahlung vor. In einem oberen Bereich 57 und in einem unteren Bereich 58 liegt x-polarisierte Nutzstrahlung 10 vor. In einem rechten Bereich 59 und in einem linken Bereich 60 liegt y-polarisierte Nutzstrahlung 10 vor. Auch hier resultiert daher eine angenähert tangentiale Polarisationskonfiguration bei der Ausleuchtung des Objektfelds, wobei diese Ausleuchtung aus Teilfeldbeleuchtungen 61 zusammengesetzt ist, wie beispielsweise in der 13 unten schematisch angedeutet.
  • 14 zeigt eine weitere Ausführung eines Feldfacettenspiegels und eines Pupillenfacettenspiegels in einer zu 2 ähnlichen Darstellung. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 13 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
  • Entsprechend der im Zusammenhang mit der 8 bereits erläuterten Unterteilung des Feldfacettenspiegels 13 in drei Feldfacettenspiegelabschnitte 31, 32, 33 weisen die diesen Abschnitten 31 bis 33 zugeordneten Feldfacetten 19 bei der Ausführung nach 14 Abschwächungselemente 62 zum individuellen Abschwächen von Nutzstrahlung 10 auf, die über den Feldfacetten 19 zugeordnete Ausleuchtungskanäle geführt wird. Der in der 14 unten dargestellte Feldfacettenspiegelabschnitt 33 hat dabei keine Abschwächungselemente. Die Feldfacetten 19 des mittleren Feldfacettenabschnitts 32 tragen jeweils Abschwächungselemente 62 eines ersten Typs 62a. Diese Abschwächungselemente 62 sind als rechteckige Blendenkörper ausgeführt, die sich über die gesamte Breite der Feldfacetten 19 in x-Richtung erstrecken. Die Abschwächungselemente vom Typ 62a erstrecken sich in y-Richtung in etwa über 1/3 der gesamten y-Erstreckung der Feldfacetten 19. Die Abschwächungselemente 62 können als Absorber, als Reflektoren oder auch als Graufilter ausgeführt sein.
  • In den drei Facettenzeilen des Feldfacettenabschnitts 32 liegen die Abschwächungselemente vom Typ 62a an verschiedenen y-Positionen auf den jeweiligen Feldfacetten 19 vor. In der obersten Feldfacettenzeile des Feldfacettenspiegelabschnitts 32 schwächen die Abschwächungselemente 62a das oberste Drittel der Feldfacetten 19, in der mittleren Zeile das mittlere Drittel und in der unten Zeile das untere Drittel der Feldfacetten 19.
  • Im Feldfacettenspiegelabschnitt 31, der in der 14 oben dargestellt ist, liegen ebenfalls als rechteckige Blendenkörper ausgeführte Abschwächungselemente des Typs 62b vor, die sich ebenfalls über die gesamte x-Erstreckung der Feldfacetten 19 erstrecken, jedoch im Unterschied zu den Abschwächungselementen vom Typ 62a in etwa die Hälfte der y-Erstreckung der Feldfacetten 19 abschwächen. Die genaue Position des geschwächten y-Abschnitts der gesamten y-Erstreckung der jeweiligen Feldfacetten 19 ist dabei statistisch über die Feldfacetten 19 des Feldfacettenabschnitts 31 verteilt. Manche der Feldfacetten 19 im Feldfacettenabschnitt 31 werden im in der 14 oberen Bereich abgeschwächt, manche im unteren Bereich und manche in einem mittleren Bereich.
  • Mit den Abschwächungselementen 62 wird ein Lichtverlust in den Ausleuchtungskanälen kompensiert, der über die Einstellung einer Polarisationskonfiguration nach Art der in 8 dargestellten Konfiguration kompensiert wird. Dies wird nachfolgend unter der Annahme erläutert, dass bei der Herstellung einer bestimmten Polarisationskonfiguration Nutzstrahlung 10, die auf den Feldfacettenspiegelabschnitt 33 trifft, zwei Umlenkungen mehr erfährt, als Nutzstrahlung 10, die auf den Feldfacettenspiegelabschnitt 31 trifft und eine Umlenkung mehr erfährt, als Nutzstrahlung 10, die auf den Feldfacettenspiegelabschnitt 32 trifft. Der zusätzliche Lichtverlust aufgrund der Umlenkungen wird durch Einführen eines Lichtverlusts über die Abschwächungselemente 62 so kompensiert, dass alle Ausleuchtungskanäle zur Beleuchtung des Objektfelds 5 mit der gleichen Stärke der Nutzstrahlung 10 beitragen. Dies ist schematisch in der 14 rechts dargestellt, die die Ausleuchtungsintensität der Pupillenfacetten 20 des Pupillenfacettenspiegels 14 bei über die Abschwächungselemente 62 realisierter Intensitätskompensation darstellt. Alle Pupillenfacetten 20 des Pupillenfacettenspiegels 14 werden aufgrund der Kompensation mit der gleichen Intensität ausgeleuchtet. Es resultiert eine entsprechend gleichmäßige Ausleuchtung des Objektfelds 5 über alle Ausleuchtungskanäle.
  • Die Abschwächungselemente 62 können, damit eine in x-Richtung über das Objektfeld 5 abhängige Intensitätsbeeinflussung erfolgt, auch von einer Rechteckform abweichen und längs der x-Richtung eine Konturierung aufweisen.
  • Je nach Zuordnung der Abschwächungselemente verschiedener Typen, beispielsweise der Typen 62a, 62b, zu den Ausleuchtungskanälen lässt sich weiterhin eine bestimmte Beleuchtungsparameter beeinflussende Wirkung der Abschwächungselemente gezielt erzeugen oder vermeiden. Beispiele für derartige Beleuchtungsparameter sind die Elliptizität sowie die Telezentrie der Beleuchtung des Objektfelds 5.
  • Entsprechende Abschwächungselemente zur Beeinflussung der Intensität der Nutzstrahlung 10 in den Ausleuchtungskanälen können auch an anderer Stelle der jeweiligen Ausleuchtungskanäle vorgesehen sein, beispielsweise am Pupillenfacettenspiegel 14. Dort können als Abschwächungselemente ringförmige Blenden, die einzelnen Pupillenfacetten 20 zugeordnet sind, vorgesehen sein. Dies kann insbesondere zur Korrektur von Inhomogenitäten der Intensitätsverteilung bei der Ausleuchtung der Pupillenfacetten 20 herangezogen werden.
  • Anhand der 15 bis 18 wird nachfolgend die Ausführung eines als polarisierender Strahlteiler ausgeführten Polarisationselements 63 beschrieben, das beispielsweise als das Polarisationselement 37 nach 9 oder als das Polarisationselement 47 nach 11 eingesetzt werden kann. Das Polarisationselement 63 ist als freistehende Membran mit einer Mehrlagenstruktur ausgeführt. Nähere Details zum Mehrlagenaufbau des Polarisationselements 63 ergeben sich aus der vergrößerten Schnittdarstellung der 17. Die Membran ist aufgebaut aus einer Mehrzahl von Bilayern aus Molybdän einerseits und Silizium andererseits, wobei beispielsweise dreißig derartiger Bilayer aufeinander folgen können. Jeder der Bilayer hat eine Gesamtstärke d, die sich aus der Summe der Stärken der beiden den Bilayer aufbauenden Lagen aus Molybdän einerseits und Silizium andererseits zusammensetzen, von 10 nm, sodass die gesamte Membran mit den dreißig Bilayer eine Stärke d von etwa 300 nm hat.
  • Eine Schichtspannung in der freistehenden Membran, also in dem freistehenden Multilayer, kann über ein Schichtdickenverhältnis der Molybdänschicht einerseits zur Siliziumschicht andererseits innerhalb eines Bilayers, also innerhalb einer Periode, eingestellt werden. Dieses Schichtdickenverhältnis wird auch bezeichnet als
    Figure 00320001
    wobei gilt:
  • Δ(Mo):
    Schichtdicke der Molybdänlage des Bilayers;
    Δ(Si):
    Schichtdicke der Siliziumlage des Bilayers.
  • Es gilt zudem: Δ(Mo) + Δ(Si) = d.
  • Das Polarisationselement 63 wird von der Nutzstrahlung 10 unter einem Einfallswinkel α von etwa 45° durchstrahlt. Das Polarisationselement 63 hat einen Einfallswinkelbereich von etwa 2°, innerhalb dem eine Transmission s-polarisierter Nutzstrahlung 10 von unter 0,1% vorliegt, wohingegen p-polarisierte Nutzstrahlung 10 eine Transmission von etwa 20% aufweist. Ein linearer Polarisationsgrad liegt daher bei über 99%. Durch Änderung des Einfallswinkels α kann das Polarisationselement 63 in seiner linear polarisierenden Wirkung auf eine Änderung der Wellenlänge der einfallenden Nutzstrahlung 10 abgestimmt werden.
  • Da das Polarisationselement 63 extrem dünn ist, führt eine Verkippung des Polarisationselements 63 zur Anpassung der polarisierenden Wirkung (vergleiche Doppelpfeil 64 in der 16) nicht zu einer Richtungsänderung oder zu einem Versatz der durchgehenden Nutzstrahlung 10d.
  • Durch eine Verschwenkung des Polarisationselements 63 um die Strahlrichtung der Nutzstrahlung 10 (vergleiche Doppelpfeil 65 in der 18) kann die lineare Polarisationsrichtung der durchgelassenen Nutzstrahlung 10d eingestellt werden. Gleichzeitig ändert sich sowohl die Polarisationsrichtung als auch die Strahlrichtung der reflektierten Nutzstrahlung 10r.
  • Die Mehrlagenstruktur mit den beispielsweise dreißig Bilayern kann freistehend ausgeführt sein, kann auf eine Membran beispielsweise aus Silizium oder Siliziumnitrid aufgebracht sein oder kann auf ein Stützgitter oder auf eine Kombination einer Membran mit einem Stützgitter aufgebracht sein. Eine freistehende Mehrlagenanordnung kann erzeugt werden, indem die Mehrlagenstruktur zunächst auf eine Membran aufgedampft wird und Letztere dann durch einen Ätzprozess entfernt wird.
  • Soweit weniger hohe Anforderungen an die polarisierende Wirkung des Polarisationselements 63 gestellt werden, kann dieses auch aus einer geringeren Anzahl von Bilayern, beispielsweise aus achtzehn Bilayern, gefertigt werden.
  • Abschwächungselemente nach Art der Abschwächungselemente 62 können auch bei einer Beleuchtungsoptik 4 mit einem spekularen Reflektor nach Art der Beleuchtungsoptik nach 12 zum Einsatz kommen.
  • Polarisationselemente und insbesondere Drahtgitter-Polarisatoren nach Art derjenigen, die vorstehend beispielsweise unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 erläutert wurden, sind nicht auf den Einsatz auf Facetten eines Facettenspiegels und auch nicht auf den Einsatz in der Beleuchtungsoptik 4 beschränkt. Derartige Drahtgitter-Polarisatoren können auch auf nicht in Facetten unterteilten Spiegeln der Beleuchtungsoptik 4 und/oder der Projektionsoptik 7 vorgesehen sein. Auch derartige, nicht unterteilte Drahtgitter-Spiegel können zur Vorgabe der Polarisationsrichtung verdrehbar gelagert sein.
  • Auch die Anwendung der freistehenden Membran 63 ist nicht auf den Strahlengang der Nutzstrahlung 10 innerhalb der Beleuchtungsoptik 4 beschränkt. Die freistehende Membran 63 kann auch beispielsweise innerhalb der Projektionsoptik 7 im Abbildungsstrahlengang der Nutzstrahlung 10 zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 8 vorgesehen sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (42)

  1. Beleuchtungsoptik (4) für die Mikrolithografie zur Ausleuchtung eines Objektfelds (5) mit Beleuchtungslicht (10) – mit einem ersten Facettenspiegel (13; 51) mit einer Mehrzahl erster Facetten (19; 52) und einem zweiten Facettenspiegel (14; 53) mit einer Mehrzahl zweiter Facetten (20; 54), wobei Facettenpaare (19, 20; 52, 54) aus jeweils einer Facette des ersten und einer Facette des zweiten Facettenspiegels eine Mehrzahl von Ausleuchtungskanälen zur Ausleuchtung des Objektfelds (5) vorgeben, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Ausleuchtungskanäle jeweils ein zugeordnetes Polarisationselement (21 bis 24; 26 bis 30; 37; 39; 47; 63) zur Vorgabe eines individuellen Polarisationszustands des im jeweiligen Ausleuchtungskanal geführten Beleuchtungslicht (10) aufweisen.
  2. Beleuchtungsoptik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarisationselemente (21 bis 24; 30; 37; 39; 47; 63) die Polarisation des Beleuchtungslichts (10) auf den ersten Facettenspiegeln (13; 51) beeinflussen.
  3. Beleuchtungsoptik nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarisationselemente (21 bis 24; 30) mit den ersten Facetten (19; 52) verbunden sind.
  4. Beleuchtungsoptik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarisationselemente (26 bis 29; 47; 63) die Polarisation des Beleuchtungslichts (10) auf dem zweiten Facettenspiegel (14; 53) beeinflussen.
  5. Beleuchtungsoptik nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarisationselemente (26 bis 29) mit den zweiten Facetten (14; 54) verbunden sind.
  6. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Polarisationselemente (21 bis 24; 26 bis 30) als Drahtgitter ausgeführt sind.
  7. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Polarisationselemente (30) eine Variation der Polarisationswirkung über den Querschnitt des ihnen zugeordneten Ausleuchtungskanals aufweisen.
  8. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarisationselemente (21 bis 24; 26 bis 30; 37; 39; 47; 63) um eine zur Beleuchtungsrichtung (z) parallele Richtung schwenkbar (65) angeordnet sind.
  9. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarisationselemente (21 bis 24; 26 bis 30; 37; 39; 47; 63) um eine zur Beleuchtungsrichtung (z) senkrechte Richtung verkippbar (64) angeordnet sind.
  10. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 5 sowie 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Polarisationselement (37; 47; 63) als polarisierender Strahlteiler ausgeführt ist.
  11. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 5 sowie 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Polarisationselement (39) mehrere Spiegelelemente (40 bis 42) zur geometrischen Drehung der Polarisation aufweist.
  12. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Polarisationselement (37; 39; 47; 63) einer Gruppe von Facetten (19, 20; 52, 54) zugeordnet ist.
  13. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der zweiten Facetten (20; 54) größer ist als die Anzahl der ersten Fa cetten (19; 52), wobei die ersten Facetten (19; 52) zur Ausleuchtung verschiedener zweiter Facetten (20; 54) und entsprechender Vorgabe unterschiedliche Ausleuchtungskanäle umschaltbar sind.
  14. Beleuchtungsoptik nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass den zweiten Facetten (20; 54), zwischen denen durch Umschalten erster Facetten (19; 52) gewechselt werden kann, Polarisationselemente (21 bis 24; 26 bis 30; 37; 39; 47; 63) mit unterschiedlicher polarisierender Wirkung zugeordnet sind.
  15. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Facettenspiegel (13) als Feldfacettenspiegel und der zweite Facettenspiegel (14) als Pupillenfacettenspiegel ausgeführt ist.
  16. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche bis 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Facettenspiegel (53) als spekularer Reflektor ausgeführt ist.
  17. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 14 sowie 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Facettenspiegel (51) als facettierter Kollektorspiegel ausgeführt ist.
  18. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarisationselemente (21 bis 24; 26 bis 30; 37; 39; 47; 63) so angeordnet ist, dass das Objektfeld (5) mit tangentialer Polarisation ausleuchtbar ist.
  19. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Polarisationselement (63) als freistehende Membran ausgeführt ist.
  20. Beleuchtungsoptik nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Polarisationselement (63) eine Mehrlagenstruktur aufweist.
  21. Beleuchtungsoptik nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Polarisationselement (63) eine Mehrzahl von Bilayern aus Molybdän und Silizium hat.
  22. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Ausleuchtungskanäle jeweils ein zugeordnetes Abschwächungselement (62) zum Abschwächen des im jeweiligen Ausleuchtungskanals geführten Beleuchtungslichts (10) aufweisen.
  23. Beleuchtungsoptik nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch mehrere Typen von Polarisationselementen (21 bis 24; 26 bis 30; 37; 39; 47; 63), die typenspezifische Polarisationszustände des Beleuchtungslichts (10) erzeugen, wobei jedem Typ von Polarisationselement ein Typ (62a, 62b) eines Abschwächungselements zugeordnet ist.
  24. Beleuchtungsoptik nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschwächungselemente (62) die Intensität des Beleuchtungslichts (10) auf dem ersten Facettenspiegel (13; 51) beeinflussen.
  25. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschwächungselemente (62) mit den ersten Facetten (19; 52) verbunden sind.
  26. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschwächungselemente (62) die Intensität des Beleuchtungslichts (10) auf dem zweiten Facettenspiegel (14; 53) beeinflussen.
  27. Beleuchtungsoptik nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschwächungselemente (62) mit den zweiten Facetten (20; 54) verbunden sind.
  28. Beleuchtungsoptik (4) für die Mikrolithografie zur Ausleuchtung eines Objektfeldes (5) mit Beleuchtungslicht (10) – mit mindestens einem Spiegel (13, 14; 51, 53) dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Spiegel (13, 14; 51, 53) ein Polarisationselement (21 bis 24, 26 bis 30) in Form eines direkt auf den Spiegel (13, 14; 51, 53) aufgebrachten Drahtgitters aufweist.
  29. Beleuchtungsoptik nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Spiegel als Facettenspiegel (13, 14; 51, 53) ausgeführt ist, wobei zumindest einige der Facetten (19, 20; 52, 54) ein Polarisationselement (21 bis 24, 26 bis 30) in Form eines direkt auf die Facetten (19, 20; 52, 54) aufgebrachten Drahtgitters aufweisen.
  30. Beleuchtungsoptik nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Drahtgitter-Spiegel (13, 14; 51, 53) um eine zu einer Reflexionsfläche des Drahtgitter-Spiegels (13, 14; 51, 53) senkrechte Achse schwenkbar ist.
  31. Beleuchtungsoptik (4) für die Mikrolithografie zur Ausleuchtung eines Objektfelds (5) mit Beleuchtungslicht (10) – mit einem ersten Facettenspiegel (13; 51) mit einer Mehrzahl erster Facetten (19; 52) und einem zweiten Facettenspiegel (14; 53) mit einer Mehrzahl zweiter Facetten (20; 54), wobei Facettenpaare (19, 20; 52, 54) aus jeweils einer Facette des ersten und einer Facette des zweiten Facettenspiegels eine Mehrzahl von Ausleuchtungskanälen zur Ausleuchtung des Objektfelds (5) vorgeben, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Ausleuchtungskanäle jeweils ein zugeordnetes Polarisationselement (30) zur innerhalb des Objektfelds (5) variierenden Vorgabe eines Polarisationszustands des im jeweiligen Ausleuchtungskanal geführten Beleuchtungslichts (10) aufweisen.
  32. Beleuchtungsoptik (4) für die Mikrolithografie zur Ausleuchtung eines Objektfelds (5) mit Beleuchtungslicht (10) gekennzeichnet durch ein als freistehende Membran (63) ausgeführtes Polarisationselement zur Vorgabe eines Polarisationszustands des Beleuchtungslichts (10).
  33. Beleuchtungssystem – mit einer EUV-Strahlungsquelle (3) zur Erzeugung eines Beleuchtungslicht-Bündels (10), – mit einer Beleuchtungsoptik (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 32.
  34. Projektionsbelichtungsanlage – mit einem Beleuchtungssystem nach Anspruch 33, – mit einer Projektionsoptik (7) zum Projizieren eines Objektfelds (5) auf ein Bildfeld (8).
  35. Projektionsoptik zum Einsatz in einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass im Abbildungsstrahlengang der Projektionsoptik (7) zwischen dem Objektfeld (5) und dem Bildfeld (8) mindestens ein Polarisationselement zur Vorgabe eines Polarisationszustands des Abbildungslichts (10) angeordnet ist.
  36. Projektionsoptik nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Polarisationselement (63) als freistehende Membran ausgeführt ist.
  37. Projektionsoptik nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Polarisationselement als Drahtgitter ausgeführt ist, das direkt auf einem der Spiegel der Projektionsoptik (7) aufgebracht ist.
  38. EUV-Polarisationselement zum Einsatz in einer Beleuchtungsoptik (4) und/oder in einer Projektionsoptik (7) einer Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 34 bis 37.
  39. Polarisationselement nach Anspruch 38, gekennzeichnet durch eine Ausführung als freistehende Membran.
  40. Polarisationselement nach Anspruch 38, gekennzeichnet durch eine Ausführung als Drahtgitter.
  41. Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Bauteils mit folgenden Verfahrensschritten: – Bereitstellen eines Retikels, – Bereitstellen eines Wafers mit einer für das Beleuchtungslicht (10) lichtempfindlichen Beschichtung, – Projizieren zumindest eines Abschnitts des Retikels auf den Wafer mithilfe der Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 34, – Entwickeln der mit dem Beleuchtungslicht (10) belichteten lichtempfindlichen Schicht auf dem Wafer.
  42. Bauteil, hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 41.
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