DE102009016456A1 - Beleuchtungsoptik für die Mikrolithografie - Google Patents

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Abstract

Eine Beleuchtungsoptik (2) für die Mikrolithografie dient zur Ausleuchtung eines Objektfelds (3). Ein optischer Stab (19) mit stirnseitigen Ein- und Austrittsflächen (18, 20) ist für Beleuchtungslicht durchlässig. Der Stab (19) ist derart ausgestaltet, dass das Beleuchtungslicht an Mantelwänden des Stabs (19) durch mehrfache innere Totalreflexion gemischt und homogenisiert wird. Ein optisches Beleuchtungswinkel-Vorgabeelement (8) ist vor dem Stab (19) angeordnet. Das Vorgabeelement (8) dient zur Vorgabe einer Beleuchtungswinkelverteilung über das Objektfeld (3) über eine Winkelbeeinflussung des Beleuchtungslichts (7). Diese Beeinflussung ist derart, dass in einer dem optischen Beleuchtungswinkel-Vorgabeelement (8) nachfolgenden Pupillenebene (15) der Beleuchtungsoptik (2), die vor dem Stab (19) angeordnet ist, eine vorgegebene Intensitätsverteilung (37) vorliegt. Mindestens ein Filter (25) ist in oder nahe einer weiteren Pupillenebene (23) der Beleuchtungsoptik (2) nach dem Stab (19) zum selektiven Abschwächen von Anteilen (39) des Beleuchtungslichts angeordnet. Es resultiert eine Beleuchtungsoptik, mit der auch Beleuchtungssettings realisiert werden können, die von einer durch den Stab erzwungenen Symmetrie abweichen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik für die Mikrolithografie zur Ausleuchtung eines Objektfelds
    • – mit einem für Beleuchtungslicht durchlässigen optischen Stab mit stirnseitigen Ein- und Austrittsflächen, der derart ausgestaltet ist, dass das Beleuchtungslicht an Mantelwänden des Stabes durch mehrfache innere Totalreflexion gemischt und homogenisiert wird,
    • – mit einem vor dem Stab angeordneten optischen Beleuchtungswinkel-Vorgabeelement zur Vorgabe einer Beleuchtungswinkelverteilung über das Objektfeld über eine Winkelbeeinflussung des Beleuchtungslichts derart, dass in einer dem optischen Beleuchtungswinkel-Vorgabeelement nachfolgenden Pupillenebene der Beleuchtungsoptik, die vor dem Stab angeordnet ist, eine vorgegebene Intensitätsverteilung vorliegt.
  • Eine Beleuchtungsoptik der eingangs genannten Art ist bekannt aus der DE 195 20 563 A1 . Weitere Beleuchtungsoptiken sind bekannt aus der WO 2005/006079 A1 , der WO 2003/046663A2 , der DE 10 2007 055 443 A , der US 7,209,218 A , der US 2003/0038931 A , der US 6,704,092 A und der JP 2007/27240 A .
  • Soweit bei den bekannten Beleuchtungsoptiken das Beleuchtungswinkel-Vorgabeelement vor dem Stab angeordnet ist, sind die einstellbaren Beleuchtungswinkelverteilungen auf Settings beschränkt, die zu Spiegelsymmetrieebenen symmetrisch sind, die von den Seitenhalbierenden der Ein- bzw. Austrittsfläche des Stabes definiert sind. Bestimmte anspruchsvolle Beleuchtungsaufgaben können mit diesen Settings nicht realisiert werden.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsoptik der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass auch von der durch den Stab erzwungenen Symmetrie abweichende Beleuchtungssettings realisiert werden können.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Beleuchtungsoptik der eingangs genannten Art mit mindestens einem Filter, der mindestens einen Filter aufweist, der in oder nahe einer weiteren Pupillenebene der Beleuchtungsoptik, die nach dem Stab angeordnet ist, zum selektiven Abschwächen von Anteilen des Beleuchtungslichts angeordnet ist.
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es auch trotz der Verwendung eines optischen Stabes möglich ist, nach dem Stab ein von der durch den Stab erzwungenen Symmetrie abweichendes Beleuchtungssetting einzustellen. Es wurde darüber hinaus erkannt, dass die durch den Einsatz eines Stabes erreichten Vorteile bei der Mischung und Homogenisierung des Beleuchtungslichts die Nachteile überwiegen, die durch eine nachträgliche Schwächung des Beleuchtungslichts resultieren. Überraschend hat sich herausgestellt, dass die Verwendung eines Stabes mit einem nachgeordneten Filter trotz des Lichtverlustes am Filter zu einer qualitativ hochwertigen und praktisch beliebig einstellbaren Beleuchtungswinkelverteilung führt, sodass auch sehr anspruchsvolle Beleuchtungsaufgaben realisiert werden können. Derartige Beleuchtungsaufgaben ergeben sich beispielsweise bei der Herstellung von DRAMs insbesondere dann, wenn ein verkipptes Liniengitter abgebildet werden soll.
  • Der Filter kann mindestens eine Blende zum selektiven Blocken von Beleuchtungslichtanteilen aufweisen. Ein Filter mit mindestens einer Blende zum selektiven Blocken von Beleuchtungslichtanteilen ist einfach realisierbar.
  • Der Filter kann einen Polarisationsfilter aufweisen. Ein solcher Polarisationsfilter erlaubt eine Polarisationsanpassung des Beleuchtungslichts. Der Polarisationsfilter kann eine lineare Polarisation erzeugen. Bei dieser kann es sich beispielsweise um eine tangentiale Polarisation und insbesondere um eine Polarisation senkrecht zu einer Dipolachse handeln.
  • Der Polarisationsfilter kann als Dünnschichtpolarisator ausgeführt sein. Ein solcher Dünnschichtpolarisator erlaubt eine hoch effiziente Erzeugung polarisierten Beleuchtungslichts.
  • Der Filter kann in eine gerade Anzahl von separaten Filterabschnitten unterteilt sein. Eine gerade Anzahl von separaten Filterabschnitten erlaubt eine Erzeugung beispielsweise eines Dipolsettings aus einer Quadrupol-Verteilung nach dem Stab oder auch die Erzeugung eines rotierten Quadrupol-Settings aus einer Multipol-Verteilung.
  • Das optische Beleuchtungswinkel-Vorgabeelement kann als diffraktives optisches Element ausgeführt sein. Ein diffraktives optisches Element erlaubt eine gezielte Vorgabe insbesondere mehrpoliger Beleuchtungssettings mit geringen Lichtverlusten. Auch eine mikrooptische Ausführung des optischen Beleuchtungswinkel-Vorgabeelements ist möglich. Dem optischen Beleuchtungswinkel-Vorgabeelement kann eine Zoom-Optik für das Beleuchtungslicht nachgeordnet sein. Durch die Zoom-Optik, die beispielsweise über ein Zoom-Axicon herbeigeführt werden kann, ist eine Vergrößerung der maximalen Beleuchtungswinkel, die von der Beleuchtungsoptik zur Verfügung gestellt werden können, möglich.
  • Zusätzlich kann die Beleuchtungsoptik ein optisches Beleuchtungsintensitäts-Vorgabeelement aufweisen, das in oder nahe einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik angeordnet ist. Ein solches Beleuchtungsintensitäts-Vorgabeelement dient zur Vorgabe einer Beleuchtungsintensitätsverteilung über das Objektfeld über eine Winkelbeeinflussung des Beleuchtungslichts. Ein Beleuchtungsintensitäts-Vorgabeelement erlaubt eine Anpassung eines Querschnitts eines Beleuchtungsstrahls an den Querschnitt der Eintrittsfläche des optischen Stabes. Das Beleuchtungsintensitäts-Vorgabeelement kann ebenfalls als diffraktives optisches Element ausgeführt sein.
  • Das optische Beleuchtungsintensitäts-Vorgabeelement kann als Mikrolinsen-Array ausgeführt sein. Eine refraktive Ausführung des Beleuchtungsintensitäts-Vorgabeelements erlaubt bei moderaten Herstellungskosten eine ausreichend genaue Vorgabe der Beleuchtungsintensitätsverteilung. Auch eine diffraktive Ausführung des Beleuchtungsintensitäts-Vorgabeelements ist möglich.
  • Mindestens ein als Blende oder Graufilter ausgeführter Filter kann auf einem Blenden-Wechselhalter angeordnet sein. Ein solcher Blenden-Wechselhalter ermöglicht es, gesteuerte Wechsel gewünschter Beleuchtungswinkelvorgaben, also gewünschter Beleuchtungssettings, vorzunehmen. Soweit nur ein einziger Filter auf den Blenden-Wechselhalter vorgesehen ist, ist ein Wechsel zwischen einem durch den Filter abgeschwächten und einen durch den Filter nicht abgeschwächten Beleuchtungszustand möglich.
  • Mindestens ein als Polarisationsfilter ausgeführter Filter kann auf einem weiteren Blenden-Wechselhalter angeordnet sein. Ein solcher weiterer Blenden-Wechselhalter erlaubt es, eine Polarisationseinstellung unabhängig von einer Intensitätsvorgabe in der Pupillenebene, in der der Filter wirksam ist, vorzunehmen. Dies vergrößert bei einer gegebenen Anzahl von Filtern die Kombinationsmöglichkeiten bei der Settingvorgabe. Alternativ zu der Ausgestaltung, bei der ein Grauwert-Setting und ein Polarisations-Setting mit unabhängigen Blenden-Wechselhaltern erreicht wird, ist es auch möglich, Blenden oder Graufilter einerseits und Polarisationsfilter andererseits auf ein und demselben Blenden-Wechselhalter unterzubringen. Soweit genau ein Polarisationsfilter auf den Blenden-Wechselhalter vorgesehen ist, ist beispielsweise ein Wechsel zwischen einem über den Polarisationsfilter polarisierten und einem über diesen nicht polarisierten Beleuchtungszustand möglich.
  • Die Vorteile eines Beleuchtungssystems mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik und einer Lichtquelle sowie die Vorteile einer Projektionsbelichtungsanlage mit einem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem, einem Retikelhalter zum Halten eines Retikels in einer Objektebene, einem Projektionsobjektiv zur Abbildung des Objektfelds in ein Bildfeld in einer Bildebene und mit einem Waferhalter zum Halten eines Wafers in der Bildebene entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik bereits erläutert wurden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
  • 1 eine schematische Übersicht einer Mikrolithografie-Projektionsbelichtungsanlage in einem Meridionalschnitt;
  • 2 stärker schematisch als 1 und ebenfalls in einem Meridionalschnitt Komponenten einer Beleuchtungsoptik der Mikrolithografie-Projektionsbelichtungsanlage zur Veranschaulichung der Wirkung eines pupillendefinierenden diffraktiven optischen Elements sowie eines optischen Stabes auf eine Beleuchtungswinkelverteilung, die durch die Beleuchtungsoptik in einer Objektebene erzeugt wird;
  • 3 in einer zu 2 ähnlichen Darstellung die Wirkung eines Filters mit zwei Blendenabschnitten in einer dem optischen Stab nachgeordneten Pupillenebene;
  • 4 in einer zur 3 ähnlichen Darstellung die Wirkung einer weiteren Ausführung eines Filters mit zwei Blendenabschnitten und zwei Polarisationsfilterabschnitten in der dem Stab nachgeordneten Pupillenebene;
  • 5 in einer zu 3 ähnlichen Darstellung eine alternative Beleuchtungsoptik mit einer weiteren Ausführung eines pupillendefinierenden diffraktiven optischen Elements sowie einer weiteren Ausführung eines in der dem optischen Stab nachgeordneten Pupillenebene angeordneten Filters mit vier Blendenabschnitten; und
  • 6 in einer zu 1 ähnlichen Darstellung eine Projektionsbelichtungsanlage mit zwei Blenden-Wechselhaltern, die in bzw. nahe einer Pupillenebene angeordnet sind, die dem Stab nachgeordnet ist.
  • Eine Mikrolithografie-Projektionsbelichtungsanlage 1 hat ein Beleuchtungssystem mit einer Beleuchtungsoptik 2 zur Ausleuchtung eines definierten Beleuchtungs- bzw. Objektfelds 3 am Ort eines Retikels 4, welches eine für die Produktion mikrostrukturierter bzw. mikroelektronischer Halbleiterbauelemente zu projizierende Vorlage darstellt. Das Retikel 4 wird von einem nicht dargestellten Retikelhalter gehalten.
  • Als Lichtquelle 5 für das Beleuchtungssystem dient ein Laser im tiefen Ultraviolett (DUV). Hierbei kann es sich um einen ArF-Excimer-Laser handeln. Auch andere DUV-Quellen sind möglich.
  • Ein Strahlaufweiter 6, beispielsweise eine aus der DE-A 41 24 311 bekannte Spiegelanordnung, dient zur Kohärenzreduktion und zur Erzeugung eines aufgeweiteten, kolimierten, rechteckigen Querschnitts eines Beleuchtungsstrahls 7.
  • Ein erstes diffraktives optisches Rasterelement (DOE) 8 ist in einer Objektebene eines Kondensors 9 angeordnet. Der Kondensor 9 hat ein Axicon-Paar 10 und eine Linse 11 mit positiver Brennweite. Der Abstand der Axicon-Elemente des Axicon-Paars 10 zueinander sowie die Position der Linse 11 sind längs einer optischen Achse 12 der Beleuchtungsoptik 2 verstellbar, wie in der 1 durch Doppelpfeile 13, 14 angedeutet. Der Kondensor 9 stellt daher eine Zoom-Optik dar.
  • In einer Austritts-Pupillenebene 15 des Kondensors 9 ist ein weiteres diffraktives optisches Rasterelement (DOE) 16 angeordnet. Anstelle eines diffraktiven optischen Elements kann hier auch ein refraktives optisches Rasterelement, insbesondere ein Mikrolinsen-Array, zum Einsatz kommen.
  • Mit dem ersten DOE 8 wird am Ort des zweiten DOE 16 eine definierte Intensitätsverteilung in der Pupillenebene 15 eingestellt. Hierdurch wird ein vorgegebenes sogenanntes Beleuchtungssetting, also eine definierte Verteilung von Beleuchtungswinkeln über das Objektfeld 3, erzeugt. Das erste DOE 8 stellt daher ein Beleuchtungswinkel-Vorgabeelement zur Vorgabe einer Beleuchtungswinkelverteilung über das Objektfeld 3 dar.
  • Eine dem zweiten DOE 16 nachgeordnete Einkoppeloptik 17 überträgt das Beleuchtungslicht auf eine Eintrittsfläche 18 eines transparenten optischen Stabes in Form eines Glasstabes 19. Der Stab 19 mischt und homogenisiert das Beleuchtungslicht durch mehrfache innere Reflexion an den Mantelwänden des Stabs 19. Unmittelbar an einer Austrittsfläche 20 des Stabs 19 liegt eine Zwischenfeldebene, in der ein Retikel-Masking-System (REMA) 21, eine verstellbare Feldblende, angeordnet ist.
  • Mit dem zweiten DOE 16 wird die Querschnittssform des Beleuchtungsstrahls 7 an die Rechteckform der Eintrittsfläche 18 des Stabs 19 angepasst. Das zweite DOE 16 dient daher als Beleuchtungsintensitäts-Vorgabeelement zur Vorgabe einer Beleuchtungsintensitätsverteilung über das Objektfeld 3.
  • Dem REMA 21 nachgeordnet ist ein Kondensor 22. In einer Austritts-Pupillenebene 23 des Kondensors 22 ist ein Blenden-Wechselhalter 24 mit einer Mehrzahl von Filtern angeordnet, von denen in der 1 zwei Filter 25, 26 dargestellt sind. Der Blenden-Wechselhalter 24 trägt die verschiedenen Filter nach Art eines Filterkarussells. Zum Filterwechsel wird das Karussell um eine Antriebswelle 27 eines Antriebsmotors 28 angetrieben, der mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten zentralen Steuereinrichtung der Projektionsbelichtungsanlage 1 in Signalverbindung steht. Die Filter des Blenden-Wechselhalters 24 sind in eine gerade Anzahl von separaten Filterabschnitten unterteilt. Bei den Filterabschnitten kann es sich um das Beleuchtungslicht vollständig blockende Blenden, um das Beleuchtungslicht um einen vorgegebenen Anteil schwächende Graufilter oder um das Beleuchtungslicht linear polarisierende Polarisationsfilter handeln. Beispiele für die Filter 25, 26 werden nachfolgend noch erläutert.
  • Der dem Stab 19 nachgeordneten Pupillenebene 23 ist ein weiterer Kondensor mit Linsengruppen 29, 30 nachgeordnet. Zwischen den beiden Linsengruppen 29, 30 ist ein 90°-Umlenkspiegel 31 für das Beleuchtungslicht angeordnet. Der Kondensor 22 sowie der weitere Kondensor mit den beiden Linsengruppen 29, 30 bilden ein Objektiv, das die Zwischenfeldebene des REMA 21 auf das Retikel 4 abbildet. Die Pupillenebene 23 stellt eine interne Pupillenebene dieses Objektivs dar.
  • Ein Projektionsobjektiv 32 bildet das Objektfeld 3, das in einer Objektebene 33 liegt, in ein Bildfeld 34 in einer Bildebene 35 ab. Das Bildfeld 34 ist Teil der Oberfläche eines zu belichtenden Wafers 36, der mit einer für das Beleuchtungslicht empfindlichen Beschichtung versehen ist. Der Wafer 36 wird von einem nicht dargestellten Waferhalter gehalten. Bei der Projektionsbelichtung werden das Retikel 4 und der Wafer 36 synchron zueinander gescannt. Auch eine intermittierende Verlagerung des Retikels 4 und des Wafers 36, ein sogenannter Stepper-Betrieb, ist möglich.
  • Die verschiedenen bündelführenden bzw. bündelformenden Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage 1 sind mit Ausnahme des Umlenkspiegels 31 als refraktive Komponenten angedeutet. Genauso kann es sich auch um katadioptrische oder um reflektive Komponenten handeln.
  • Anhand der 2 bis 5 werden nachfolgend Varianten von Beleuchtungsoptiken 2 näher erläutert. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die in Bezug auf bereits beschriebene Ausführungen erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. Bei der schematischen Darstellung nach den 2 bis 5 ist der Strahlengang des Beleuchtungsstrahls 7 nicht gefaltet dargestellt.
  • 2 zeigt schematisch ein derartiges Beleuchtungssetting am Beispiel eines Dipolsettings 37. Eine freie Apertur des Dipolsettings 37, die von der Beleuchtungsoptik 2 prinzipiell in der Pupillenebene 15 ausgeleuchtet werden kann, ist durch eine kreisförmige Berandung 38 angedeutet. Beim Dipolsetting 37 liegt jeweils ein Intensitätsspot 39 im I. und III. Quadranten innerhalb der Berandung 38 vor. Die Intensitätsspots 39 sind schematisch als runde Spots angedeutet. In der Praxis handelt es sich um ringsegmentförmig um ein Zentrum 40 der Berandung 38 herum verlaufende Intensitäts-Pole. Die einzelnen ringsegmentförmigen Intensitätsspots haben einen Öffnungswinkel, gemessen vom Zentrum 40 aus, von 35°, wobei die Intensitätsspots nicht zentrisch in den Quadranten liegen, sondern etwa um 5° im Uhrzeigersinn verkippt zu einer zentrischen Anordnung.
  • Aufgrund der mischenden und homogenisierenden Wirkung des Stabs 19 ergibt sich in der dem Stab 19 nachgeordneten Pupillenebene 23 ein in der 2 unten rechts dargestelltes Quadrupolsetting 41 mit Intensitätsspots 39 jeweils in einem der vier Quadranten der Berandung 38.
  • Im Unterschied zur Darstellung der Optiken in der Zeichnung, die jeweils im Meridionalschnitt erfolgt, ist die Darstellung der Settings jeweils so, dass die Zeichenebene bei der Setting-Darstellung mit der jeweiligen Pupillenebene zusammenfällt.
  • Die integrierte Intensität der einzelnen Intensitätsspots 39 ist beim Quadrupolsetting 41 etwa halb so groß wie beim Dipolsetting 37. Das Quadrupolsetting 41 ist zwangsläufig in Bezug auf die von den Seitenhalbierenden der Ein- bzw. Austrittsflächen 18, 20 des Stabs 19 definierte Spiegelsymmetrieebenen symmetrisch. Eine erste dieser beiden Spiegelsymmetrieebenen stellt die mit der Zeichenebene zusammenfallende Meridionalebene dar. Die zweite dieser Symmetrieebenen enthält die optische Achse 12 und steht senkrecht auf der Zeichenebene.
  • 3 zeigt die Anordnung nach 2, bei der einer der Filter des Blenden-Wechselhalters 24, nämlich der Filter 25, wirksam ist. Dieser in der 3 wirksame Filter hat zwei Filterabschnitte 42, 43, die die beiden Intensitätsspots 39 im II. und IV. Quadranten der Berandung 38 in der Pupillenebene 23 blocken. Nach der Pupillenebene 23 verbleibt also Beleuchtungslicht der Intensitätsspots 39 des I. und III. Quadranten der Berandung 38. Es resultiert ein Dipolsetting 44, wie in der 3 unten rechts dargestellt. Dieses Dipolsetting 44 entspricht, was die Beleuchtungsrichtungen für das Retikel 4 angeht, dem Ausgangs-Dipolsetting 37 in der Pupillenebene 15.
  • Das gleiche Dipolsetting 44 wird erreicht mit einem alternativen ersten DOE 8, welches nicht das Dipolsetting 37, sondern ein Quadrupolsetting 41 erzeugt, wie in der 3 links unten durch zwei zusätzliche gestrichelte Intensitätsspots 39' im II. und IV. Quadranten der Berandung 38 angedeutet. Auch dann resultiert in der Pupillenebene 23 nach dem Stab 19 zunächst das Quadrupolsetting 41, aus dem durch die blockenden Filterabschnitte 42, 43 das Dipolsetting 44 erzeugt wird. Die Filterabschnitte 42, 43 sorgen also für ein Blocken der nicht gewünschten Intensitätsspots 39 im II. und IV. Quadranten der Berandung 38 in der Pupillenebene 23 nach dem Stab 19.
  • 4 zeigt eine weitere Filtervariante. Das DOE 8 ist dabei so ausgeführt, dass in der Pupillenebene 15 vor dem Stab 19 zunächst das Quadrupolsetting 41 erzeugt wird. Dieses Quadrupolsetting 41 ist spiegelsymmetrisch nicht nur zu der Meridionalebene, die der Zeichenebene entspricht, in der die Beleuchtungsoptik 2 nach 4 dargestellt ist, sondern zusätzlich auch spiegelsymmetrisch zu der Meridionalebene, die senkrecht auf der Zeichenebene der 4 steht und die die optische Achse 12 enthält.
  • Mit dem Blenden-Wechselhalter 24 wird nun ein Filter, beispielsweise der Filter 26, in die Pupillenebene 23 nach dem Stab 19 gestellt, bei dem wiederum zwei blockende Filterabschnitte 42, 43 im II. und IV. Quadranten der Berandung 38 und zusätzlich zwei Polarisationsfilterabschnitte 45, 46 zur Erzeugung einer linearen Polarisation des Beleuchtungslichts der Intensitätsspots 39 im I. und III. Quadranten der Berandung 38 vorliegen. Die Polarisationsfilterabschnitte 45, 46 erzeugen dabei eine in Bezug auf das Zentrum 40 tangentiale Polarisation mit einem zu einer Dipolachse zwischen den beiden verbleibenden Intensitätsspots 39 in etwa senkrechten Polarisationsvektor 47, wie in der 4 rechts unten dargestellt. Die Polarisationsfilterabschnitte 45, 46 sind als Dünnschichtpolarisatoren ausgeführt.
  • 5 zeigt eine weitere Variante einer Beleuchtungsoptik 2 mit einer weiteren Ausführung eines DOE 8 und einer weiteren Ausführung eines Filters des Blenden-Wechselhalters 24 in der dem Stab 19 nachgeordneten Pupillenebene 23.
  • Das DOE 8 erzeugt bei der Ausführung nach 5 ein Multipolsetting 48, wobei jeweils ein Intensitätsspot 39 in einem der Oktanten der Berandung 38 in der Pupillenebene 15 angeordnet ist. Auch das Mulitpolsetting 48 ist zur Meridionalebene der 5 und gleichzeitig zu der Meridionalebene, die auf der Zeichenebene der 5 senkrecht steht und die optische Achse 12 enthält, spiegelsymmetrisch. Diese Oktanten sind in der 5 links unten von O1 bis O8 durchnummeriert. Ein entsprechendes Multipolsetting 48 mit acht Intensitätsspots 39 entsteht dann nach dem Stab 19.
  • Mithilfe des weiteren Filters des Blenden-Wechselhalters 24, der insgesamt vier Filterabschnitte 49 bis 52 aufweist, werden vier der acht Intensitätsspots 39 geblockt. Der Filterabschnitt 49 blockt dabei den Intensitätsspot im Oktanten O2. Der Filterabschnitt 50 blockt den Intensitätsspot 39 im Oktanten O4. Der Filterabschnitt 51 blockt den Intensitätsspots 39 im Oktanten O6. Der Filterabschnitt 52 blockt den Intensitätsspot 39 im Oktanten O8. Die Intensitätsspots 39 der verbleibenden Oktanten werden ungehindert durchgelassen, sodass ein Quadrupolsetting 53 resultiert, das in der 5 rechts unten dargestellt ist. Gegenüber dem Quadrupolsetting 41 kann das Quadrupolsetting 53 angenähert so verstanden werden, dass die Intensitätsspots 39 beim Quadrupolsetting 53 um das Zentrum 40 der Berandung 38 um etwas mehr als 45° entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht sind. Tatsächlich hat das Quadrupolsetting 53 verglichen mit dem Quadrupolsetting 41 gänzlich andere symmetrische Eigenschaften. Die vier Intensitätsspots 39 sind beim Quadrupolsetting 53 in Umfangsrichtung um das Zentrum 40 der Berandung 38 gleich verteilt angeordnet. Eine derartige gleich verteilte Anordnung in Umfangsrichtung liegt beim Quadrupolsetting 41 nicht vor.
  • 6 zeigt eine Variante der Beleuchtungsoptik 1 nach 1 mit zwei Blenden-Wechselhaltern. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
  • Zusätzlich zum Blenden-Wechselhalter 24 hat die Beleuchtungsoptik 1 nach 6 einen weiteren Blenden-Wechselhalter 54, der ebenfalls als Karussell-Wechselhalter ausgeführt und um eine Karussell-Achse drehbar ist, die mit der Wellenachse einer Antriebswelle 55 eines weiteren Antriebsmotors 56 zusammenfällt. Der Antriebsmotor 56 steht wiederum mit der zentralen Steuereinrichtung der Projektionsbelichtungsanlage 1 in Signalverbindung. Der Blenden-Wechselhalter 54 hat ebenfalls eine Mehrzahl von Filtern, von denen in der 6 Filter 57 und 58 dargestellt sind.
  • Die beiden Blenden-Wechselhalter 24, 54 können Filter unterschiedlicher Funktion tragen, die jeweils zu Filterkombinationen zusammengesetzt werden können. Einer der beiden Filter dieser Filterkombinationen wird vom Blenden-Wechselhalter 24 und der andere Filter der Filterkombination vom Blenden-Wechselhalter 54 bereitgestellt. In der 6 ist beispielhaft eine Kombination der Filter 25 und 58 dargestellt, die nahe der Pupillenebene 23 nach dem Stab 19 wirksam sind. Beispielsweise kann der Blenden-Wechselhalter 24 Filter tragen, die verschiedene Konfigurationen mit Graufilterabschnitten unterschiedlicher Anzahl und Anordnung aufweisen. Entsprechend kann der Blenden-Wechselhalter 54 eine Mehrzahl von Polarisationsfiltern mit unterschiedlichen Konfigurationen verschiedener Anzahlen und Anordnungen von Polarisationsfilterabschnitten aufweisen. Je nach dem gewünschten Beleuchtungssetting wird dann einer der Graufilter, eingestellt über den Blenden-Wechselhalter 24 und/oder einer der Polarisationsfilter, eingestellt über den Blenden-Wechselhalter 54, wirksam.
  • Bei der mikrolithografischen Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauelements wird zunächst der Wafer 36 zumindest abschnittsweise mit einer lichtempfindlichen Schicht beschichtet. Dann wird eine Struktur auf dem Retikel 4 mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 auf den Wafer 36 projiziert. Sodann wird der belichtete Wafer 36 zur Ausbildung des mikrostrukturierten Bauelements bearbeitet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19520563 A1 [0002]
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Claims (12)

  1. Beleuchtungsoptik (2) für die Mikrolithografie zur Ausleuchtung eines Objektfelds (3) – mit einem für Beleuchtungslicht (7) durchlässigen optischen Stab (19) mit stirnseitigen Ein- und Austrittsflächen (18, 20), der derart ausgestaltet ist, dass das Beleuchtungslicht (7) an Mantelwänden des Stabes (19) durch mehrfache innere Totalreflexion gemischt und homogenisiert wird, – mit einem vor dem Stab (19) angeordneten optischen Beleuchtungswinkel-Vorgabeelement (8) zur Vorgabe einer Beleuchtungswinkelverteilung über das Objektfeld (3) über eine Winkelbeeinflussung des Beleuchtungslichts (7) derart, dass in einer dem optischen Beleuchtungswinkel-Vorgabeelement (8) nachfolgenden Pupillenebene (15) der Beleuchtungsoptik (2), die vor dem Stab (19) angeordnet ist, eine vorgegebene Intensitätsverteilung (37; 41; 48) vorliegt, gekennzeichnet durch mindestens einen Filter (25, 26; 57, 58), der in oder nahe einer weiteren Pupillenebene (23) der Beleuchtungsoptik (2), die nach dem Stab (19) angeordnet ist, zum selektiven Abschwächen von Anteilen (39) des Beleuchtungslichts (7) angeordnet ist.
  2. Beleuchtungsoptik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (25, 26) mindestens eine Blende (42, 43; 49 bis 52) zum selektiven Blocken von Beleuchtungslichtanteilen (39) aufweist.
  3. Beleuchtungsoptik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (57, 58) mindestens einen Polarisationsfilter (45, 46) aufweist.
  4. Beleuchtungsoptik nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Polarisationsfilter (45, 46) als Dünnschichtpolarisator ausgeführt ist.
  5. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (25, 26; 57, 58) in eine gerade Anzahl von separaten Filterabschnitten (42, 43; 45, 46; 49 bis 52) unterteilt ist.
  6. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Beleuchtungswinkel-Vorgabeelement (8) als diffraktives optisches Element ausgeführt ist.
  7. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein optisches Beleuchtungsintensitäts-Vorgabeelement (16), das in oder nahe einer Pupillenebene (15) der Beleuchtungsoptik (2) angeordnet ist, zur Vorgabe einer Beleuchtungsintensitätsverteilung über das Objektfeld (3) über eine Winkelbeeinflussung des Beleuchtungslichts (7).
  8. Beleuchtungsoptik nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Beleuchtungsintensitäts-Vorgabeelement (16) als Mikrolinsen-Array ausgeführt ist.
  9. Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein als Blende oder Graufilter ausgeführter Filter (25, 26) auf einem Blenden-Wechselhalter (24) angeordnet ist.
  10. Beleuchtungsoptik nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein als Polarisationsfilter (57, 58) ausgeführter Filter auf einem weiteren Blenden-Wechselhalter (54) angeordnet ist.
  11. Beleuchtungssystem mit einer Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und einer Lichtquelle (5).
  12. Projektionsbelichtungsanlage mit einem Beleuchtungssystem nach Anspruch 11, einem Retikelhalter zum Halten eines Retikels (4) in einer Objektebene (33), einem Projektionsobjektiv zur Abbildung des Objektfelds (3) in ein Bildfeld (34) in einer Bildebene (35) und mit einem Waferhalter zum Halten eines Wafers (36) in der Bildebene.
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