DE102010041746A1 - Projektionsbelichtungsanlage der EUV-Mikrolithographie und Verfahren zur mikrolithographischen Belichtung - Google Patents

Projektionsbelichtungsanlage der EUV-Mikrolithographie und Verfahren zur mikrolithographischen Belichtung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage der EUV-Mikrolithographie mit einem Beleuchtungssystem (1) zur Beleuchtung eines Musters und einem Projektionsobjektiv (2) zur Abbildung des Musters auf ein lichtempfindliches Substrat (5). Das Projektionsobjektiv (2) weist eine Pupillenebene (30) mit einer Obskuration auf. Das Beleuchtungssystem (1) erzeugt Licht mit einer Winkelverteilung. Die Winkelverteilung weist einen Beleuchtungspol (35, 36) auf, der sich über einen Bereich von Polarwinkeln und einen Bereich von Azimutwinkeln erstreckt und innerhalb dessen die Lichtintensität größer als ein Beleuchtungspol-Mindestwert ist. Aus dem Beleuchtungspol (35, 36) ist zu großen Polarwinkeln hin eine dunkle Zone (41, 42) ausgenommen, innerhalb der die Lichtintensität kleiner als der Beleuchtungspol-Mindestwert ist und die bereichsweise eine Form aufweist, welche der Form der Obskuration der Pupillenebene (30) entspricht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage der EUV-Mikrolithographie. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur mikrolithographischen Belichtung eines lichtempfindlichen Substrats sowie eine Blende eine Blende eines Beleuchtungssystems einer Projektionsbelichtungsanlage.
  • Eine Projektionsbelichtungsanlage der EUV-Mikrolithographie ist für eine Arbeitswellenlänge im extremen Ultraviolett und somit unterhalb ca. 100 nm konzipiert. Insbesondere kann die Arbeitswellenlänge 13.5 nm oder 7 nm betragen. Je nach Verfügbarkeit von Lichtquellen und abbildenden optischen Elementen können aber auch andere Arbeitswellenlängen zum Einsatz kommen.
  • Eine derartige Projektionsbelichtungsanlage weist üblicherweise ein Beleuchtungssystem und ein Projektionsobjektiv auf. Mit dem Beleuchtungssystem wird eine gewünschte Lichtverteilung zur Beleuchtung eines Musters einer Maske oder eines Retikels erzeugt. Mit dem Projektionsobjektiv wird das beleuchtete Muster mit extrem hoher Auflösung auf ein lichtempfindliches Material abgebildet und dadurch das lichtempfindliche Material mit dem Muster strukturiert belichtet. Auf Basis des in das lichtempfindliche Material einbelichteten Musters können durch nachfolgende Arbeitsschritte reale Strukturen beispielsweise in einem Halbleitermaterial hergestellt werden.
  • Zur Erzielung einer hohen Auflösung sollte das Projektionsobjektiv eine hohe numerische Apertur aufweisen. Da ein Projektionsobjektiv für den EUV-Bereich als abbildende optische Elemente Spiegel aufweist, ist es relativ schwierig, eine hohe numerische Apertur zu realisieren. Eine mögliche Form der Realisierung besteht darin, eine insbesondere zentrale Obskuration einer Pupillenebene des Projektionsobjektivs vorzusehen. Dadurch ist es beispielsweise möglich, den Abbildungsstrahlengang durch eine Durchbrechung in einem oder in mehreren abbildenden optischen Elementen zu führen.
  • Allerdings können durch die Obskuration auch Probleme verursacht werden, da lediglich ein Teilbereich der Pupillenebene zur Abbildung beiträgt.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die durch eine Obskuration einer Pupillenebene verursachten Probleme möglichst gering zu halten.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Projektionsbelichtungsanlage, durch ein Verfahren zur mikrolithographischen Belichtung und durch eine Blende gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage der EUV-Mikrolithographie weist ein Beleuchtungssystem zur Beleuchtung eines Musters und ein Projektionsobjektiv zur Abbildung des Musters auf ein lichtempfindliches Substrat auf. Das Projektionsobjektiv weist eine Pupillenebene mit einer Obskuration auf. Das Beleuchtungssystem erzeugt Licht mit einer Winkelverteilung, die einen Beleuchtungspol aufweist, der sich über einen Bereich von Polarwinkeln und einen Bereich von Azimutwinkeln erstreckt und innerhalb dessen die Lichtintensität größer als ein Beleuchtungspol-Mindestwert ist. Aus dem Beleuchtungspol ist zu großen Polarwinkeln hin eine dunkle Zone ausgenommen, innerhalb der die Lichtintensität kleiner als der Beleuchtungspol-Mindestwert ist, und die bereichsweise eine Form aufweist, welche der Form der Obskuration der Pupillenebene entspricht. Insbesondere kann die dunkle Zone die Form eines Kreisbogens aufweisen.
  • Die Polarwinkel sind dabei als die Winkel der vom Beleuchtungssystem erzeugten Lichtstrahlen relativ zu der Richtung definiert, unter der das Muster beleuchtet wird, d. h. relativ zur mittleren Ausbreitungsrichtung des vom Beleuchtungssystem erzeugten Lichts. In der Regel verläuft diese Richtung nicht senkrecht zur Objektebene. Die Azimutwinkel geben jeweils die Umfangsposition der vom Beleuchtungssystem erzeugten Lichtstrahlen auf einem Kreis um die genannte Richtung an.
  • Die erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage hat den Vorteil, dass sie eine Belichtung des Substrats mit einem hohen Kontrastverhältnis ermöglicht. Insbesondere reduziert die dunkle Zone die Gesamtleistung des vom Muster in die Obskuration hinein gebeugten Lichts, das letztlich nicht zur Bilderzeugung, sondern lediglich zur Erhöhung des Untergrunds und somit zu einer Reduzierung des Kontrasts beiträgt. Dies gilt in besonderem Maß für beugende Strukturen des Musters, für die unter den gegebenen Abbildungsbedingungen wenigstens eine Beugungsordnung mit der Obskuration überlappt.
  • Die dunkle Zone kann bereichsweise vom Beleuchtungspol umschlossen sein. Dies bedeutet, dass die dunkle Zone bereichsweise innerhalb des Beleuchtungspols ausgebildet sein kann. Ebenso ist es auch möglich, dass die dunkle Zone vollständig vom Beleuchtungspol umschlossen ist. In diesem Fall wäre die dunkle Zone vollständig innerhalb des Beleuchtungspols ausgebildet.
  • Der Beleuchtungspol kann zu großen Polarwinkeln hin wenigstens innerhalb eines Azimutwinkelbereichs konkav ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass auch bei beugenden Strukturen des Musters, bei denen wenigstens eine Beugungsordnung mit der Obskuration überlappt, in der Regel auch für diese Beugungsordnung noch Lichtintensität lateral neben der Obskuration vorhanden ist, die einen Beitrag zur Bilderzeugung leistet.
  • Die Außenkontur der dunklen Zone kann wenigstens bereichsweise mit der Außenkontur der Obskuration übereinstimmen. Insbesondere kann die Außenkontur der dunklen Zone wenigsten mit einem Teilbereich der Außenkontur der Obskuration übereinstimmen, der sich über einen Azimutwinkelbereich von 90° erstreckt. Weiterhin kann die dunkle Zone so ausgebildet sein, dass deren Außenkontur durch eine Verschiebeoperation in der Pupillenebene insbesondere in Radialrichtung mit der Außenkontur der Obskuration wenigstens bereichsweise zur Deckung gebracht werden kann. Auf diese Weise lässt sich ein günstiges Verhältnis zwischen der insgesamt im Beleuchtungspol enthaltenen Lichtleistung und der zur Bilderzeugung beitragenden Lichtleistung erzielen. Dabei wird unter der im Beleuchtungspol enthaltenen Lichtleistung die über den Beleuchtungspol integrierte Lichtintensität verstanden.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Projektionsbelichtungsanlage der EUV-Mikrolithographie mit einem Beleuchtungssystem zur Beleuchtung eines Musters und einem Projektionsobjektiv zur Abbildung des Musters auf ein lichtempfindliches Substrat. Das Projektionsobjektiv weist eine Pupillenebene mit einer Obskuration auf. Das Beleuchtungssystem erzeugt Licht mit einer Winkelverteilung, die einen äußeren Beleuchtungspol aufweist, der sich über einen Bereich von Polarwinkeln und einen Bereich von Azimutwinkeln erstreckt und innerhalb dessen die Lichtintensität größer als ein äußerer Beleuchtungspol-Mindestwert ist. Weiterhin weist die Winkelverteilung einen inneren Beleuchtungspol auf, der sich über einen Bereich von Polarwinkeln und einen Bereich von Azimutwinkeln erstreckt und innerhalb dessen die Lichtintensität größer als ein innerer Beleuchtungspol-Mindestwert ist. Der Winkelbereich des inneren Beleuchtungspols weist kleinere Polarwinkel auf als der Winkelbereich des äußeren Beleuchtungspols. Außerdem ist der innere Beleuchtungspol-Mindestwert der Lichtintensität größer als der äußere Beleuchtungspol-Mindestwert.
  • Eine derartige Ausbildung der Projektionsbelichtungsanlage hat den Vorteil, dass auch dann noch ausreichend Lichtintensität zu Bilderzeugung bereitsteht, wenn wenigstens eine Beugungsordnung, die auf den äußeren Beleuchtungspol zurückgeht, mit der Obskuration überlappt.
  • Die Winkelverteilung des Lichts kann zwischen dem äußeren Beleuchtungspol und dem inneren Beleuchtungspol einen Bereich von Polarwinkeln aufweisen, innerhalb dessen die Lichtintensität kleiner als der äußere Beleuchtungspol-Mindestwert und kleiner als der innere Beleuchtungspol-Mindestwert ist. Dies bedeutet, dass der äußere Beleuchtungspol und der innere Beleuchtungspol voneinander getrennt sein können.
  • Der äußere Beleuchtungspol kann eine größere Fläche aufweisen als der innere Beleuchtungspol. Dadurch kann der Unterschied in der Lichtintensität des äußeren Beleuchtungspols und des inneren Beleuchtungspols wenigstens zum Teil kompensiert werden. Insbesondere weisen der äußere Beleuchtungspol und der innere Beleuchtungspol jeweils die gleiche Lichtleistung auf. Diese Bedingung wird dann als erfüllt angesehen, wenn die Abweichung zwischen der Lichtleistung des äußeren Beleuchtungspols und der Lichtleistung des inneren Beleuchtungspols nicht größer als 10% ist.
  • Weiterhin können sich der äußere Beleuchtungspol und der innere Beleuchtungspol über denselben Bereich von Azimutwinkeln erstrecken. Dies hat den Vorteil, dass sich Effekte, die vom Azimutwinkel der Beleuchtung des Musters abhängen, in gleicher Weise für den äußeren Beleuchtungspol und für den inneren Beleuchtungspol ergeben.
  • Die Erfindung betrifft außerdem eine Projektionsbelichtungsanlage der EUV-Mikrolithographie mit einem Beleuchtungssystem zur Beleuchtung eines Musters und einem Projektionsobjektiv zur Abbildung des Musters auf ein lichtempfindliches Substrat. Das Projektionsobjektiv weist eine Pupillenebene mit einer Obskuration auf. Das Beleuchtungssystem erzeugt Licht mit einer Winkelverteilung, die einen Beleuchtungspol aufweist, der sich über einen Bereich von Polarwinkeln und einen Bereich von Azimutwinkeln erstreckt und innerhalb dessen die Lichtintensität größer als ein Beleuchtungspol-Mindestwert ist. Die Lichtintensität nimmt innerhalb des Beleuchtungspols von großen Polarwinkeln zu kleinen Polarwinkeln hin zu.
  • Insbesondere kann die Lichtintensität kontinuierlich zunehmen.
  • Zu kleinen Polarwinkeln hin kann sich der Beleuchtungspol so weit erstreckten, dass Polarwinkel mit Sinuswerten von weniger als 110% der Sinuswerte der Polarwinkel am Rand der Obskuration auftreten. Dies hat den Vorteil, dass bei der Abbildung von Muster mit beugenden Strukturen, die eine große Periode aufweisen, ausreichend Lichtintensität für die Bilderzeugung verfügbar ist. Insbesondere kann sich der Beleuchtungspol zu kleinen Polarwinkeln hin bis zur Obskuration erstrecken.
  • Zu großen Polarwinkeln hin kann sich der Beleuchtungspol so weit erstrecken, dass Polarwinkel mit Sinuswerten von wenigstens 90% der objektseitigen numerischen Apertur des Projektionsobjektivs auftreten Dies hat den Vorteil, dass bei der Abbildung von Muster mit beugenden Strukturen kleiner Periode ausreichend Lichtintensität für die Bilderzeugung verfügbar ist. Insbesondere kann sich der Beleuchtungspol zu Polarwinkeln hin erstrecken, deren Sinuswerte der objektseitigen numerischen Apertur des Projektionsobjektivs entsprechen.
  • Der Beleuchtungspol kann durch eine Spiegelanordnung ausgebildet werden. Dies ermöglicht eine nahezu verlustfreie Umformung einer vorgegebenen Winkelverteilung des Lichts in die Winkelverteilung gemäß dem Beleuchtungspol.
  • Ebenso ist es aber auch möglich, den Beleuchtungspol mit Hilfe einer Blende auszubilden. Auf diese Weise kann der Beleuchtungspol mit vergleichsweise geringem Aufwand sehr präzise gemäß einer Vorgabe ausgebildet werden.
  • Der Beleuchtungspol kann sich über einen Bereich von Azimutwinkeln erstrecken, der wenigstens 45° beträgt. Insbesondere kann der Bereich von Azimutwinkeln 60° betragen.
  • Die Winkelverteilung des Lichts kann einen weiteren Beleuchtungspol aufweisen, der analog zum Beleuchtungspol ausgebildet ist. Insbesondere können sich der Beleuchtungspol und der weitere Beleuchtungspol beidseits der Obskuration einander gegenüberliegen. Dabei kann durch den Beleuchtungspol und den weiteren Beleuchtungspol ein Dipolsetting ausgebildet werden.
  • Die Obskuration kann zentral in der Pupillenebene angeordnet sein. Eine derartige Ausbildung der Obskuration hat Vorteile bezüglich der Abbildung. Beispielsweise können dadurch Telezentriefehler vermieden werden Das Projektionsobjektiv kann eine bildseitige numerische Apertur von wenigstens 0.4 aufweisen. Eine hohe numerische Apertur hat den Vorteil, dass sich eine hohe Auflösung erzielen lässt.
  • Der Beleuchtungspol kann bei allen Varianten der Erfindung jeweils aus einer Vielzahl diskreter Flächenelemente zusammengesetzt sein, die gemäß einem Raster nebeneinander angeordnet sind. Dabei kann die Lichtintensität zwischen den diskreten Flächenelementen niedriger sein als innerhalb der diskreten Flächenelementen. Insbesondere besteht auch die Möglichkeit, dass die Lichtintensität zwischen den diskreten Flächenelementen auf Null zurückgeht. Im Fall eines derart ausgebildeten Beleuchtungspols wird für den Vergleich mit den in den Ansprüchen genannten Mindestwerten der Lichtintensität jeweils die Intensität innerhalb der diskreten Flächenelemente herangezogen. Der Beleuchtungspol endet dann jeweils dort, wo keine diskreten Flächenelemente mit ausreichender Intensität innerhalb einer Entfernung folgen, die durch das Raster der Flächenelemente definiert ist.
  • Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur mikrolithographischen Belichtung eines lichtempfindlichen Substrats mittels eines Projektionsobjektivs, das eine Pupillenebene mit einer Obskuration aufweist.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird mit einem Beleuchtungssystem Licht im EUV-Bereich mit einer Winkelverteilung erzeugt, die einen Beleuchtungspol aufweist, der sich über einen Bereich von Polarwinkeln und einen Bereich von Azimutwinkeln erstreckt und innerhalb dessen die Lichtintensität größer als ein Beleuchtungspol-Mindestwert ist. Dabei wird der Beleuchtungspol so ausgebildet, dass zu großen Polarwinkeln hin eine dunkle Zone ausgenommen ist, innerhalb der die Lichtintensität kleiner als der Beleuchtungspol-Mindestwert ist, und die bereichsweise eine Form aufweist, welche der Form der Obskuration der Pupillenebene entspricht.
  • Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mit einem Beleuchtungssystem Licht im EUV-Bereich mit einer Winkelverteilung erzeugt, die einen äußeren Beleuchtungspol aufweist, der sich über einen Bereich von Polarwinkeln und einen Bereich von Azimutwinkeln erstreckt und innerhalb dessen die Lichtintensität größer als ein äußerer Beleuchtungspol-Mindestwert ist. Die Winkelverteilung weist weiterhin einen inneren Beleuchtungspol auf, der sich über einen Bereich von Polarwinkeln und einen Bereich von Azimutwinkeln erstreckt und innerhalb dessen die Lichtintensität größer als ein innerer Beleuchtungspol-Mindestwert ist. Der Winkelbereich des inneren Beleuchtungspols weist kleinere Polarwinkel auf als der Winkelbereich des äußeren Beleuchtungspols und der innere Beleuchtungspol-Mindestwert der Lichtintensität ist größer als der äußere Beleuchtungspol-Mindestwert.
  • Bei einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mit einem Beleuchtungssystem Licht im EUV-Bereich mit einer Winkelverteilung erzeugt, die einen Beleuchtungspol aufweist, der sich über einen Bereich von Polarwinkeln und einen Bereich von Azimutwinkeln erstreckt und innerhalb dessen die Lichtintensität größer als ein Beleuchtungspol-Mindestwert ist. Dabei wird der Beleuchtungspol so ausgebildet, dass die Lichtintensität innerhalb des Beleuchtungspols von großen Polarwinkeln zu kleinen Polarwinkeln hin zunimmt.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung eine Blende eines Beleuchtungssystems einer Projektionsbelichtungsanlage der EUV-Mikrolithographie.
  • Die erfindungsgemäße Blende weist wenigstens eine Blendenöffnung auf, welche die Winkelverteilung des Lichts vorgibt, das vom Beleuchtungssystem erzeugt und einem Projektionsobjektiv zuführt wird, welches eine Pupillenebene mit einer Obskuration aufweist. Die Blendenöffnung ist durch wenigstens eine Berandung begrenzt ist, welche bereichsweise eine Form aufweist, die der Form der Außenkontur der Obskuration der Pupillenebene des Projektionsobjektivs entspricht. Insbesondere kann die Berandung bereichsweise identisch zur Außenkontur der Obskuration ausgebildet sein
  • Ein Bereich der Berandung der Blendenöffnung, dessen Form der Form der Außenkontur der Obskuration der Pupillenebene des Projektionsobjektivs entspricht, kann die Blendenöffnung radial nach außen begrenzen.
  • Bei einer Variante der erfindungsgemäßen Blende weist diese wenigstens eine innere Blendenöffnung und wenigstens eine äußere Blendenöffnung auf, welche die Winkelverteilung des Lichts vorgeben, das vom Beleuchtungssystem erzeugt und einem Projektionsobjektiv zuführt wird, welches eine Pupillenebene mit einer Obskuration aufweist. Die äußere Blendenöffnung ist vollständig radial außerhalb der inneren Blendenöffnung angeordnet.
  • Die innere Blendenöffnung kann durch wenigstens eine Berandung begrenzt sein, welche bereichsweise eine Form aufweist, die der Form der Außenkontur der Obskuration der Pupillenebene des Projektionsobjektivs entspricht. Insbesondere kann die Berandung bereichsweise identisch zur Außenkontur der Obskuration ausgebildet sein
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Projektionsbelichtungsanlage der Mikrolithographie in einer schematischen Blockdarstellung,
  • 2 einen Meridionalschnitt eines Ausführungsbeispiels für das Beleuchtungssystem,
  • 3 einen Meridionalschnitt eines Ausführungsbeispiels für das Projektionsobjektiv,
  • 4 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Beleuchtungssettings,
  • 5 eine schematische Darstellung der Ausleuchtung der ersten Pupillenebene des Projektionsobjektivs während der Abbildung verschiedener Muster, die jeweils mit dem Beleuchtungssetting der 4 beleuchtet werden,
  • 6 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Beleuchtungssettings,
  • 7 eine schematische Darstellung der Ausleuchtung der ersten Pupillenebene des Projektionsobjektivs während der Abbildung verschiedener Muster, die jeweils mit dem Beleuchtungssetting der 6 beleuchtet werden,
  • 8 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Beleuchtungssettings,
  • 9 eine schematische Darstellung der Ausleuchtung der ersten Pupillenebene des Projektionsobjektivs während der Abbildung verschiedener Muster, die jeweils mit dem Beleuchtungssetting der 8 beleuchtet werden,
  • 10 schematische Darstellung der Geometrie der Beleuchtungspole des bei 9 verwendeten Beleuchtungssettings,
  • 11 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Eignung verschiedener Beleuchtungssettings für einen Lithographieprozess,
  • 12 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Beleuchtungssettings,
  • 13 eine schematische Darstellung der Ausleuchtung der ersten Pupillenebene des Projektionsobjektivs während der Abbildung eines Musters für das in 12 dargestellte Beleuchtungssetting,
  • 14 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Auswirkung der in 12 dargestellten inneren Beleuchtungspole auf die Druckbarkeit,
  • 15 eine schematische Darstellung der ersten Pupillenebene wobei diejenigen Bereiche kenntlich gemacht sind, die bei einer Periode der beugenden Strukturen des Musters von 22 nm zur Bilderzeugung beitragen,
  • 16 eine schematische Darstellung der ersten Pupillenebene wobei diejenigen Bereiche kenntlich gemacht sind, die bei einer Periode der beugenden Struktur des Musters von 36 nm zur Bilderzeugung beitragen,
  • 17 eine schematische Darstellung eines auf Basis der 15 und 16 konstruierten Beleuchtungssettings,
  • 18 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Druckbarkeit bei verschiedenen Beleuchtungssettings,
  • 19 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Blende zur Einstellung des in 8 dargestellte Beleuchtungssettings,
  • 20 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Blende zur Einstellung des in 12 dargestellte Beleuchtungssettings und
  • 21 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Blende zur Einstellung des in 17 dargestellte Beleuchtungssettings.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Projektionsbelichtungsanlage der Mikrolithographie in einer schematischen Blockdarstellung.
  • Die Projektionsbelichtungsanlage weist ein Beleuchtungssystem 1 und ein Projektionsobjektiv 2 auf. Der Aufbau des Beleuchtungssystems 1 und des Projektionsobjektivs 2 werden anhand der 2 und 3 näher erläutert. Das Beleuchtungssystem 1 bestrahlt eine Maske 3, die auch als Retikel bezeichnet wird, mit Licht einer vorgebbaren Winkelverteilung. Diese Winkelverteilung des Lichts, die auch als Beleuchtungssetting bezeichnet wird, wird im Folgenden noch näher beschrieben. Die Maske 3 ist in einer Objektebene 4 des Projektionsobjektivs 2 angeordnet und weist auf ihrer dem Projektionsobjektiv 2 zugewandten Seite ein Muster auf. Das Projektionsobjektiv 2 bildet das Muster der Maske 3 auf eine lichtempfindliche Schicht eines Substrats 5 ab. Das Substrat 5 ist in einer Bildebene 6 des Projektionsobjektivs 2 angeordnet. Die Abbildung des Musters der Maske 3 auf die lichtempfindliche Schicht des Substrats 5 kann insbesondere im Rahmen eines Scan-Vorgangs erfolgen, bei dem die Maske 3 und das Substrat 5 unter Berücksichtigung der Abbildungseigenschaften des Projektionsobjektivs 2 synchron bewegt werden und parallel zur Bewegungsrichtung der Maske 3 lediglich ein Teilbereich des abzubildenden Musters ausgeleuchtet wird. Um eine in Bezug auf die Abbildung synchrone Bewegung zu ermöglichen, wird bei den Vorschubbewegungen der Maske 3 und des Substrats 5 berücksichtigt, mit welchem Abbildungsmaßstab das Muster abgebildet wird und ob die Abbildung aufrecht oder invertiert erfolgt. Die Vorschubbewegungen der Maske 3 und des Substrats 5 erfolgen parallel oder antiparallel zu der in 1 eingezeichneten y-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 4 und zur Bildebene 6.
  • 2 zeigt einen Meridionalschnitt eines Ausführungsbeispiels für das Beleuchtungssystem 1.
  • Das Beleuchtungssystem 1 weist eine Lichtquelle 7, zur Erzeugung von Licht im EUV-Bereich, d. h. mit einer Wellenlange unterhalb von ca. 100 nm auf. Die Wellenlänge des von der Lichtquelle 7 erzeugten Lichts ist auf die Arbeitswellenlänge des Projektionsobjektivs 2 abgestimmt und beträgt insbesondere 13.5 nm oder 7 nm. Als Lichtquelle 7 kann beispielsweise eine Plasmaquelle oder ein Synchrotron zum Einsatz kommen.
  • Im Strahlengang des von der Lichtquelle 7 erzeugten Lichts sind in dieser Reihenfolge nacheinander ein erster Beleuchtungsspiegel 8, ein zweiter Beleuchtungsspiegel 9, ein dritter Beleuchtungsspiegel 10, ein vierter Beleuchtungsspiegel 11 und ein fünfter Beleuchtungsspiegel 12 angeordnet.
  • Der erste Beleuchtungsspiegel 8 ist als ein Kollektorspiegel ausgebildet, der das von der Lichtquelle 7 erzeugte Licht sammelt und dem zweiten Beleuchtungsspiegel 9 zuführt.
  • Der zweite Beleuchtungsspiegel 9 ist als ein Facettenspiegel ausgebildet, der mehrere Spiegelfacetten 13 aufweist. Die Spiegelfacetten 13 sind beweglich ausgebildet, so dass für jede einzelne Spiegelfacette 13 die Orientierung relativ zu den auftreffenden Lichtstrahlen variiert werden kann. Dies bedeutet, dass für jede Spiegelfacette 13 der Auftreffwinkel des Lichts, d. h. der Winkel zwischen den Lichtstrahlen und der Oberflächennormalen der jeweiligen Spiegelfacette 13, individuell eingestellt werden kann und somit auch jeweils die Richtung gewählt werden kann, in die das Licht spiegelnd reflektiert wird. Insbesondere kann durch eine Ansteuerung der Spiegelfacetten 13 festgelegt werden, wo das an der jeweiligen Spiegelfacette 13 des zweiten Beleuchtungsspiegels 9 reflektierte Licht auf den dritten Beleuchtungsspiegel 10 auftrifft.
  • Der dritte Beleuchtungsspiegel 10 ist analog zum zweiten Beleuchtungsspiegel 9 ebenfalls als ein Facettenspiegel ausgebildet und weist mehrere Spiegelfacetten 14 auf. Die Spiegelfacetten 14 des dritten Beleuchtungsspiegels 10 können in analoger Weise wie die Spiegelfacetten 13 des zweiten Beleuchtungsspiegels 9 individuell angesteuert und dadurch die Richtung des reflektierten Lichts beeinflusst werden. Durch eine koordinierte Ansteuerung der Spiegelfacetten 13 des zweiten Beleuchtungsspiegels 9 und der Spiegelfacetten 14 des dritten Beleuchtungsspiegels 10 kann somit die vom ersten Beleuchtungsspiegel 8 vorgegebene Winkelverteilung des Lichts verlustfrei oder mit lediglich geringen Verlusten in eine davon abweichende Winkelverteilung umgewandelt werden.
  • Der vierte Beleuchtungsspiegel 11 wird unter relativ kleinen Winkeln zur Oberflächennormalen am Auftreffort des Lichts bestrahlt und reflektiert das vom dritten Beleuchtungsspiegel 10 kommende Licht in Richtung des fünften Beleuchtungsspiegels 12.
  • Der fünfte Beleuchtungsspiegel 12 wird im streifenden Einfall, d. h. unter relativ kleinen Winkeln zur Spiegeloberfläche bestrahlt und lenkt das Licht in die Objektebene 4 des Projektionsobjektivs 2.
  • Die Beleuchtungsspiegel 8, 9, 10, 11 können beispielsweise jeweils als ein Schichtstapel ausgebildet sein, der auf einem Trägermaterial angeordnet ist. Bei dem Schichtstapel kann es sich insbesondere um einen Stapel alternierender Schichten aus Silizium und Molybdän handeln. Als Trägermaterial eignet sich beispielsweise Glaskeramik, insbesondere eine Glaskeramik, die unter dem Handelsnamen Zerodur vertrieben wird. Der Beleuchtungsspiegel 12 kann beispielsweise eine Metalloberfläche aufweisen, die insbesondere als eine Rutheniumschicht ausgebildet sein kann. Als Trägermaterial kommt wiederum insbesondere Glaskeramik in Frage.
  • 3 zeigt einen Meridionalschnitt eines Ausführungsbeispiels für das Projektionsobjektiv 2.
  • Das dargestellte Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs 2 weist einen ersten Abbildungsspiegel 15, einen zweiten Abbildungsspiegel 16, einen dritten Abbildungsspiegel 17, einen vierten Abbildungsspiegel 18, einen fünften Abbildungsspiegel 19, einen sechsten Abbildungsspiegel 20, einen siebten Abbildungsspiegel 21 und einen achten Abbildungsspiegel 22 auf, die in dieser Reihenfolge im Strahlengang von der Objektebene 4 zur Bildebene 6 des Projektionsobjektivs 2 angeordnet sind. Sämtliche Abbildungsspiegel 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 können analog zu den Beleuchtungsspiegeln 8, 9, 10, 11, 12 jeweils als ein Schichtstapel realisiert sein, der auf einem Trägermaterial angeordnet ist.
  • Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind sämtliche Abbildungsspiegel 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 asphärisch und bezüglich einer optischen Systemachse 23 des Projektionsobjektivs 2 rotationssymmetrisch ausgebildet. Allerdings muss nicht jeweils der vollständige Rotationskörper der Abbildungsspiegel 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 tatsächlich materiell vorhanden sein. Es reicht vielmehr aus, dass die Abbildungsspiegel 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 dort tatsächlich ausgebildet sind, wo das zur Belichtung des lichtempfindlichen Materials des Substrats 5 beitragende Licht auf die Abbildungsspiegel 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 auftrifft. Dort, wo es zu einer Abschattung durch die Abbildungsspiegel 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 käme, sind die Abbildungsspiegel 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 jeweils ausgespart. Ansonsten ist es fertigungstechnischen Erwägungen und Erwägungen im Hinblick auf einen möglichst optimalen Betrieb des Projektionsobjektivs 2 überlassen, an welchen Stellen die Rotationskörper der Abbildungsspiegel 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 tatsächlich ausgebildet sind und an welchen nicht. Das in 3 dargestellte Design des Projektionsobjektivs 2 macht es zudem erforderlich, dass der fünfte Abbildungsspiegel 19 eine Ausnehmung 24, der sechste Abbildungsspiegel 20 eine Ausnehmung 25, der siebte Abbildungsspiegel 21 eine Ausnehmung 26 und der achte Abbildungsspiegel 22 eine Ausnehmung 27 aufweisen, damit das Licht von der Objektebene 4 zur Bildebene 6 gelangen kann.
  • Das Projektionsobjektiv 2 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel für eine Arbeitswellenlänge von 13.5 nm ausgelegt und weist eine bildseitige numerische Apertur NA von 0.54 auf. Der Abbildungsmaßstab des Projektionsobjektivs 2 beträgt 6:1. Die zugrundeliegenden Designdaten der Abbildungsspiegel 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 sind in den Tabellen 1 und 2 aufgelistet. TABELLE
    Fläche Krümmungsradius Abstand Art
    1 unendlich 316.480 Objektebene
    2 –375.233 –77.505 reflektiv
    3 2976.73 51.007 reflektiv
    4 unendlich 0.000 Aperturblende
    5 127.889 –189.982 Reflektiv
    6 329.839 1029.934 Reflektiv
    7 787.6 –596.052 Reflektiv
    8 735.437 1171.383 Reflektiv
    9 –1195.158 –512.255 Reflektiv
    10 977.668 552.254 Reflektiv
    11 unendlich 0.000 Bildebene
    TABELLE 2
    Fläche K C1 C2 C3
    2 0 –3.72335E–09 –1.17134E–13 –9.45919E–19
    3 0 –6.42297E–08 5.78359E–13 –1.12102E–17
    5 0 –1.89730E–07 1.46577E–11 –7.35930E–15
    6 0 –6.59877E–10 –4.46770E–15 –8.43588E–22
    7 0 6.80330E–10 8.62377E–15 7.97025E–20
    8 0 1.51444E–10 4.21253E–16 9.86205E–22
    9 0 –9.01450E–11 7.43085E–17 –9.79557E–22
    10 0 –4.33573E–10 –6.45281E–16 1.20541E–22
    Fläche C4 C5 C6 C7
    2 2.64879E–22 –1.44452E–26 3.02340E–31 0.00000E+00
    3 1.41033E–20 –2.65285E–24 1.76103E–28 8.50988E–33
    5 4.29136E–18 4.55565E–22 6.01716E–23 –9.67457E–26
    6 –1.47803E–24 4.37901E–29 –7.78139E–34 6.26619E–39
    7 9.90660E–24 –3.49519E–27 2.27576E–31 –5.30361E–36
    8 2.49255E–27 3.14626E–33 1.55856E–38 5.58485E–45
    9 6.90221E–27 –3.91894E–32 1.37730E–37 –2.19834E–43
    10 6.77194E–28 1.92112E–32 –7.82371E–38 1.09694E–43
  • In den Tabellen 1 und 2 sind in der ersten Spalte jeweils die Flächen bezeichnet. In den weiteren Spalten der Tabelle 1 sind der Krümmungsradius der am besten passenden Sphäre, der Abstand auf der optischen Systemachse 23 bis zur nächsten Fläche und eine Angabe, um welche Art von Fläche es sich jeweils handelt, aufgeführt. In Tabelle 2 sind in den weiteren Spalten die asphärischen Konstanten K, C1, C2, C3, C4, C5, C6 und C7 der Spiegelflächen angegeben. Auf Basis dieser asphärischen Konstanten sind die asphärischen Spiegelflächen wie folgt definiert: p(h) = [((1/r)h2)/(1 + SQRT(1 – (1 + K)(1/r)2h2)] + C1·h4 + C2·h6 + C3·h8 + C4·h10 + C5·h12 + C6·h14 + C7·h16
  • Dabei gibt der Kehrwert (1/r) des Krümmungsradius die Flächenkrümmung der jeweiligen Spiegelfläche und h den Abstand eines Flächenpunktes von der optischen Systemachse 23 (d. h. die Strahlhöhe) an. Somit gibt p(h) die sogenannte Pfeilhöhe, d. h. den Abstand des Flächenpunktes vom Flächenscheitel in z-Richtung an.
  • Das Projektionsobjektiv 2 kann auch so abgewandelt werden, dass einer oder mehrere der Abbildungsspiegel 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 sphärisch ausgebildet sind. Gemäß einer weiteren Abwandlung kann auch einer oder mehrere der Abbildungsspiegel 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 des Projektionsobjektivs 2 als Freiformfläche ausgebildet sein, die keine Rotationssymmetrie aufweist.
  • Wie aus dem in 3 eingezeichneten Strahlengang hervorgeht, wird die Objektebene 4 des Projektionsobjektivs 2 zunächst in eine erste Zwischenbildebene 28 abgebildet. Die erste Zwischenbildebene 28 wird in eine zweite Zwischenbildebene 29 und diese wiederum in die Bildebene 6 des Projektionsobjektivs 2 abgebildet. Zwischen der Objektebene 4 und der ersten Zwischenbildebene 28 ist eine erste Pupillenebene 30 ausgebildet. Zwischen der ersten Zwischenbildebene 28 und der zweiten Zwischenbildebene 29 ist eine zweite Pupillenebene 31 und zwischen der zweiten Zwischenbildebene 29 und der Bildebene 6 ist eine dritte Pupillenebene 32 ausgebildet Im Bereich der ersten Pupillenebene 30, der zweiten Pupillenebene 31 und der dritten Pupillenebene 32 schneiden die Hauptstrahlen jeweils die optische Systemachse 23. Die Hauptstrahlen sind dabei jeweils die zentralen Strahlen der Strahlenbüschel, die von Punkten der Objektebene 4 außerhalb der optischen Systemachse 23 ausgehen. Diese Definition wird unabhängig davon verwendet, ob im Bereich der Hauptstrahlen tatsächlich Licht vorhanden ist, was wiederum vom Beleuchtungssetting und der Struktur der Maske 3 abhängt. In 3 ist stellvertretend ein Hauptstrahl eingezeichnet. Dabei ist zu beachten, dass der Hauptstrahl aus Gründen der Anschaulichkeit zum Teil auch in Bereichen dargestellt ist, in denen er z. B. wegen Abschattungseffekten oder infolge von Obskurationen physikalisch nicht vorhanden ist. Außerdem ist zu beachten, dass der Hauptstrahl die Objektebene 4 nicht parallel zur optischen Systemachse 23 verlässt und somit objektseitig keine Telezentrie vorliegt. Dies ist dadurch bedingt, dass das Licht des Beleuchtungssystems 1 nicht senkrecht auf die in der Objektebene 4 angeordnete Maske 3 trifft, sondern einen von Null verschiedenen Winkel mit der Oberflächennormalen der Maske 3 einschließt. Die Winkelangaben beziehen sich dabei jeweils auf die mittlere Ausbreitungsrichtung der auf die Maske 3 auftreffenden Lichtbüschel. Aufgrund der optischen Aberrationen des Projektionsobjektivs 2 sind die Zwischenbilder und auch die Pupillen jeweils nicht perfekt eben ausgebildet, so dass die Zwischenbilder jeweils nicht exakt in den Zwischenbildebenen 28, 29 liegen.
  • Der dritte Abbildungsspiegel 17 wirkt aufgrund seiner relativ geringen Abmessungen als Aperturblende und definiert demgemäß die objektseitige und die bildseitige numerische Apertur des Projektionsobjektivs 2. Die Ausnehmungen 24, 26, 27 in den Abbildungsspiegeln 19, 21, 22 haben zur Folge, dass das Polarwinkelspektrum, welches das Licht in der Bildebene 6 aufweist, zusätzlich zur Begrenzung durch die Aperturblende eine weitere Begrenzung erfahrt. Diese weitere Begrenzung erfolgt allerdings nicht zu großen, sondern zu kleinen Polarwinkeln hin. Dies bedeutet, dass in den Pupillenebenen 30, 31, 32 des Projektionsobjektivs 2 jeweils maximal ein durch die Aperturblende begrenzter Bereich ausgeleuchtet werden kann und die ausleuchtbaren Bereiche der Pupillenebenen 30, 31, 32 jeweils zudem eine zentrale Obskuration aufweisen. Im Folgenden werden die Auswirkungen der Obskuration auf die Abbildungseigenschaften des Projektionsobjektivs 2 beschrieben und Maßnahmen vorgeschlagen, mit denen diese Auswirkungen reduziert werden können.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Beleuchtungssettings.
  • Wie bereits erwähnt wird als Beleuchtungssetting die Winkelverteilung des Lichts bezeichnet, mit der die Maske 3 beleuchtet wird. Dies bedeutet, dass das Beleuchtungssetting der Winkelverteilung des Lichts in der Objektebene 4 des Projektionsobjektivs 2 entspricht, wenn keine beugenden Strukturen vorhanden sind. Da diese Winkelverteilung in der Objektebene 4 mit der Ortskoordinate variieren kann, wird üblicherweise die Form des Beleuchtungssettings am Ort der optischen Systemachse 23 angegeben.
  • Ein äußerer Kreis 33 veranschaulicht jeweils die objektseitige numerische Apertur des Projektionsobjektivs 2. Die Koordinaten innerhalb dieses äußeren Kreises 33 sind so gewählt, dass die Entfernung jedes Punktes zum Mittelpunkt des äußeren Kreises 33 jeweils dem Sinus des zugehörigen Polarwinkels in der Objektebene 4 des Projektionsobjektivs 2 entspricht. Dabei wird der Polarwinkel jeweils relativ zu der Richtung ermittelt, unter der die in der Objektebene 4 angeordnete Maske 3 mit dem Licht des Beleuchtungssystems 1 beleuchtet wird, d. h. relativ zur mittleren Ausbreitungsrichtung des vom Beleuchtungssystem 1 erzeugten Lichts. Dabei werden die Sinuswerte jeweils auf die objektseitige numerische Apertur des Projektionsobjektivs 2 normiert, so dass der äußere Kreis 33 den Radius 1.0 aufweist. Die normierten Sinuswerte werden als σ-Werte bezeichnet und können zwischen 0.0 und 1.0 variieren.
  • Ein innerer Kreis 34 stellt die Obskuration des Projektionsobjektivs 2 dar, d. h. Lichtstrahlen, die in den Winkelbereich der Obskuration gebeugt werden, können nicht zur Erzeugung eines Bilds des Musters der Maske 3 beitragen.
  • Weiterhin sind in 4 zwei Beleuchtungspole 35, 36 dargestellt, wobei jeder Beleuchtungspol 35, 36 einen Öffnungswinkel von 60° aufweist und sich demgemäß über einen Bereich von Azimutwinkeln erstreckt, der 60° beträgt. Radial erstreckt sich jeder Beleuchtungspol 35, 36 über einen Bereich von σ = 0.6 bis σ = 0.8. Demgemäß handelt es sich bei dem in 4 dargestellten Beleuchtungssetting um ein Dipolsetting. Innerhalb der Beleuchtungspole 35, 36 ist die Lichtintensität größer als ein vorgegebener Beleuchtungspol-Mindestwert. Außerhalb der Beleuchtungspole 35, 36 ist die Lichtintensität kleiner als der Beleuchtungspol-Mindestwert.
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung der Ausleuchtung der ersten Pupillenebene 30 des Projektionsobjektivs 2 während der Abbildung verschiedener Muster, die jeweils mit dem Beleuchtungssetting der 4 beleuchtet werden. Die Winkelverteilung des vom Beleuchtungssystem 1 erzeugten Lichts, mit dem die Muster beleuchtet werden, ist somit für alle Muster gleich und entspricht dem in 4 dargestellten Dipolsetting.
  • Die Muster weisen jeweils beugende Strukturen in Form periodisch angeordneter Streifen auf, wobei der Streifenabstand, der im Folgenden auch als Periode der beugenden Strukturen bezeichnet und z. B. von Streifenmitte zu Streifenmitte gemessen wird, beim linken Diagramm der 5 22 nm, beim mittleren Diagramm der 5 30 nm und beim rechten Diagramm der 5 36 nm beträgt und die Streifen bezogen auf die Darstellung der 5 vertikal verlaufen. Dabei ist zu beachten, dass sich diese und auch die weiteren Angaben zum Streifenabstand jeweils nicht auf das Muster selbst, sondern auf das in der Bildebene 6 erzeugte Bild des Musters beziehen und somit um den Abbildungsmaßstab von den Werten abweichen, die für das Muster selbst gelten.
  • Durch Schraffuren sind Bereiche der ersten Pupillenebene 30 gekennzeichnet, an denen die Lichtintensität einen vorgegebenen Ausleuchtungs-Mindestwert überschreitet und die im Folgenden als ausgeleuchtete Bereiche 37, 38, 39, 40 bezeichnet werden.
  • Die ausgeleuchteten Bereiche 37, 38 entstehen durch eine Beugung des Lichts an den beugenden Strukturen des Musters der Maske 3 in 0. Beugungsordnung und repräsentieren somit auch die Winkelverteilung des vom Beleuchtungssystem 1 erzeugten Lichts in der Objektebene 4 des Projektionsobjektivs 2, d. h. das Beleuchtungssetting. Die ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 entstehen durch eine Beugung des Lichts an den beugenden Strukturen des Musters 3 in 1. Beugungsordnung, d. h. in +1. Beugungsordnung oder in –1. Beugungsordnung.
  • Unter den 5 zugrundeliegenden Bedingungen werden in der ersten Pupillenebene 30 für jeden der beiden Beleuchtungspole 35, 36 ein durch die 0. Beugungsordnung ausgeleuchteter Bereich 37 bzw. 38 und ein durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteter Bereich 39 bzw. 40 ausgebildet. Dabei sind die Koordinaten in 5 und auch in den weiteren Fig. jeweils so gewählt, dass vom Beleuchtungspol 35 der durch die 0. Beugungsordnung ausgeleuchtete Bereich 37 und der durch die –1. Beugungsordnung ausgeleuchtete Bereich 40 ausgebildet werden. Vom Beleuchtungspol 36 werden der durch die 0. Beugungsordnung ausgeleuchtete Bereich 38 und der durch die +1. Beugungsordnung ausgeleuchtete Bereich 39 ausgebildet.
  • Je kleiner die Periode der beugenden Strukturen des Musters ist, desto größer ist jeweils der Abstand zwischen den durch die 0. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereichen 37, 38 und den durch die zugehörige 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereichen 39, 40. Demgemäß ist im linken Diagramm der 5, bei dem die beugenden Strukturen des Muster die kleinste Periode aufweisen, der durch die –1. Beugungsordnung ausgeleuchtete Bereich 40 am rechten Rand des äußeren Kreises 33 für die objektseitige numerische Apertur des Projektionsobjektivs 2 angeordnet und kann somit gerade noch zur Bilderzeugung in der Bildebene 6 des Projektionsobjektivs 2 beitragen. Der durch die +1. Beugungsordnung ausgeleuchtete Bereich 39 ist am linken Rand des äußeren Kreises 33 für die objektseitige numerische Apertur des Projektionsobjektivs 2 angeordnet und kann ebenfalls gerade noch zur Bilderzeugung in der Bildebene 6 des Projektionsobjektivs 2 beitragen. Für die Bilderzeugung in der Bildebene 6 des Projektionsobjektivs 2 können unter den 5 zugrundeliegenden Bedingungen die –1. Beugungsordnung mit der 0. Beugungsordnung sowie die +1. Beugungsordnung mit der 0. Beugungsordnung interferieren. Da sämtliche ausgeleuchteten Bereiche 37, 38, 39, 40 beim linken Diagramm der 5 außerhalb des inneren Kreises 34 liegen, hat die Obskuration der ersten Pupillenebene 30 keinen negativen Einfluss auf die Bilderzeugung.
  • Im mittleren Diagramm der 5 weisen die beugenden Strukturen des Musters eine Periode auf, die größer als im linken und kleiner als im rechten Diagramm ist. Demgemäß sind die durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 im Vergleich zum linken Diagramm jeweils zu kleineren σ-Werten hin verschoben und überlappen bereichsweise mit dem inneren Kreis 34 der Obskuration. Somit hat die Obskuration der ersten Pupillenebene 30 zur Folge, dass jeweils nur ein Teilgebiet der durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 zur Bilderzeugung beiträgt und ein Teil des Lichts der 1. Beugungsordnung verloren ist. Der Überlapp der durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 mit der Obskuration wirkt sich über die reine Intensitätseinbuße hinaus negativ auf die Bilderzeugung aus. Das in die Obskuration hinein gebeugte Licht steht nicht als Interferenzpartner zur Bilderzeugung zur Verfügung. Diejenigen Beugungsordnungen, welche dieses Licht zwingend als Interferenzpartner benötigen, können je nach Größe des Überlapps mit der Obskuration nur noch teilweise oder gar nicht zur Bilderzeugung beitragen und liefern lediglich Untergrund, der den Kontrast reduziert.
  • Im rechten Diagramm der 5, bei dem die beugenden Strukturen des Musters die größte Periode aufweisen, sind die durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 noch weiter zu kleinen σ-Werten hin verschoben und überlappen fast vollständig mit dem inneren Kreis 34 für die Obskuration. Somit liegen nur noch kleine Teilgebiete der durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 außerhalb der Obskuration und können zur Bilderzeugung beitragen. Vergleichsweise große Teilgebiete der durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 liegen innerhalb der Obskuration und stehen somit nicht als Interferenzpartner zur Verfügung, so dass der Untergrund relativ hoch und der Kontrast relativ gering ist.
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Beleuchtungssettings.
  • Bei dem in 6 dargestellten Beleuchtungssetting handelt es sich analog zu 4 um ein Dipolsetting mit Beleuchtungspolen 35, 36, die einen Öffnungswinkel von 60° aufweisen. Allerdings erstrecken sich die Beleuchtungspole 35, 36 beim Dipolsetting der 6 radial über einen größeren Bereich als bei 4, nämlich von σ = 0.3 bis σ = 1.0. Dies bedeutet, dass die Beleuchtungspole 35, 36 radial nach außen bis an den äußeren Kreis 33 für die objektseitige numerische Apertur des Projektionsobjektivs 2 und radial nach innen bis an den inneren Kreis 34 für die Obskuration heranreichen.
  • 7 zeigt eine schematische Darstellung der Ausleuchtung der ersten Pupillenebene 30 des Projektionsobjektivs 2 während der Abbildung verschiedener Muster, die jeweils mit dem Beleuchtungssetting der 6 beleuchtet werden. Dabei werden jeweils die gleichen Muster wie bei 5 verwendet. Auch in der Art der Darstellung stimmt 7 mit 5 überein.
  • Beim linken Diagramm der 7 treten in der 1. Beugungsordnung Winkel außerhalb der objektseitigen numerischen Apertur des Projektionsobjektivs 2 auf, so dass nur ein Teil des Lichts der 1. Beugungsordnung zur Ausleuchtung der ersten Pupillenebene 30 beiträgt. Die durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 erstrecken sich demgemäß bis zum äußeren Kreis 33 für die objektseitige numerische Apertur und entsprechen lediglich Teilgebieten der in 6 dargestellten Beleuchtungspole 35, 36.
  • Im mittleren Diagramm der 7 sind die durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 infolge der größeren Periode der beugenden Strukturen des Musters jeweils zu kleineren σ-Werten hin verschoben, so dass der äußere Kreis 33 für die objektseitige numerische Apertur nicht mehr limitierend wirkt. Allerdings überlappen die durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 jetzt analog zum mittleren Diagramm der 5 bereichsweise mit dem inneren Kreis 34 für die Obskuration, so dass die Obskuration wiederum einen Kontrastverlust zur Folge hat. In Folge der größeren radialen Erstreckung der Beleuchtungspole 35, 36 und somit auch der durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 steht aber mehr Licht als Interferenzpartner zur Bilderzeugung zur Verfügung als beim mittleren Diagramm der 5.
  • Ähnliches gilt auch für das rechte Diagramm der 7. Dort sind die durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 in Folge der noch größeren Periode der beugenden Strukturen des Musters zu noch kleineren σ-Werten hin verschoben. Dadurch kommt es zu einem noch größeren Überlapp mit dem inneren Kreis 34 für die Obskuration und demgemäß auch zu einem noch größeren Kontrastverlust durch die Obskuration. Allerdings steht auch in diesem Fall in Folge der größeren radialen Erstreckung der Beleuchtungspole 35, 36 mehr Licht zur Bilderzeugung zur Verfügung als beim rechten Diagramm der 5.
  • 8 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Beleuchtungssettings.
  • Bei dem in 8 dargestellten Beleuchtungssetting handelt es sich analog zu den 4 und 6 um ein Dipolsetting mit Beleuchtungspolen 35, 36, die einen Öffnungswinkel von 60° aufweisen. Analog zu 6 erstrecken sich die Beleuchtungspole 35, 36 beim Dipolsetting der 6 radial über einen Bereich von σ = 0.3 bis σ = 1.0. Allerdings unterscheiden sich die Beleuchtungspole 35, 36 der 8 von den Beleuchtungspolen 35, 36 der 6 durch dunkle Zonen 41, 42, innerhalb derer die Lichtintensität jeweils kleiner als der Beleuchtungspol-Mindestwert ist. Die dunklen Zonen 41, 42 sind in den Außenbereichen der Beleuchtungspole 35, 36 ausgebildet und weisen die Form von Kreissegmenten auf. Details zur Geometrie der Beleuchtungspole 35, 36 und insbesondere der dunklen Zonen 41, 42 werden anhand von 10 erläutert.
  • 9 zeigt eine schematische Darstellung der Ausleuchtung der ersten Pupillenebene 30 des Projektionsobjektivs 2 während der Abbildung verschiedener Muster, die jeweils mit dem Beleuchtungssetting der 8 beleuchtet werden. Dabei werden jeweils die gleichen Muster wie bei 5 und 7 verwendet. Auch in der Art der Darstellung stimmt 9 mit den 5 und 7 überein.
  • Die dunklen Zonen 41, 42 der Beleuchtungspole 35, 36 des Beleuchtungssettings der 8 haben zur Folge, dass sich die durch die 0. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 37, 38 und die durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 der 9 jeweils durch unbeleuchtete Gebiete 43, 44 mit einer Lichtintensität unterhalb des Ausleuchtungs-Mindestwerts von der 7 unterscheiden. Die Geometrie der unbeleuchtete Gebiete 43, 44 entspricht der Geometrie der dunklen Zonen 41, 42.
  • Aus einem Vergleich der 7 und 9 ist weiter ersichtlich, dass bei der gemäß 9 modifizierten Dipolbeleuchtung bei einer kleinen Periode der beugenden Strukturen des Musters (linkes Diagramm) weniger Licht für die Bilderzeugung zur Verfügung steht als bei der Dipolbeleuchtung gemäß 7. Sowohl die durch die 0. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 37, 38 als auch die durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 weisen im linken Diagramm der 9 eine kleinere Fläche auf als im linken Diagramm der 7. Bezüglich des Kontrastverlusts durch die begrenzte objektseitige numerische Apertur und durch die Obskuration besteht kein Unterschied.
  • Bei einer mittleren Periode der beugenden Strukturen des Musters (mittleres Diagramm) weisen bei 9 insbesondere die durch die 0. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 37, 38 und in geringerem Maß auch die durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 eine kleinere Fläche als bei 7 auf. Im Gegensatz zu 7 kommt es bei 9 jedoch nicht zu einem Kontrastverlust durch die Obskuration, da die durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 wegen der unbeleuchteten Gebiete 43, 44, die im Bereich der durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 in analoger Weise wie im Bereich der durch die 0. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 37, 38 ausgebildet sind, nicht mit dem inneren Kreis 34 für die Obskuration überlappen.
  • Bei einer großen Periode der beugenden Strukturen des Musters (rechtes Diagramm) weisen bei 9 ausschließlich die durch die 0. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 37, 38, nicht jedoch die durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 eine kleinere Fläche als bei 7 auf. Es kommt lediglich zu einem geringen Kontrastverlust durch die Obskuration, da die durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 wegen der unbeleuchteten Gebiete 43, 44 nur geringfügig mit dem inneren Kreis 34 für die Obskuration überlappen.
  • 10 zeigt eine schematische Darstellung der Geometrie der Beleuchtungspole 35, 36 des bei 9 verwendeten Beleuchtungssettings. In 10 ist als Grundform, auf deren Basis die Beleuchtungspole 35, 36 konstruiert werden, die Form der Beleuchtungspole 35, 36 der 7 dargestellt, d. h. die Beleuchtungspole 35, 36 weisen einen Öffnungswinkel von 60° auf und erstrecken sich zwischen σ = 0.3 und σ = 1.0. Weiterhin ist in 7 der innere Kreis 34 für die Obskuration eingezeichnet. Da das Licht der Beleuchtungspole 35, 36, das in die Obskuration hinein gebeugt wird, nicht als Interferenzpartner zur Bilderzeugung beitragen kann, wird im Rahmen der Erfindung zumindest ein Teil dieses Lichts aus den Beleuchtungspolen 35, 36 ausgenommen. Demgemäß wird die Fläche der Beleuchtungspole 35, 36 durch die dunklen Zonen 41, 42 reduziert.
  • Allerdings hängt es von den beugenden Strukturen des Musters ab, welcher Bereich der Beleuchtungspole 35, 36 in die Obskuration hinein gebeugt wird. Da die Maske 3 in der Regel ein Muster aufweist, das in seiner Komplexität über ein einfaches Streifenmuster mit identischen Streifenabständen hinaus geht, kann es vorkommen, dass dieselben Bereiche der Beleuchtungspole 35, 36 für eine erste beugende Struktur des Musters zur Bilderzeugung beitragen und für eine zweite beugende Struktur des Musters in die Obskuration hinein gebeugt werden und somit nicht zur Bilderzeugung beitragen. Es ist daher bei der Festlegung der dunklen Zonen 41, 42 abhängig von den beugenden Strukturen des Musters ein Kompromiss erforderlich, durch den für alle beugenden Strukturen noch ausreichend Licht für die Bilderzeugung bereitgestellt wird und möglichst wenig Licht in die Obskuration hinein gebeugt wird. Dieser Kompromiss kann so aussehen, dass der innere Kreis 34 für die Obskuration jeweils um einen Abstand Δσ zu beiden Beleuchtungspolen 35, 36 hin lateral verschoben wird und die Bereiche des verschobenen inneren Kreises 34 aus den Beleuchtungspolen 35, 36 ausgespart werden. Auf diese Weise entstehen die als Kreissegmente ausgebildeten dunklen Zonen 41, 42. Der Abstand Δσ kann auf folgende Weise berechnet werden: Δσ = λ/(PkritischNA)
  • Dabei ist die λ Arbeitswellenlänge des Projektionsobjektivs 2, Pkritich eine kritische Periode der beugenden Strukturen des Musters, für die der Kontrast oder ein im Folgenden noch näher definierter Parameter NILS ein Minimum aufweist und NA die bildseitige numerische Apertur des Projektionsobjektivs 2.
  • Die quantitativen Auswirkungen der vorstehend beschriebenen Beleuchtungssettings auf den bei der Abbildung mit dem Projektionsobjektiv 2 erzielbaren Kontrast werden im Folgenden anhand der 11 näher erläutert.
  • 11 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Eignung verschiedener Beleuchtungssettings für einen Lithographieprozess. In dem Diagramm ist für verschiedene Beleuchtungssettings ein Parameter NILS (Normalized Image Log Slope) für die Druckbarkeit eines mit dem Projektionsobjektiv 2 erzeugten Bilds über die Periode (pitch) des abgebildeten Musters aufgetragen. Unter Druckbarkeit wird dabei verstanden, inwieweit mit dem jeweils erzeugten Bild die Anforderungen für die Belichtung der lichtempfindlichen Schicht des in der Bildebene 6 des Projektionsobjektivs 2 angeordneten Substrats 5 erfüllt werden. Der Parameter NILS ist dabei über die Steigung definiert, die der ortsabhängige Intensitätsverlauf für Intensitätswerte aufweist, welche der Belichtungsschwelle der lichtempfindlichen Schicht des Substrats 5 entsprechen:
    Figure 00230001
  • Dabei sind CD die Breite des Intensitätsverlaufs, der beispielsweise eine Linie repräsentiert, an der Belichtungsschwelle, I die Intensität und x eine Ortskoordinate in der Bildebene.
  • Eine Druckbarkeit des Bilds ist gewährleistet, wenn der Parameter NILS einen Wert von wenigstens 1 aufweist. Für Werte des Parameters NILS deutlich unter 1 sind die Mindestanforderungen an die Belichtung der lichtempfindlichen Schicht des Substrats 5 nicht eingehalten und somit ist eine Druckbarkeit nicht gewährleistet.
  • Aus 11 ist ersichtlich (siehe als durchgezogene Linie dargestellter Kurvenverlauf), dass für das in 4 dargestellte Dipolsetting der Parameter NILS bei einer Periode der beugenden Strukturen des Musters im Bereich von 36 nm Werte von ca. 0.6 annimmt und eine Druckbarkeit dieser Periode mit dem genannten Beleuchtungssetting somit nicht gewährleistet ist. Wie aus dem rechten Diagramm der 5 hervorgeht, ist der geringe Wert des Parameters NILS bei einer Periode von 36 nm darauf zurückzuführen, dass die durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 stark mit der Obskuration überlappen und es deshalb zu einem erheblichen Kontrastverlust kommt.
  • Eine deutliche Verbesserung ist mit dem in 6 dargestellten Beleuchtungssetting zu erreichen (siehe als gestrichelte Linie dargestellter Kurvenverlauf), bei dem sich die Beleuchtungspole 35, 36 über einen größeren σ-Bereich erstrecken und somit bei der Periode von 36 nm trotz des Überlapps der durch die 1. Beugungsordnung ausgeleuchteten Bereiche 39, 40 mit der Obskuration noch relativ viel Licht für die Bilderzeugung zur Verfügung steht. Bei diesem Beleuchtungssetting weist der Parameter NILS innerhalb des gesamten dargestellten Bereichs Werte oberhalb 0.8 auf.
  • Eine noch bessere Druckbarkeit ist mit dem in 8 dargestellten modifizierten Dipolsetting zu erzielen, bei dem aus den Beleuchtungspolen 35, 36 die dunklen Zonen 41, 42 ausgenommen sind (siehe als strichpunktierte Linie dargestellter Kurvenverlauf). Diese Verbesserung beruht darauf, dass beim modifizierten Dipolsetting wegen der aus den dunklen Zonen 41, 42 resultierenden unbeleuchteten Gebiete 43, 44 der Überlapp mit der Obskuration reduziert wird und demgemäß auch der Kontrastverlust geringer ausfällt. Dies hat zur Folge, dass beim modifizierten Dipolsetting der 8 der Wert des Parameters NILS im dargestellten Bereich lediglich geringfügig unter 1 sinkt, obwohl nicht mehr Licht für die Bilderzeugung zur Verfügung steht als bei dem dazu korrespondierenden Dipolsetting der 6, das keine dunklen Zonen 41, 42 aufweist. Somit ist beim modifizierten Dipolsetting für alle dargestellten Perioden der beugenden Strukturen des Musters eine ausreichende Druckbarkeit gewährleistet.
  • Aus 11 ist somit unmittelbar entnehmbar, dass das modifizierte Dipolsetting der 8 verglichen mit den Dipolsettings der 4 und 6 insgesamt die beste Druckbarkeit gewährleistet. Außerdem ergibt sich für das modifizierte Dipolsetting der 8 verglichen mit den Dipolsettings der 4 und 6 das größte Prozessfenster hinsichtlich des Belichtungsspielraums und der zulässigen Defokussierung. Beispielsweise ergibt sich für die Perioden 22 nm, 40 nm, 54 nm und 150 nm beim modifizierten Dipolsetting der 8 ein Belichtungsspielraum von 9.02% und eine Tiefenschärfe von 32 nm. Mit dem korrespondierenden Dipolsetting der 6 ohne die dunklen Zonen 41, 42 erreicht man einen Belichtungsspielraum von 7.83% und eine Tiefenschärfe von 28 nm.
  • Alternativ zu den vorstehend beschriebenen Dipolsettings können auch andersartig ausgebildete Beleuchtungssettings zum Einsatz kommen, um eine gute Druckbarkeit zu erzielen. Dies wird im Folgenden anhand der 12 bis 18 näher erläutert.
  • 12 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Beleuchtungssettings. Das in 12 dargestellte Beleuchtungssetting weist zwei innere Beleuchtungspole 35a, 36a und zwei äußere Beleuchtungspole 35b, 36b auf. Demgemäß wird dieses Beleuchtungssetting im Folgenden auch als Doppeldipol-Setting bezeichnet. Innerhalb der inneren Beleuchtungspole 35a, 36a ist die Lichtintensität größer als ein vorgegebener innerer Beleuchtungspol-Mindestwert. Innerhalb der äußeren Beleuchtungspole 35b, 36b ist die Lichtintensität größer als ein vorgegebener äußerer Beleuchtungspol-Mindestwert. Außerhalb der Beleuchtungspole 35a, 35b, 36a, 36b ist die Lichtintensität kleiner als der innerer Beleuchtungspol-Mindestwert und der äußere Beleuchtungspol-Mindestwert. Die inneren Beleuchtungspole 35a, 36a und die äußeren Beleuchtungspole 35b, 36b erstrecken sich jeweils über den gleichen Bereich von Azimutwinkeln von beispielsweise 60° und sind jeweils im gleichen Umfangsabschnitt angeordnet. Die äußeren Beleuchtungspole 35b, 36b sind radial außerhalb der inneren Beleuchtungspole 35a, 36a angeordnet und weisen demgemäß größere σ-Werte als die inneren Beleuchtungspole 35a, 36a auf. Außerdem ist die ausgeleuchtete Fläche der äußeren Beleuchtungspole 35b, 36b größer als die ausgeleuchtete Fläche der inneren Beleuchtungspole 35a, 36a. Beispielsweise kann die ausgeleuchtete Fläche der äußeren Beleuchtungspole 35b, 36b doppelt so groß sein wie die ausgeleuchtete Fläche der inneren Beleuchtungspole 35a, 36a. Allerdings weisen die inneren Beleuchtungspole 35a, 36a eine höhere Lichtintensität als die äußeren Beleuchtungspole 35b, 36b auf. Beispielsweise kann die Lichtintensität der inneren Beleuchtungspole 35a, 36a doppelt so hoch sein wie die Lichtintensität der äußeren Beleuchtungspole 35b, 36b. Insbesondere können die ausgeleuchteten Flächen und die Lichtintensitäten der inneren Beleuchtungspole 35a, 36a und der äußeren Beleuchtungspole 35b, 36b so aufeinander abgestimmt sein, dass die inneren Beleuchtungspole 35a, 36a und die äußeren Beleuchtungspole 35b, 36b jeweils die gleiche Lichtleistung aufweisen. Der radiale Abstand zwischen den äußeren Beleuchtungspolen 35b, 36b und den inneren Beleuchtungspolen 35a, 36a kann insbesondere so gewählt werden, dass die 1. Beugungsordnungen der inneren Beleuchtungspole 35a, 36a bei einer Beugung an beugenden Strukturen des Musters mit der kritischen Periode Pkritisch vollständig oder zumindest größtenteils außerhalb der Obskuration liegen. Dies ist in 13 veranschaulicht.
  • 13 zeigt eine schematische Darstellung der Ausleuchtung der ersten Pupillenebene 30 des Projektionsobjektivs 2 während der Abbildung eines Musters für das in 12 dargestellte Beleuchtungssetting. Bei dem Muster handelt es sich um ein Streifenmuster, wobei die Streifenabstände der kritischen Periode Pkritisch entsprechen. Die kritische Periode Pkritisch weist beim dargestellten Ausführungsbeispiel einen Wert von 36 nm auf.
  • In 13 sind durch die 0. Beugungsordnung der inneren Beleuchtungspole 35a, 36a ausgeleuchtete Bereiche 37a, 38a, durch die 0. Beugungsordnung der äußeren Beleuchtungspole 35b, 36b ausgeleuchteten Bereiche 37b, 38b, durch die 1. Beugungsordnung der inneren Beleuchtungspole 35a, 36a ausgeleuchtete Bereiche 39a, 40a und durch die 1. Beugungsordnung der äußeren Beleuchtungspole 35b, 36b ausgeleuchtete Bereiche 39b, 40b dargestellt.
  • Wie aus 13 hervorgeht, überlappen die durch die 1. Beugungsordnung der äußeren Beleuchtungspole 35b, 36b ausgeleuchteten Bereiche 39b, 40b stark mit der Obskuration, so dass es unter den dargestellten Bedingungen zu einem starken Kontrastverlust kommt. Dieser Kontrastverlust kann jedoch durch die inneren Beleuchtungspole 35a, 36a wenigstens zum Teil kompensiert werden, da die durch die 1. Beugungsordnung der inneren Beleuchtungspole 35a, 36a ausgeleuchteten Bereiche 39a, 40a nicht mit der Obskuration überlappen. Dabei steht infolge der hohen Lichtintensität der inneren Beleuchtungspole 35a, 36a in vielen Fällen ausreichend Licht für die Kompensation zur Verfügung. Die Auswirkungen dieser Kompensation auf die Druckbarkeit des Bilds sind in 14 dargestellt.
  • 14 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Auswirkung der in 12 dargestellten inneren Beleuchtungspole 35a, 36a auf die Druckbarkeit. Die Art der Darstellung stimmt mit 11 überein, d. h. es ist der Parameter NILS für die Druckbarkeit über die Periode des abgebildeten Musters aufgetragen.
  • In Form einer durchgezogenen Linie ist ein Kurvenverlauf dargestellt, der für ein Dipolsetting ermittelt wurde, bei dem die Beleuchtungspole einen Öffnungswinkel von 60° aufweisen und sich radial über einen Bereich von σ = 0.6 bis σ = 0.8 erstrecken. Dies entspricht den äußeren Beleuchtungspolen 35b, 36b der 12. Der Kurvenverlauf weist einen starken Einbruch bei der kritischen Periode Pkritisch = 36 nm auf, so dass die Werte des Parameters NILS in diesem Bereich deutlich kleiner als 1 sind und die Druckbarkeit des Bilds für beugende Strukturen des Musters mit einer Periode in der Umgebung der kritischen Periode Pkritisch nicht gewährleistet ist.
  • Ein weiterer Kurvenverlauf des in 14 dargestellten Diagramms ist in Form einer gestrichelten Linie dargestellt. Dieser weitere Kurvenverlauf wurde für das in 12 dargestellte Doppeldipol-Setting mit den inneren Beleuchtungspolen 35a, 36a und den äußeren Beleuchtungspolen 35b, 36b ermittelt und weist auch in der Umgebung der kritischen Periode Pkritisch = 36 nm einen Wert des Parameters NILS nur knapp unter 1 auf. Dies bedeutet, dass in dem gesamten dargestellten Bereich eine ausreichende Druckbarkeit des Bilds gewährleistet ist.
  • Alternativ zu dem in 12 dargestellten Doppeldipol-Setting mit den inneren Beleuchtungspolen 35a, 36a und äußeren Beleuchtungspolen 35b, 36b kann auch ein Dipolsetting mit lediglich zwei Beleuchtungspolen 35, 36 zum Einsatz kommen, die jeweils eine in radialer Richtung variierende Lichtintensität aufweisen. Dies bedeutet, dass die beiden Beleuchtungspole 35, 36 jeweils bei verschiedenen σ-Werten eine unterschiedliche Lichtintensität aufweisen. Insbesondere weisen die Beleuchtungspole 35, 36 bei kleinen σ-Werten eine höhere Lichtintensität auf als bei großen σ-Werten. Dabei kann die Lichtintensität von kleinen σ-Werten zu großen σ-Werten kontinuierlich abnehmen. Derart in ihrer Lichtintensität variierende Beleuchtungspole 35, 36 können beispielsweise einen Öffnungswinkel von 60° aufweisen und sich radial über einen Bereich von σ = 0.3 bis σ = 1.0 erstrecken.
  • Generell kann das Beleuchtungssetting so ausgebildet werden, dass möglichst alle Bereiche, die nicht zur Bilderzeugung beitragen, entfernt werden und/oder dass zusätzliche Bereiche hinzugefügt werden, um einen Kontrastverlust auszugleichen, der durch eine Überlappung anderer Bereiche mit der Obskuration hervorgerufen wird. Zur Konstruktion eines geeigneten Beleuchtungssettings kann daher zunächst geprüft werden, welche Bereiche der ersten Pupillenebene 30 des Projektionsobjektivs 2 für eine bzw. für mehrere Perioden der beugenden Strukturen eines Musters zur Bilderzeugung beitragen. Dann kann das Beleuchtungssetting so optimiert werden, dass diese Bereiche der ersten Pupillenebene 30 möglichst optimal ausgeleuchtet werden und gleichzeitig die sonstigen Bereiche der ersten Pupillenebene 30 und insbesondere der Bereich der Obskuration möglichst wenig ausgeleuchtet werden. Bei einem Muster mit beugenden Strukturen unterschiedlicher Periode wird es in der Regel erforderlich sein, einen Kompromiss einzugehen, der eine ausreichende Druckbarkeit des Bilds für alle Perioden ermöglicht.
  • Die Vorgehensweise bei der Konstruktion eines geeigneten Beleuchtungssettings wird anhand der 15 bis 17 für ein konkretes Beispiel erläutert.
  • 15 zeigt eine schematische Darstellung der ersten Pupillenebene 30, wobei diejenigen Bereiche kenntlich gemacht sind, die bei einer Periode der beugenden Strukturen des Musters von 22 nm zur Bilderzeugung beitragen. Wie der 15 zu entnehmen ist, existieren zwei durch Schraffuren hervorgehobene Pupillenbereiche 45 und 46, aus denen das Licht zur Bilderzeugung beiträgt. Dabei wird das Bild durch eine Interferenz der 0. und der +1. Beugungsordnung sowie durch eine Interferenz der 0. und der –1. Beugungsordnung erzeugt. Die Bilderzeugung aus der 0. und +1. Beugungsordnung erfolgt mit Licht aus dem Pupillenbereich 45 und die Bilderzeugung durch Interferenz der 0. und der –1. Beugungsordnung erfolgt mit Licht aus dem Pupillenbereich 46. Das Licht außerhalb der Pupillenbereiche 45, 46 trägt nicht zur Bilderzeugung bei, sondern erhöht lediglich den Untergrund und verschlechtert dadurch den Kontrast. Der Pupillenbereich 45 und der Pupillenbereich 46 erstrecken sich jeweils über einen Bereich von Azimutwinkeln αopt.
  • 16 zeigt eine schematische Darstellung der ersten Pupillenebene 30 wobei diejenigen Bereiche kenntlich gemacht sind, die bei der Periode der beugenden Strukturen des Musters von 36 nm zur Bilderzeugung beitragen. Bei einer Periode von 36 nm tragen unter sonst gleichen Bedingungen wie bei 15 vier Pupillenbereiche 47, 48, 49 und 50 zur Bilderzeugung bei. Diese Pupillenbereiche 47, 48, 49, 50 sind durch Schraffuren hervorgehoben. Im Einzelnen wird das Bild durch eine Interferenz der 0. und der +1. Beugungsordnung aus dem Pupillenbereich 47, der 0. und der –1. Beugungsordnung aus dem Pupillenbereich 48, der –1. und der +1. Beugungsordnung aus dem Pupillenbereich 49 sowie der +1. und der –1. Beugungsordnung aus dem Pupillenbereich 50 erzeugt. Das Licht außerhalb der Pupillenbereiche 47, 48, 49, 50 trägt nicht zur Bilderzeugung bei. Dies gilt insbesondere auch für das Licht aus den Pupillenbereichen 51 und 52, die von den Pupillenbereichen 47 und 49 bzw. 48 und 50 umgeben sind.
  • 17 zeigt eine schematische Darstellung eines auf Basis der 15 und 16 konstruierten Beleuchtungssettings. Die Konstruktion des Beleuchtungssettings kann mittels eines iterativen Algorithmus oder geometrisch erfolgen. Zur Konstruktion des Beleuchtungssettings wird zunächst die Schnittmenge gebildet aus den Pupillenbereichen 45, 46, die bei der Periode von 22 nm zur Bilderzeugung beitragen und den Pupillenbereichen 47, 48, 49, 50, die bei der Periode von 36 nm zur Bilderzeugung beitragen. Diese Schnittmenge wird noch um Teilgebiete der Pupillenbereiche 47, 48 ergänzt, die lediglich für eine der beiden Perioden zur Bilderzeugung beitragen. Dadurch soll insbesondere auch eine ausreichende Druckbarkeit bei anderen Perioden als 22 nm und 36 nm, die den 15 und 16 zugrunde liegen, gewährleistet werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel werden Teilgebiete innerhalb des Bereichs von Azimutwinkein αopt zu kleinen σ-Werten bis zum inneren Kreis 34 für die Obskuration hinzugenommen. Außerdem werden zur Berücksichtigung der nicht beitragenden Pupillenbereiche 51, 52 die dunklen Zonen 41, 42 ausgenommen. Insgesamt ergeben sich dadurch zwei optimierte Beleuchtungspole 35, 36, die jeweils einen Öffnungswinkel aufweisen, der dem Bereich von Azimutwinkeln αopt entspricht. Die optimierten Beleuchtungspole 35, 36 erstrecken sich radial zwischen dem inneren Kreis 34 für die Obskuration und dem äußeren Kreis 33 für die numerische Apertur, wobei die dunklen Zonen 41, 42 ausgenommen sind. Eine weitere Optimierung kann durch eine Variation der Lichtintensität innerhalb des Beleuchtungssettings erzielt werden. Insbesondere kann ein Intensitätsgradient derart ausgebildet werden, dass die Lichtintensität der Beleuchtungspole 35, 36 zu kleinen σ-Werten, d. h. radial nach innen, wenigstens bereichsweise zunimmt.
  • 18 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Druckbarkeit bei verschiedenen Beleuchtungssettings. Die Art der Darstellung wurde analog zu den 11 und 14 gewählt. Dabei sind insgesamt drei Kurvenverläufe für den Parameter NILS dargestellt, die jeweils ein anderes Beleuchtungssetting repräsentieren.
  • Als eine durchgezogene Linie ist ein Kurvenverlauf dargestellt, der für das Dipolsetting der 4 ermittelt wurde, bei dem die Beleuchtungspole 35, 36 einen Öffnungswinkel von 60° aufweisen und sich radial über einen Bereich von σ = 0.6 bis σ = 0.8 erstrecken. Derselbe Kurvenverlauf ist auch in den Diagrammen der 11 und 14 dargestellt und zeigt einen starken Einbruch des Parameters NILS bei einer Periode von ca. 36 nm. Im Bereich dieser Periode sinkt der Parameter NILS auf Werte unter 0.6 ab.
  • Als eine gestrichelte Linie ist ein Kurvenverlauf dargestellt, der für das in 17 dargestellte Dipolsetting ohne die dunklen Zonen 41, 42 ermittelt wurde, d. h. bei dem die Beleuchtungspole 35, 36 einen Öffnungswinkel aufweisen, der dem Bereich von Azimutwinkeln αopt entspricht und sich radial durchgehend über einen Bereich von σ = 0.3 bis σ = 1.0 erstrecken. Dieser Kurvenverlauf stellt eine deutliche Verbesserung gegenüber dem als durchgezogene Linie dargestellten Kurvenverlauf dar und weist insbesondere nicht mehr den Einbruch des Parameters NILS bei einer Periode von ca. 36 nm auf. Allerdings sinken die Werte des Parameters NILS auch bei diesem Kurvenverlauf bereichsweise unter den Wert 1. Der Wert NILS = 0.8 wird jedoch nicht unterschritten.
  • Als eine strichpunktierte Linie ist ein Kurvenverlauf dargestellt, der für das in 17 dargestellte Dipolsetting, das die dunklen Zonen 41, 42 aufweist, ermittelt wurde. Dieser Kurvenverlauf stellt nochmals eine deutliche Verbesserung gegenüber dem als gestrichelte Linie dargestellten Kurvenverlauf dar. Die Kurve verläuft im gesamten dargestellten Bereich oberhalb des Werts NILS = 1. Demgemäß ist im gesamten dargestellten Bereich eine gute Druckbarkeit gewährleistet.
  • Das auf die vorstehend beschriebene oder auf sonstige Weise ermittelte Beleuchtungssetting kann beispielsweise mittels einer oder mehrerer Blenden eingestellt werden, die insbesondere in einer Pupillenebene des Beleuchtungssystems (1) angeordnet werden können. Ausführungsbeispiele geeigneter Blenden sind in den 19, 20 und 21 dargestellt. Allerdings hat der Einsatz von Blenden einen Lichtverlust zur Folge, der in der Regel unerwünscht ist. Ebenso besteht die Möglichkeit das gewünschte Beleuchtungssetting nahezu verlustfrei durch eine Umleitung der Strahlengänge beispielsweise mittels eines Multi-Mirror-Array einzustellen. Hierzu können beispielsweise die Beleuchtungsspiegel 9 und 10 des in 2 dargestellten Beleuchtungssystems 1 herangezogen werden.
  • Die 19, 20 und 21 zeigen schematische Darstellungen unterschiedlicher Ausführungsbeispiele von Blenden 53 zur Erzeugung von Beleuchtungssettings. Die Blenden 53 können beispielsweise als dünne Metallscheiben ausgebildet sein. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Blenden 53 jeweils als Kreisscheiben ausgebildet und weisen Blendenöffnungen 54, 55 bzw. innere Blendenöffnungen 54a, 55a und äußere Blendenöffnungen 54b, 55b auf, welche das Licht des Beleuchtungssystems 1 passieren lassen. Außerhalb der Blendenöffnungen 54, 55 bzw. der inneren Blendenöffnungen 54a, 55a und der äußeren Blendenöffnungen 54b, 55b sind die Blenden 53 für das des Beleuchtungssystems 1 opak.
  • Mit dem in 19 dargestellten Ausführungsbeispiel der Blende 53 kann das Beleuchtungssetting gemäß 8 eingestellt werden. Demgemäß stimmen Form und Anordnung der Blendenöffnungen 54, 55 mit der in 8 dargestellten Form und Anordnung der Beleuchtungspole 35 und 36 überein. Dabei zeichnen sich die Blendenöffnungen 54, 55 insbesondere dadurch aus, dass ihre Berandungen jeweils bereichsweise eine Form aufweisen, die der Form der Außenkontur der Obskuration, d. h. der Form des inneren Kreises 34, entspricht. Insbesondere sind die Berandungen der Blendenöffnungen 54, 55 bereichsweise identisch zur Außenkontur der Obskuration ausgebildet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht eine derartige bereichsweise Übereinstimmung sowohl hinsichtlich der Berandungen radial nach innen als auch hinsichtlich der Berandungen radial nach außen.
  • Das in 20 dargestellte Ausführungsbeispiel der Blende 53 dient der Einstellung des Beleuchtungssettings gemäß 12. Demgemäß weist die Blende 53 innere Blendenöffnungen 54a, 55a und äußere Blendenöffnungen 54b, 55b auf, deren Form und Anordnung mit der in 12 dargestellten Form und Anordnung der Beleuchtungspole 35a, 36a, 35b, 36b übereinstimmen. Dabei sind die äußeren Blendenöffnungen 54b, 55b vollständig radial außerhalb der inneren Blendenöffnungen 54a, 55a angeordnet. Weiterhin weisen die inneren Blendenöffnungen 54a, 55a jeweils eine Form auf, die der Form der Außenkontur der Obskuration entspricht. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Berandungen der inneren Blendenöffnungen 54a, 55a radial nach innen jeweils eine Form auf, die der Form der Außenkontur der Obskuration entspricht. Insbesondere sind die Berandungen der inneren Blendenöffnungen 54a, 55a radial nach innen jeweils identisch zur Außenkontur der Obskuration ausgebildet.
  • Das in 21 dargestellte Ausführungsbeispiel der Blende 53 dient der Einstellung des Beleuchtungssettings gemäß 17. Demgemäß stimmen die Form und Anordnung der Blendenöffnungen 54, 55 mit der in 17 dargestellten Form und Anordnung der Beleuchtungspole 35 und 36 überein. Insbesondere weist die Blende 53 innerhalb der Blendenöffnungen 54, 55 opake Bereiche 56, 57 auf, die mittels dünner Stege 58, 59 fixiert sind und in Form und Anordnung den dunklen Zonen 41, 42 des Beleuchtungssettings entsprechen. Demgemäß werden durch die opaken Bereiche 56, 57 Berandungen der Blendenöffnungen 54, 55 ausgebildet, deren Form bereichsweise der Form der Außenkontur der Obskuration entspricht. Insbesondere sind diese Berandungen der Blendenöffnungen 54, 55 bereichsweise identisch zur Außenkontur der Obskuration ausgebildet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die bereichsweise Übereinstimmung jeweils auf der radial nach innen gerichteten Seite der opaken Bereiche 56, 57.
  • Aus Gründen der Anschaulichkeit wurde der vorstehenden Beschreibung und den Figuren jeweils eine Maske 3 mit vertikalen Streifen zugrunde gelegt, soweit jeweils nichts anderes gesagt ist. Für horizontal verlaufende Streifenmuster oder für sonstige beugende Strukturen des Musters gelten die Überlegungen jeweils analog.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Beleuchtungssystem
    2
    Projektionsobjektiv
    3
    Maske
    4
    Objektebene
    5
    Substrat
    6
    Bildebene
    7
    Lichtquelle
    8
    Erster Beleuchtungsspiegel
    9
    Zweiter Beleuchtungsspiegel
    10
    Dritter Beleuchtungsspiegel
    11
    Vierter Beleuchtungsspiegel
    12
    Fünfter Beleuchtungsspiegel
    13
    Spiegelfacette
    14
    Spiegelfacette
    15
    Erster Abbildungsspiegel
    16
    Zweiter Abbildungsspiegel
    17
    Dritter Abbildungsspiegel
    18
    Vierter Abbildungsspiegel
    19
    Fünfter Abbildungsspiegel
    20
    Sechster Abbildungsspiegel
    21
    Siebter Abbildungsspiegel
    22
    Achter Abbildungsspiegel
    23
    Optische Systemachse
    24
    Ausnehmung
    25
    Ausnehmung
    26
    Ausnehmung
    27
    Ausnehmung
    28
    Erste Zwischenbildebene
    29
    Zweite Zwischenbildebene
    30
    Erste Pupillenebene
    31
    Zweite Pupillenebene
    32
    Dritte Pupillenebene
    33
    Äußerer Kreis
    34
    Innerer Kreis
    35
    Beleuchtungspol
    35a
    innerer Beleuchtungspol
    35b
    äußerer Beleuchtungspol
    36
    Beleuchtungspol
    36a
    innerer Beleuchtungspol
    36b
    äußerer Beleuchtungspol
    37, 37a, 37b
    Durch 0. Beugungsordnung ausgeleuchteter Bereich
    38, 38a, 38b
    Durch 0. Beugungsordnung ausgeleuchteter Bereich
    39, 39a, 39b
    Durch +1. Beugungsordnung ausgeleuchteter Bereich
    40, 40a, 40b
    Durch –1. Beugungsordnung ausgeleuchteter Bereich
    41
    Dunkle Zone
    42
    Dunkle Zone
    43
    unbeleuchtete Gebiete
    44
    unbeleuchtete Gebiete
    45
    Pupilllenbereich
    46
    Pupilllenbereich
    47
    Pupilllenbereich
    48
    Pupilllenbereich
    49
    Pupilllenbereich
    50
    Pupilllenbereich
    51
    Pupilllenbereich
    52
    Pupilllenbereich
    53
    Blende
    54
    Blendenöffnung
    54a
    innere Blendenöffnung
    54b
    äußere Blendenöffnung
    55
    Blendenöffnung
    55a
    innere Blendenöffnung
    55b
    äußere Blendenöffnung
    56
    opaker Bereich
    57
    opaker Bereich
    58
    Steg
    59
    Steg

Claims (24)

  1. Projektionsbelichtungsanlage der EUV-Mikrolithographie, mit – einem Beleuchtungssystem (1) zur Beleuchtung eines Musters und – einem Projektionsobjektiv (2) zur Abbildung des Musters auf ein lichtempfindliches Substrat (5), wobei – das Projektionsobjektiv (2) eine Pupillenebene (30) mit einer Obskuration aufweist, – das Beleuchtungssystem (1) Licht mit einer Winkelverteilung erzeugt, – die Winkelverteilung einen Beleuchtungspol (35, 36) aufweist, der sich über einen Bereich von Polarwinkeln und einen Bereich von Azimutwinkeln erstreckt und innerhalb dessen die Lichtintensität größer als ein Beleuchtungspol-Mindestwert ist und – aus dem Beleuchtungspol (35, 36) zu großen Polarwinkeln hin eine dunkle Zone (41, 42) ausgenommen ist, innerhalb der die Lichtintensität kleiner als der Beleuchtungspol-Mindestwert ist, und die bereichsweise eine Form aufweist, welche der Form der Obskuration der Pupillenebene (30) entspricht.
  2. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1, wobei die dunkle Zone (41, 42) bereichsweise vom Beleuchtungspol (35, 36) umschlossen ist.
  3. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dunkle Zone (41, 42) vollständig vom Beleuchtungspol (35, 36) umschlossen ist.
  4. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Beleuchtungspol (35, 36) zu großen Polarwinkeln hin wenigstens innerhalb eines Azimutwinkelbereichs konkav ausgebildet ist
  5. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Außenkontur der dunklen Zone (41, 42) wenigsten bereichsweise identisch zur Außenkontur der Obskuration ausgebildet ist.
  6. Projektionsbelichtungsanlage der EUV-Mikrolithographie, mit – einem Beleuchtungssystem (1) zur Beleuchtung eines Musters und – einem Projektionsobjektiv (2) zur Abbildung des Musters auf ein lichtempfindliches Substrat (5), wobei – das Projektionsobjektiv (2) eine Pupillenebene (30) mit einer Obskuration aufweist, – das Beleuchtungssystem (1) Licht mit einer Winkelverteilung erzeugt, – die Winkelverteilung einen äußeren Beleuchtungspol (35b, 36b) aufweist, der sich über einen Bereich von Polarwinkeln und einen Bereich von Azimutwinkeln erstreckt und innerhalb dessen die Lichtintensität größer als ein äußerer Beleuchtungspol-Mindestwert ist, – die Winkelverteilung einen inneren Beleuchtungspol (35a, 36a) aufweist, der sich über einen Bereich von Polarwinkeln und einen Bereich von Azimutwinkeln erstreckt und innerhalb dessen die Lichtintensität größer als ein innerer Beleuchtungspol-Mindestwert ist, – der Winkelbereich des inneren Beleuchtungspols (35a, 36a) kleinere Polarwinkel aufweist als der Winkelbereich des äußeren Beleuchtungspols (35b, 36b) und – der innere Beleuchtungspol-Mindestwert der Lichtintensität größer als der äußere Beleuchtungspol-Mindestwert ist.
  7. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 6, wobei die Winkelverteilung des Lichts zwischen dem äußeren Beleuchtungspol (35b, 36b) und dem inneren Beleuchtungspol (35a, 36a) einen Bereich von Polarwinkeln aufweist, innerhalb dessen die Lichtintensität kleiner als der äußere Beleuchtungspol-Mindestwert und kleiner als der innere Beleuchtungspol-Mindestwert ist.
  8. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei der äußere Beleuchtungspol (35b, 36b) eine größere Fläche aufweist als der innere Beleuchtungspol (35a, 36a).
  9. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei sich der äußere Beleuchtungspol (35b, 36b) und der innere Beleuchtungspol (35a, 36a) über denselben Bereich von Azimutwinkeln erstrecken.
  10. Projektionsbelichtungsanlage der EUV-Mikrolithographie, mit – einem Beleuchtungssystem (1) zur Beleuchtung eines Musters und – einem Projektionsobjektiv (2) zur Abbildung des Musters auf ein lichtempfindliches Substrat (5), wobei – das Projektionsobjektiv (2) eine Pupillenebene (30) mit einer Obskuration aufweist, – das Beleuchtungssystem (1) Licht mit einer Winkelverteilung erzeugt, – die Winkelverteilung einen Beleuchtungspol (35, 36) aufweist, der sich über einen Bereich von Polarwinkeln und einen Bereich von Azimutwinkeln erstreckt und innerhalb dessen die Lichtintensität größer als ein Beleuchtungspol-Mindestwert ist und – die Lichtintensität innerhalb des Beleuchtungspols (35, 36) von großen Polarwinkeln zu kleinen Polarwinkeln hin zunimmt.
  11. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 10, wobei sich der Beleuchtungspol (35, 36) zu kleinen Polarwinkeln hin so weit erstreckt, dass Polarwinkel mit Sinuswerten von weniger als 110% der Sinuswerte der Polarwinkels am Rand der Obskuration auftreten.
  12. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei sich der Beleuchtungspol (35, 36) zu großen Polarwinkeln hin so weit erstreckt, das Polarwinkel mit Sinuswerten von wenigstens 90% der objektseitigen numerischen Apertur des Projektionsobjektivs (2) auftreten.
  13. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Beleuchtungspol (35, 36) durch eine Spiegelanordnung ausgebildet wird.
  14. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich der Beleuchtungspol (35, 36) über einen Bereich von Azimutwinkeln erstreckt, der wenigstens 45° beträgt.
  15. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Winkelverteilung des Lichts einen weiteren Beleuchtungspol (35, 36) aufweist, der analog zum Beleuchtungspol (35, 36) ausgebildet ist
  16. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Obskuration zentral in der Pupillenebene (30) angeordnet ist.
  17. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Projektionsobjektiv (2) eine bildseitige numerische Apertur von wenigstens 0.4 aufweist.
  18. Verfahren zur mikrolithographischen Belichtung eines lichtempfindlichen Substrats (5) mittels eines Projektionsobjektivs (2), das eine Pupillenebene (30) mit einer Obskuration aufweist, wobei – mit einem Beleuchtungssystem (1) Licht im EUV-Bereich mit einer Winkelverteilung erzeugt wird, die einen Beleuchtungspol (35, 36) aufweist, der sich über einen Bereich von Polarwinkeln und einen Bereich von Azimutwinkeln erstreckt und innerhalb dessen die Lichtintensität größer als ein Beleuchtungspol-Mindestwert ist und – der Beleuchtungspol (35, 36) so ausgebildet wird, dass zu großen Polarwinkeln hin eine dunkle Zone (41, 42) ausgenommen ist, innerhalb der die Lichtintensität kleiner als der Beleuchtungspol-Mindestwert ist, und die bereichsweise eine Form aufweist, welche der Form der Obskuration der Pupillenebene (30) entspricht.
  19. Verfahren zur mikrolithographischen Belichtung eines lichtempfindlichen Substrats (5) mittels eines Projektionsobjektivs (2), das eine Pupillenebene (30) mit einer Obskuration aufweist, wobei – mit einem Beleuchtungssystem (1) Licht im EUV-Bereich mit einer Winkelverteilung erzeugt wird, – die Winkelverteilung einen äußeren Beleuchtungspol (35b, 36b) aufweist, der sich über einen Bereich von Polarwinkeln und einen Bereich von Azimutwinkeln erstreckt und innerhalb dessen die Lichtintensität größer als ein äußerer Beleuchtungspol-Mindestwert ist, – die Winkelverteilung einen inneren Beleuchtungspol (35a, 36a) aufweist, der sich über einen Bereich von Polarwinkeln und einen Bereich von Azimutwinkeln erstreckt und innerhalb dessen die Lichtintensität größer als ein innerer Beleuchtungspol-Mindestwert ist, – der Winkelbereich des inneren Beleuchtungspols (35a, 36a) kleinere Polarwinkel aufweist als der Winkelbereich des äußeren Beleuchtungspols (35b, 36b) und – der innere Beleuchtungspol-Mindestwert der Lichtintensität größer als der äußere Beleuchtungspol-Mindestwert ist.
  20. Verfahren zur mikrolithographischen Belichtung eines lichtempfindlichen Substrats (5) mittels eines Projektionsobjektivs (2), das eine Pupillenebene (30) mit einer Obskuration aufweist, wobei – mit einem Beleuchtungssystem (1) Licht im EUV-Bereich mit einer Winkelverteilung erzeugt wird, die einen Beleuchtungspol (35, 36) aufweist, der sich über einen Bereich von Polarwinkeln und einen Bereich von Azimutwinkeln erstreckt und innerhalb dessen die Lichtintensität größer als ein Beleuchtungspol-Mindestwert ist und – der Beleuchtungspol (35, 36) so ausgebildet wird, dass die Lichtintensität innerhalb des Beleuchtungspols (35, 36) von großen Polarwinkeln zu kleinen Polarwinkeln hin zunimmt.
  21. Blende eines Beleuchtungssystems einer Projektionsbelichtungsanlage der EUV-Mikrolithographie, wobei – die Blende (53) wenigstens eine Blendenöffnung (54, 55) aufweist, welche die Winkelverteilung des Lichts vorgibt, das vom Beleuchtungssystem erzeugt und einem Projektionsobjektiv (2) zuführt wird, welches eine Pupillenebene (30) mit einer Obskuration aufweist und – die Blendenöffnung (54, 55) durch wenigstens eine Berandung begrenzt ist, welche bereichsweise eine Form aufweist, die der Form der Außenkontur der Obskuration der Pupillenebene (30) des Projektionsobjektivs (2) entspricht.
  22. Blende nach Anspruch 21, wobei ein Bereich der Berandung der Blendenöffnung (54, 55), dessen Form der Form der Außenkontur der Obskuration der Pupillenebene (30) des Projektionsobjektivs (2) entspricht, die Blendenöffnung (54, 55) radial nach außen begrenzt.
  23. Blende eines Beleuchtungssystems einer Projektionsbelichtungsanlage der EUV-Mikrolithographie, wobei – die Blende (53) wenigstens eine innere Blendenöffnung (54a, 55a) und wenigstens eine äußere Blendenöffnung (54b, 55b) aufweist, welche die Winkelverteilung des Lichts vorgeben, das vom Beleuchtungssystem erzeugt und einem Projektionsobjektiv (2) zuführt wird, welches eine Pupillenebene (30) mit einer Obskuration aufweist und – die äußere Blendenöffnung (54b, 55b) vollständig radial außerhalb der inneren Blendenöffnung (54a, 55a) angeordnet ist
  24. Blende nach Anspruch 23, wobei die innere Blendenöffnung (54a, 55a) durch wenigstens eine Berandung begrenzt ist, welche bereichsweise eine Form aufweist, die der Form der Außenkontur der Obskuration der Pupillenebene (30) des Projektionsobjektivs (2) entspricht.
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