Die Erfindung betrifft eine Belichtungsanlage und ein Belichtungsverfahren der Mikrolithographie.The invention relates to an exposure system and an exposure method of microlithography.
Mit einer Belichtungsanlage der Mikrolithographie können Strukturen mit hoher Präzision in eine auf einem Substrat ausgebildeten lichtempfindlichen Schicht einbelichtet werden. Derartige strukturierte Belichtungen kommen beispielsweise im Rahmen der Fertigung von Halbleiterbauteilen, Flachbildschirmen und anderen mikrostrukturierten Komponenten zum Einsatz.With a microlithography exposure apparatus, structures can be imprinted with high precision into a photosensitive layer formed on a substrate. Such structured exposures are used, for example, in the production of semiconductor components, flat screens and other microstructured components.
Um beispielsweise möglichst leistungsfähige Halbleiterbauteile herstellen zu können wird häufig eine hohe Packungsdichte bei den Halbleiterbauteilen angestrebt und demgemäß versucht, die Halbleiterbauteile aus möglichst kleinen Strukturelementen auszubilden. Für die Einbelichtung dieser kleinen Strukturelemente in die lichtempfindliche Schicht des Substrats kommen aufwendige Projektionsobjektive zum Einsatz, so dass der Belichtungsprozess technisch sehr aufwendig ist.For example, in order to be able to produce semiconductor devices which are as powerful as possible, a high packing density is often desired in the case of the semiconductor components, and accordingly attempts are made to design the semiconductor components from the smallest possible structural elements. For the exposure of these small structural elements in the photosensitive layer of the substrate complex projection lenses are used, so that the exposure process is technically very complicated.
Es besteht allerdings auch ein erheblicher Bedarf an mikrostrukturierten Komponenten, die Strukturgrößen weit oberhalb der Grenze des Machbaren aufweisen und bei denen dem Produktionsaufwand und den Produktionskosten eine hohe Bedeutung zukommt.However, there is also a considerable need for microstructured components which have feature sizes well above the limit of what is feasible and in which production costs and production costs are of great importance.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine strukturierte Belichtung mit vergleichsweise geringem Aufwand zu ermöglichen.The invention has for its object to enable a structured exposure with relatively little effort.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombinationen der nebengeordneten Ansprüche gelöst.This object is achieved by the feature combinations of the independent claims.
Demgemäß betrifft die Erfindung eine Belichtungsanlage der Mikrolithographie zur strukturierten Belichtung einer lichtempfindlichen Schicht. Die erfindungsgemäße Belichtungsanlage weist mehrere Lichtquellen, mehrere faserartig ausgebildete Lichtleiter und wenigstens eine Mikrooptikanordnung mit mehreren Mikrooptiken auf. Dabei ist je eine Lichtquelle über je einen Lichtleiter mit wenigstens je einer Mikrooptik gekoppelt, so dass von der jeweiligen Mikrooptik Licht der zugehörigen Lichtquelle auf die lichtempfindliche Schicht gerichtet wird.Accordingly, the invention relates to an exposure apparatus of microlithography for the structured exposure of a photosensitive layer. The exposure system according to the invention has a plurality of light sources, a plurality of fiber-like light guides and at least one micro-optics arrangement with a plurality of micro-optics. In this case, each one light source is coupled via a respective light guide with at least one micro-optics, so that light of the associated light source is directed onto the photosensitive layer by the respective micro-optics.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass sie mit vergleichsweise geringem Aufwand eine strukturierte Belichtung einer lichtempfindlichen Schicht ermöglicht und diese Belichtung somit zu vergleichsweise geringen Kosten durchführbar ist. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass auf sehr einfache Weise lediglich über die Anzahl der Lichtquellen und der Mikrooptiken der mit der Belichtungsanlage erzielbare Durchsatz individuell auf das jeweilige Anwendungsgebiet abgestimmt werden kann und dabei keine technologischen Änderungen am Aufbau der Belichtungsanlage vorgenommen werden müssen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Mikrooptiken ohne Einbußen bei den optischen Eigenschaften in nahezu beliebigen Geometrien angeordnet werden können. Außerdem ist es vorteilhaft, dass die Mikrooptiken in einer hohen Packungsdichte angeordnet werden können. Da jede Mikrooptik die lichtempfindliche Schicht jeweils lediglich im Bereich eines sehr kleinen Lichtspots belichtet, lässt sich bei der Belichtung mit einem geringen Aufwand eine hohe optische Qualität erreichen. Durch die räumliche Trennung der Lichtquellen von den Mikrooptiken kann verhindert werden, dass die von den Lichtquellen erzeugte Wärme den Belichtungsprozess negativ beeinflusst.The invention has the advantage that it enables a structured exposure of a photosensitive layer with comparatively little effort and thus this exposure can be carried out at comparatively low cost. It is particularly advantageous that in a very simple manner only through the number of light sources and the micro-optics achievable with the exposure system throughput can be tailored to the particular field of application and no technological changes to the structure of the exposure must be made. Another advantage is that the micro-optics can be arranged in virtually any desired geometries without sacrificing the optical properties. In addition, it is advantageous that the micro-optics can be arranged in a high packing density. Since each micro-optic exposes the photosensitive layer only in the area of a very small light spot, it is possible to achieve a high optical quality during exposure with little effort. The spatial separation of the light sources from the micro-optics can prevent the heat generated by the light sources from adversely affecting the exposure process.
Bei der erfindungsgemäßen Belichtungsanlage können insbesondere sämtliche Lichtquellen jeweils individuell über je einen Lichtleiter mit wenigstens je einer Mikrooptik verbunden sein. Die erfindungsgemäße Belichtungsanlage kann wenigstens 10, vorzugsweise wenigstens 20 Lichtquellen aufweisen.In the case of the exposure installation according to the invention, in particular all the light sources can each be individually connected via at least one light guide with at least one micro-optic each. The exposure system according to the invention can have at least 10, preferably at least 20 light sources.
Weiterhin können bei der erfindungsgemäßen Belichtungsanlage sämtliche Mikrooptiken identisch ausgebildet sein. Dies ermöglicht den Einsatz kostengünstig verfügbarer Mikrooptiken und hat zur Folge, dass alle Mikrooptiken das Licht in gleicher Weise auf die lichtempfindliche Schicht richten.Furthermore, in the case of the exposure system according to the invention, all the micro-optics can be designed identically. This allows the use of inexpensive available micro-optics and has the consequence that all micro-optics direct the light in the same way on the photosensitive layer.
Die Mikrooptiken können jeweils eine fokussierende Wirkung besitzen. Dadurch ist es möglich, mit den Mikrooptiken sehr feine und scharf abgegrenzte Strukturen zu erzeugen. Beispielsweise können die Mikrooptiken jeweils eine Linse aufweisen. Insbesondere können die Mikrooptiken jeweils als eine Linse ausgebildet sein.The micro-optics can each have a focusing effect. This makes it possible to produce very fine and sharply demarcated structures with the micro-optics. For example, the micro-optics each have a lens. In particular, the micro-optics can each be designed as a lens.
Die Mikrooptiken können jeweils mehrere optische Elemente aufweisen. Auf diese Weise können die optischen Eigenschaften der Mikrooptiken optimiert werden. Die optischen Elemente derselben Mikrooptik können in Lichtrichtung hintereinander angeordnet sein. Pro Mikrooptik kann wenigstens ein optisches Element als eine Linse ausgebildet sein. Es können optische Elemente mehrerer Mikrooptiken zu Mikrooptikkomponenten zusammengefasst und insbesondere starr miteinander verbunden sein. Dies reduziert den Montageaufwand.The micro-optics can each have a plurality of optical elements. In this way, the optical properties of the micro-optics can be optimized. The optical elements of the same micro-optics can be arranged one behind the other in the direction of the light. Per micro-optics, at least one optical element may be formed as a lens. It is possible to combine optical elements of a plurality of micro-optics into micro-optical components and, in particular, to connect them rigidly to one another. This reduces the installation effort.
Die optischen Elemente können relativ zueinander beweglich ausgebildet sein. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Größe der jeweils von den Mikrooptiken erzeugten Lichtspots zu variieren. Außerdem kann auch die laterale Lage der Lichtspots variiert werden. Es können optische Elemente mehrerer Mikrooptiken gruppenweise beweglich ausgebildet sein. Dies vereinfacht den Aufbau der Mikrooptikanordnung.The optical elements can be designed to be movable relative to one another. This makes it possible to vary the size of the respective light spots generated by the micro-optics. In addition, the lateral position of the light spots can also be varied. It can optical elements of several micro-optics in groups movable be educated. This simplifies the structure of the micro-optics arrangement.
Die Mikrooptiken der Mikrooptikanordnung können lateral nebeneinander angeordnet sein. Als Bezugsrichtungen für die Definition der lateralen Anordnung können die optischen Achsen der Mikrooptiken herangezogen werden, so dass die Mikrooptiken in einer Ebene nebeneinander angeordnet sein können, zu der die optischen Achsen senkrecht orientiert sind. Die Anordnung der Mikrooptiken lateral nebeneinander ermöglicht eine gleichzeitige Belichtung der lichtempfindlichen Schicht mit mehreren Mikrooptiken und somit eine Steigerung des Durchsatzes mit der Anzahl der Mikrooptiken. Beispielsweise können die Mikrooptiken der Mikrooptikanordnung in wenigstens einer Reihe lateral nebeneinander angeordnet sein. Insbesondere kann die Mikrooptikanordnung mehrere Reihen von Mikrooptiken aufweisen. Dabei können die Mikrooptiken verschiedener Reihen versetzt zueinander angeordnet sein. Auf diese Weise können die Abstände zwischen den durch die einzelnen Mikrooptiken im Bereich der lichtempfindlichen Schicht erzeugten Lichtspots reduziert werden. Insbesondere können die Mikrooptiken verschiedener Reihen um einen ganzzahligen Bruchteil einer Periode, mit der die Mikrooptiken innerhalb der Reihen aufeinander folgen, versetzt zueinander angeordnet sein. Dies ermöglicht gleichmäßige Abstände zwischen zueinander benachbarten Lichtspots im Bereich der lichtempfindlichen Schicht. Ebenso ist es auch möglich, dass die Mikrooptiken verschiedener Reihen um weniger als die jeweilige Erstreckung der Lichtspots versetzt zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise ist trotz der Erzeugung diskreter Lichtspots eine zusammenhängende Belichtung der lichtempfindlichen Schicht in einer Richtung parallel zu den Reihen möglich.The micro-optics of the micro-optics arrangement can be arranged laterally next to each other. As reference directions for the definition of the lateral arrangement, the optical axes of the micro-optics can be used, so that the micro-optics can be arranged in a plane next to each other, to which the optical axes are oriented vertically. The arrangement of the micro-optics laterally side by side allows a simultaneous exposure of the photosensitive layer with a plurality of micro-optics and thus an increase in the throughput with the number of micro-optics. For example, the micro-optics of the micro-optics arrangement can be arranged laterally next to one another in at least one row. In particular, the micro-optics assembly may include multiple rows of micro-optics. In this case, the micro-optics of different rows can be arranged offset from one another. In this way, the distances between the light spots generated by the individual micro-optics in the region of the photosensitive layer can be reduced. In particular, the micro-optics of different rows can be offset by an integral fraction of a period with which the micro-optics within the rows follow one another. This allows uniform distances between mutually adjacent light spots in the region of the photosensitive layer. Likewise, it is also possible that the micro-optics of different rows are arranged offset from one another by less than the respective extent of the light spots. In this way, despite the generation of discrete light spots, continuous exposure of the photosensitive layer in a direction parallel to the rows is possible.
Weiterhin kann die Mikrooptikanordnung so in der Belichtungsanlage montiert sein, dass die wenigstens eine Reihe von Mikrooptiken weder parallel noch senkrecht zu einer Scan-Richtung verläuft, in der die lichtempfindliche Schicht während der Belichtung relativ zur Mikrooptikanordnung bewegt wird. Der sich dadurch senkrecht zur Scan-Richtung ergebende Versatz der Mikrooptiken verschiedener Reihen relativ zueinander kann einem ganzzahligen Bruchteil einer Periode entsprechen, mit der die Mikrooptiken innerhalb der Reihen aufeinander folgen. Ebenso ist es möglich, dass der Versatz kleiner als die jeweilige Erstreckung der Lichtspots, die von den Mikrooptiken im Bereich der lichtempfindlichen Schicht erzeugt werden, senkrecht zur Scan-Richtung ist. Auf diese Weise lassen sich mit einer Mikrooptikanordnung, bei der die Reihen von Mikrooptiken keinen Versatz zueinander aufweisen und die in der Regel kostengünstig verfügbar ist, analoge Effekte wie bei einer Mikrooptikanordnung mit Versatz erzielen.Furthermore, the micro-optics assembly may be mounted in the exposure system such that the at least one row of micro-optics is neither parallel nor perpendicular to a scan direction in which the photosensitive layer is moved relative to the micro-optics assembly during exposure. The offset of the micro-optics of different rows relative to one another that results perpendicularly to the scan direction may correspond to an integer fraction of a period with which the micro-optics follow one another within the rows. It is also possible that the offset is smaller than the respective extension of the light spots, which are generated by the micro-optics in the region of the photosensitive layer, perpendicular to the scan direction. In this way, with a micro-optics arrangement in which the rows of micro-optics have no offset from each other and which is usually available at low cost, can achieve analog effects as in a micro-optics arrangement with offset.
Die Mikrooptiken der Mikrooptikanordnung können starr miteinander verbunden sein. Insbesondere kann die Mikrooptikanordnung monolithisch gefertigt sein. Beispielsweise kann die Mikrooptikanordnung als ein Mikrolinsenarray ausgebildet sein Derartige Ausführungen sind in hoher Qualität kostengünstig verfügbar und mechanisch sehr stabil.The micro-optics of the micro-optics assembly can be rigidly interconnected. In particular, the micro-optics assembly can be made monolithic. For example, the micro-optical arrangement can be designed as a microlens array. Such designs are available in high quality at low cost and are mechanically very stable.
Die Lichtleiter können im Bereich ihrer Enden, die den Mikrooptiken zugewandt sind, starr miteinander verbunden sein. Dadurch kann eine hohe mechanische Stabilität erzielt werden und es kann das Risiko einer optischen Fehlorientierung zwischen den Lichtleitern und den Mikrooptiken reduziert werden. Die starre Verbindung der Lichtleiter kann durch eine Halteeinrichtung realisiert sein. Die Halteeinrichtung kann insbesondere monolithisch gefertigt sein.The light guides can be rigidly connected to each other in the region of their ends, which face the micro-optics. As a result, high mechanical stability can be achieved and the risk of optical misalignment between the optical fibers and the micro-optics can be reduced. The rigid connection of the light guide can be realized by a holding device. The holding device can be made in particular monolithic.
Die Lichtleiter können insbesondere als Glasfasern ausgebildet sein. Glasfasern können in hoher optischer Qualität kostengünstig gefertigt werden, sind flexibel und besitzen eine ausreichende mechanische Stabilität und Haltbarkeit.The light guides may be formed in particular as glass fibers. Glass fibers can be manufactured inexpensively in high optical quality, are flexible and have sufficient mechanical stability and durability.
Die Lichtquellen können als Laser ausgebildet sein. Insbesondere können die Lichtquellen als Laserdioden ausgebildet sein. Derartig ausgebildete Lichtquellen sind in guter Qualität kostengünstig verfügbar. Die Wellenlänge des von den Lichtquellen erzeugten Lichts kann weniger als 500 nm betragen. Durch eine kurze Wellenlänge lässt sich eine hohe optische Auflösung erzielen.The light sources can be designed as lasers. In particular, the light sources may be formed as laser diodes. Such trained light sources are available inexpensively in good quality. The wavelength of the light generated by the light sources may be less than 500 nm. A short wavelength makes it possible to achieve a high optical resolution.
Die erfindungsgemäße Belichtungsanlage kann so ausgebildet sein, dass wenigstens eine der Lichtquellen mit einer anderen Mikrooptik gekoppelt ist als die übrigen Lichtquellen. Insbesondere kann jede Lichtquelle jeweils mit einer anderen Mikrooptik gekoppelt sein als die übrigen Lichtquellen. Außerdem kann wenigstens eine Mikrooptik mit genau einer Lichtquelle gekoppelt sein. Insbesondere kann jede Mikrooptik jeweils mit genau einer Lichtquelle gekoppelt sein.The exposure system according to the invention can be designed so that at least one of the light sources is coupled to a different micro-optics than the other light sources. In particular, each light source can be coupled to a different micro-optics in each case than the other light sources. In addition, at least one micro-optics can be coupled to exactly one light source. In particular, each micro-optics can each be coupled to exactly one light source.
Ebenso besteht die Möglichkeit, dass wenigstens eine Lichtquelle mit mehreren Mikrooptiken gekoppelt ist. Demgemäß können an derselben Lichtquelle mehrere Lichtleiter angeschlossen sein. Dadurch kann mit der gleichen Anzahl an Lichtquellen ein höherer Durchsatz erzielt werden.There is also the possibility that at least one light source is coupled to a plurality of micro-optics. Accordingly, a plurality of optical fibers may be connected to the same light source. As a result, a higher throughput can be achieved with the same number of light sources.
Die erfindungsgemäße Belichtungsanlage kann eine Steuereinrichtung zur Beeinflussung der von den Lichtquellen in die Lichtleiter eingespeisten Lichtintensität aufweisen. Dies ermöglicht es, eine vorgegebene Struktur in die lichtempfindliche Schicht einzubelichten. Insbesondere können die einzelnen Lichtquellen von der Steuereinrichtung individuell ansteuerbar sein. Die Beeinflussung der eingespeisten Intensität kann durch Variation der von den Lichtquellen erzeugten Intensität, insbesondere durch Ein- und Ausschalten der Lichtquellen, erfolgen.The exposure system according to the invention can have a control device for influencing the light intensity fed into the light guides by the light sources. This makes it possible to register a predetermined structure in the photosensitive layer. In particular, the individual light sources can be controlled individually by the control device. The influence of the fed intensity can be changed by variation of the Light sources generated intensity, in particular by switching on and off the light sources done.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Belichtungsanlage eine gemeinsame Kühleinrichtung für mehrere Lichtquellen aufweisen. Dies ermöglicht einen kompakten Aufbau und ist mit vergleichsweise geringem Aufwand realisierbar.Furthermore, the exposure system according to the invention can have a common cooling device for a plurality of light sources. This allows a compact design and can be realized with relatively little effort.
Die geometrische Anordnung der Mikrooptiken kann von der geometrischen Anordnung der Lichtquellen abweichen. Dies erlaubt eine separate Optimierung der beiden Anordnungen nach unterschiedlichen Kriterien.The geometric arrangement of the micro-optics may differ from the geometric arrangement of the light sources. This allows a separate optimization of the two arrangements according to different criteria.
Die erfindungsgemäße Belichtungsanlage kann einen Substrattisch zur Aufnahme eines Substrats mit der lichtempfindlichen Schicht aufweisen, der parallel zu einer Scan-Richtung beweglich ist. Der Substrattisch kann auch in andere Richtungen beweglich ausgebildet sein. Die Bewegung des Substrattisches kann von der Steuereinrichtung gesteuert werden. Zusammen mit einer Steuerung der von den Lichtquellen in die Lichtleiter eingespeisten Lichtintensität ermöglicht dies die Einbelichtung nahezu beliebig ausgebildeter Muster in die lichtempfindliche Schicht des Substrats. Bei dem Substrat kann es sich beispielsweise um ein Halbzeug eines Halbleiterbauteils, insbesondere um einen Wafer handeln. Ebenso kann es sich bei dem Substrat um ein Halbzeug eines Displaybauteils, insbesondere eines Flat-Pannel- bzw. OLED-Displays handeln.The exposure apparatus according to the invention may comprise a substrate table for receiving a substrate having the photosensitive layer, which is movable parallel to a scan direction. The substrate table may also be designed to be movable in other directions. The movement of the substrate table can be controlled by the control device. Together with a control of the light intensity fed into the light guides by the light sources, this allows the exposure of almost arbitrarily formed patterns into the photosensitive layer of the substrate. The substrate may, for example, be a semifinished product of a semiconductor component, in particular a wafer. Likewise, the substrate may be a semi-finished product of a display component, in particular a flat-panel or OLED display.
Die erfindungsgemäße Belichtungsanlage kann so ausgebildet sein, dass die jeweilige Mikrooptik ein konvergentes Lichtbündel auf die lichtempfindliche Schicht richtet. Insbesondere richtet die jeweilige Mikrooptik jeweils genau ein Lichtbündel auf die lichtempfindliche Schicht. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Mikrooptik das Licht auf die lichtempfindliche Schicht fokussiert. Demgemäß kann die lichtempfindliche Schicht im Fokus der jeweiligen Mikrooptik angeordnet sein. Dadurch ist eine sehr scharf abgegrenzte Belichtung sehr kleiner Bereiche der lichtempfindlichen Schicht möglich.The exposure apparatus according to the invention can be designed so that the respective micro-optics directs a convergent light beam onto the photosensitive layer. In particular, the respective micro-optics in each case directs exactly one light bundle onto the photosensitive layer. Furthermore, it can be provided that the respective micro-optics focuses the light onto the photosensitive layer. Accordingly, the photosensitive layer may be disposed in the focus of the respective micro-optics. As a result, a very sharply delimited exposure of very small areas of the photosensitive layer is possible.
Die erfindungsgemäße Belichtungsanlage kann weiterhin so ausgebildet sein, dass die jeweilige Mikrooptik einen Lichtspot erzeugt. Insbesondere können die von sämtlichen Mikrooptiken erzeugten Lichtspots identisch ausgebildet sein. Die Erzeugung identischer Lichtspots ist mit vergleichsweise geringem Aufwand möglich. Auf Basis der Lichtspots als kleinste Einheit können beliebige Belichtungsmuster ausgebildet werden. Eine körperliche Vorlage des Musters, beispielsweise in Form einer Maske oder eines Retikels, ist nicht erforderlich, da das Muster nicht durch Abbildung einer Vorlage, sondern durch eine koordinierte Steuerung des Vorschubs des Substrattisches und der Lichtintensität der Lichtquellen erzeugt wird.The exposure system according to the invention can also be designed so that the respective micro-optics generates a light spot. In particular, the light spots generated by all micro-optics can be designed identically. The generation of identical light spots is possible with comparatively little effort. On the basis of the light spots as the smallest unit any exposure pattern can be formed. A physical presentation of the pattern, for example in the form of a mask or a reticle, is not required since the pattern is not produced by imaging a master, but by coordinated control of the feed of the substrate table and the light intensity of the light sources.
Die jeweilige Mikrooptik kann den Lichtspot im Bereich der lichtempfindlichen Schicht mit einer maximalen lateralen Erstreckung von weiniger als 5 μm erzeugen. Ebenso kann vorgesehen sein, dass der Lichtspot im Bereich der lichtempfindlichen Schicht eine maximale laterale Erstreckung von weniger als 2 μm, insbesondere weniger als 1 μm, aufweist. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die jeweilige Mikrooptik den Lichtspot im Bereich ihres Fokus mit einer Erstreckung von weiniger als 5 μm, weniger als 2 μm oder weniger als 1 μm erzeugt. Dabei besteht insbesondere die Möglichkeit, dass der Bereich der lichtempfindlichen Schicht und der Bereich des Fokus teilweise oderr vollständig überlappen.The respective micro-optics can produce the light spot in the region of the photosensitive layer with a maximum lateral extent of less than 5 μm. It can also be provided that the light spot in the region of the photosensitive layer has a maximum lateral extent of less than 2 μm, in particular less than 1 μm. Furthermore, there is the possibility that the respective micro-optics generates the light spot in the region of its focus with an extent of less than 5 μm, less than 2 μm or less than 1 μm. In particular, there is the possibility that the area of the photosensitive layer and the area of the focus partially or completely overlap.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum strukturierten Belichten einer lichtempfindlichen Schicht. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird von mehreren Lichtquellen Licht in mehrere faserartig ausgebildete Lichtleiter eingespeist, das eingespeiste Licht mittels der Lichtleiter mehreren Mikrooptiken zugeführt und von den Mikrooptiken auf die lichtempfindliche Schicht gerichtet.The invention further relates to a method for the structured exposure of a photosensitive layer. In the method according to the invention, light from several light sources is fed into a plurality of fiber-like light guides, the fed-in light is fed by means of the light guides to a plurality of micro-optics and directed by the micro-optics onto the light-sensitive layer.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings.
Es zeigen:Show it:
1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Belichtungsanlage der Mikrolithographie in einer schematischen Darstellung, 1 An embodiment of an inventively designed exposure system of microlithography in a schematic representation,
2 ein Ausführungsbeispiel einer Mikrooptikanordnung inklusive deren Ankopplung an die Lichtquellen in einer schematischen Darstellung, 2 an embodiment of a micro-optics arrangement including their coupling to the light sources in a schematic representation,
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Belichtungsanlage in einer schematischen Darstellung, 3 a further embodiment of the exposure system according to the invention in a schematic representation,
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Belichtungsanlage in einer schematischen Darstellung, 4 a further embodiment of the exposure system according to the invention in a schematic representation,
5 ein Ausführungsbeispiel für eine Systemkomponente mit mehreren Mikrooptikanordnungen in einer schematischen Darstellung, 5 an exemplary embodiment of a system component with a plurality of micro-optical assemblies in a schematic representation,
6 ein Ausführungsbeispiel einer Mikrooptikanordnung in einer schematischen Darstellung und 6 an embodiment of a micro-optics arrangement in a schematic representation and
7 ein Ausführungsbeispiel für eine Kühleinrichtung zur Kühlung der Lichtquellen in einer schematischen Darstellung. 7 An exemplary embodiment of a cooling device for cooling the light sources in a schematic representation.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Belichtungsanlage der Mikrolithographie in einer schematischen Darstellung. 1 shows an embodiment of an inventively designed exposure system of microlithography in a schematic representation.
Die Belichtungsanlage weist mehrere Lichtquellen 1 und eine Mikrooptikanordnung 2 mit mehreren fokussierenden Mikrooptiken 3 zur Erzeugung konvergenter Lichtbündel 4 auf. Die Lichtquellen 1 sind über Lichtleiter 5 mit den Mikrooptiken 3 gekoppelt, wobei je eine Lichtquelle 1 über je einen Lichtleiter 5 mit je einer Mikrooptik 3 gekoppelt ist. Weiterhin sind an die Lichtquellen 1 Steuerleitungen 6 angeschlossen, welche die Lichtquellen 1 mit einer Steuereinrichtung 7 verbinden.The exposure system has several light sources 1 and a micro-optics arrangement 2 with several focusing micro-optics 3 for generating convergent light bundles 4 on. The light sources 1 are over optical fibers 5 with the micro-optics 3 coupled, each with a light source 1 via one light guide each 5 each with a micro-optic 3 is coupled. Furthermore, to the light sources 1 control lines 6 connected to the light sources 1 with a control device 7 connect.
Die Lichtquellen 1 können beispielsweise als Laser, insbesondere als Laserdioden, ausgebildet sein und Licht einer definierten Wellenlänge emittieren. Die Wellenlänge kann kleiner als 500 nm sein und beispielsweise 405 nm betragen. Die Lichtleiter 5 können faserartig ausgebildet sein und eine gewisse Flexibilität aufweisen. Insbesondere können die Lichtleiter 5 als Glasfasern ausgebildet sein. Die Mikrooptiken 3 der Mikrooptikanordnung 2 können in einer oder in zwei Raumrichtung bezogen auf deren optische Achsen lateral nebeneinander angeordnet und insbesondere als Linsen ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass die Mikrooptiken 3 in Querrichtung zu deren optischen Achsen aufeinanderfolgend angeordnet sind. Dabei können die einzelnen Mikrooptiken 3 der Mikrooptikanordnung 2 mechanisch miteinander verbunden sein. Insbesondere kann eine starre mechanische Verbindung der einzelnen Mikrooptiken 3 vorgesehen sein, so dass die Mikrooptikanordnung 2 als ein starrer Körper ausgebildet sein kann. Dies lässt sich beispielsweise durch eine monolithische Fertigung der Mikrooptikanordnung 2 realisieren. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Belichtungsanlage ist die Mikrooptikanordnung 2 als ein einfaches Mikrolinsenarray ausgebildet. Wie aus 6 hervorgeht, kann die Mikrooptikanordnung 2 aber auch einen etwas komplexeren Aufbau aufweisen.The light sources 1 For example, they can be designed as lasers, in particular as laser diodes, and emit light of a defined wavelength. The wavelength may be less than 500 nm and may be 405 nm, for example. The light guides 5 may be fibrous and have some flexibility. In particular, the light guides 5 be formed as glass fibers. The micro-optics 3 the microoptics arrangement 2 can be laterally arranged side by side in one or in two spatial direction relative to their optical axes and in particular be formed as lenses. This means that the micro-optics 3 are arranged in succession in the transverse direction to the optical axes. The individual micro-optics can do this 3 the microoptics arrangement 2 be mechanically interconnected. In particular, a rigid mechanical connection of the individual micro-optics 3 be provided, so that the micro-optics assembly 2 can be designed as a rigid body. This can be achieved for example by a monolithic production of the micro-optics assembly 2 realize. At the in 1 illustrated embodiment of the exposure system is the micro-optics assembly 2 formed as a simple microlens array. How out 6 As can be seen, the micro-optics arrangement 2 but also have a slightly more complex structure.
Die Belichtungsanlage weist weiterhin einen Substrattisch 8 zur Aufnahme eine Substrats 9 mit einer lichtempfindlichen Schicht 10 auf. Bei dem Substrat 9 kann es sich beispielsweise um einen Wafer handeln. Der Substrattisch 8, der auch als Stage bezeichnet wird, ist beweglich ausgebildet und wird von einem Antrieb 11 angetrieben. Insbesondere ist der Substrattisch 8 in x-, y- und z-Richtung verfahrbar. Der Antrieb 11 ist über eine Steuerleitung 12 mit der Steuereinrichtung 7 verbunden.The exposure system also has a substrate table 8th for receiving a substrate 9 with a photosensitive layer 10 on. At the substrate 9 it may be, for example, a wafer. The substrate table 8th , which is also referred to as a stage, is designed to be movable and is powered by a drive 11 driven. In particular, the substrate table 8th movable in x-, y- and z-direction. The drive 11 is via a control line 12 with the control device 7 connected.
Mit der Belichtungsanlage kann die lichtempfindliche Schicht 10 strukturiert belichtet werden, d. h. es kann eine vorgegebene Struktur in die lichtempfindliche Schicht 10 einbelichtet werden. Hierzu wird das Substrat 9 so auf dem Substrattisch 8 positioniert, dass die lichtempfindliche Schicht 10 der Mikrooptikanordnung 2 zugewandt ist. Dann wird der Substrattisch 8 mit Hilfe des Antriebs 11 parallel zur z-Richtung verschoben, bis die der Mikrooptikanordnung 2 zugewandte Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 10 in einer gemeinsamen Fokusebene der Mikrooptiken 3 oder in einem vorgegebenen Abstand von dieser Fokusebene angeordnet ist. Die korrekte Positionierung kann mit einer Messanordnung überprüft werden, die für sich genommen bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben wird.With the exposure system, the photosensitive layer 10 be exposed in a structured manner, that is, it may have a predetermined structure in the photosensitive layer 10 be imprinted. This is the substrate 9 so on the substrate table 8th positioned that the photosensitive layer 10 the microoptics arrangement 2 is facing. Then the substrate table 8th with the help of the drive 11 moved parallel to the z-direction until the micro-optics assembly 2 facing surface of the photosensitive layer 10 in a common focal plane of the micro-optics 3 or is arranged at a predetermined distance from this focal plane. The correct positioning can be checked with a measuring arrangement, which is known per se and therefore not described in detail.
In der so eingestellten z-Position des Substrattisches 8 wird dann die Belichtung der lichtempfindlichen Schicht 10 durchgeführt. Hierzu werden von der Steuereinrichtung 7 die Lichtquellen 1 und der Antrieb 11 derart koordiniert angesteuert, dass jeweils für alle Mikrooptiken 3, die sich an einer Stelle der lichtempfindlichen Schicht 10 befinden, die belichtet werden soll, die zugehörigen Lichtquellen 1 von der Steuereinrichtung 7 hell geschaltet werden. Alle anderen Lichtquellen 1 werden von der Steuereinrichtung 7 dunkel geschaltet. Ein Hell-Schalten einer Lichtquelle 1 kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die für den Betrieb der Lichtquelle 1 benötigte Betriebsspannung angelegt wird. Zum Dunkel-Schalten einer Lichtquelle 1 wird die Versorgung mit der Betriebsspannung unterbrochen. Alternativ zu dieser Vorgehensweise besteht beispielsweise auch die Möglichkeit, die jeweiligen Lichtquellen 1 so anzusteuern, dass die von ihnen erzeugte Lichtintensität oberhalb bzw. unterhalb eines Schwellwerts liegt, der für eine lokale Belichtung der lichtempfindlichen Schicht 10 erforderlich ist. Ebenso ist es auch möglich, mit sämtlichen Lichtquellen 1 permanent eine ausreichende Lichtintensität zu erzeugen und individuell zu steuern, welche Lichtquelle 1 die von ihr erzeugte Lichtintensität in den zugehörigen Lichtleiter 5 einspeist und welche nicht.In the z-position of the substrate table set in this way 8th Then, the exposure of the photosensitive layer 10 carried out. For this purpose, the control device 7 the light sources 1 and the drive 11 controlled in such a coordinated manner that in each case for all micro-optics 3 located at a location of the photosensitive layer 10 are to be exposed, the associated light sources 1 from the controller 7 be switched bright. All other light sources 1 be from the controller 7 switched dark. A bright switching of a light source 1 can be done, for example, that for the operation of the light source 1 required operating voltage is applied. To darken a light source 1 the supply of the operating voltage is interrupted. As an alternative to this procedure, for example, there is also the possibility of the respective light sources 1 to control so that the light intensity generated by them is above or below a threshold, which is for a local exposure of the photosensitive layer 10 is required. It is also possible with all light sources 1 permanently generate sufficient light intensity and individually control which light source 1 the light intensity generated by it in the associated light guide 5 fed and which not.
Unabhängig von den Details der Realisierung führt ein Hell-Schalten einer Lichtquelle 1 dazu, dass von dieser Lichtquelle 1 Licht mit einer für eine lokale Belichtung der lichtempfindlichen Schicht 10 ausreichenden Intensität in den zugehörigen Lichtleiter 5 eingespeist wird. Der Lichtleiter 5 führt dieses Licht der zugehörigen Mikrooptik 3 zu. Infolge der flexiblen Ausbildung des Lichtleiters 5 ist es hierfür nicht erforderlich, dass eine Sichtverbindung zwischen der Lichtquelle 1 und der zugehörigen Mikrooptik 3 besteht. Ebenso wenig ist es erforderlich, dass die Position der Mikrooptik 3 relativ zur Lichtquelle 1 unverändert erhalten bleiben, d. h. es ist eine Relativbewegung zwischen der Mikrooptik 3 und der Lichtquelle 1 möglich, falls der Lichtleiter 5 dabei nicht unzulässig stark mechanisch beansprucht wird. Die Mikrooptik 3 erzeugt aus dem Licht, das ihr vom Lichtleiter 5 zugeführt wird ein konvergentes Lichtbündel 4. Das konvergente Lichtbündel 4 trifft auf die lichtempfindliche Schicht 10 und erzeugt dort einen Lichtspot, dessen laterale Abmessungen erheblich kleiner als die lateralen Abmessungen der Mikrooptik 3 sein können. Dies bedeutet, dass zwischen den Lichtspots, die von benachbarten Mikrooptiken 3 auf der lichtempfindlichen Schicht 10 erzeugt werden, ein unbelichtetes Gebiet verbleibt. Mögliche Vorgehensweisen zur Belichtung der unbelichteten Gebiete werden im Folgenden noch näher erläutert.Regardless of the details of the implementation, a light switch turns on a light source 1 to that from this light source 1 Light with one for a local exposure of the photosensitive layer 10 sufficient intensity in the associated light guide 5 is fed. The light guide 5 This light carries the associated micro-optics 3 to. Due to the flexible design of the light guide 5 For this it is not necessary that a line of sight between the light source 1 and the associated micro-optics 3 consists. Nor is it necessary that the position of the micro-optics 3 relative to the light source 1 remain unchanged, ie it is a relative movement between the micro-optics 3 and the light source 1 possible if the light guide 5 It is not unduly heavily stressed mechanically. The micro-optics 3 generated from the light you receive from the light guide 5 a convergent light beam is supplied 4 , The convergent light bundle 4 meets the photosensitive layer 10 where it produces a light spot whose lateral dimensions are considerably smaller than the lateral dimensions of the micro-optics 3 could be. This means that between the light spots, that of neighboring micro-optics 3 on the photosensitive layer 10 are generated, an unexposed area remains. Possible procedures for exposure of the unexposed areas are explained in more detail below.
Die Größe des Lichtspots auf der lichtempfindlichen Schicht 10 hängt von der Größe des ausgeleuchteten Gebiets der Mikrooptik 3, dem Öffnungswinkel des Lichtbündels 4 und der Entfernung zwischen der Mikrooptik 3 und der lichtempfindlichen Schicht 10 ab. Um möglichst feine Strukturen in die lichtempfindliche Schicht 10 einbelichten zu können, sollte der Lichtspot möglichst klein sein. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die lichtempfindliche Schicht 10 im Fokus des konvergenten Lichtbündels 4 angeordnet ist. Berücksichtigt man dabei die räumliche Erstreckung der lichtempfindlichen Schicht 10 parallel zur z-Richtung, so kann insbesondere die Oberfläche oder ein sonstiger Bereich der lichtempfindlichen Schicht 10, wie beispielsweise deren Mitte bzgl. der z-Richtung, im Fokus des konvergenten Lichtbündels 4 angeordnet werden. Ein typischer Wert für eine laterale Erstreckung des Lichtspots, die sich mit der erfindungsgemäßen Belichtungsanlage erreichen lässt, beträgt 1 μm oder weniger. Bei dieser lateralen Erstreckung kann es sich beispielsweise um den Durchmesser eines kreisförmig ausgebildeten Lichtspots oder um eine Seitenlänge eines rechteckig ausgebildeten Lichtspots handeln. Die Form und die Größe des Lichtspots können durch eine Blendenanordnung beeinflusst werden, die pro Mikrooptik 3 eine Blendenöffnung aufweist. Die Mindestgröße des Lichtspots ist durch die Größe des unter den gegebenen Bedingungen ausgebildeten Airy-Scheibchens festgelegt.The size of the light spot on the photosensitive layer 10 depends on the size of the illuminated area of the micro-optics 3 , the opening angle of the light beam 4 and the distance between the micro-optics 3 and the photosensitive layer 10 from. To fine structures as possible in the photosensitive layer 10 to be able to imprint, the light spot should be as small as possible. This can be achieved, for example, by using the photosensitive layer 10 in the focus of the convergent light bundle 4 is arranged. Taking into account the spatial extent of the photosensitive layer 10 parallel to the z-direction, so in particular the surface or other area of the photosensitive layer 10 , such as its center with respect to the z-direction, in the focus of the convergent light beam 4 to be ordered. A typical value for a lateral extent of the light spot which can be achieved with the exposure apparatus according to the invention is 1 μm or less. This lateral extent can be, for example, the diameter of a circular spot or a side length of a rectangular spot. The shape and size of the light spot can be influenced by a shutter arrangement, the per micro-optic 3 has an aperture. The minimum size of the light spot is determined by the size of the Airy disk formed under the given conditions.
Um auf Basis der Lichtspots, die auf die vorstehend beschriebene Weise auf oder in der lichtempfindlichen Schicht 10 erzeugt werden, eine ausgedehnte Struktur auszubilden, wird die Erzeugung von Lichtspots auf oder in der lichtempfindlichen Schicht 10 vielfach wiederholt und zwischen aufeinander folgenden Belichtungen jeweils die Lage der lichtempfindlichen Schicht 10 relativ zur Mikrooptikanordnung 2 durch eine entsprechende Ansteuerung des Antriebs 11 geändert. Dabei kann insbesondere ein Vorschub der lichtempfindlichen Schicht 10 parallel zur y-Richtung erfolgen, um die gesamte lichtempfindliche Schicht 10 oder einen gewünschten Teilbereich in dieser Richtung mit einem Muster zu füllen, das sich in x-Richtung maximal über die räumliche Erstreckung der Mikrooptikanordnung 2 erstreckt. Die y-Richtung wird im Folgenden auch als Scan-Richtung bezeichnet. Ebenso kann auch ein Vorschub parallel zur x-Richtung erfolgen, um die unbelichteten Zwischenräume zwischen den Lichtspots, die in x-Richtung aufeinander folgen, zu füllen und/oder um einen größeren x-Bereich der lichtempfindlichen Schicht 10 zu belichten als der räumlichen Erstreckung der Mikrooptikanordnung 2 in dieser Richtung entspricht. Die Vorschubbewegungen in y- und in x-Richtung können gemäß einer geeigneten Abfolge hintereinander erfolgen. Ebenso ist aber auch ein gleichzeitiger Vorschub in y- und x-Richtung um einen gleichen oder einen unterschiedlichen Betrag möglich, was jeweils eine zur y- und x-Richtung schräge Bewegung zur Folge hat. Wie anhand von 5 noch näher erläutert wird, kann alternativ bzw. in Kombination mit dem Vorschub der lichtempfindlichen Schicht 10 auch ein Vorschub der Mikrooptikanordnung 2 erfolgen. Ebenso ist es auch möglich, die Abbildungseigenschaften der einzelnen Mikrooptiken 3 zu variieren. Auf die beschriebene Weise ist es möglich, beliebige Strukturen mit dem Lichtspot als kleinste Einheit auszubilden.On the basis of the light spots, in the manner described above on or in the photosensitive layer 10 are generated to form an extended structure, the generation of light spots on or in the photosensitive layer 10 repeated many times and between successive exposures, respectively, the position of the photosensitive layer 10 relative to the micro-optics arrangement 2 by a corresponding control of the drive 11 changed. In particular, an advancement of the photosensitive layer 10 parallel to the y-direction to the entire photosensitive layer 10 or to fill a desired subarea in this direction with a pattern that extends in the x-direction at most over the spatial extent of the micro-optics array 2 extends. The y direction is also referred to below as the scan direction. Likewise, a feed parallel to the x-direction can also take place in order to fill the unexposed spaces between the light spots which follow one another in the x-direction and / or around a larger x-region of the photosensitive layer 10 to expose than the spatial extent of the micro-optics arrangement 2 in this direction corresponds. The feed movements in the y- and in the x-direction can take place in succession according to a suitable sequence. Likewise, however, a simultaneous feed in the y- and x-direction by an equal or a different amount is possible, which in each case has a to the y- and x-direction oblique movement result. As based on 5 will be explained in more detail, may alternatively or in combination with the feed of the photosensitive layer 10 also an advance of the micro-optics arrangement 2 respectively. Likewise, it is also possible, the imaging properties of the individual micro-optics 3 to vary. In the manner described, it is possible to form any structures with the light spot as the smallest unit.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Mikrooptikanordnung 2 inklusive deren Ankopplung an die Lichtquellen 1 in einer schematischen Darstellung. 2 shows an embodiment of a micro-optics arrangement 2 including their connection to the light sources 1 in a schematic representation.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Mikrooptikanordnung 2 zwei parallel zur x-Richtung verlaufende Reihen von Mikrooptiken 3 auf. Die beiden Reihen sind in x-Richtung um die Hälfte einer Periode, mit der die Mikrooptiken 3 innerhalb der Reihen aufeinander folgen, zueinander versetzt, so dass die Mikrooptiken 3 der einen Reihe auf Lücke zu den Mikrooptiken 3 der anderen Reihe angeordnet sind. Demgemäß werden durch die eine Reihe von Mikrooptiken 3 auf der lichtempfindlichen Schicht 10 Lichtspots in den unbelichteten Zwischenräumen zwischen den Lichtspots erzeugt, die durch die andere Reihe von Mikrooptiken 3 ausgebildet werden. Alternativ dazu besteht auch die Möglichkeit, die beiden Reihen von Mikrooptiken 3 um einen anderen Bruchteil relativ zueinander zu versetzen. Ebenso können die Mikrooptiken 3 in den beiden Reihen auch ohne Versatz in x-Richtung angeordnet werden. Auch bei einer derartigen versatzfreien Anordnung der Mikrooptiken 3 besteht die Möglichkeit, mit den Mikrooptiken 3 der beiden Reihen gegeneinander versetze Lichtspots auf der lichtempfindlichen Schicht 10 zu erzeugen. Hierzu ist es lediglich erforderlich, die Mikrooptikanordnung 2 geringfügig um eine Achse parallel zur z-Richtung zu drehen, so dass die Reihen von Mikrooptiken 3 jeweils einen von Null verschiedenen Winkel mit der x-Richtung einschließen. Dies bedeutet, dass die Mikrooptiken 3 nicht exakt in Scan-Richtung aufeinander folgen.In the illustrated embodiment, the micro-optics assembly 2 two parallel to the x-direction rows of micro-optics 3 on. The two rows are in the x-direction by half of a period with which the micro-optics 3 within the rows follow each other, offset from each other so that the micro-optics 3 a row on the gap to the micro-optics 3 the other row are arranged. Accordingly, through the a number of micro-optics 3 on the photosensitive layer 10 Light spots in the unexposed spaces between the light spots generated by the other set of micro-optics 3 be formed. Alternatively, there is also the option of the two rows of micro-optics 3 to offset another fraction relative to one another. Likewise, the micro-optics 3 be arranged in the two rows without offset in the x direction. Even with such an offset-free arrangement of the micro-optics 3 there is a possibility with the micro-optics 3 the two rows against each other translated light spots on the photosensitive layer 10 to create. For this it is only necessary, the micro-optics arrangement 2 slightly to rotate about an axis parallel to the z-direction, so that the rows of micro-optics 3 each enclose a nonzero angle with the x direction. This means that the micro-optics 3 do not follow each other exactly in the scan direction.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Lichtquellen 1 abweichend von der Anordnung der Mikrooptiken 3 in vier Reihen nebeneinander angeordnet. Diese und auch andersartig ausgebildete Abweichungen zwischen der geometrischen Anordnung der Mikrooptiken 3 und der geometrischen Anordnung der Lichtquellen 1 sind in Folge der flexiblen Ausbildung der Lichtleiter 5 problemlos realisierbar. Insbesondere besteht die Möglichkeit, die geometrische Anordnung der Lichtquellen 1 und die geometrische Anordnung der Mikrooptiken 3 jeweils unabhängig voneinander zu optimieren. Bei der geometrischen Anordnung der Lichtquellen 1 spielt beispielsweise die Kühlung eine wichtige Rolle. Dies wird anhand von 7 näher erläutert. Wie im Folgenden detailliert beschrieben wird, kann die geometrische Anordnung der Mikrooptiken 3 insbesondere im Hinblick auf eine möglichst effiziente Belichtung optimiert werden oder auch so gewählt werden, dass kommerziell verfügbare oder mit vertretbarem Aufwand herstellbare Mikrooptikanordnungen 2 zum Einsatz kommen können.At the in 2 illustrated embodiment, the light sources 1 different from the arrangement of the micro-optics 3 arranged in four rows next to each other. These and also differently formed deviations between the geometrical arrangement of the micro-optics 3 and the geometric arrangement of the light sources 1 are due to the flexible design of the light guide 5 easily realizable. In particular, there is the possibility of the geometric arrangement of the light sources 1 and the geometrical arrangement of the micro-optics 3 each independently to optimize. In the geometric arrangement of the light sources 1 For example, cooling plays an important role. This is based on 7 explained in more detail. As will be described in detail below, the geometrical arrangement of the micro-optics 3 be optimized especially with regard to the most efficient exposure or be chosen so that commercially available or producible with reasonable effort micro-optics assemblies 2 can be used.
Bei einer Abwandlung des in 2 dargestellten Ausführungsbeispiels ist lediglich eine einzige Reihe von Mikrooptiken 3 vorgesehen, so dass die Mikrooptikanordnung 2 in Form einer Zeile von Mikrooptiken 3 ausgebildet ist.In a modification of the in 2 illustrated embodiment is only a single row of micro-optics 3 provided so that the micro-optics assembly 2 in the form of a line of micro-optics 3 is trained.
Bei einer weiteren Abwandlung sind mehr als zwei Reihen von Mikrooptiken 3 pro Mikrooptikanordnung 2 vorgesehen. Dabei besteht insbesondere die Möglichkeit, den Versatz der Mikrooptiken 3 zwischen den Reihen kleiner als die x-Abmessung eines Lichtspots zu wählen und so viele Reihen von Mikrooptiken 3 vorzusehen, dass die Zwischenräume zwischen den Lichtspots benachbarter Mikrooptiken 3 einer Reihe durch die Lichtspots von Mikrooptiken 3 anderer Reihen vollständig gefüllt werden und somit in x-Richtung kontinuierliche Strukturelemente in die lichtempfindliche Schicht 10 einbelichtet werden können. Hier bietet sich wiederum die alternative Möglichkeit an, die Mikrooptikanordnung 2 so herzustellen, dass die Mikrooptiken 3 sämtlicher Reihen miteinander fluchten und die Mikrooptikanordnung 2 geringfügig gegen die x-Richtung verdreht in die Belichtungsanlage einzubauen.In another variation, there are more than two rows of micro-optics 3 per micro-optics arrangement 2 intended. In particular, there is the possibility of the offset of the micro-optics 3 to choose between rows smaller than the x dimension of a light spot and so many rows of micro-optics 3 to provide that the spaces between the light spots of neighboring micro-optics 3 a series through the light spots of micro-optics 3 completely filled in other rows and thus in the x-direction continuous structural elements in the photosensitive layer 10 can be imprinted. Here again offers the alternative possibility, the micro-optics arrangement 2 to make that the micro-optics 3 all rows aligned with each other and the micro-optics arrangement 2 slightly twisted against the x-direction into the exposure system.
Wenn diese Vorgehensweise zu einer unerwünscht hohen Zahl von Mikrooptiken 3 pro Mikrooptikanordnung 2 führt, kann durch den Versatz zwischen den Reihen auch lediglich jeweils ein Teilbereich des Zwischenraums zwischen den Lichtspots benachbarter Mikrooptiken 3 abgedeckt werden. Dieser Teilbereich kann ein ganzzahliger Bruchteil, d. h. 1/2, 1/3, 1/4 usw., des Zwischenraums sein. In diesem Fall kann der verbleibende Zwischenraum durch entsprechend häufiges Verschieben der Mikrooptikanordnung 2 in x-Richtung belichtet werden. Um sicher zu gehen, dass eine durchgehende Belichtung in x-Richtung möglich ist, kann der belichtete Teilbereich des Zwischenraums jeweils etwas größer als der ganzzahlige Bruchteil gewählt werden, so dass sich ein Überlapp ergibt. Im Sinne einer möglichst effizienten Belichtung kann vorgesehen sein, dass der belichtete Teilbereich des Zwischenraums maximal um die x-Erstreckung eines Lichtspots größer als der ganzzahlige Bruchteil ist. Ebenso ist es auch möglich, als Versatz einen ganzzahligen Bruchteil des Zwischenraums zwischen benachbarten Mikrooptiken 3 zu wählen, wobei der Versatz größer als die x-Erstreckung eines Lichtspots ist. In diesem Fall verbleiben in den Zwischenräumen jeweils mehrere Belichtungslücken, die durch weitere Belichtungen mit in x-Richtung verschobener Mikrooptikanordnung 2 geschlossen werden können.If this approach leads to an undesirably high number of micro-optics 3 per micro-optics arrangement 2 leads, by the offset between the rows, only a portion of the space between the light spots of adjacent micro-optics 3 be covered. This subregion may be an integer fraction, ie 1/2, 1/3, 1/4, etc., of the interspace. In this case, the remaining gap can be replaced by correspondingly frequent shifting of the micro-optics arrangement 2 be exposed in the x direction. In order to ensure that a continuous exposure in the x-direction is possible, the exposed partial area of the intermediate space can each be chosen to be slightly larger than the integral fraction so that an overlap results. In terms of the most efficient possible exposure, it can be provided that the exposed subarea of the interspace is greater than the integer fraction at most by the x extension of a light spot. Likewise, it is also possible to use an integer fraction of the space between adjacent micro-optics as an offset 3 to choose, wherein the offset is greater than the x-extension of a light spot. In this case, a plurality of exposure gaps each remain in the intermediate spaces, which are caused by further exposures with a micro-optics arrangement shifted in the x-direction 2 can be closed.
Ein hoher Durchsatz bei der Belichtung der lichtempfindlichen Schicht 10 kann nicht nur dadurch erreicht werden, dass eine Mikrooptikanordnung 2 mit möglichst vielen Mikrooptiken 3 zum Einsatz kommt, sondern beispielsweise auch durch den Einsatz mehrerer Mikrooptikanordnungen 2. Geeignete Ausführungsbeispiele hierfür werden im Folgenden anhand der 3 bis 5 näher erläutert.A high throughput in the exposure of the photosensitive layer 10 can not be achieved only by having a micro-optics arrangement 2 with as many micro-optics as possible 3 is used, but for example by the use of multiple micro-optics arrangements 2 , Suitable embodiments thereof are described below with reference to 3 to 5 explained in more detail.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Belichtungsanlage in einer schematischen Darstellung. Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel stimmt in weiten Teilen mit dem Ausführungsbeispiel der 1 überein, so dass im Folgenden lediglich die Unterschiede zu 1 näher erläutert werden. 3 shows a further embodiment of the exposure system according to the invention in a schematic representation. This in 3 illustrated embodiment is true in many parts with the embodiment of 1 so that in the following only the differences to 1 be explained in more detail.
Ein Unterschied besteht darin, dass das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel nicht nur eine, sondern zwei lateral nebeneinander angeordnete Mikrooptikanordnungen 2a, 2b aufweist. Die Mikrooptikanordnung 2a weist einen ersten Satz von Mikrooptiken 3a auf. Die Mikrooptikanordnung 2b weist einen zweiten Satz von Mikrooptiken 3b auf. Dabei ist die geometrische Anordnung der Mikrooptiken 3b der Mikrooptikanordnung 2b zur geometrischen Anordnung der Mikrooptiken 3a der Mikrooptikanordnung 2a identisch.One difference is that the in 3 illustrated embodiment not just one, but two laterally juxtaposed micro-optical assemblies 2a . 2 B having. The micro-optics arrangement 2a has a first set of micro-optics 3a on. The micro-optics arrangement 2 B has a second set of micro-optics 3b on. Here is the geometric arrangement of the micro-optics 3b the microoptics arrangement 2 B for the geometrical arrangement of the micro-optics 3a the microoptics arrangement 2a identical.
Der erste Satz von Mikrooptiken 3a ist über Lichtleiter 5a mit den Lichtquellen 1 verbunden. Der zweite Satz von Mikrooptiken 3b ist über Lichtleiter 5b mit den Lichtquellen 1 verbunden. Dabei ist an jede Lichtquelle 1 jeweils sowohl ein Lichtleiter 5a als auch ein Lichtleiter 5b angeschlossen. Demgemäß ist jede Lichtquelle 1 sowohl mit einer der Mikrooptiken 3a als auch mit einer der Mikrooptiken 3b gekoppelt, so dass bei einem Hell-Schalten der jeweiligen Lichtquelle 1 zur gleichen Zeit von dieser Mikrooptik 3a ein konvergentes Lichtbündel 4a und von dieser Mikrooptik 3b ein konvergentes Lichtbündel 4b erzeugt wird. Folglich werden bei jedem Hell-Schalten einer Lichtquelle 1 zwei Lichtspots auf der lichtempfindlichen Schicht 10 erzeugt. Angesichts der identischen geometrischen Anordnung der Mikrooptiken 3a und der Mikrooptiken 3b werden somit durch die Mikrooptikanordnung 2a und durch die Mikrooptikanordnung 2b auf der lichtempfindlichen Schicht 10 lateral versetzt zueinander zwei identische Belichtungsmuster erzeugt. Um diese Parallelisierung sinnvoll nutzen zu können, werden die Mikrooptikanordnung 2a und die Mikrooptikanordnung 2b relativ zueinander so positioniert, dass sie Bereiche der lichtempfindlichen Schicht 10 belichten, für die identische Belichtungsmuster vorgesehen sind. Bei der Halbleiterherstellung ist es beispielsweise üblich, aus einem Wafer mehrere identische Halbleiterbauteile herzustellen und den Wafer demgemäß in mehrere Felder (dies) zu unterteilen, in die identische Belichtungsmuster einbelichtet werden.The first set of micro-optics 3a is via optical fiber 5a with the light sources 1 connected. The second set of micro-optics 3b is via optical fiber 5b with the light sources 1 connected. It is to every light source 1 in each case both a light guide 5a as well as a light guide 5b connected. Accordingly, every light source is 1 both with one of the micro-optics 3a as well as with one of the micro-optics 3b coupled so that when a light switch the respective light source 1 at the same time of this micro-optics 3a a convergent light bundle 4a and from this micro-optics 3b a convergent light bundle 4b is produced. As a result, every time a light source switches to bright, it becomes a light source 1 two light spots on the photosensitive layer 10 generated. Given the identical geometric arrangement of the micro-optics 3a and the micro-optics 3b are thus controlled by the micro-optics arrangement 2a and through the Micro-optics assembly 2 B on the photosensitive layer 10 laterally offset from each other generates two identical exposure pattern. To be able to use this parallelization meaningful, the micro-optics arrangement 2a and the micro-optics arrangement 2 B positioned relative to each other so that they are portions of the photosensitive layer 10 for which identical exposure patterns are provided. In semiconductor manufacturing, for example, it is common to fabricate a plurality of identical semiconductor devices from a wafer and to divide the wafer accordingly into a plurality of arrays in which identical exposure patterns are imprinted.
Die beschriebene Parallelisierung des Belichtungsvorgangs ist nicht auf das Einschreiben zweier Belichtungsmuster beschränkt. Ebenso ist es auch möglich, mit jeder Lichtquelle 1 mehr als zwei Mikrooptiken 3a, 3b zu koppeln und demgemäß zur gleichen Zeit mehr als zwei Belichtungsmuster in die lichtempfindliche Schicht 10 einzuschreiben. Ein Ausführungsbeispiel mit je drei Mikrooptiken 3a, 3b, 3c pro Lichtquelle 1 ist in 4 dargestellt.The described parallelization of the exposure process is not limited to the writing of two exposure patterns. Likewise, it is also possible with any light source 1 more than two micro-optics 3a . 3b and thus at the same time more than two exposure patterns into the photosensitive layer 10 enroll. An embodiment with three micro-optics 3a . 3b . 3c per light source 1 is in 4 shown.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Belichtungsanlage in einer schematischen Darstellung. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel der 3 lediglich dadurch, dass nicht nur zwei, sondern drei Mikrooptikanordnungen 2a, 2b, 2c und demgemäß drei Sätze von Lichtleitern 5a, 5b, 5c eingesetzt werden. Aus diesem Grund sind in 4 lediglich die Lichtquellen 1, die Mikrooptikanordnungen 2a, 2b, 2c, die Lichtleiter 5a, 5b, 5c und die lichtempfindliche Schicht 10 dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind dabei lediglich zwei Lichtquellen 1 explizit dargestellt, an denen jeweils die Lichtleiter 5a, 5b, 5c angeschlossen sind. Tatsächlich ist eine wesentlich größere Zahl von Lichtquellen 1 und demgemäß auch eine wesentlich größere Zahl von Lichtleitern 5a, 5b, 5c vorhanden, 4 shows a further embodiment of the exposure system according to the invention in a schematic representation. This embodiment differs from the embodiment of 3 only by the fact that not only two, but three micro-optic arrangements 2a . 2 B . 2c and accordingly three sets of optical fibers 5a . 5b . 5c be used. Because of this, are in 4 only the light sources 1 , the micro-optic assemblies 2a . 2 B . 2c , the light guides 5a . 5b . 5c and the photosensitive layer 10 shown. For reasons of clarity are only two light sources 1 shown explicitly, where each of the light guides 5a . 5b . 5c are connected. In fact, a much larger number of light sources 1 and accordingly also a much larger number of optical fibers 5a . 5b . 5c available,
Von jeder Lichtquelle 1 erstreckt sich ein Lichtleiter 5a zur Mikrooptikanordnung 2a, ein Lichtleiter 5b zur Mikrooptikanordnung 2b und ein Lichtleiter 5c zur Mikrooptikanordnung 2c. Dies bedeutet, dass jede Lichtquelle 1 mit allen drei Mikrooptikanordnungen 2a, 2b, 2c verbunden ist. Dabei ist jede Mikrooptik 3 jeder Mikrooptikanordnung 2a, 2b, 2c mit genau einer Lichtquelle 1 verbunden. Innerhalb derselben Mikrooptikanordnung 2a, 2b, 2c ist jede Mikrooptik 3 mit einer anderen Lichtquelle 1 verbunden.From every light source 1 extends a light guide 5a to the micro-optics arrangement 2a , a light guide 5b to the micro-optics arrangement 2 B and a light guide 5c to the micro-optics arrangement 2c , This means that every light source 1 with all three micro-optics arrangements 2a . 2 B . 2c connected is. Every micro-optic is here 3 every microoptics arrangement 2a . 2 B . 2c with exactly one light source 1 connected. Within the same microoptics arrangement 2a . 2 B . 2c is every micro-optic 3 with another light source 1 connected.
In 4 sind weiterhin drei Felder 13a, 13b, 13c im Bereich der lichtempfindlichen Schicht 10 eingezeichnet. Dabei kennzeichnet jedes Feld 13a, 13b, 13c einen Bereich des Wafers, aus dem jeweils das gleiche Halbleiterbauteil hergestellt werden soll und der demgemäß mit dem gleichen Muster belichtet werden soll. Folglich sind die Mikrooptikanordnung 2a im Bereich des Felds 13a, die Mikrooptikanordnung 2b im Bereich des Felds 13b und die Mikrooptikanordnung 2c im Bereich des Felds 13c angeordnet.In 4 are still three fields 13a . 13b . 13c in the area of the photosensitive layer 10 located. Each field is marked 13a . 13b . 13c an area of the wafer from which the same semiconductor device is to be produced and which should accordingly be exposed with the same pattern. Consequently, the micro-optics are 2a in the area of the field 13a , the micro-optics arrangement 2 B in the area of the field 13b and the micro-optics arrangement 2c in the area of the field 13c arranged.
Beim Belichtungsvorgang wird in analoger Weise, wie anhand von 3 für zwei Mikrooptikanordnungen 2a, 2b beschrieben, mit drei Mikrooptikanordnung 2a, 2b, 2c, die in identischer Weise angesteuert werden, gleichzeitig belichtet und demgemäß wird im Bereich der Felder 13a, 13b, 13c gleichzeitig das gleiche Muster in die lichtempfindliche Schicht 10 einbelichtet. Die Ausbildung der Belichtungsmuster erfolgt dabei durch eine aufeinander abgestimmte laterale Bewegung der lichtempfindlichen Schlicht 10 und eine Hell-Dunkel-Steuerung der Lichtquellen 1. Dies bedeutet, dass die Anordnung der einbelichteten Muster relativ zueinander durch die relativen Positionen der Mikrooptikanordnungen 2a, 2b, 2c fest vorgegeben ist. In der Regel ist aber pro Feld 13a, 13b, 13c nicht nur ein Muster, sondern eine Vielzahl von Mustern einzubelichten, wobei zwischen den Belichtungen weitere Bearbeitungsschritte durchgeführt werden. Dabei ist es erforderlich, dass die einzelnen Muster eines jeden Feldes 13a, 13b, 13c mit hoher Präzision relativ zueinander positioniert sein müssen. Allerdings führt eine Positionskorrektur beispielsweise beim Feld 13a, die durch eine laterale Verschiebung der lichtempfindlichen Schicht 10 durchgeführt wird zwangsläufig zu einer Positionsänderung bei den beiden anderen Feldern 13b, 13c. Zur Durchführung einer feldindividuellen Positionskorrektur ist eine Weiterbildung des in 4 dargestellten Ausführungsbeispiels erforderlich. Eine solche Weiterbildung ist in 5 dargestellt.During the exposure process is in an analogous manner, as based on 3 for two micro-optic assemblies 2a . 2 B described, with three micro-optics arrangement 2a . 2 B . 2c , which are driven in an identical way, simultaneously exposed and, accordingly, in the field of fields 13a . 13b . 13c at the same time the same pattern in the photosensitive layer 10 imprinted. The formation of the exposure pattern is carried out by a coordinated lateral movement of the photosensitive coating 10 and a light-dark control of the light sources 1 , This means that the arrangement of the imprinted patterns relative to each other by the relative positions of the micro-optics assemblies 2a . 2 B . 2c is fixed. As a rule, but is per field 13a . 13b . 13c to record not only one pattern but a plurality of patterns, with further processing being performed between the exposures. It is necessary that the individual patterns of each field 13a . 13b . 13c must be positioned with high precision relative to each other. However, a position correction, for example, leads to the field 13a caused by a lateral shift of the photosensitive layer 10 is carried out inevitably to a change in position in the two other fields 13b . 13c , To carry out a field-specific position correction is a development of in 4 illustrated embodiment required. Such a training is in 5 shown.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Systemkomponente mit mehreren Mikrooptikanordnungen 2a, 2b, 2c in einer schematischen Darstellung. 5 shows an embodiment of a system component with multiple micro-optics assemblies 2a . 2 B . 2c in a schematic representation.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Mikrooptikanordnungen 2a, 2b, 2c in einem gemeinsamen Rahmen 14 angeordnet. Hierzu weist der Rahmen 14 drei Ausnehmungen 15a, 15b, 15c zur Aufnahme je einer Mikrooptikanordnung 2a, 2b, 2c auf. In den Ausnehmungen 15a, 15b, 15c sind Manipulatoren 16a, 16b, 16c und Sensoren 17a, 17b, 17c angeordnet. In der Ausnehmung 15a sind zwei Manipulatoren 16a und zwei Sensoren 17a angeordnet. In der Ausnehmung 15b sind zwei Manipulatoren 16b und zwei Sensoren 17b angeordnet. In der Ausnehmung 15c sind zwei Manipulatoren 16c und zwei Sensoren 17c angeordnet. Die Manipulatoren 16a, 16b, 16c, die beispielsweise als Piezoaktuatoren ausgebildet sein können, sind am Rahmen 14 befestigt und halten die Mikrooptikanordnung 2a, 2b, 2c. Die Manipulatoren 16a, 16b, 16c sind so ausgebildet, dass sie jeweils eine lineare Stellbewegung ausführen, wobei jede der drei Mikrooptikanordnungen 2a, 2b, 2c jeweils von einem ersten Manipulator 16a, 16b, 16c gehalten wird, der eine Stellbewegung parallel zur x-Richtung ausführt und von einem zweiten Manipulator 16a, 16b, 16c, der eine Stellbewegung parallel zur y-Richtung ausführt. Demgemäß kann jede der drei Mikrooptikanordnungen 2a, 2b, 2c durch eine entsprechende Ansteuerung der Manipulatoren 16a, 16b, 16c, die beispielsweise von der in 1 dargestellten Steuereinrichtung 7 vorgenommen werden kann, aus den genannten Stellbewegungen zusammengesetzte Bewegungen ausführen. Die Manipulatoren 16a, 16b, 16c können so ausgebildet sein, dass Stellbewegungen bis wenigstens 10 μm oder sogar bis wenigstens 100 μm möglich sind.In the illustrated embodiment, the micro-optics assemblies 2a . 2 B . 2c in a common framework 14 arranged. This is indicated by the frame 14 three recesses 15a . 15b . 15c for accommodating each micro-optics arrangement 2a . 2 B . 2c on. In the recesses 15a . 15b . 15c are manipulators 16a . 16b . 16c and sensors 17a . 17b . 17c arranged. In the recess 15a are two manipulators 16a and two sensors 17a arranged. In the recess 15b are two manipulators 16b and two sensors 17b arranged. In the recess 15c are two manipulators 16c and two sensors 17c arranged. The manipulators 16a . 16b . 16c , which may be formed, for example, as piezo actuators are on the frame 14 attach and hold the micro-optics assembly 2a . 2 B . 2c , The manipulators 16a . 16b . 16c are configured so that they each perform a linear positioning movement, wherein each of the three micro-optical assemblies 2a . 2 B . 2c each from a first manipulator 16a . 16b . 16c is held, which performs an adjusting movement parallel to the x-direction and by a second manipulator 16a . 16b . 16c which performs an adjusting movement parallel to the y-direction. Accordingly, each of the three micro-optic assemblies 2a . 2 B . 2c by a corresponding control of the manipulators 16a . 16b . 16c For example, from the in 1 shown control device 7 can be made to perform composite movements from said positioning movements. The manipulators 16a . 16b . 16c can be designed so that adjusting movements to at least 10 microns or even to at least 100 microns are possible.
Die Bewegungen der Mikrooptikanordnungen 2a, 2b, 2c werden von den Sensoren 17a, 17b, 17c, die beispielsweise an die in 1 dargestellte Steuereinrichtung 7 angeschlossen sein können, erfasst. Die Sensoren 17a, 17b, 17c können beispielsweise kapazitiv oder interferometrisch messen. Die Messgenauigkeit der Sensoren 17a, 17b, 17c beträgt typischerweise wenigstens 100 nm. Insbesondere auf Basis einer entsprechenden Rückkopplung durch die Sensoren 17a, 17b, 17c können die Mikrooptikanordnungen 2a, 2b, 2c mit den Manipulatoren 16a, 16b, 16c sehr präzise positioniert werden. Beispielsweise können die Mikrooptikanordnungen 2a, 2b, 2c jeweils individuell relativ zu einer Positionsmarkierung des zugehörigen Felds 13a, 13b, 13c der lichtempfindlichen Schicht 10 positioniert werden und auf diese Weise in jedes Feld 13a, 13b, 13c präzise an einer vorgegebenen Position ein Muster einbelichtet werden. Dabei kann die vor der Belichtung einmalig eingestellte Relativpositionierung der Mikrooptikanordnungen 2a, 2b, 2c bzgl. ihrer zugehörigen Felder 13a, 13b, 13c in der Regel während des Belichtungsvorgangs beibehalten werden, d. h. bei der Belichtung wird dann lediglich die lichtempfindliche Schicht 10 bewegt und es werden keine Stellbewegungen mit den Manipulatoren 16a, 16b, 16c ausgeführt. Nach dem Wechsel zu den nächsten drei Feldern 13a, 13b, 13c wird zunächst wieder mit Hilfe der Manipulatoren 16a, 16b, 16c und der Sensoren 17a, 17b, 17c eine individuelle Positionierung der Mikrooptikanordnungen 2a, 2b, 2c relativ zu den Feldern 13a, 13b, 13c vorgenommen und danach eine Belichtung dieser Felder 13a, 13b, 13c durchgeführt.The movements of the micro-optics assemblies 2a . 2 B . 2c be from the sensors 17a . 17b . 17c , for example, to the in 1 shown control device 7 can be connected. The sensors 17a . 17b . 17c For example, they can measure capacitively or interferometrically. The measuring accuracy of the sensors 17a . 17b . 17c is typically at least 100 nm. In particular based on a corresponding feedback by the sensors 17a . 17b . 17c can the micro-optic assemblies 2a . 2 B . 2c with the manipulators 16a . 16b . 16c be positioned very precisely. For example, the micro-optics arrangements 2a . 2 B . 2c each individually relative to a position marker of the associated field 13a . 13b . 13c the photosensitive layer 10 be positioned and in this way in each field 13a . 13b . 13c precisely at a given position a pattern are imprinted. In this case, the relative positioning of the micro-optical arrangements, which is set once prior to the exposure, can be performed 2a . 2 B . 2c regarding their associated fields 13a . 13b . 13c are usually maintained during the exposure process, ie, in the exposure then only the photosensitive layer 10 moves and there are no adjusting movements with the manipulators 16a . 16b . 16c executed. After changing to the next three fields 13a . 13b . 13c First, again with the help of the manipulators 16a . 16b . 16c and the sensors 17a . 17b . 17c an individual positioning of the micro-optic assemblies 2a . 2 B . 2c relative to the fields 13a . 13b . 13c followed by an exposure of these fields 13a . 13b . 13c carried out.
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Mikrooptikanordnung 2 in einer schematischen Darstellung. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Mikrooptikanordnung 2 mehrere Mikrooptikkomponenten 18, 19, 20 auf, die bezogen auf die Richtung des durch die Mikrooptikanordnung 2 durchgeleiteten Lichts hintereinander angeordnet und als drei verschiedene Mikrolinsenarrays ausgebildet sind. Die Mikrooptikkomponente 18 weist eine Vielzahl lateral nebeneinander angeordneter optischer Elemente 21 auf. Die Mikrooptikkomponente 19 weist eine Vielzahl lateral nebeneinander angeordneter optischer Elemente 22 auf. Die Mikrooptikkomponente 20 weist eine Vielzahl lateral nebeneinander angeordneter optischer Elemente 23 auf. In z-Richtung aufeinander folgende optische Elemente 21, 22, 23 bilden jeweils eine Mikrooptik 3 aus. 6 shows an embodiment of a micro-optics arrangement 2 in a schematic representation. In the illustrated embodiment, the micro-optics assembly 2 several micro-optic components 18 . 19 . 20 based on the direction of the through the micro-optics arrangement 2 transmitted light are arranged one behind the other and formed as three different microlens arrays. The micro-optic component 18 has a plurality of laterally juxtaposed optical elements 21 on. The micro-optic component 19 has a plurality of laterally juxtaposed optical elements 22 on. The micro-optic component 20 has a plurality of laterally juxtaposed optical elements 23 on. In the z-direction successive optical elements 21 . 22 . 23 each form a micro-optic 3 out.
Die drei Mikrooptikkomponenten 18, 19, 20 sind sowohl senkrecht (z-Richtung) als auch parallel (x-y-Ebene) zueinander beweglich, so dass sowohl der Abstand der Mikrooptikkomponenten 18, 19, 20 von einander als auch deren Versatz relativ zueinander geändert werden kann. Über die Änderung des Abstands können die z-Position der Fokusebene der Mikrooptikanordnung 2 und die Spotgrößen in der Fokusebene variiert werden. Über den Versatz können die x/y-Positionen der einzelnen Foki variiert werden und damit die Scan-Bewegung unterstützt oder Verzeichnungsfehler korrigiert werden. Falls notwendig kann mit den Mikrooptikkomponenten 18, 19, 20 auch eine Kippkorrektur vorgenommen werden.The three micro-optic components 18 . 19 . 20 Both perpendicular (z-direction) and parallel (xy-plane) are mutually movable, so that both the distance of the micro-optic components 18 . 19 . 20 can be changed from each other and their offset relative to each other. By changing the distance, the z-position of the focal plane of the micro-optics array can be determined 2 and the spot sizes in the focal plane are varied. The offset can be used to vary the x / y positions of the individual foci, thus assisting the scan movement or correcting distortion errors. If necessary, with the micro-optic components 18 . 19 . 20 also a tilt correction can be made.
7 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Kühleinrichtung 24 zur Kühlung der Lichtquellen 1 in einer schematischen Darstellung. Die Kühleinrichtung 24 weist eine Kammer 25 auf, die mit einem Kühlmittel 26 gefüllt ist und in der die Lichtquellen 1 angeordnet sind. Die Kammer 25 ist über ein Leitungssystem 27 fluidisch mit einem Wärmetauscher 28 verbunden. Die genannten Elemente können weitere nicht explizit dargestellte Komponenten wie z. B. eine Pumpe zur Förderung des Kühlmittels 26, einen Temperatursensor zur Ermittlung der Temperatur beispielsweise des Kühlmittels 26 usw. enthalten. Die Pumpe und der Temperatursensor sowie ggf. weitere Komponenten können an die in 1 dargestellte Steuereinrichtung 7 angeschlossen sein. Da das von den Lichtquellen 1 erzeugte Licht über die Lichtleiter 5 weitergeleitet wird, muss bei der Konstruktion der Kühleinrichtung 24 auf optische Belange kaum Rücksicht genommen werden. Es muss lediglich die Möglichkeit vorgesehen werden, die Lichtleiter 5 aus der Kammer 25 herauszuführen. 7 shows an embodiment of a cooling device 24 for cooling the light sources 1 in a schematic representation. The cooling device 24 has a chamber 25 on that with a coolant 26 is filled and in the the light sources 1 are arranged. The chamber 25 is about a pipe system 27 fluidic with a heat exchanger 28 connected. The elements mentioned can not further explicitly shown components such. B. a pump for conveying the coolant 26 , a temperature sensor for determining the temperature of, for example, the coolant 26 etc. included. The pump and the temperature sensor as well as other components can be connected to the in 1 shown control device 7 be connected. Because of the light sources 1 generated light over the light guides 5 must be forwarded in the construction of the cooling device 24 hardly any consideration is given to optical issues. It only needs to be provided the possibility of the light guides 5 out of the chamber 25 lead out.
Im Betriebszustand der Belichtungsanlage wird die von den Lichtquellen 1 erzeugte Abwärme vom Kühlmittel 26 aufgenommen und zum Wärmetauscher 28 transportiert. Der Wärmetauscher 28 entzieht dem Kühlmittel 26 Wärmeenergie. Das Kühlmittel 26 wird dann wieder der Kammer 25 zugeführt. Auf diese Weise kann eine Wärmebelastung der Mikrooptiken 3 durch die Abwärme der Lichtquellen 1 weitgehend vermieden werden.In the operating state of the exposure system is that of the light sources 1 generated waste heat from the coolant 26 taken up and to the heat exchanger 28 transported. The heat exchanger 28 removes the coolant 26 Thermal energy. The coolant 26 will then return to the chamber 25 fed. In this way, a heat load of the micro-optics 3 by the waste heat of the light sources 1 be largely avoided.
