DE102013205568A1 - Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einem variablen Transmissionsfilter - Google Patents

Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einem variablen Transmissionsfilter Download PDF

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Abstract

Eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage (10) umfasst ein primäres Beleuchtungssystem (12), welches von einer Lichtquelle (LS) erzeugtes Projektionslicht (PL) auf eine Maske (14) richtet und dort ein Beleuchtungsfeld (16) ausleuchtet. Ein Projektionsobjektiv (20) bildet den im Beleuchtungsfeld (16) liegenden Teil der Maske (14) auf eine lichtempfindliche Schicht (22) ab. Ein variables Transmissionsfilter umfasst ein refraktives optisches Element (42), das in einem Strahlengang der mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage angeordnet ist, und eine photochrome Schicht, die von dem refraktiven optischen Element (42) getragen ist und während des Betriebs der Projektionsanlage von Projektionslicht durchtreten wird. Die photochrome Schicht (48) hat die Eigenschaft, bei Bestrahlung mit Anregungslicht (AL) seinen Absorptionskoeffizienten für das Projektionslicht zu verändern. Das Transmissionsfilter umfasst ferner ein sekundäres Beleuchtungssystem, das dazu eingerichtet ist, variabel veränderbare Bereiche der photochromen Schicht mit Anregungslicht (AL) zu bestrahlen. Dadurch verändert sich der Absorptionskoeffizient der photochromen Schicht (48) für das Projektionslicht (PL) lokal.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage mit einem variablen Transmissionsfilter, insbesondere einem variablen Apodisierungsfilter.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Integrierte elektrische Schaltkreise und andere mikrostrukturierte Bauelemente werden üblicherweise hergestellt, indem auf ein geeignetes Substrat, bei dem es sich meist um einen Silizium-Wafer handelt, mehrere strukturierte Schichten aufgebracht werden. Zur Strukturierung der Schichten werden diese zunächst mit einem Photolack (resist) bedeckt, der für Licht eines bestimmten Wellenlängenbereiches, z. B. Licht im tiefen ultravioletten (DUV, deep ultraviolet), vakuumultravioletten (VUV, vacuum ultraviolet) oder extremen ultravioletten (EUV, extreme ultraviolet) Spektralbereich, empfindlich ist. Anschließend wird der so beschichtete Wafer in einer Projektionsbelichtungsanlage belichtet. Dabei wird ein Muster aus beugenden Strukturen, das auf einer Maske angeordnet ist, auf den Photolack mit Hilfe eines Projektionsobjektivs abgebildet. Da der Betrag des Abbildungsmaßstabs dabei im Allgemeinen kleiner als 1 ist, werden derartige Projektionsobjektive gelegentlich auch als Reduktionsobjektive bezeichnet.
  • Nach dem Entwickeln des Photolacks wird der Wafer einem Ätzprozess unterzogen, wodurch die Schicht entsprechend dem Muster auf der Maske strukturiert wird. Der noch verbliebene Photolack wird dann von den verbleibenden Teilen der Schicht entfernt. Dieser Prozess wird so oft wiederholt, bis alle Schichten auf den Wafer aufgebracht sind.
  • In Projektionsbelichtungsanlagen besteht häufig der Bedarf, Intensitätsverteilungen in bestimmten Ebenen ortsabhängig beeinflussen zu können. Zu diesem Zweck wird in die betreffende Ebene ein Filter eingeführt, das, wenn es vom Projektionslicht durchtreten wird, als Transmissions- oder Graufilter bezeichnet wird. Daneben sind Filter bekannt, die in Reflexion wirken. Ein solches Reflexionsfilter kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die reflektierende Beschichtung von Spiegeln ortsabhängig verstimmt wird.
  • Eine besonders wichtige Anwendung von Filtern sind Apodisierungsfilter. Hierunter versteht man Filter, die in einer Pupillenebene eines Objektivs angeordnet sind. Im Allgemeinen dienen Apodisierungsfilter dem Zweck, unerwünschte Beugungsordnungen zu unterdrücken. Zumindest im Zusammenhang mit der Mikrolithographie wird der Begriff häufig in einem allgemeineren Sinne verstanden. Er bezeichnet dann ein Filter, mit dem sich der Amplitudenterm der optischen Übertragungsfunktion verändern lässt.
  • Häufig besteht bei Transmissionsfiltern in mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlagen, insbesondere wenn die Filter als Apodisierungsfilter eingesetzt werden, ein Bedürfnis, die Filterwirkung schnell und ortsabhängig verändern zu können.
  • Aus der US 5,444,336 ist ein Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage bekannt, bei dem unterschiedliche Apodisierungsfilter in eine Pupillenebene des Projektionsobjektivs eingeführt werden können. Die Zahl der damit realisierbaren unterschiedlichen Filterverteilungen ist hier jedoch logischerweise auf die Zahl der zur Verfügung stehenden Apodisierungsfilter begrenzt.
  • Die US 2006/0092396 beschreibt ein Projektionsobjektiv, bei dem ein Transmissionsfilter aus LCD-Zellen aufgebaut ist, die individuell angesteuert werden können.
  • Bei einem aus der US 2010/0134891 A1 bekannten Apodisierungsfilter wird die reflektierende Beschichtung eines gekrümmten Spiegels lokal verstimmt. Allerdings ist es schwierig, diese Verstimmung wieder rückgängig zu machen.
  • Aus der US 5,614,990 ist eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem variablen Transmissionsfilter bekannt, das eine Platte aus photochromen Glas und einen Scanner oder ein Array aus Lichtquellen hat, um unterschiedliche Bereiche des Glases mit Anregungslicht zu beleuchten.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage anzugeben, die ein Transmissionsfilter enthält, dessen Filterfunktion, d. h. die zweidimensionale Verteilung des Transmissionskoeffizienten über die Filterfläche hinweg, in weiten Grenzen beliebig und so schnell veränderbar ist, dass der Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage nicht für längere Zeit unterbrochen werden muss.
  • Eine erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage, welche diese Aufgabe löst, weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf.
  • Die Erfindung nutzt die Tatsache, dass sich der Absorptionskoeffizient einer photochromen Schicht sehr rasch und ortsaufgelöst verändern lässt. Unter Photochromie bezeichnet man die Eigenschaft bestimmter Moleküle, unter Einfluss von Licht bestimmter Wellenlänge, das im folgenden als Anregungslicht bezeichnet wird, ihren Isomerisierungszustand reversibel zu ändern. Der Isomerisierungszustand geht im Allgemeinen mit einer Änderung des Absorptionsspektrums einher. Bei geeigneter Wahl der Moleküle, des Anregungslichts und des Projektionslichts lässt sich auf diese Weise ein Transmissionsfilter für eine Projektionsbelichtungsanlage aufbauen, dessen Filterfunktion ortsaufgelöst und schnell veränderbar ist.
  • Im Gegensatz zum Stand der Technik (vgl. die oben erwähnte US 5,614,990 ) wird erfindungsgemäß jedoch keine Platte aus einem photochromen Glas verwendet, sondern eine photochrome Schicht, die von einem refraktiven optischen Element getragen ist. Eine Platte aus einem photochromen Glas ist insofern nachteilig, als die Platte aus Stabilitätsgründen eine Mindestdicke aufweisen muss. Da es im Allgemeinen in den beengten Raumverhältnissen einer Projektionsbelichtungsanlage nicht möglich ist, die Platte senkrecht mit Anregungslicht zu beaufschlagen, muss das Anregungslicht die Platte folglich unter einem (meist sogar relativ großem) Winkel durchtreten. Infolge der nicht vernachlässigbaren Plattendicke ist es dann nicht möglich, sehr kleine Bereiche gezielt mit Licht anzuregen.
  • Bei einer photochromen Schicht, die von einem refraktiven optischen Element getragen ist, kann die Dicke der Schicht praktisch beliebig klein sein. Da für viele Anwendungen in Projektionsbelichtungsanlagen nur kleine Änderungen des Transmissionskoeffizienten erforderlich sind, lässt sich eine ausreichende Absorption mit Schichtdicke in der Größenordnung von lediglich 150 μm erreichen.
  • Eine dünne photochrome Schicht hat zudem gegenüber einer Platte aus einem photochromen Glas den Vorteil, dass etwaige Auswirkungen der Änderung des Isomerisierungszustandes auf die Phase des hindurchtretenden Lichts minimiert werden.
  • Das Anregungslicht kann die gleiche Wellenlänge wie das Projektionslicht haben. Die Anregung der photochromen Schicht erfolgt dann vor Aufnahme des Projektionslichtbetriebs, indem Anregungslicht auf die photochrome Schicht gerichtet wird. Die für das Projektionslicht verwendete Lichtquelle kann dann auch das Anregungslicht bereitstellen. Alternativ hierzu ist es möglich, eine zusätzliche Lichtquelle bereitzustellen, die das Anregungslicht mit der gleichen Wellenlänge wie das Projektionslicht erzeugt.
  • Damit die durch das Anregungslicht erzeugte Änderung des Absorptionskoeffizienten für das Projektionslicht über einen längeren Zeitpunkt fixiert bleibt, kann das variable Transmissionsfilter eine Spannungsquelle umfassen, mit der eine elektrische Spannung an die photochrome Schicht anlegbar ist. Die elektrische Spannung bewirkt dann, dass während des Projektionsbetriebs auftreffendes Projektionslicht, das die gleiche Wellenlänge wie das Anregungslicht hat, die zuvor erzeugte Änderung der Verteilung des Absorptionskoeffizienten für das Projektionslicht nicht rückgängig macht oder anderweitig verändert.
  • Das Anregungslicht kann aber auch eine andere Wellenlänge als das Projektionslicht haben. In diesem Falle ist eine von der Lichtquelle verschiedene Strahlungsquelle vorzusehen, die zur Erzeugung des Anregungslichts eingerichtet ist.
  • Um die Verteilung des Absorptionskoeffizienten für das Projektionslicht verändern zu können, muss die Anregung der photochromen Schicht rückgängig gemacht werden können. Für diesen Zweck kann das variable Transmissionsfilter eine Löschlichtquelle umfassen, mit der Löschlicht so auf die photochrome Schicht richtbar ist, dass eine durch das Anregungslicht erzeugte Änderung des Absorptionseffizienten für das Projektionslicht rückgängig gemacht wird, wobei das Löschlicht eine andere Wellenlänge hat als das Anregungslicht und das Projektionslicht.
  • Da das Anregungslicht das refraktive optische Element durchtritt, kann es dieses infolge teilweise Absorption erwärmen. Die Erwärmung kann zu einer lokalen Brechzahlveränderung und/oder auch zu einer Deformation des refraktiven optischen Elements führen. Deswegen sollte das refraktive optische Element gut kühlbar sein und möglichst wenig Anregungslicht absorbieren. Besonders geeignet als Material für das refraktive optische Element sind deswegen Kalziumfluorid, Bariumfluorid und Magnesiumfluorid.
  • Wenn das refraktive optische Element in oder in der Nähe einer Pupillenebene des Projektionsobjektivs angeordnet ist, kann es als Apodisierungsfilter verwendet werden. Grundsätzlich kommt aber auch eine feldnahe Positionen des refraktiven optischen Elements in Betracht, um beispielsweise die Uniformität der Belichtung zu verbessern. Um eine feldabhängige Apodisierung vorzunehmen, muss das refraktive optische Element an einer Position zwischen einer Pupillenebene und einer Feldebene angeordnet sein.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Darin zeigen:
  • 1 eine stark vereinfachte perspektivische Darstellung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage;
  • 2 einen vereinfachten meridionalen Schnitt durch die in der 1 gezeigte Projektionsbelichtungsanlage;
  • 3 einen Schnitt durch ein von Anregungslicht durchsetztes refraktives optisches Element, das Teil eines in der 2 gezeigten erfindungsgemäßen Transmissionsfilters ist;
  • 4 das in der 3 gezeigte Transmissionsfilter während des Projektionsbetriebs;
  • 5 ein anderes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Transmissionsfilter, bei dem eine zusätzliche Löschlichtquelle vorgesehen ist und das Anregungslicht die gleiche Wellenlänge wir das Projektionslicht hat;
  • 6 ein Transmissionsfilter gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, bei dem eine photochrome Schicht zwischen zwei refraktiven optischen Elementen angeordnet ist;
  • 7 ein Transmissionsfilter gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels, bei dem zwei refraktive optische Elemente, die eine photochrome Schicht tragen, von einem Spalt zur Kühlung der Elemente getrennt sind.
  • BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Die 1 zeigt in einer stark schematisierten perspektivischen Darstellung eine Projektionsbelichtungsanlage 10, die für die lithographische Herstellung mikrostrukturierter Bauteile geeignet ist. Die Projektionsbelichtungsanlage 10 enthält eine Lichtquelle LS, die zur Erzeugung von Projektionslicht mit einer Mittenwellenlänge von 193 nm eingerichtet ist, und ein primäres Beleuchtungssystem 12, welches das von der Lichtquelle LS erzeugte Projektionslicht auf eine Maske 14 richtet und dort ein schmales, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel rechteckförmiges Beleuchtungsfeld 16 ausleuchtet. Andere Beleuchtungsfeldformen, z. B. Ringsegmente, kommen ebenfalls in Betracht.
  • Innerhalb des Beleuchtungsfeldes 16 liegende Strukturen 18 auf der Maske 14 werden mit Hilfe eines Projektionsobjektivs 20, das mehrere Linsen L1 bis L4 enthält, auf eine lichtempfindliche Schicht 22 abgebildet. Die lichtempfindliche Schicht 22, bei der es sich z. B. um einen Photolack handeln kann, ist auf einem Wafer 24 oder einem anderen geeigneten Substrat aufgebracht und befindet sich in der Bildebene des Projektionsobjektivs 20. Da das Projektionsobjektiv 20 im allgemeinen einen Abbildungsmaßstab |β| < 1 hat, werden die innerhalb des Beleuchtungsfeldes 16 liegenden Strukturen 18 verkleinert auf ein Projektionsfeld 18' abgebildet.
  • Bei der dargestellten Projektionsbelichtungsanlage 10 werden die Maske 14 und der Wafer 24 während der Projektion entlang einer mit Y bezeichneten Richtung verfahren. Das Verhältnis der Verfahrgeschwindigkeiten ist dabei gleich dem Abbildungsmaßstab β des Projektionsobjektivs 20. Falls das Projektionsobjektiv 20 das Bild invertiert (d. h. β < 0), verlaufen die Verfahrbewegungen der Maske 14 und des Wafers 24 gegenläufig, wie dies in der 1 durch Pfeile A1 und A2 angedeutet ist. Auf diese Weise wird das Beleuchtungsfeld 16 in einer Scanbewegung über die Maske 14 geführt, so dass auch größere strukturierte Gereicht zusammenhängend auf die lichtempfindliche Schicht 22 projiziert werden können.
  • Die 2 zeigt die in der 1 dargestellte Projektionsbelichtungsanlage 10 in einem vereinfachten meridionalen Schnitt. Zusätzlich ist dort ein Masken-Verfahrtisch 26 eingezeichnet, mit dem die Maske 14 in einer Objektebene 28 des Projektionsobjektivs 20 verfahren werden kann.
  • Das Substrat 24 mit der darauf aufgebrachten lichtempfindlichen Schicht 22 ist in der Bildebene 30 des Projektionsobjektivs 20 mit Hilfe eines Substrat-Verfahrtischs 32 verfahrbar.
  • Das Projektionsobjektiv 20 enthält eine Zwischenbildebene 34 sowie eine erste Pupillenebene 36 und eine zweite Pupillenebene 38. In der ersten Pupillenebene 36 ist ein erfindungsgemäßes variables Transmissionsfilter 40 angeordnet, das ein refraktives optisches Element 42 und ein sekundäres Beleuchtungssystem 44 umfasst. Das sekundäre Beleuchtungssystem 44 wird dabei von einer Steuereinheit 45 gesteuert, die mit einer übergeordneten Prozesssteuerung 47 verbunden ist.
  • Die 3 zeigt das refraktive optische Element 42 in einem vergrößerten Ausschnitt. Das refraktive optische Element 42 besteht aus Kalziumfluorid (CaF2) oder einem anderen Material, das für das von der Lichtquelle LS erzeugte Projektionslicht hochtransparent ist. Das refraktive optische Element 42 hat die Form einer Kreisscheibe und weist somit zwei parallele Planflächen auf, zwischen denen sich eine zylindrische Umfangsfläche erstreckt.
  • Die der Maske 14 zugewandte Planfläche trägt eine photochrome Schicht 48, die im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 150 μm dick ist und aus einem Diarylethen-Derivat oder einem Polymethyl-Methacrylat besteht. Die photochrome Schicht 48 trägt ihrerseits eine herkömmliche Antireflexschicht 50. Eine weitere Antireflexschicht 52 ist auf der zum Wafer weisenden zweiten Planfläche des refraktiven optischen Elements 42 aufgebracht.
  • Um eine gewünschte Filterfunktion einzustellen, wird im dargestellten Ausführungsbeispiel von dem sekundären Beleuchtungssystem 44 Anregungslicht AL schräg auf die photochrome Schicht 48 gerichtet. Wie in der 2 erkennbar ist, weist das sekundäre Beleuchtungssystem 44 zu diesem Zweck eine Strahlungsquelle 54 auf, die zur Erzeugung des Anregungslichts AL eingerichtet ist. Das Anregungslicht AL hat dabei eine größere Wellenlänge als das Projektionslicht, welches zur Belichtung der lichtempfindlichen Schicht 22 verwendet wird.
  • Das sekundäre Beleuchtungssystem 44 weist ferner einen um zwei orthogonale Achsen servomotorisch verschwenkbaren Scannerspiegel 56 auf, mit dem das von der Strahungsquelle 54 erzeugte Anregungslicht AL an jeden beliebigen Ort auf der photochromen Schicht 48 gerichtet werden kann. Dort, wo das Anregungslicht AL mit genügend hoher Fluenz, d. h. ausreichender Dauer und Intensität, photochrome Moleküle in der Schicht 48 anregt, gehen diese in einen anderen Isomerisierungszustand über und verändern dadurch reversibel, aber stabil ihr Absorptionsverhalten. In der 3 ist ein Bereich der photochromen Schicht 48, in dem eine solche Änderung des Absorptionsverhaltens stattgefunden hat, dunkel markiert und mit 60 bezeichnet.
  • Nach dem Durchtritt durch das refraktive optische Element 42 trifft das Anregungslicht AL auf eine Lichtfalle 61, so dass es nicht auf die lichtempfindliche Schicht 22 gelangen kann.
  • Durchtritt während des Projektionsbetriebs Projektionslicht PL das Transmissionsfilter 40, wie dies die 4 illustriert, so erfährt es beim Durchtritt durch den Bereich 60 eine größere Abschwächung in der photochromen Schicht 48 als in den umliegenden Bereichen, die zuvor nicht von Anregungslicht AL durchsetzt wurden. In der 4 ist diese größere Abschwächung durch gestrichelte Linien 42 angedeutet.
  • Um die Änderung des Isomerisierungszustands wieder rückgängig zu machen und dadurch die eingestellte Filterfunktion zu löschen, wird die Strahlungsquelle 54 gegen eine Löschlichtquelle 62 ausgetauscht, wie dies in der 2 durch eine Drehmechanik 63 angedeutet ist. Die Löschlichtquelle 62 erzeugt Löschlicht LL mit einer Wellenlänge, die sich von der Wellenlänge des Anregungslicht AL und auch des Projektionslichts PL unterscheidet. Nach Löschung der Filterfunktion kann dann wieder unter Verwendung der Strahlungsquelle 54 ein anderes Lichtmuster auf der photochromen Schicht 48 des Transmissionsfilters 40 erzeugt werden.
  • Die Steuerung des Scannerspiegels 56 kann dabei in Abhängigkeit von Signalen erfolgen, die von einem Sensor 120 an die übergeordnete Prozesssteuerung 47 übergeben werden. Bei dem Sensor 120 kann es sich beispielsweise um einen Wellenfrontsensor handeln, der mit Hilfe des Wafer-Verfahrtischs 32 in die Bildebene 30 des Objektivs 20 eingeführt wird, wie dies in der 2 durch einen Pfeil 122 angedeutet ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Wirkung des Transmissionsfilters 40 in Abhängigkeit von der vom Sensor 120 erfassten Abbildungsqualität des Objektivs 20 zu verändern.
  • Die 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Transmissionsfilter. Das refraktive optische Element 42 ist hier als plankonvexe Linse ausgebildet. Das sekundäre Beleuchtungssystem enthält zudem eine Strahlungsquelle 54, die Anregungslicht AL erzeugt, das die gleiche Wellenlänge wie das Projektionslicht PL (hier 193 nm) hat.
  • Anstelle eines Scannerspiegels 56 wird ein diffraktives optisches Element 64 verwendet, das z. B. als CGH (computer generated hologram) ausgebildet sein kann. Das diffraktive optische Element 64 richtet das auftreffende Laserlicht gleichzeitig an unterschiedliche Orte auf der photochromen Schicht 48. Um ein anderes Lichtmuster zu erzeugen, wird das DOE 64 mit Hilfe eines Revolverwechslers (nicht dargestellt) gegen ein diffraktives optisches Element ausgetauscht, das eine andere Fernfeldverteilung erzeugt.
  • Damit während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage 10 das Projektionslicht PL nicht den Isomerisierungszustand der photochromen Moleküle in der Schicht 48 verändert, wird an diese mit Hilfe einer bei 66a, 66b angedeuteten Spannungsquelle eine elektrische Spannung angelegt. Die elektrische Spannung fixiert die zuvor durch das Anregungslicht AL erzeugte Änderung des Absorptionskoeffizienten für das Projektionslicht dauerhaft.
  • Wenn die Fixierung aufgehoben und die zuvor eingestellte Filterfunktion gelöscht werden soll, so wird auch bei diesem Ausführungsbeispiel Löschlicht LL auf die photochrome Schicht 48 gerichtet, das eine andere Wellenlänge als das Projektionslicht PL und das Anregungslicht AL hat. Zu diesem Zweck weist das Transmissionsfilter 40 eine Löschlichtquelle 62 aus, die das Löschlicht LL ebenfalls mit Hilfe eines diffraktiven optischen Elements 68 gleichzeitig auf unterschiedliche Bereiche der photochromen Schicht 48 richtet.
  • Die 6 und 7 zeigen weitere alternative Ausführungsbeispiele für erfinderische Anordnungen einer photochromen Schicht 48 auf einem refraktiven optischen Element.
  • Bei dem in der 6 gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich die photochrome Schicht 48 zwischen zwei refraktiven optischen Elementen 42a, 42b, die auf ihrer nach außen weisenden Fläche Antireflexbeschichtungen 50, 52 tragen.
  • Bei der in der 7 gezeigten Variante sind zwei der in der 3 gezeigten Transmissionsfilter so kombiniert, dass zwischen den einander zugewandten Seiten der refraktiven optischen Elemente 42, welche die photochrome Schicht 48 tragen, ein Spalt verbleibt, durch den zu Kühlzwecken ein Fluid 70 in laminarer Strömung geleitet wird, wie dies durch Pfeile angedeutet ist.
  • Im Folgenden werden Beispiele für verschiedene Kombinationen aus photochromem Molekülen, Anregungslicht AL und Projektionslicht PL näher erläutert.
  • Für Projektionslicht mit Wellenlängen in sichtbaren oder nahem ultravioletten Spektralbereich sind Diarylethene und Fulgimide geeignet. Phenolsubstituiertes Diaryhlethen bildet beispielsweise bei einer Bestrahlung mit Anregungslicht von 312 nm ein Isomer. Nach etwa 30 Sekunden Bestrahlung ist das photostationäre Gleichgewicht erreicht. Fixiert werden kann die Isomerisierung durch Anlegen einer elektrischen Spannung. Die isomerisierten Bereiche bilden Absorptionsmaxima bei 386 nm und 534 nm aus. Zur Löschung kann Licht mit einer Wellenläge von mehr als 600 nm verwendet werden. Weitere Einzelheiten hierzu können der Dissertation "Synthese und Charakterisierung von Modellen für Photoschalter und elektronische Ventile", Achim Koch, Dissertation 2003, Johannes-Gutenberg-Universität Mainz, Seite 52 ff., entnommen werden.
  • Durch Bestrahlen von 1,2-Bis(4-brom-3,5-dimethyl-2-thienyl-)-perfluorocyclopenten mit Licht der Wellenlänge 365 nm bilden sich Absorptionsmaxima bei 262 nm und 464 nm aus. Ein bestehendes Absorptionsmaximum bei 345 nm wird hingegen abgebaut. Zur Löschung kann sichtbares Licht verwendet werden. Nähere Einzelheiten hierzu sind ebenfalls der oben erwähnten Dissertation von Koch entnehmbar (vgl. Seite 66 ff.).
  • Weitere Einzelheiten hierzu sind dem Aufsatz Li et al., "Polarization holographic optical recording based an a new photochromic diarylethene compound", Front. Chem. China, 2010, 5(2), 234–240 entnehmbar.
  • Für Projektionslicht PL im fernen ultravioletten Spektralbereich (insbesondere 193 nm) sind ebenfalls Diaryhlethen-Derivate geeignet, wie oben bereits erwähnt wurde. Das Anregungslicht hat dann eine andere Wellenlänge als das Projektionslicht. Nähere Einzelheiten hierzu können dem Aufsatz Ayt et al., "Masking photochromic films for nanolithography technology", physica status solidi (c), 8: n/a. doi: 10.1 002/psse.201084073 entnommen werden.
  • Weitere Ergänzungen zu photochromen Molekülen finden sich in folgenden Aufsätzen:
  • Photochrome Materialien sind auch Gegenstand der WO 2000/004415 , der US 2009/0122289 und der US 2011/0082035 .
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 5444336 [0007]
    • US 2006/0092396 [0008]
    • US 2010/0134891 A1 [0009]
    • US 5614990 [0010, 0014]
    • WO 2000/004415 [0058]
    • US 2009/0122289 [0058]
    • US 2011/0082035 [0058]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • ”Synthese und Charakterisierung von Modellen für Photoschalter und elektronische Ventile”, Achim Koch, Dissertation 2003, Johannes-Gutenberg-Universität Mainz, Seite 52 ff. [0053]
    • Koch entnehmbar (vgl. Seite 66 ff.) [0054]
    • Li et al., ”Polarization holographic optical recording based an a new photochromic diarylethene compound”, Front. Chem. China, 2010, 5(2), 234–240 [0055]
    • Ayt et al., ”Masking photochromic films for nanolithography technology”, physica status solidi (c), 8: n/a. doi: 10.1 002/psse.201084073 [0056]
    • A. T. Bens, ”Photochrome Dithienylethenfarbstoffe als molekulare Modellsysteme für die optische Informationsspeicherung”, Dissertation 2001, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf [0057]
    • M. Irie, ”Diarylethenes for Memories and Switches”, Photochromism: Memories and switches, Chem. Reviews 2000, 100, No 5 [0057]
    • Kwon et al, ”Photochromism of diarylethene derivatives in rigid polymer matrix: structural dependence, matrix effect, and kinetics”, Chemical Physics Letters, Volume 328, Issues 1–2, 22 September 2000, Pages 234–243 [0057]

Claims (8)

  1. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage (10) mit a) einer Halterung (26) für eine Maske (14), b) einer Lichtquelle (LS), die zur Erzeugung von Projektionslicht (PL) eingerichtet ist, c) einem primären Beleuchtungssystem (12), welches das von der Lichtquelle erzeugte Projektionslicht auf die Maske richtet und dort ein Beleuchtungsfeld (16) ausleuchtet, d) eine Halterung (32) für eine lichtempfindliche Schicht (22), e) einem Projektionsobjektiv (20), das den im Beleuchtungsfeld liegenden Teil der Maske auf die lichtempfindliche Schicht abbildet, gekennzeichnet durch ein variables Transmissionsfilter (40), das umfasst: f) ein refraktives optisches Element (42), das in einem Strahlengang der mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage angeordnet ist, und g) eine photochrome Schicht (48), die von dem refraktiven optischen Element (42) getragen ist und während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage von Projektionslicht durchtreten wird, wobei die photochrome Schicht die Eigenschaft hat, bei Bestrahlung mit Anregungslicht (AL) seinen Absorptionskoeffizienten für das Projektionslicht (PL) zu verändern, h) einem sekundären Beleuchtungssystem (44), das dazu eingerichtet ist, variabel veränderbare Bereiche der photochromen Schicht mit Anregungslicht (AL) zu bestrahlen, wodurch sich der Absorptionskoeffizient der photochromen Schicht (48) für das Projektionslicht (PL) lokal verändert.
  2. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anregungslicht (AL) die gleiche Wellenlänge wie das Projektionslicht (PL) hat.
  3. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (LS) auch das Anregungslicht (AL) erzeugt.
  4. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das variable Transmissionsfilter (40) eine Spannungsquelle (66a, 66b) umfasst, mit der zum Zwecke einer Fixierung einer durch Anregungslicht (AL) erzeugten Änderung des Absorptionskoeffizienten für das Projektionslicht (PL) eine elektrische Spannung an der photochromen Schicht (48) anlegbar ist.
  5. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anregungslicht (AL) eine andere Wellenlänge als das Projektionslicht (PL) hat.
  6. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine von der Lichtquelle verschiedenen Strahlungsquelle (54), die zur Erzeugung des Anregungslichts (AL) eingerichtet ist.
  7. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das variable Transmissionsfilter (40) eine Löschlichtquelle (62) umfasst, mit der Löschlicht (LL) so auf die photochrome Schicht richtbar ist, dass eine durch das Anregungslicht erzeugte Änderung des Absorptionskoeffizienten für das Projektionslicht rückgängig gemacht wird, wobei das Löschlicht (LL) eine andere Wellenlänge hat als das Anregungslicht (AL) und das Projektionslicht (PL).
  8. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das refraktive optische Element in oder in der Nähe einer Pupillenebene (36) des Projektionsobjektivs angeordnet ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017208340A1 (de) * 2017-05-17 2018-11-22 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsverfahren und Projektionsobjektiv mit Einstellung der Pupillentransmission

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5444336A (en) 1990-05-10 1995-08-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. An inverter driven lamp arrangement having a current detection circuitry coupled to a resonant output circuit
US5614990A (en) 1994-08-31 1997-03-25 International Business Machines Corporation Illumination tailoring system using photochromic filter
WO2000004415A1 (de) 1998-07-15 2000-01-27 Norbert Hampp Lichtmodulator mit photochromer schicht
US20060092396A1 (en) 2004-11-04 2006-05-04 Asml Holding N.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method utilizing placement of a patterning device at a pupil plane
GB2444280A (en) * 2006-11-30 2008-06-04 Zeiss Carl Smt Ag Optical element in a microlithography optical system and method for changing optical properties of optical element
US20090122289A1 (en) 2007-11-13 2009-05-14 Asml Holding N.V. Thin Film Continuous Spatially Modulated Grey Attenuators and Filters
US20100134891A1 (en) 2007-07-23 2010-06-03 Carl Zeiss Smt Ag Optical system of a microlithographic projection exposure apparatus
US20110082035A1 (en) 2009-10-01 2011-04-07 Xerox Corporation Photochromic materials incorporated in polymer backbone

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5444336A (en) 1990-05-10 1995-08-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. An inverter driven lamp arrangement having a current detection circuitry coupled to a resonant output circuit
US5614990A (en) 1994-08-31 1997-03-25 International Business Machines Corporation Illumination tailoring system using photochromic filter
WO2000004415A1 (de) 1998-07-15 2000-01-27 Norbert Hampp Lichtmodulator mit photochromer schicht
US20060092396A1 (en) 2004-11-04 2006-05-04 Asml Holding N.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method utilizing placement of a patterning device at a pupil plane
GB2444280A (en) * 2006-11-30 2008-06-04 Zeiss Carl Smt Ag Optical element in a microlithography optical system and method for changing optical properties of optical element
US20100134891A1 (en) 2007-07-23 2010-06-03 Carl Zeiss Smt Ag Optical system of a microlithographic projection exposure apparatus
US20090122289A1 (en) 2007-11-13 2009-05-14 Asml Holding N.V. Thin Film Continuous Spatially Modulated Grey Attenuators and Filters
US20110082035A1 (en) 2009-10-01 2011-04-07 Xerox Corporation Photochromic materials incorporated in polymer backbone

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Synthese und Charakterisierung von Modellen für Photoschalter und elektronische Ventile", Achim Koch, Dissertation 2003, Johannes-Gutenberg-Universität Mainz, Seite 52 ff.
A. T. Bens, "Photochrome Dithienylethenfarbstoffe als molekulare Modellsysteme für die optische Informationsspeicherung", Dissertation 2001, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
Ayt et al., "Masking photochromic films for nanolithography technology", physica status solidi (c), 8: n/a. doi: 10.1 002/psse.201084073
Koch entnehmbar (vgl. Seite 66 ff.)
Kwon et al, "Photochromism of diarylethene derivatives in rigid polymer matrix: structural dependence, matrix effect, and kinetics", Chemical Physics Letters, Volume 328, Issues 1-2, 22 September 2000, Pages 234-243
Li et al., "Polarization holographic optical recording based an a new photochromic diarylethene compound", Front. Chem. China, 2010, 5(2), 234-240
M. Irie, "Diarylethenes for Memories and Switches", Photochromism: Memories and switches, Chem. Reviews 2000, 100, No 5

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017208340A1 (de) * 2017-05-17 2018-11-22 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsverfahren und Projektionsobjektiv mit Einstellung der Pupillentransmission
US11143967B2 (en) 2017-05-17 2021-10-12 Carl Zeiss Smt Gmbh Projection exposure method and projection lens with setting of the pupil transmission
US11906904B2 (en) 2017-05-17 2024-02-20 Carl Zeiss Smt Gmbh Projection exposure method and projection lens with setting of the pupil transmission

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