DE102014204818A1

DE102014204818A1 - Optisches Bauelement

Info

Publication number: DE102014204818A1
Application number: DE102014204818.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Patra; Markus Degünther; Paul Büttner; Willi Heintel; Henner Baitinger
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2015-09-17
Also published as: JP2017509922A; WO2015135966A1; US10133183B2; JP6626833B2; US20160370707A1

Abstract

Ein optisches Bauelement (23) für eine Projektionsbelichtungsanlage umfasst eine Vielzahl von variabel positionierbaren strahlführenden Elementen (24), welche als Pupillenfacetten dienen. Das optische Bauelement (23) kann im Strahlengang der Projektionsoptik angeordnet sein.

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Bauelement für eine Projektionsbelichtungsanlage. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Spiegeleinrichtung und einen Spiegel für eine Projektionsoptik. Weiter betrifft die Erfindung eine Beleuchtungsoptik, ein Beleuchtungssystem und eine Projektionsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage, ein optisches System und eine Projektionsbelichtungsanlage. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements und ein derartiges Bauelement.
Ein Spiegel zur Beleuchtung eines Retikels mit einem kleinen Hauptstrahlwinkel ist beispielsweise aus der DE 10 2010 041 623 A1 bekannt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Bauelement, einen Spiegel und eine Spiegeleinrichtung für eine Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage, zu verbessern.
Die Aufgabe besteht insbesondere darin, ein optisches Bauelement derart weiterzubilden, dass die Abbildung des Retikels bei einer Beleuchtung mit kleinen Hauptstrahlwinkeln, insbesondere bei einer senkrechten Beleuchtung, verbessert wird. Eine senkrechte Beleuchtung entspricht einem Hauptstrahlwinkel (CRA, Chief Ray Angle) von 0°.
Diese Aufgabe wird durch ein optisches Bauelement gemäß Anspruch 1 gelöst. Sie wird außerdem durch eine Spiegeleinrichtung mit einem derartigen Bauelement und durch eine Spiegeleinrichtung umfassend einen Spiegelkörper und mindestens ein auf den Spiegelkörper aufsetzbares strahlführendes Element gelöst. Sie wird außerdem durch einen Spiegel gelöst, dessen Gesamtreflexionsfläche veränderbar ausgebildet ist.
Der Kern der Erfindung besteht darin, ein optisches Bauelement mit einer Vielzahl von strahlführenden Elementen derart auszubilden, dass letztere jeweils mittels eines Positionierelements, welches durch eine Führungseinrichtung geführt verlagerbar ist, variabel positionierbar sind. Die strahlführenden Elemente sind insbesondere jeweils derart in mindestens eine Reflexionsposition verlagerbar, dass ein Bild des strahlführenden Elements in dieser Reflexionsposition bei einer Senkrechtprojektion entlang der Normalenrichtung zumindest teilweise überlappend, insbesondere vollständig überlappend, zu der vorgegebenen Kreisringfläche ist.
Die Führungseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie zumindest bei kleinen Hauptstrahlwinkeln nicht zu einer Abschattung einer vorgegebenen Kreisringfläche führt. Bei der Kreisringfläche kann es sich auch um eine Kreisfläche, das heißt um eine Kreisringfläche mit innerem Radius gleich null, handeln.
Die strahlführenden Elemente bilden insbesondere Facettenelemente, sie bilden insbesondere Facetten eines Facettenspiegels. Sie werden im Folgenden auch als Facettenelemente bezeichnet. Das optische Bauelement kann insbesondere einen Bestandteil eines Pupillenfacettenspiegels bilden. Das optische Bauelement bildet insbesondere einen Pupillenfacettenspiegel, insbesondere einen verstellbaren Pupillenfacettenspiegel. Durch die variable Positionierbarkeit der strahlführenden Elemente ist eine Vielzahl unterschiedlicher Anordnungen derselben, das heißt eine Vielzahl von Beleuchtungssettings, möglich, ohne dass dies zu einer erhöhten Vignettierung führen würde. Hierdurch wird die Abbildungsqualität der Projektionsbelichtungsanlage verbessert.
Bei den strahlführenden Elementen handelt es sich insbesondere um Spiegel oder gitterartige Elemente, insbesondere Diffraktionsgitter. Es handelt sich insbesondere um optische Elemente, welche zu einer Strahlumlenkung führen.
Die strahlführenden Elemente können polygonal, insbesondere rechteckig, insbesondere quadratisch, dreieckig oder sechseckig ausgebildet sein. Sie können auch rund, insbesondere kreisförmig, ausgebildet sein.
Sie weisen jeweils eine strahlführende Fläche, insbesondere eine Reflexionsfläche, im Bereich von 0,1 mm² bis 100 mm², insbesondere im Bereich von 4 mm² bis 25 mm² auf. Die strahlführende Fläche ist insbesondere wesentlich kleiner als die der vorgegebenen Kreisringfläche. Sie beträgt insbesondere jeweils höchstens 1/100, insbesondere höchstens 1/1000, insbesondere höchstens 1/10000 der vorgegebenen Kreisringfläche.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung liegt die Anzahl der strahlführenden Elemente im Bereich von 1 bis 200, insbesondere im Bereich von 10 bis 150, insbesondere im Bereich von 20 bis 100.
Es kann sich bei den strahlführenden Elementen insbesondere um EUV-Spiegel oder EUV-Gitter, das heißt um Elemente zur Reflexion oder Diffraktion von EUV-Strahlung, handeln. Im Fall eines Gitters kann es sich insbesondere um ein sogenanntes Blaze-Gitter handeln.
Die strahlführenden Elemente können jeweils als mikroelektromechanisches System (MEMS) ausgebildet sein. Sie können insbesondere eine Vielzahl von Mikrospiegeln umfassen. Die Anzahl der Mikrospiegel je strahlführendem Element liegt insbesondere im Bereich von 1 bis 1000, insbesondere im Bereich von 2 bis 500, insbesondere im Bereich von 4 bis 300, insbesondere im Bereich von 9 bis 150. Sie können plan oder gekrümmt ausgebildet sein.
Es ist möglich, dass jedem Positionierelement jeweils genau ein strahlführendes Element zugeordnet ist. Es ist auch möglich, einzelnen oder sämtlichen der Positionierelemente mehr als ein strahlführendes Element, insbesondere mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier strahlführende Elemente zuzuordnen. Die Anzahl der strahlführenden Elemente je Positionierelement kann auch unterschiedlich sein. Es ist insbesondere möglich, an einem Teil der Positionierelemente jeweils ein einzelnes strahlführendes Element anzuordnen, während an anderen der Positionierelemente jeweils zwei, drei oder mehr strahlführende Elemente angeordnet sind.
Die strahlführenden Elemente können fix mit dem jeweils zugeordneten Positionierelement verbunden sein. Dies vereinfacht die Herstellung. Sie können auch verstellbar, insbesondere verlagerbar mit dem Positionierelement verbunden sein. Dies führt zu einer erhöhten Flexibilität der Anordnung der strahlführenden Elemente. Die strahlführenden Elemente können insbesondere verlagerbar, insbesondere rotierbar und/oder verschwenkbar am jeweiligen Positionierelement angeordnet sein. Sie können insbesondere aktuatorisch verlagerbar, insbesondere rotierbar und/oder verschwenkbar, am jeweiligen Positionierelement angeordnet sein.
Es ist insbesondere möglich, die strahlführenden Elemente derart anzuordnen, dass jeweils zwei strahlführende Elemente punktsymmetrisch zu einer zentralen Achse des optischen Bauelements angeordnet sind. Es ist insbesondere möglich, diese beiden Elemente jeweils einem einzigen, gemeinsamen Positionierelement zuzuordnen. Die zentrale Achse kann insbesondere in Richtung der Normalen ausgerichtet sein beziehungsweise diese Richtung definieren. Bei der zentralen Achse kann es sich insbesondere um eine Symmetrieachse der mechanischen Führungseinrichtung, insbesondere des optischen Bauelements, handeln.
Die Führungseinrichtung ist insbesondere als Führungsschiene ausgebildet. Sie ist insbesondere als Laufschiene ausgebildet, auf welcher ein Laufwagen geführt verlagerbar ist. Der Laufwagen kann ein Bestandteil der Führungseinrichtung sein. Er kann auch jeweils ein Bestandteil des Positionierelements sein. Das Positionierelement kann auch an einer festen Stelle auf der Führungseinrichtung, insbesondere auf der Führungsschiene, angeordnet sein. Es kann insbesondere derart mit der Führungseinrichtung verbunden sein, dass es in Tangentialrichtung der Führungseinrichtung relativ zu dieser ortsfest ist. Es kann in diesem Fall vorzugsweise quer zur Tangentialrichtung der Führungseinrichtung verlagerbar und/oder relativ zur Führungseinrichtung verschwenkbar mit dieser verbunden sein.
Die Schiene ist insbesondere profiliert ausgebildet. Hierdurch kann die Stabilität und/oder die Präzision der Positionierung des Laufwagens, insbesondere des Positionierelements, verbessert werden. Die Schiene weist insbesondere einen nicht kreisförmigen Querschnitt auf.
Die Schiene kann in einer einzigen Ebene verlaufen. Sie kann auch aplanar, das heißt dreidimensional, ausgebildet sein. Sie kann insbesondere achterbahnartig ausgebildet sein. Hierdurch lässt sich ein weiterer Freiheitsgrad für die Anordnung der Positionierelemente mit den strahlführenden Elementen erreichen. Die Schiene kann insbesondere eine kleinste quaderförmige Einhüllende aufweisen, deren Seitenlängen jeweils mindestens doppelt so groß sind wie der größte Durchmesser des Querschnitts der Schiene.
Die Führungseinrichtung kann eine oder mehrere Führungsschienen umfassen. Sie kann insbesondere mindestens eine äußere und mindestens eine innere Führungsschiene umfassen. Die äußeren Führungsschienen sind hierbei außerhalb der vorgegebenen Kreisringfläche angeordnet. Die inneren Führungsschienen sind im Inneren der vorgegebenen Kreisringfläche angeordnet. Innere Führungsschienen sind insbesondere im Zusammenhang mit einer Projektionsoptik mit einer Mittenobskuration vorgesehen. Die Kreisringfläche kann insbesondere durch die Abmessungen eines Spiegels der Projektionsoptik, im Bereich dessen das optische Bauelement angeordnet werden soll, gegeben sein. Die Führungseinrichtung ist in diesem Fall insbesondere derart ausgebildet und angeordnet, dass sie beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage nicht zu einer Obskuration dieses Spiegels führt.
Die Führungsschienen können kreisförmig ausgebildet sein. Sie können konzentrisch zueinander angeordnet sein.
Die Führungsschienen sind insbesondere formstabil ausgebildet. Sie können insbesondere aus Metall ausgebildet sein. Sie können mittels einer Kühlungseinrichtung gekühlt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, die Führungsschienen als Ganzes verlagerbar, insbesondere rotierbar und/oder austauschbar auszubilden.
Das Positionierelement ist vorzugsweise stäbchenförmig ausgebildet. Es ist insbesondere als Zeiger ausgebildet. Es wird insbesondere auch als Zeiger bezeichnet.
Allgemein bildet das mechanische Bauelement, mittels welchem das Positionierelement mit einem anderen optischen Bauelement einer Projektionsoptik, insbesondere mit einem Spiegel der Projektionsoptik, mechanisch verbunden, insbesondere relativ zu diesem positioniert ist, eine Führungseinrichtung für dieses Positionierelement.
Es weist insbesondere ein Aspektverhältnis von mindestens 3:1, insbesondere mindestens 5:1, insbesondere mindestens 10:1 auf. Es weist insbesondere einen geringen Querschnitt auf. Hierdurch wird sichergestellt, dass es nur zu einer sehr geringen Abschattung führt. Der Querschnitt des Positionierelements kann insbesondere kleiner als 1 cm², insbesondere kleiner als 1 mm² sein. Es weist insbesondere in Richtung senkrecht zur normalen Richtung eine Breite von weniger als 5 mm, insbesondere weniger als 2 mm, insbesondere weniger als 1 mm auf.
Das Positionierelement ist insbesondere formstabil ausgebildet. Es kann einen profilierten Querschnitt aufweisen. Hierdurch kann seine Steifigkeit vergrößert werden. Es kann insbesondere einen H-, T- oder O-förmigen Querschnitt aufweisen.
Das Positionierelement ist insbesondere derart ausgebildet, dass es bei Projektion in Normalenrichtung einen Flächeninhalt aufweist, welcher höchstens so groß ist wie der Flächeninhalt eines der strahlführenden Elemente. Der Flächeninhalt des Positionierelements bei Projektion in Normalenrichtung ist insbesondere kleiner als der Flächeninhalt des zugehörigen strahlführenden Elemente. Er ist insbesondere höchstens 0,5mal so groß, insbesondere höchstens 0,2mal so groß, insbesondere höchstens 0,1mal so groß wie der Flächeninhalt des zugehörigen strahlführenden Elements.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das Positionierelement aktuierbar. Es ist insbesondere relativ zur Führungseinrichtung verlagerbar, insbesondere verschiebbar. Es kann insbesondere mittels des Laufwagens verschiebbar sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Positionierelement verschwenkbar. Es ist insbesondere relativ zur Führungseinrichtung verschwenkbar. Es kann in einer Ebene senkrecht zur Normalenrichtung verschwenkbar sein. Es kann auch um eine Achse, welche schräg oder senkrecht zur Normalenrichtung steht, verschwenkbar sein. Es kann auch mehr als einen Schwenkfreiheitsgrad aufweisen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Positionierelement längenverstellbar. Es kann insbesondere in einer Radialrichtung relativ zur Führungseinrichtung verstellbar, insbesondere verschiebbar sein. Das Positionierelement kann in einer Tangentialrichtung relativ zur Führungseinrichtung ortsfest mit dieser verbunden sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Positionierelement für jeden Freiheitsgrad jeweils einen Aktuator auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das strahlführende Element jeweils mittels des zugehörigen Positionierelements in genau eine oder mindestens eine on-Position positionierbar, in welcher es zumindest teilweise überlappend, insbesondere vollständig überlappend, zur Kreisringfläche angeordnet ist. Diese Angaben beziehen sich jeweils auf eine Senkrechtprojektion entlang der Normalenrichtung.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das strahlführende Element jeweils mittels des zugehörigen Positionierelements in genau eine oder mindestens eine off-Position positionierbar, in welcher es jeweils zugeordnete strahlführende Element außerhalb oder innerhalb, insbesondere vollständig überlappungsfrei, zum Kreisring angeordnet ist. Sofern der Kreisring derart gewählt ist, dass er den Footprint der Beleuchtungsstrahlung in der Projektionsoptik angibt, das heißt den Bereich, innerhalb dessen zur Abbildung des Retikels auf den Wafer genutzte Beleuchtungsstrahlung verläuft, insbesondere auf Höhe des optischen Bauelements relativ zur optischen Achse, bedeutet dies, dass das strahlführende Element in der off-Position außerhalb dieses Bereichs angeordnet ist und somit nicht zu einer Obskuration oder Vignettierung führt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Positionierelement in mindestens einem Freiheitsgrad, insbesondere in sämtlichen Freiheitsgraden, stufenlos verstellbar. Alternativ hierzu kann es in einem oder mehreren, insbesondere sämtlichen Freiheitsgraden ausschließlich diskrete, vorgegebene Positionen annehmen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das strahlführende Element jeweils mittels des zugehörigen Positionierelements mit einer Präzision von mindestens 1 mm, insbesondere mindestens 300 µm, insbesondere mindestens 100 µm, insbesondere mindestens 30 µm, insbesondere mindestens 10 µm positionierbar.
Die Positionierelemente können alle dieselbe Länge aufweisen. Sie können auch unterschiedliche Längen aufweisen. Sie können insbesondere eine Auswahl aus zwei, drei, vier, fünf oder mehr unterschiedlichen Längen aufweisen.
Es ist insbesondere möglich, dass die auf der Führungseinrichtung angeordneten Positionierelemente eine vorgegebene Abfolge unterschiedlicher Längen, insbesondere alternierende Längen, aufweisen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind die Positionierelemente einzeln verstellbar. Sie können auch paarweise oder gruppenweise verstellbar sein. Sie können insbesondere unabhängig voneinander verstellbar sein.
Die Ausbildung der Führungseinrichtung und der Positionierelemente und/oder die Anordnung der strahlführenden Elemente an den Positionierelementen ermöglicht eine sehr flexible Positionierung der strahlführenden Elemente innerhalb des vorgegebenen kreisringförmigen Bereichs. Das optische Bauelement bildet insbesondere einen flexibel verstellbaren, fraktionierten Spiegel. Es bildet insbesondere einen verstellbaren Spiegel mit einer fraktionierten, das heißt nicht zusammenhängenden, Reflexionsfläche.
Die Verstellbarkeit der strahlführenden Elemente kann steuerbar, insbesondere regelbar sein. Sie ist insbesondere während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage variierbar, insbesondere steuerbar, insbesondere regelbar.
Die strahlführenden Elemente weisen insbesondere mindestens einen, insbesondere mindestens zwei Positionier-Freiheitsgrade, das heißt Freiheitsgrade bezüglich ihrer Positionierung relativ zur Führungseinrichtung, auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die strahlführenden Elemente eine verstellbare Orientierung auf. Sie sind insbesondere an jeder vorgegebenen Positionierung rotierbar und/oder verschwenkbar. Sie weisen jeweils mindestens einen, insbesondere mindestens zwei entsprechende Freiheitsgrade, insbesondere Rotationsfreiheitsgrade oder Translationsfreiheitsgrade, auf. Die strahlführende Wirkung der strahlführenden Elemente ist somit an unterschiedliche Positionierungen anpassbar.
Die strahlführenden Elemente weisen insbesondere mindestens einen, insbesondere mindestens zwei, Orientierungs-Freiheitsgrade, das heißt Freiheitsgrade bezüglich ihrer Orientierung, insbesondere relativ zur Normalenrichtung, auf.
Ihre Orientierung ist insbesondere jeweils derart anpassbar, dass sie ein im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage auf sie auftreffendes Strahlenbündel jeweils zu einem Objektfeld in einer Objektfeldebene weiterleiten. Durch die Anordnung der strahlführenden Elemente mit einer derartigen Orientierung wird eine Strahlungswinkelverteilung, das heißt ein Beleuchtungssetting, zur Beleuchtung des Retikels vorgegeben.
Eine erfindungsgemäße Spiegeleinrichtung für eine Projektionsoptik umfasst einen Spiegel mit mindestens einer Reflexionsfläche, insbesondere genau einer Reflexionsfläche, insbesondere einer geschlossenen, das heißt einfach zusammenhängenden Reflexionsfläche, und ein optisches Bauelement gemäß der vorhergehenden Beschreibung.
Eine erfindungsgemäße Spiegeleinrichtung kann auch einen Spiegel mit mindestens einer Reflexionsfläche, insbesondere einer geschlossenen, das heißt einfach zusammenhängenden Reflexionsfläche, und mindestens ein auf den Spiegel aufsetzbares strahlführendes Element umfassen. Das strahlführende Element ist insbesondere relativ zur Reflexionsfläche variabel positionierbar, insbesondere verlagerbar, insbesondere verschiebbar oder verfahrbar. Es kann durch eine Aktuatorik mit der Reflexionsfläche verbunden und relativ zu dieser verlagerbar sein.
Der Spiegel dient insbesondere als Bestandteil der Projektionsoptik. Er kann insbesondere den ersten Spiegel M₁ oder den zweiten Spiegel M₂ im Strahlengang der Projektionsoptik bilden. Hierbei seien die Spiegel der Projektionsoptik ausgehend vom Retikel entlang des Strahlengangs der Projektionsoptik gezählt.
Das optische Bauelement ist insbesondere derart relativ zum Spiegel angeordnet, dass die strahlführenden Elemente desselben berührungsfrei zur Reflexionsfläche des Spiegels angeordnet sind. Die strahlführenden Elemente sind insbesondere in einem geringen Abstand zur Reflexionsfläche des Spiegels anordenbar. Der Abstand zwischen den strahlführenden Elementen in ihrer Reflexionsposition oder ihren Reflexionspositionen, insbesondere in sämtlichen ihrer Reflexionspositionen, und der Reflexionsfläche des Spiegels beträgt insbesondere höchstens 10 cm, insbesondere höchstens 3 cm, insbesondere höchstens 1 cm, insbesondere höchstens 3 mm, insbesondere höchstens 1mm.
Durch einen geringen Abstand zwischen den strahlführenden Elementen und der Reflexionsfläche des Spiegels können Abschattungseffekte verringert werden.
Die strahlführenden Elemente können insbesondere auswechselbar sein. Dies ist insbesondere bei der Ausführungsform mit auf den Spiegelkörper aufsetzbaren strahlführenden Elementen möglich.
Die auf den Spiegelkörper aufsetzbaren strahlführenden Elemente können Pupillenfacetten bilden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind die strahlführenden Elemente am Spiegel fixierbar. Sie können insbesondere Halteelemente aufweisen, welche in hierzu passende Halteeinrichtungen am Spiegel eingreifen können. Sie können insbesondere Fortsätze, insbesondere stäbchenartige Fortsätze aufweisen, welche in Bohrungen im Spiegelkörper eingeführt, insbesondere verklemmt werden können. Die stäbchenförmigen Fortsätze bilden mit anderen Worten Haltestifte. Die Haltestifte können federnd ausgebildet sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung können die aufsetzbaren strahlführenden Elemente magnetisch am Spiegel befestigt werden. Es ist insbesondere möglich, dass auf der Rückseite des Spiegels, das heißt auf der der Reflexionsfläche entgegengesetzten Seite des Spiegels, Permanentmagneten angeordnet sind, mittels welchen die aufsetzbaren strahlführenden Elemente auf der Reflexionsfläche fixierbar sind.
Die strahlführenden Elemente sind insbesondere auf die Reflexionsfläche des Spiegels aufsetzbar.
Die Magnete auf der Rückseite des Spiegels sind insbesondere fest mit dem Spiegelkörper verbunden. Sie können auch verschiebbar und/oder austauschbar sein.
Die aufsetzbaren strahlführenden Elemente weisen insbesondere eine strahlführende Fläche, insbesondere eine Reflexionsfläche, auf, welche der vorhergehend beschriebenen Fläche der strahlführenden Elemente des optischen Bauelements entspricht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Gesamtheit der strahlführenden Elemente bei einer Senkrechtprojektion entlang der Normalenrichtung einen Flächeninhalt auf, dessen Verhältnis zur Reflexionsfläche des Spiegels höchstens 1:10, insbesondere höchstens 1:30, insbesondere höchstens 1:100, insbesondere höchstens 1:300, insbesondere höchstens 1:1000 beträgt.
Vorzugsweise beträgt der entsprechende Flächeninhalt sämtlicher Positionierelemente höchstens die Hälfte, insbesondere höchstens 1/10, insbesondere höchstens 1/30, insbesondere höchstens 1/100 der Fläche der Gesamtheit der strahlführenden Elemente. Hierdurch kann erreicht werden, dass die strahlführenden Elemente sowie insbesondere die Positionierelemente zu einer sehr geringen Vignettierung führen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Spiegel für eine Projektionsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage mit einer Gesamtreflexionsfläche, deren Topographie veränderbar ausgebildet ist.
Die Gesamtreflexionsfläche kann insbesondere zumindest bereichsweise verstellbar sein. Sie kann insbesondere aus einer Vielzahl verlagerbarer Einzelspiegel zusammengesetzt sein.
Die Einzelspiegel können jeweils eine plane Reflexionsfläche aufweisen. Sie können auch eine gekrümmte Reflexionsfläche aufweisen. Es ist insbesondere möglich, eine Form der Gesamtreflexionsfläche des Spiegels vorzugeben und die Einzelspiegel derart auszubilden, dass sie jeweils eine Einzelspiegelreflexionsfläche aufweisen, welche einem Ausschnitt aus dieser Gesamtreflexionsfläche entspricht.
Die Einzelspiegel weisen insbesondere jeweils mindestens einen, insbesondere mindestens zwei Schwenkfreiheitsgrade auf. Die Verschwenkbarkeit der Einzelspiegel je Schwenkfreiheitsgrad kann insbesondere mindestens 1 mrad betragen. Sie können auch mindestens einen, insbesondere mindestens zwei Translationsfreiheitsgrade aufweisen. Die lineare Verlagerbarkeit der Einzelspiegel kann insbesondere mindestens 10 µm betragen. Der Spiegel kann insbesondere als Vielspiegel-Anordnung (MMA, Multi Mirror Array) ausgebildet sein. Er kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS) ausgebildet sein.
Durch einen derartigen Spiegel wird die Flexibilität der Projektionsoptik vergrößert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Gesamtreflexionsfläche des Spiegels auch flexibel, insbesondere elastisch, ausgebildet sein. Sie weist insbesondere eine flexible, insbesondere elastische, Membran auf. Sie kann insbesondere mittels auf der Rückseite des Spiegels angeordneten, verlagerbaren Elemente, insbesondere mittels einer matrixartigen Anordnung von Stempeln, verformt werden. Ein Vorteil einer derartigen Ausführungsform besteht darin, dass die Gesamtreflexionsfläche einfach zusammenhängend, stetig ausgebildet ist. Sie weist insbesondere keine scharfen Kanten, an welchen es zu Beugungseffekten kommen könnte, auf.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Beleuchtungsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungsoptik mit mindestens einem Facettenspiegel, welcher ein optisches Bauelement gemäß der vorhergehenden Beschreibung aufweist, gelöst. Der Facettenspiegel kann auch durch das optische Bauelement gebildet sein. Das optische Bauelement kann insbesondere einen Pupillenfacettenspiegel bilden. Die Anzahl der strahlführenden Elemente entspricht vorzugsweise gerade der Anzahl der vorgesehenen Beleuchtungskanäle der Beleuchtungsoptik.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch ein Beleuchtungssystem mit einer Beleuchtungsoptik gemäß der vorhergehenden Beschreibung und einer Strahlungsquelle gelöst.
Bei der Strahlungsquelle kann es sich insbesondere um eine EUV-Strahlungsquelle handeln.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Projektionsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine Projektionsoptik mit einer Spiegeleinrichtung mit einem optischen Bauelement gemäß der vorhergehenden Beschreibung und/oder mit einem Spiegel mit einer veränderbaren Gesamtreflexionsfläche gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die Projektionsoptik einen Spiegel, welcher aus einer Vielzahl verlagerbarer Einzelspiegel gebildet ist. Bei dem Spiegel handelt es sich insbesondere um ein MMA. Es kann sich insbesondere um ein MEMS-MMA handeln.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das optische Bauelement pupillennah angeordnet. Es ist insbesondere derart angeordnet, dass die strahlführenden Elemente im Bereich einer Pupillenebene angeordnet oder anordenbar sind. Im Falle einer gekrümmten Pupillenfläche sind die strahlführenden Elemente des optischen Bauelements insbesondere im Bereich dieser Fläche angeordnet. Eine Fläche heißt hierbei pupillennah, falls D (CR) < 0,1 (D(SA) + D(CR)), wobei D(SA) der Durchmesser einer Subapertur der Fläche ist und D(CR) den maximalen Abstand von Hauptstrahlen eines effektiven vom Objektiv abgebildeten Objektfeldes, gemessen in einer Referenzebene, auf der Fläche angibt.
Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, ein optisches System und eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern. Diese Aufgaben werden durch ein optisches System und eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungsoptik oder einer Projektionsoptik gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst.
Die Vorteile ergeben sich aus denen der Beleuchtungsoptik beziehungsweise der Projektionsoptik. Durch die verbesserte optische Qualität, insbesondere aufgrund der verringerten Vignettierung wird sich insbesondere die Abbildung eines Retikels auf einem Wafer verbessern.
Mit dem optischen System ist es insbesondere möglich, das Retikel mit einer großen objektseitigen numerischen Apertur (NAO) und einem kleinen Hauptstrahlwinkel (CRA) zu beleuchten. Es gilt insbesondere: CRA ≤ arcsin (NAO), insbesondere CRA ≤ arcsin (NAO). Hierbei gilt vorzugsweise: CRA ≤ 6°, insbesondere CRA ≤ 3°, insbesondere CRA ≤ 2°, insbesondere CRA ≤ 1°, insbesondere CRA = 0°. Die objektseitige numerische Apertur (NAO) beträgt insbesondere mindestens 0,45, insbesondere mindestens 0,5, insbesondere mindestens 0,6, insbesondere mindestens 0,7. Das optische System weist eine Verkleinerung von maximal 8:1, insbesondere maximal 6:1, vorzugsweise maximal 4:1 auf.
Weitere Aufgaben der Erfindung sind, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements und ein derartig hergestelltes Bauelement zu verbessern. Diese Aufgaben sind erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Herstellung des mikro- oder nanostrukturierten Bauelements eine Projektionsbelichtungsanlage gemäß der vorhergehenden Beschreibung eingesetzt wird. Die Vorteile ergeben sich aus denen der Projektionsbelichtungsanlage.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der Komponenten einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage
2a und 2b schematische Darstellungen des Strahlengangs im Bereich des Retikels bei Beleuchtung mit einem kleinen Hauptstrahlwinkel,
3 eine schematische Ansicht einer Spiegeleinrichtung mit einem optischen Bauelement mit verstellbar angeordneten Einzelspiegeln,
4 eine Aufsicht auf die Spiegeleinrichtung gemäß 3 entlang einer Normalenrichtung,
5 einen schematischen Querschnitt entlang der Linie V-V der Spiegeleinrichtung gemäß den 3 und 4,
6 eine Detaildarstellung des Ausschnitts VI aus 5,
7 eine Aufsicht entsprechend 4 einer weiteren Spiegeleinrichtung,
8 einen schematischen Querschnitt entlang der Linie VIII-VIII der Spiegeleinrichtung gemäß 7,
9 eine Aufsicht auf eine weitere Spiegeleinrichtung,
10 einen schematischen Querschnitt entlang der Linie X-X der Spiegeleinrichtung gemäß 9,
11 eine Aufsicht auf eine weitere Spiegeleinrichtung,
12 einen schematischen Querschnitt entlang der Linie XII-XII durch die Spiegeleinrichtung gemäß 11,
13 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Verstellung der Orientierung eines Spiegels,
14 eine schematische Darstellung einer weiteren Einrichtung zur Verstellung der Orientierung eines Spiegels des optischen Bauelements,
15 eine schematische Darstellung einer weiteren Spiegeleinrichtung mit verstellbaren Spiegeln,
16 einen schematischen Querschnitt der Spiegeleinrichtung gemäß 15 entlang der Linie XVI-XVI,
17 eine schematische Darstellung der Anordnung der Spiegeleinrichtung im Strahlengang einer Projektionsbelichtungsanlage,
18 eine schematische Darstellung einer alternativen Anordnung der Spiegeleinrichtung im Strahlengang einer Projektionsbelichtungsanlage,
19 eine schematische Darstellung sämtlicher möglicher Pupillenfacettenpositionen und der Bereiche, welche für ein gegebenes Quattropolsetting tatsächlich benötigt werden,
20 eine schematische Darstellung entsprechend 19 mit einer geringeren Anzahl von Pupillenspots,
21 eine schematische Ansicht einer weiteren Spiegeleinrichtung,
22a einen schematischen Querschnitt entlang der Linie XXII-XXII der Spiegeleinrichtung gemäß 21,
22b einen schematischen Querschnitt entlang der Linie XXII-XXII einer Variante der Spiegeleinrichtung gemäß 21
23 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines optischen Bauelements, bei welchem das strahlführende Element eine Vielspiegelanordnung (MMA) umfasst,
24 eine schematische Aufsicht auf die Reflexionsfläche eines Spiegels, welcher als Vielspiegelanordnung (MMA) ausgebildet ist,
25 eine schematische Schnittdarstellung durch einen Spiegel mit einer elastisch veränderbaren Reflexionsfläche,
26 eine schematische Schnittdarstellung durch einen Ausschnitt einer weiteren Spiegeleinrichtung,
27 eine schematische Schnittdarstellung durch einen Ausschnitt einer weiteren Spiegeleinrichtung,
28 bis 30 schematische Darstellungen einer weiteren Spiegeleinrichtung in unterschiedlichen Anordnungen zur Einstellung unterschiedlicher Beleuchtungssettings,
31 und 32 schematische Darstellungen weiterer Spiegeleinrichtungen,
33 einen schematischen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer Spiegeleinrichtung mit auf den Spiegelkörper aufsetzbaren Facettenelementen,
34 eine schematische Darstellung einer weiteren Spiegeleinrichtung mit auf den Spiegelkörper aufsetzbaren Facettenelementen,
35 eine schematische Darstellung des Strahlengangs von einem ersten facettierten Element zum Retikel zur Erläuterung eines Verfahrens zum Ausgleich von Toleranzen bei der Orientierung einer Pupillenfacette,
36 eine schematische Darstellung einer weiteren Spiegeleinrichtung mit variabel positionierbaren Facettenelementen,
37 und 38 schematische Darstellungen eines Ausschnitts einer weiteren Spiegeleinrichtung mit variabel positionierbaren Facettenelementen,
39a bis d schematische Darstellungen einer weiteren Spiegeleinrichtung mit einem variabel positionierbaren Facettenelement in unterschiedlichen Stellungen,
40 schematisch einen Ausschnitt aus einem optischen Bauelement mit variabel positionierbaren Facettenelementen,
41 schematisch zwei übereinandergelegte Querschnitte des optischen Bauelements gemäß 40 entlang der Linien XLIa-XLIa und XLIb-XLIb,
42 eine schematische Darstellung einer Variante der Spiegeleinrichtung gemäß 26,
43a und 43b schematische Darstellungen der Spiegeleinrichtung gemäß 42 für unterschiedliche Settings,
44a bis 44c schematische Darstellungen zur Verdeutlichung unterschiedlicher Einschubpositionen von Spiegelelementen in Durchtrittsöffnungen eines Spiegelkörpers,
45a und 45b schematische Darstellungen einer weiteren Variante einer Spiegeleinrichtung, bei welcher eine Durchlassöffnung mit Hilfe einer drehbar gelagerten Platte variabel verschließbar ist,
46 eine Aufsicht auf die Platte gemäß den 45 und 45b,
47a und 47b eine schematische Darstellung einer weiteren Variante einer Spiegeleinrichtung mit einer variabel verschließbaren Durchtrittsöffnung,
48 eine weitere Variante einer Spiegeleinrichtung mit einer variabel verschließbaren Durchtrittsöffnung, wobei zum Verschließen eine Linearbewegung vorgesehen ist,
49a und 49b eine weitere Variante einer Spiegeleinrichtung mit einer Durchtrittsöffnung, welche variabel verschließbar ist, wobei zum Verschließen der Durchtrittsöffnung eine Schwenkbewegung vorgesehen ist, und
50 bis 70 schematische Darstellungen weiterer Varianten von Spiegeleinrichtungen mit variabel verschließbaren Durchtrittsöffnungen, wobei zum Verschließen der Durchtrittsöffnungen unterschiedliche Formen der Aktuatorik und/oder unterschiedliche Kinematiken vorgesehen sind.
1 zeigt schematisch in einem Meridionalschnitt die Komponenten einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie. Ein Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7, das von einem lediglich ausschnittsweise dargestellten Retikelhalter 8 gehalten ist.
Eine Projektionsoptik 9 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 10 in einer Bildebene 11. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 10 in der Bildebene 11 angeordneten Wafers 12, der von einem ebenfalls schematisch dargestellten Waferhalter 13 gehalten ist.
Für Details der Projektionsbelichtungsanlage 1 sei außerdem auf die DE 10 2010 041 623 A1 und die DE 10 2011 086 345 A1 verwiesen, die hiermit vollständig als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung in diese aufgenommen sind.
Ein erfindungsgemäßes optisches System 27 umfasst die Beleuchtungsoptik 4 und die Projektionsoptik 9. Das erfindungsgemäße optische System 27 weist eine Spiegeleinrichtung 20 auf, die nachfolgend noch näher beschrieben wird.
Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich insbesondere um eine EUV-Strahlungsquelle, welche Beleuchtungsstrahlung 14 in Form von EUV-Strahlung emittiert. Die Wellenlänge der emittierten Nutzstrahlung der Strahlungsquelle 3 liegt insbesondere im Bereich von 5 nm bis 30 nm. Auch andere Wellenlängen, die in der Lithographie Verwendung finden, und für die geeignete Lichtquellen zur Verfügung stehen, sind möglich.
Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine DPP-Quelle oder um eine LPP-Quelle, handeln. Auch eine Strahlungsquelle, die auf einem Synchrotron basiert, ist als Strahlungsquelle 3 einsetzbar. Informationen zu einer derartigen Strahlungsquelle findet der Fachmann beispielsweise in der US 6,859,515 B2 . Zur Bündelung der Beleuchtungsstrahlung 14 von der Strahlungsquelle 3 ist ein Kollektor 15 vorgesehen.
Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Feldfacettenspiegel 16 mit einer Vielzahl von Feldfacetten 17. Der Feldfacettenspiegel 16 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Objektebene 6 optisch konjugiert ist. Vom Feldfacettenspiegel 16 wird die EUV-Strahlung 14 zu einem Pupillenfacettenspiegel 18 der Beleuchtungsoptik 4 reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 18 weist eine Vielzahl von Pupillenfacetten 19 auf. Mit Hilfe des Pupillenfacettenspiegels 18 werden die Feldfacetten 17 des Feldfacettenspiegels 16 in das Objektfeld 5 abgebildet.
Zu jeder Feldfacette 17 auf dem Feldfacettenspiegel 16 gibt es mindestens eine zugehörige Pupillenfacette 19 auf dem Pupillenfacettenspiegel 18. Zwischen je einer Feldfacette 17 und je einer Pupillenfacette 19 wird ein Lichtkanal oder Strahlungskanal ausgebildet. Die Facetten 17, 19 mindestens eines der Facettenspiegel 16, 18 können schaltbar ausgebildet sein. Sie können insbesondere verkippbar auf dem Facettenspiegel 16, 18 angeordnet sein. Hierbei ist es möglich, nur einen Teil, beispielsweise höchstens 30%, höchstens 50% oder höchstens 70% der Facetten 17, 19 verkippbar auszubilden. Es kann auch vorgesehen sein, sämtliche Facetten 17, 19 verkippbar auszubilden. Bei den schaltbaren Facetten 17, 19 handelt es sich insbesondere um die Feldfacetten 17. Durch eine Verkippung der Feldfacetten 17 kann die Zuordnung derselben zu den jeweiligen Pupillenfacetten 19 und damit die Ausbildung der Lichtkanäle, insbesondere die Einstellung eines bestimmten Beleuchtungssettings, variiert werden. Hierbei wird als Beleuchtungssetting eine bestimmte Anordnung der mit Beleuchtungsstrahlung 14 beaufschlagten Pupillenfacetten 19 bezeichnet.
Beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 kommt als Beleuchtungssetting insbesondere eine Auswahl aus den folgenden Beleuchtungssettings in Frage: kreisförmiges Beleuchtungssetting mit unterschiedlichen Radien, annulare Beleuchtungssettings mit unterschiedlichen inneren und äußeren Begrenzungsradien, x-Dipolsettings, y-Dipolsettings, Dipolsettings, mit anderen Orientierungen und Quasarbeleuchtungssettings mit unterschiedlichen Orientierungen.
Für weitere Details der Facettenspiegel 16, 18 mit verkippbaren Facetten 17, 19 und der Beleuchtungsoptik 4 sei auf die WO 2010/049 076 A1 verwiesen, die hiermit vollständig als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung in diese integriert sei.
Der Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung 14 in der Beleuchtungsoptik 4 und der Projektionsoptik 9 sowie insbesondere die konstruktive Anordnung des Feldfacettenspiegels 16 und des Pupillenfacettenspiegels 18 ist der 1 nicht zu entnehmen.
Der Retikelhalter 8 ist gesteuert so verlagerbar, dass bei der Projektionsbelichtung das Retikel 7 in einer Verlagerungsrichtung in der Objektebene 6 verlagert werden kann. Entsprechend ist der Waferhalter 13 gesteuert so verlagerbar, dass der Wafer 12 in einer Verlagerungsrichtung in der Bildebene 11 verlagerbar ist. Hierdurch können das Retikel 7 und der Wafer 12 einerseits durch das Objektfeld 5 und andererseits das Bildfeld 10 gescannt werden. Die Verlagerungsrichtung wird auch als Scan-Richtung bezeichnet. Die Verschiebung des Retikels 7 und des Wafers 12 in Scan-Richtung kann vorzugsweise synchron zueinander erfolgen.
Die Projektionsoptik 9 umfasst eine Vielzahl von Projektionsspiegeln M_i, welche in der 1 nicht explizit dargestellt sind. Die Projektionsoptik 9 umfasst insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens fünf Projektionsspiegel M1 bis M5. Sie kann insbesondere mindestens sechs, sieben oder acht Projektionsspiegel M1 bis M8 aufweisen.
Beim Einsatz der Projektionsbelichtungsanlage 1 werden das Retikel 7 und der Wafer 12, der eine für das Beleuchtungslicht 14 lichtempfindliche Beschichtung trägt, bereitgestellt. Anschließend wird zumindest ein Abschnitt des Retikels 7 mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 auf den Wafer 12 projiziert.
Wie vorhergehend beschrieben werden das Retikel 7 und der Wafer 12 zur Belichtung durch das Objektfeld 5 beziehungsweise das Bildfeld 10 gescannt. Schließlich wird die mit der Beleuchtungsstrahlung 14 belichtete lichtempfindliche Schicht auf dem Wafer 12 entwickelt. Auf diese Weise wird ein mikro- beziehungsweise nanostrukturiertes Bauelement, insbesondere ein Halbleiterchip, hergestellt.
Bei der Belichtung wird das Retikel 7 derart mit Beleuchtungsstrahlung 14 beleuchtet, dass der Hauptstrahl (CRA, Chief Ray Angle) der EUV-Strahlung 14 unter einem Einfallswinkel von höchstens 6°, insbesondere höchstens 3°, insbesondere höchstens 1°, insbesondere 0° auf das Retikel 7 trifft. Der Einfallswinkel ist hierbei als Winkel zwischen dem Hauptstrahl des zur Beleuchtung des Retikels 7 dienenden Strahlenbündels und einer Normalen 29 auf dem Retikel 7 definiert. Der Einfallswinkel des Hauptstrahls ist insbesondere kleiner als der Arkussinus der objektseitigen numerischen Apertur (NAO), CRA < arcsin (NAO). Die objektseitige numerische Apertur (NAO) beträgt insbesondere mindestens 0,075, insbesondere mindestens 0,1, insbesondere mindestens 0,15, insbesondere mindestens 0,2.
Wie exemplarisch in den 2a und 2b dargestellt ist, kommt es bei einer Beleuchtung des Retikels mit kleinen Hauptstrahlwinkeln zu einem Bereich, in welchem der Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 mit dem Strahlengang der Projektionsoptik 9 überlappt. Es ist insbesondere möglich, dass der Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 und der Strahlengang der Projektionsoptik 9 im Bereich des ersten Spiegels M₁ und/oder im Bereich des zweiten Spiegels M₂ der Projektionsoptik 9 überlappen. Aus diesem Grund kann vorgesehen sein, den Spiegel M₁ und/oder den Spiegel M₂ der Projektionsoptik 9 zum Einfädeln von Beleuchtungsstrahlung 14 mit strahlungsdurchlässigen Bereichen 26 (2a) oder mit strahlumlenkenden Elementen 28 (2b), insbesondere in Form von Umlenkspiegeln oder Umlenkgittern, zu versehen.
Im Hinblick auf den Strahlengang in der Projektionsoptik 9 bilden die strahlungsdurchlässigen Bereiche 26 und die strahlungsumlenkenden Elemente 28 Obskurationen des Spiegels M₁ und/oder M₂. Diese Spiegel M₁ und/oder M₂ werden daher auch als Spiegel mit einer fragmentierten Obskuration bezeichnet. Trifft die Beleuchtungsstrahlung 14 nach Reflexion am Retikel 7 auf dem Weg zum Wafer 12 auf eine derartige Obskuration, trägt es nicht mehr zur Belichtung des Wafers 12 bei, sondern geht verloren.
Mit Hilfe der nachfolgend näher beschriebenen optischen Bauelemente 23 und/oder der Spiegeleinrichtungen 20 kann sichergestellt werden, dass ein stabiler Lithographieprozess trotz eines derartigen Verlustes möglich ist. Durch Reduzierung unnötiger Obskurationen ist es insbesondere möglich, den Verlust zu reduzieren, insbesondere minimieren. Es ist auch möglich, sicherzustellen, dass bestimmte Beugungsordnungen verlustfrei zur Abbildung des Retikels 7 auf den Wafer 12 beitragen.
Es wurde erkannt, dass im Stand der Technik weniger der genutzte Pupillenfüllgrad, d.h., die genutzten Pupillenfacettenspots auf diesen Spiegeln M₁ beziehungsweise M₂, zu Obskurationen des Spiegels M₁ und/oder M₂ führt, sondern vielmehr der Schaltgrad, das heißt die Anzahl der möglichen Schaltstellungen der Feldfacetten 17, und die hierfür bereitgestellten, jedoch nicht genutzten Pupillenfacettenspots auf diesen Spiegeln M₁ beziehungsweise M₂. Dies ist exemplarisch in den 19 und 20 verdeutlicht. In diesen Figuren ist jeweils exemplarisch eine Aufsicht auf die Reflexionsfläche 22 eines der Spiegel M₁ oder M₂ dargestellt, wobei in der 19 die Gesamtheit aller möglichen Pupillenspots 30, das heißt die Lage aller möglichen Pupillenfacetten 19 im Bereich dieses Spiegels dargestellt ist sowie die tatsächlich bei einem Beispielsetting genutzten, das heißt mit Beleuchtungsstrahlung 14 beaufschlagten Bereiche 31 eingezeichnet sind.
Es wurde erkannt, dass die Anzahl der Obskurationen und damit der Verlust von Beleuchtungsstrahlung 14, insbesondere der Verlust von Beugungsordnungen am Spiegel M₁ beziehungsweise M₂ sehr verringert werden kann, wenn nur die tatsächlich genutzten Bereiche 31 zum Einfädeln von Beleuchtungsstrahlung 14 genutzt werden, das heißt mit strahlungsdurchlässigen Bereichen 26 oder mit strahlungsumlenkenden Elementen 28 versehen werden.
In 20 ist die entsprechende Situation für den Fall einer geringeren Anzahl von Pupillenspots 30 dargestellt. Die im Beispielsetting tatsächlich genutzten Pupillenspots 30 sind wiederum als genutzte Bereiche 31 gekennzeichnet.
Ein Aspekt der Erfindung besteht darin, beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 die Anzahl der unnötigen Obskurationen zu verringern, insbesondere zu minimieren.
Dieses Ziel wird allgemein dadurch erreicht, dass die Obskurationen variabel ausgebildet werden. Im Falle von strahlungsdurchlässigen Bereichen 26 können diese aktuierbar zu strahlungsreflektierenden Bereichen gemacht werden. Im Falle von strahlungsumlenkenden Elementen 28 können diese insbesondere variabel positionierbar und/oder orientierbar ausgebildet sein.
Im Folgenden werden unterschiedliche Varianten dieser Möglichkeiten exemplarisch beschrieben.
Gemäß der in den 3 bis 5 dargestellten Varianten ist vorgesehen, die Pupillenfacetten 19 durch variabel positionierbare Facettenelemente, insbesondere in Form von Einzelspiegeln 24, auszubilden. Allgemein sind die Facettenelemente als strahlungsumlenkende oder strahlführende Elemente ausgebildet. Anstelle der Einzelspiegel 24 können auch Gitterelemente, insbesondere Beugungsgitter, insbesondere sogenannte Blazegitter vorgesehen sein. Der Einfachheit halber wird im Folgenden lediglich von Facettenelementen oder Einzelspiegeln 24 gesprochen.
Die Einzelspiegel 24 sind insbesondere jeweils rund, insbesondere kreisförmig ausgebildet. Sie weisen lineare Abmessungen, insbesondere einen Durchmesser, im Bereich von 1 mm bis 20 mm, insbesondere im Bereich von 2 mm bis 15 mm, insbesondere im Bereich von 3 mm bis 10 mm, vorzugsweise im Bereich von 4 mm bis 8 mm auf. Prinzipiell ist es auch möglich, die Einzelspiegel 24 eckig, insbesondere polygonal, beispielsweise dreieckig, quadratisch oder sechseckig auszubilden. Prinzipiell ist es auch möglich, die Einzelspiegel 24 elliptisch oder anderweitig mit unterschiedlicher Ausdehnung entlang zweier orthogonaler Achsen auszubilden. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn die Begrenzung der Eingangspupille der Projektionsoptik 9 nicht kreisförmig ist. Die Ausdehnung entlang der beiden orthogonalen Achsen kann insbesondere ein Verhältnis von mindestens 1,1:1, insbesondere mindestens 1,2:1, insbesondere mindestens 1,3:1, insbesondere mindestens 1,5:1, insbesondere mindestens 2:1 aufweisen.
Die Einzelspiegel 24 sind als Bestandteil eines optischen Bauelements 23 ausgebildet. Das optische Bauelement 23 dient insbesondere als Facettenspiegel der Beleuchtungsoptik 4, insbesondere als Pupillenfacettenspiegel 18. Es bildet insbesondere den Pupillenfacettenspiegel 18. Das optische Bauelement 23 ist mechanisch mit dem Spiegel M₁ beziehungsweise M₂, insbesondere mit einer Halterung 36 für einen Spiegelkörper 21 des Spiegels M₁ beziehungsweise M₂, verbunden. Das optische Bauelement 23 kann auswechselbar mit der Halterung 36 verbunden sein.
Die Spiegel M₁ und M₂ weisen jeweils Reflexionsflächen 22 auf. Die Reflexionsfläche 22 ist üblicherweise gekrümmt. Sie kann konvex oder konkav ausgebildet sein. Sie kann sphärisch oder asphärisch ausgebildet sein. Sie kann auch als Freiformfläche ausgebildet sein. Prinzipiell ist es auch möglich, die Reflexionsfläche 22 planar auszubilden.
Der Spiegel M₁ beziehungsweise M₂, insbesondere der Spiegelkörper 21, bildet zusammen mit dem optischen Bauelement 23 eine Spiegeleinrichtung 20.
Die Reflexionsfläche 22 der Spiegeleinrichtung 20 ist insbesondere ein Bestandteil der Projektionsoptik 9. Die Einzelspiegel 24 bilden Bestandteile der Beleuchtungsoptik 4. Sie bilden insbesondere die Pupillenfacetten 19.
Die Spiegeleinrichtung 20 ist insbesondere derart in der Projektionsoptik 9 angeordnet, dass die Einzelspiegel 24 als Pupillenfacetten 19 im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sind, und die Reflexionsfläche 22 im Strahlengang der Projektionsoptik 9 angeordnet ist.
Im Hinblick auf den Strahlengang in der Projektionsoptik 9 bilden die Einzelspiegel 24 des optischen Bauelements 23 Obskurationen der Reflexionsfläche 22 der Spiegeleinrichtung 20. Die Spiegeleinrichtung 20 wird daher auch als Spiegel mit einer fragmentierten Obskuration bezeichnet.
Die Gesamtheit der Einzelspiegel 24, welche sich im Strahlengang der Projektionsoptik 9 befinden, weist eine Gesamtfläche auf, welche höchstens 30%, insbesondere höchstens 20%, insbesondere höchstens 10% der Reflexionsfläche 22 der Spiegeleinrichtung 20 ausmacht.
Die Spiegeleinrichtung 20 kann insbesondere derart im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein, dass die Einzelspiegel 24 im Bereich einer Pupillenebene der Beleuchtung angeordnet sind. Insbesondere bei einer homozentrisch divergenten Beleuchtung des Retikels 7 kann die Spiegeleinrichtung 20 derartig angeordnet sein. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Beleuchtungspupille nicht über das Objektfeld 5 variiert. Die Spiegeleinrichtung 20 kann im Bereich einer Pupillenebene der Projektionsoptik 9 angeordnet sein. Sie kann auch außerhalb des Bereichs einer Pupillenebene der Projektionsoptik 9, insbesondere beabstandet zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 9 angeordnet sein. Es gilt insbesondere D(CR)/(D(SA) + D(CR)) < 0,1, wobei D(SA) der Durchmesser einer Subapertur im Bereich der Einzelspiegel 24 ist und D(CR) den maximalen Abstand der von Hauptstrahlen eines effektiven vom Objektiv abgebildeten Objektfeldes, gemessen in einer Referenzebene, im Bereich der Einzelspiegel 24 angibt.
Das optische Bauelement 23 umfasst eine mechanische Führungseinrichtung. Die mechanische Führungseinrichtung ist als Laufschiene 32 ausgebildet. Sie umfasst insbesondere die Laufschiene 32. Sie umfasst insbesondere mindestens eine Laufschiene 32. Sie kann auch mehr als eine, insbesondere zwei, insbesondere mindestens zwei, insbesondere drei oder mehr Laufschienen 32 umfassen.
Die Laufschiene 32 verläuft in einer Ebene senkrecht zu einer Normalen 35.
Die Laufschiene 32 weist eine geschlossene Form auf. Sie ist insbesondere ringförmig ausgebildet. Sie ist insbesondere kreisringförmig ausgebildet. Die Laufschiene 32 weist insbesondere einen inneren Radius r_i auf, welcher größer ist als ein äußerer Radius r_o der Reflexionsfläche 22. Andere Formen sind ebenso möglich und können vorteilhaft sein. Ebenso kann es vorteilhaft sein, die Laufschiene 32 dreidimensional aplanar auszubilden. Hierunter sei eine Ausbildung verstanden, bei welcher die Laufschiene 32 eine Komponente in Richtung der Normalen 35 aufweist.
Die Laufschiene 32 ist profiliert ausgebildet. Sie weist insbesondere einen doppel-trapezförmigen beziehungsweise doppel-Σ-förmigen Querschnitt auf. Sie kann auch einen H- oder T-förmigen Querschnitt aufweisen. Sie kann auch einen polygonalen Querschnitt aufweisen. Sie weist insbesondere einen nicht-kreisförmigen Querschnitt auf.
Auf der Laufschiene 32 ist ein Laufwagen 33 angeordnet. Für einen reibungsarmen Kontakt zwischen dem Laufwagen 33 und der Laufschiene 32 können zwischen diesen Kugeln 34 angeordnet sein. Die Kugeln 34 bilden insbesondere ein Kugellager.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Laufwagen 33 berührungsfrei auf der Laufschiene 32 angeordnet. Dies kann beispielsweise durch eine geeignete Anordnung magnetischer Elemente im Laufwagen 33 und in der Laufschiene 32 erreicht werden.
In einer weiteren, nicht dargestellten Alternative kann der Laufwagen 33 mittels eines Zahnradtriebs auf der als Zahnschiene ausgebildeten Laufschiene 32 verlagerbar sein.
Der Laufwagen 33 ist längs der Laufschiene 32 verlagerbar. Er ist insbesondere aktuatorisch verlagerbar. Zur Verlagerung des Laufwagens 33 kann ein Schreitantrieb, insbesondere mit einem Piezomotor, insbesondere einem Piezo-Ultraschallmotor, vorgesehen sein. Letzterer greift an einer Seite der Laufschiene 32 an. Die Laufschiene 32 wird daher auch als Reibeschiene bezeichnet. Für weitere Details des Antriebs des Laufwagens 33 sei auf die DE 41 33 108 A1 verwiesen.
Der Laufwagen 33 kann maximale Abmessungen von weniger als 3 cm, insbesondere weniger als 2 cm, insbesondere weniger als 1 cm aufweisen.
Der Laufwagen 33 kann mit einer Geschwindigkeit von bis zu 500 mm/s entlang der Laufschiene 32 verlagert werden. Er kann außerdem präzise und stabil, ortsfest auf der Laufschiene 32 gehalten werden.
Die einzelnen Laufwägen 33 sind unabhängig voneinander verfahrbar. Sie sind insbesondere unabhängig voneinander entlang der Laufschiene 32 verfahrbar. Sie können auch paarweise oder gruppenweise verfahrbar sein. Es ist insbesondere möglich, jeweils zwei der Laufwägen 33 an einander gegenüberliegenden Stellen der Laufschiene 32 anzuordnen. Diese Laufwägen 33 können jeweils synchronisiert verlagerbar sein.
Der Laufwagen 33 ist auf der Laufschiene 32 mit einer Präzision von besser als 1 mm, insbesondere besser als 300 µm, insbesondere besser als 100 µm positionierbar. Entsprechend ist der jeweils zugeordnete Einzelspiegel 24 mit einer Präzision von besser als 1 mm, insbesondere besser als 300 µm, insbesondere besser als 100 µm positionierbar.
An dem Laufwagen 33 ist jeweils ein Positionierelement 25 angeordnet. Der Laufwagen 33 kann auch ein Bestandteil des Positionselements 25 bilden. Das Positionierelement 25 ist fix mit dem Laufwagen 33 verbunden. Es kann beispielsweise in einer Bohrung im Laufwagen 33 verklemmt sein. Es kann auch mit dem Laufwagen 33 verklebt, verlötet oder verschweißt sein. Es kann auch mit dem Laufwagen verschraubt sein. Es kann auch formschlüssig oder stoffschlüssig mit dem Laufwagen 33 verbunden sein. Es kann insbesondere einteilig mit dem Laufwagen 33 ausgebildet sein.
Das Positionierelement 25 ist als Zeiger oder zeigerartig ausgebildet. Es ist insbesondere stäbchenartig ausgebildet. Es weist insbesondere eine Länge l und einen Querschnitt mit einem maximalen Durchmesser d auf. Das Verhältnis der Länge l zum maximalen Durchmesser d des Positionierelements 25 wird als dessen Aspektverhältnis bezeichnet. Das Aspektverhältnis l:d des Positionierelements 25 beträgt insbesondere mindestens 3:1, insbesondere mindestens 5:1, insbesondere mindestens 10:1.
Der maximale Durchmesser d, insbesondere in einer durch die Laufschiene 32 definierten Ebene, insbesondere in einer Ebene senkrecht zu einer Normalen 35, beträgt höchstens 1 cm, insbesondere höchstens 3 mm, insbesondere höchstens 1 mm, insbesondere höchstens 0,3 mm.
Das Positionierelement 25 ist jeweils auf der Laufschiene 32 geführt verlagerbar.
Jedem der Positionierelemente 25 ist jeweils einer der Einzelspiegel 24 zugeordnet. Der Einzelspiegel 24 ist jeweils an einem dem Laufwagen 33 entgegengesetzten Ende des Positionierelements 25 angeordnet.
Die Einzelspiegel 24 sind jeweils mittels des Positionierelements 25 positionierbar, insbesondere variabel positionierbar, das heißt verlagerbar.
Mit Hilfe der Laufwagen 33 sowie der Positionierelemente 25 sind die Einzelspiegel 24 in einem ringförmigen Bereich positionierbar. Sie sind insbesondere jeweils derart in mindestens eine Reflexionsposition positionierbar, dass ihr Bild bei einer Senkrechtprojektion entlang der Richtung der Normalen 35 in die Ebene 38 in einen kreisringförmigen Bereich fällt. Dieses Bild liegt insbesondere vollständig innerhalb einer vorgegebenen Kreisfläche oder einer vorgegebenen Kreisringfläche.
In den Figuren ist lediglich eine geringe Anzahl der Einzelspiegel 24 dargestellt. Die Gesamtzahl der Einzelspiegel 24, welche im Strahlengang der Projektionsoptik 9 angeordnet werden, liegt im Bereich von 2 bis 400, insbesondere im Bereich von 4 bis 200.
Das optische Bauelement 23 ist berührungsfrei zur Reflexionsfläche 22 angeordnet. Insbesondere die Einzelspiegel 24 und die Positionierelemente 25 sind berührungsfrei zur Reflexionsfläche 22 angeordnet.
Die Einzelspiegel 24 weisen vorzugsweise einen geringen Abstand in Richtung der Normalen 35 zur Reflexionsfläche 22 auf. Der Abstand in Richtung der Normalen 35 zwischen den Einzelspiegeln 24 und der Reflexionsfläche 22 liegt insbesondere im Bereich von 10 µm bis 10 cm, insbesondere im Bereich von 100 µm bis 1 cm.
Die Einzelspiegel 24 sind entlang einer gemeinsamen Ebene 38 angeordnet. Sie können auch entlang einer gekrümmten Fläche angeordnet sein. Sie sind insbesondere entlang einer Pupillenfläche, insbesondere einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4, angeordnet. Unter einer Anordnung entlang einer Ebene der Fläche sei hierbei verstanden, dass mindestens ein Punkt auf der Reflexionsfläche des Spiegels, insbesondere ein Mittelpunkt derselben, auf dieser Ebene der Fläche liegt.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 7 und 8 eine weitere Variante der Spiegeleinrichtung 20 beschrieben. Identische Bauteile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei der vorhergehend beschriebenen Variante, auf die hiermit verwiesen wird.
Bei der Variante gemäß den 7 und 8 weisen die Positionierelemente 25 unterschiedliche Längen l_i auf. Bei der dargestellten Variante weisen die Positionierelemente 25 alternierend eine kürzere Länge l₁ und eine längere Länge l₂ auf.
Es ist auch möglich, die Längen l_i aus mehr als zwei, insbesondere drei, fünf oder mehr unterschiedlichen Längen l_i auszuwählen.
Es ist auch möglich, die Positionierelemente 25 entlang ihrer Längsrichtung verstellbar auf dem jeweils zugehörigen Laufwagen 33 anzuordnen. Sie weisen in diesem Fall eine verstellbare Länge l_i, insbesondere eine verstellbare effektive Länge l_i auf. Sie können insbesondere aktuatorisch entlang ihrer Längsrichtung verstellbar ausgebildet sein.
Bei der Beleuchtung des Retikels 7 kann über die Länge l_i der Positionierelemente 25 die Verteilung der Beleuchtungswinkel verändert, insbesondere eingestellt, werden.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 9 und 10 eine weitere Variante der Spiegeleinrichtung 20 beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorhergehend beschriebenen Varianten, auf die hiermit verwiesen wird.
Bei dieser Variante umfasst die mechanische Führungseinrichtung zwei Laufschienen 32 ₁ und 32 ₂.
Die beiden Laufschienen 32 sind konzentrisch zueinander angeordnet. Sie sind berührungsfrei zueinander angeordnet. Sie können in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein. Sie können auch in Richtung der Normalen 35 versetzt zueinander angeordnet sein.
Die auf der ersten Laufschiene 32 ₁ positionierbar angeordneten Einzelspiegel 24 sind entlang einer ersten Ebene 38 ₁ der Fläche angeordnet. Die auf der zweiten Laufschiene 32 ₂ angeordneten Spiegel 24 sind entlang einer zweiten Ebene 38 ₂ der Fläche angeordnet. Die Ebenen 38 ₁ und 38 ₂ sind in Richtung der Normalen 35 beabstandet zueinander. Dies kann durch eine entsprechende Ausbildung der jeweiligen Positionierelemente 25 erreicht werden. Dies kann auch dadurch erreicht werden, dass die Laufschienen 32 ₁ und 32 ₂ in Richtung der Normalen 35 versetzt zueinander angeordnet sind.
Die Positionierelemente 25, welche einer bestimmten der beiden Laufschienen 32 ₁, 32 ₂ zugeordnet sind, weisen jeweils dieselbe Länge l_i auf. Bei der dargestellten Variante weisen die Positionierelemente 25, welche der inneren Laufschiene 32 ₁ zugeordnet sind, jeweils eine kürzere Länge l₁ als die Positionierelemente 25, welcher der äußeren Laufschiene 32 ₂ zugeordnet sind, auf. Letztere weisen jeweils eine Länge l₂ auf, wobei gilt: l₁ < l₂.
Durch die Anordnung von mehr als einer Laufschiene 32 wird die Flexibilität der Positionierung der Einzelspiegel 24 vergrößert.
Es können auch mehr als zwei, insbesondere drei, vier oder mehr Laufschienen 32 vorgesehen sein.
Durch einen Versatz der Positionierelemente 25 in Richtung der Normalen 35 ist es möglich, die jeweils zugeordneten Einzelspiegel 24 unabhängig voneinander zu positionieren.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 11 und 12 eine weitere Variante der Spiegeleinrichtung 20 beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorhergehend beschriebenen Varianten, auf die hiermit verwiesen wird.
Bei dieser Variante weisen die Positionierelemente 25 einen zusätzlichen Freiheitsgrad, insbesondere einen zusätzlichen Positionierfreiheitsgrad, auf. Sie sind zum einen mittels des jeweils zugeordneten Laufwagen 33 entlang der Laufschiene 32 verfahrbar. Sie sind zum anderen um eine Schwenkachse 39 schwenkbar. Sie sind insbesondere um die Schwenkachse 39 verschwenkbar am jeweiligen Laufwagen 33 angeordnet.
Durch eine Verschwenkbarkeit der Positionierelemente 25 kann erreicht werden, dass dieselbe Positionierung eines der Einzelspiegel 24 auf unterschiedliche Weise erreicht werden kann. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass die Positionierung des Einzelspiegels 24 in diesem Fall mit mehr als einem Freiheitsgrad, insbesondere mit mehr als einem Positionier-Freiheitsgrad, erfolgt. Eine Erhöhung der Positionier-Freiheitsgrade führt hierbei zu einer größeren Flexibilität. Sie erfordert jedoch eine komplexere Ansteuerung der Aktuatoren.
Die Schwenkachse 39 ist gegen die Normale 35 geneigt. Sie kann prinzipiell auch parallel zur Normalen 35 ausgerichtet sein. Sie läuft insbesondere in einem Winkel im Bereich von 0° bis 30°, insbesondere im Bereich von 2° bis 10° zur Normalen 35. Sie ist insbesondere derart orientiert, dass sie beim Verfahren des Laufwagens 33 entlang der Laufschiene 32 die Oberfläche eines Trichters überstreicht.
Durch eine Verkippung der Schwenkachse 39 relativ zur Normalen 35 wird erreicht, dass das Positionierelement 25 mit dem Spiegel 24 in einer zur Ebene 38 geneigten Ebene verschwenkt wird. Hierdurch kann erreicht werden, dass der Einzelspiegel 24 beziehungsweise das Positionierelement 25 eine Bahn durchläuft, auf der er einen größeren Abstand zur Ebene 38 und damit zur Reflexionsfläche 22 hat. Hierdurch kann insbesondere bei einer konvexen Oberflächenform der Reflexionsfläche 22 verhindert werden, dass es zu einer unerwünschten Berührung von Reflexionsfläche 22 und Positionierelement 25 kommt.
Die Positionierelemente 25 sind derart angeordnet, dass sie in der Reflexionspositionierung parallel zu der zur Normalen 35 senkrechten Ebene 38 verlaufen. Sie sind somit schräg, das heißt nicht senkrecht, zur Schwenkachse 39 angeordnet. Sie können prinzipiell auch senkrecht zur Schwenkachse 39 angeordnet sein.
Zur Verschwenkung der Positionierelemente 25 mit den Einzelspiegeln 24 ist ein Aktuator 40, insbesondere in Form eines Motors, insbesondere eines Elektromotors, vorgesehen. Der Aktuator 40 ist fest mit dem Laufwagen 33 verbunden.
Durch einen mechanischen Anschlag 41, insbesondere in Form eines Anschlagstiftes, wird eine Endposition für die Verschwenkbarkeit des Positionierelements 25 definiert. Der Anschlag 41 kann derart auf dem Laufwagen 33 angeordnet sein, dass das Positionierelement 25 in der durch den Anschlag 41 definierten Endposition exakt in Radialrichtung, das heißt senkrecht zur Laufschiene 32, ausgerichtet ist. Der Anschlag 41 definiert insbesondere eine sogenannte on-Position. Durch den Anschlag 41 kann insbesondere die Genauigkeit der Positionierung der Einzelspiegel 24 in der on-Position verbessert werden.
Mittels des Aktuators 40 sind die Einzelspiegel 24 in eine off-Position verschwenkbar. Dies ist insbesondere vorteilhaft, sofern einzelne der Einzelspiegel 24 nicht zur Einstellung eines bestimmten Beleuchtungssettings benötigt werden. Durch eine Verschwenkung in die off-Position können sie aus dem Strahlengang der Projektionsoptik 9 herausgeschwenkt werden. Sie führen mit anderen Worten in der off-Position nicht zu einer Obskuration des Strahlengangs der Projektionsoptik 9. Befindet sich ein Einzelspiegel 24 in der off-Position, so liegt sein Bild bei Projektion entlang der Richtung der Normalen 35 außerhalb der Reflexionsfläche 22, insbesondere außerhalb des Bildes der Laufschiene 32. Sein Bild liegt insbesondere außerhalb der vorhergehend beschriebenen Kreisfläche oder Kreisringfläche.
Da ein Einzelspiegel 24 in der off-Position nicht zur Beleuchtung des Retikels 7 beiträgt, braucht die off-Position nicht mit großer Genauigkeit einstellbar zu sein. Es ist jedoch trotzdem möglich, einen weiteren Anschlag 42 zur Vorgabe der off-Position auf dem Laufwagen 33 anzuordnen. Hierdurch wird die Ansteuerung der Aktuierung der Verschwenkung des Positionierelements 25 erleichtert.
Das Positionierelement 25 weist mindestens eine on-Position und mindestens eine off-Position auf. Es kann auch mehrere on-Positionen aufweisen. Es kann insbesondere stufenlos verschwenkbar sein. Es kann auch mit vorbestimmten, diskreten Schwenkpositionen verschwenkbar sein. Eine stufenlose Verschwenkbarkeit erhöht die Variabilität der Positionierung der Einzelspiegel 24. Durch eine Verschwenkbarkeit mit diskreten Verschwenk-Positionen kann die Präzision der Positionierung der Einzelspiegel 24 verbessert werden.
Mit Hilfe der Aktuatoren 40 können die bei einem bestimmten Beleuchtungssetting nicht genutzten Einzelspiegel 24 mit den zugehörigen Positionierelementen 25 in einer off-Position weggeklappt werden, damit sie den Strahlengang der Projektionsoptik 9 nicht vignettieren können.
Auch wenn unterschiedliche Aspekte der Positionierbarkeit der Einzelspiegel 24 mit Hilfe der Positionierelemente 25 anhand unterschiedlicher Varianten beschrieben wurden, sind diese natürlich auch beliebig miteinander kombinierbar. Es kann insbesondere vorteilhaft sein, verschwenkbare Positionierelemente 25 mit unterschiedlichen Längen l_i auszubilden.
Es kann auch vorteilhaft sein, auf einer ersten Laufschiene verschwenkbare Positionierelemente 25 anzuordnen, während die Positionierelemente 25 auf einer zweiten Laufschiene 32 nicht verschwenkbar sind.
Es kann auch vorteilhaft sein, auf einer einzigen Laufschiene 32 sowohl verschwenkbare als auch nicht verschwenkbare Positionierelemente 25 anzuordnen.
Weitere Kombinationen sind ebenfalls möglich.
Bei einem Verfahren zur Einstellung eines vorbestimmten Beleuchtungssettings werden die Einzelspiegel 24 mit Hilfe der Positionierelemente 25 an den hierfür benötigten Positionen positioniert. Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Einzelspiegel 24, insbesondere die Anzahl der im Strahlengang der Projektionsoptik 9 positionierten Einzelspiegel 24, gerade der Anzahl der einzustellenden Pupillenspots. Die Anzahl der zu positionierenden Einzelspiegel 24, insbesondere die Anzahl der im Strahlengang der Projektionsoptik 9 zu positionierenden Einzelspiegel 24, ist insbesondere gerade so groß wie die Anzahl der Feldfacetten 17. Die Anzahl der Einzelspiegel 24 ist insbesondere kleiner als die Gesamtanzahl der unterschiedlichen einstellbaren Strahlungskanäle, welche der Anzahl der Feldfacetten 17 multipliziert mit der Anzahl deren Schaltstellungen entspricht. Sie ist insbesondere kleiner als die Gesamtzahl aller möglichen Pupillenspots 30. Hierdurch kann eine unnötige Vignettierung verringert, insbesondere vermieden werden.
Vorzugsweise werden die Einzelspiegel 24, welche zur Einstellung eines bestimmten Beleuchtungssettings nicht benötigt werden, aus dem Strahlengang herausgefahren.
Bei einem vorgegebenen Beleuchtungssetting werden in Abhängigkeit von der abzubildenden Struktur auf dem Retikel 7 unterschiedliche Bereiche auf der Reflexionsfläche 22 mit der Beleuchtungsstrahlung 14 auf dem Weg vom Retikel 7 zum Wafer 12, das heißt im Strahlengang der Projektionsoptik 9, beaufschlagt. In einer vorteilhaften Variante kann die Information, welche Bereiche auf der Reflexionsfläche 22 mit bestimmten Beugungsordnungen beaufschlagt werden, ausgenutzt werden, um die ungenutzten Einzelspiegel 24 und/oder die Positionierelemente 25 der Einzelspiegel 24 derart anzuordnen, dass weder die Positionierelemente 25 noch insbesondere die ungenutzten Einzelspiegel 24 den Strahlengang in der Projektionsoptik 9 obskurieren. Sie können insbesondere derart angeordnet werden, dass vorbestimmte Beugungsordnungen das optische Bauelement 23 verlustfrei oder zumindest mit weniger als einer maximal zugelassenen Vignettierung passieren können. Sie können insbesondere derart angeordnet werden, dass der Anteil der vignettierten Energie relativ zur Gesamtenergie weniger als der halbe Anteil der durch Einzelspiegel 24 und/oder Positionierelemente 25 vignettierten Fläche relativ zur Gesamtfläche der Reflexionsfläche 22 beträgt.
Es ist insbesondere möglich, die Einzelspiegel 24 derart im Strahlengang der Projektionsoptik 9 anzuordnen, dass die gesamte Vignettierung der Reflexionsfläche 22 durch die Einzelspiegel 24, insbesondere durch das optische Bauelement 23, höchstens 10%, insbesondere höchstens 5%, insbesondere höchstens 3%, insbesondere höchstens 2%, insbesondere höchstens 1% beträgt.
Insbesondere im Falle von verschwenkbaren Positionierelementen 25 kann auch die Anordnung der Positionierelemente 25 an die Lage der zur Abbildung des Retikels 7 auf dem Wafer 12 auf der Reflexionsfläche 22 genutzten Bereiche angepasst werden. Es ist insbesondere möglich, die Positionierelemente 25 derart anzuordnen, dass zumindest ein Teil derselben nicht exakt in Radialrichtung verläuft. Der Winkelbereich, in welchem die Positionierelemente 25 relativ zur Laufschiene 32 angeordnet werden können, kann durch die Anschläge 41, 42 begrenzt werden. Er ist im Wesentlichen beliebig wählbar.
Durch die Ausbildung des optischen Bauelements 23 mit Positionierelementen 25 unterschiedlicher Länge und/oder verstellbarer Länge kann die Variabilität, insbesondere die Anzahl der Möglichkeiten, wie ein bestimmtes Beleuchtungssetting eingestellt werden kann, weiter erhöht werden. Zur Auswahl der Anordnung der Positionierelemente 25 mit dem Einzelspiegel 24, welcher zur Einstellung eines vorgegebenen Beleuchtungssettings tatsächlich verwendet wird, kann insbesondere ein Optimierungsverfahren vorgesehen sein. Es ist insbesondere möglich, die tatsächlich genutzte Anordnung aus einer diskreten Auswahl unterschiedlicher Möglichkeiten, insbesondere in Abhängigkeit von den abzubildenden Strukturen auf dem Retikel 7 auszuwählen. Sind die abzubildenden Strukturen bekannt, so kann aus der Beleuchtungspupille die Ausleuchtung der Reflexionsfläche 22 berechnet werden, und damit auch der Effekt der Positionierelemente 25 und/oder Einzelspiegel 24 bei gegebener Anordnung und/oder Länge der Positionierelemente 24. Hierdurch kann aus verschiedenen Einstellungsmöglichkeiten eine vorteilhafte, insbesondere eine optimale ausgewählt werden.
Im Folgenden werden weitere Aspekte der Anordnung der Einzelspiegel 24 des optischen Bauelements 23 beschrieben. Die nachfolgenden Aspekte sind beliebig mit den unterschiedlichen Varianten der Positionierbarkeit der Einzelspiegel 24 kombinierbar.
Wie bereits beschrieben, dienen die Einzelspiegel 24 als Umlenkspiegel für die Beleuchtungsstrahlung 14. Sie dienen insbesondere zur Umlenkung von Beleuchtungsstrahlung 14 im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4. Sie dienen insbesondere dazu, die Beleuchtungsstrahlung 14 von den Feldfacetten 17 zum Retikel 7 zu führen. Zur Einstellung der gewünschten Umlenkung der Beleuchtungsstrahlung 14 ist wie vorhergehend beschrieben zum einen die Positionierung der Einzelspiegel 24 wichtig. Zum anderen können die strahlführenden Eigenschaften der Einzelspiegel 24 von ihrer jeweiligen Orientierung abhängen.
Die Einzelspiegel 24 weisen eine plane Reflexionsfläche 44 auf. Sie können auch eine gekrümmte, insbesondere eine konvexe oder eine konkave Reflexionsfläche 44 aufweisen.
Im Folgenden wird die Orientierung der Einzelspiegel 24 jeweils durch eine Normale 43 auf ihrer Reflexionsfläche 44 charakterisiert. Im Falle von gekrümmt ausgebildeten Einzelspiegeln 24 sei hierunter die Normale 43 in einem zentralen Punkt der Reflexionsfläche 44 verstanden.
Damit die Einzelspiegel 24 als Facettenelemente der Beleuchtungsoptik 4 dienen können, ist es notwendig, sie derart anzuordnen, dass ihre Reflexionsfläche 44 jeweils verkippt zum jeweils benachbarten Bereich der Reflexionsfläche 22 des Spiegels M₁ beziehungsweise M₂ der Projektionsoptik 9 angeordnet ist. Dies sei vereinfacht dadurch ausgedrückt, dass die Einzelspiegel 24 relativ zur Reflexionsfläche 22 verkippt, das heißt nicht-parallel zu dieser, angeordnet sind.
Es sei an dieser Stelle daran erinnert, dass eine strahlführende, insbesondere eine strahlumlenkende Wirkung auch diffraktiv, das heißt mit Hilfe von Gitterelementen, insbesondere mit sogenannten Blazegittern, oder allgemein mit diffraktiven optischen Elementen (DOE) erreicht werden. Auch in diesem Fall kann die Orientierung dieser Elemente durch eine Vorzugsrichtung, insbesondere durch eine Normale auf der Gitterebene, charakterisiert werden.
Im Folgenden werden unterschiedliche Möglichkeiten zur Verstellung der Orientierung der Einzelspiegel 24 beschrieben.
Die Einzelspiegel 24 weisen vorzugsweise eine verstellbare Orientierung auf. Es ist möglich, nur einzelne der Einzelspiegel 24 mit einer verstellbaren Orientierung auszubilden, während zumindest einzelne der Einzelspiegel 24 eine fest vorgegebene Orientierung aufweisen. Es ist auch möglich, sämtliche der Einzelspiegel 24 mit einer verstellbaren Orientierung auszubilden.
Es ist auch möglich, für unterschiedliche Orientierungen der Einzelspiegel 24 jeweils unterschiedliche Einzelspiegel 24 mit zugehörigen Positionierelementen 25 vorzusehen. Während eine Verstellbarkeit der Orientierung der Einzelspiegel 24 dazu führt, dass deren Gesamtzahl verringert werden kann, ist bei der Variante, nach welcher für unterschiedliche Orientierungen unterschiedliche Einzelspiegel 24 vorgesehen sind, eine größere Anzahl Einzelspiegel 24 notwendig. Von dieser Anzahl werden zur Einstellung eines typischen Beleuchtungssettings höchstens die Hälfte, insbesondere höchstens 25%, insbesondere höchstens 10% tatsächlich genutzt. Bei dieser Alternative ist jedoch die konstruktive Ausgestaltung der Lagerung der Einzelspiegel 24, insbesondere deren Anordnung an den Positionierelementen 25, einfacher.
Die Einzelspiegel 24 sind insbesondere derart ausgebildet, dass sie ihre strahlführende Wirkung an unterschiedliche Positionierungen, insbesondere an unterschiedliche Positionierungen relativ zur Laufschiene 32 und damit relativ zum Retikel 7, anpassbar ist.
Die Einzelspiegel 24 weisen insbesondere jeweils mindestens einen Orientierungs-Freiheitsgrad auf. Sie können auch mehr als einen Orientierungs-Freiheitsgrad aufweisen. Die Einzelspiegel 24 können insbesondere um eine relativ zu ihrer Normalen 43 verschwenkte Rotationsachse rotierbar oder um eine oder zwei senkrecht zu ihrer Normalen 43 verlaufende Schwenkachsen verschwenkbar gelagert sein.
Die Orientierung der Einzelspiegel 24 ist insbesondere aktuatorisch verstellbar.
Eine verstellbare Orientierung der Reflexionsfläche 44 des Einzelspiegels 24 kann dadurch erreicht werden, dass der Einzelspiegel 24 rotierbar gelagert ist, wobei die Normale 43 verkippt zur Rotationsachse angeordnet ist. Die Normale 43 beschreibt somit bei einer Rotation des Einzelspiegels 24 einen Kegelmantel um die Rotationsachse.
Der Verkippungswinkel der Normalen 43 zur Rotationsachse liegt insbesondere im Bereich von 0° bis 45°, insbesondere im Bereich von 5° bis 30°. Er kann fest vorgegeben sein. Er kann auch verstellbar, insbesondere aktuatorisch verstellbar sein.
Die Einzelspiegel 24 können auch um zwei Rotationsachsen rotierbar gelagert sein. Dies eröffnet eine größere Flexibilität dahingehend, wo die virtuellen Lichtquellen, von welchen die Einzelspiegel 24 mit Beleuchtungsstrahlung 14 beaufschlagt werden, angebracht sein können.
Sofern die Einzelspiegel 24 derart angeordnet sind, dass ihre Normale 43 relativ zur Normalen 35 auf der Ebene 38 verkippt ist, führt eine Verstellung der Positionierung entlang der Laufschiene 32 in der Regel zu einer assoziierten Veränderung der Orientierung der Einzelspiegel 24. Durch eine geeignete Führung der Beleuchtungsstrahlung 14 in der Beleuchtungsoptik 4 kann erreicht werden, dass die Orientierung der Einzelspiegel 24, welche durch eine Position des Laufwagens 33 entlang der Laufschiene 32 vorgegeben wird, gerade der gewünschten und/oder benötigten Orientierung entspricht. In diesem Fall ist es nicht unbedingt notwendig, die Orientierung der Einzelspiegel 24 gesondert an deren Positionierung anzupassen. Dies stellt jedoch einen Spezialfall dar. Im Allgemeinen ist es vorteilhaft, die Einzelspiegel 24 mit einer verstellbaren Orientierung auszubilden. Die Einzelspiegel 24 sind mit Hilfe der Positionierelemente 25 mit einer Genauigkeit im Millimeterbereich oder besser positionierbar. Die Positioniertoleranz beträgt insbesondere höchstens 1 mm, insbesondere höchstens 300 µm, insbesondere höchstens 100 µm. Im Hinblick auf die Orientierung der Einzelspiegel 24 beträgt die Toleranz höchstens 10 mrad, insbesondere höchstens 3 mrad, insbesondere höchstens 1 mrad, insbesondere höchstens 300 µrad, insbesondere höchstens 100 µrad, insbesondere höchstens 50 µrad.
Gemäß einer in 13 dargestellten Variante ist der Einzelspiegel 24 mittels eines fixen Lagers 45 auf der der Reflexionsfläche 44 gegenüberliegenden Rückseite des Einzelspiegels 24 gelagert.
Der Einzelspiegel 24 weist auf seiner der Reflexionsfläche 44 entgegengesetzten Rückseite ein Profil 46 auf. Das Profil 46 ist nicht-parallel, das heißt zumindest bereichsweise schräg zur Reflexionsfläche 44, ausgebildet. Es kann planar ausgebildet und zur Reflexionsfläche 44 geneigt sein. Es kann auch aplanar ausgebildet sein.
Das Profil ist mittels eines aktuatorisch betätigbaren Auslegers 47 abfahrbar. Der Ausleger 47 ist hierzu an einem Ende mit einem Aktuator 48, insbesondere einem Drehaktuator, mechanisch verbunden. Das andere Ende des Auslegers 47 steht im mechanischen Kontakt mit dem Profil 46. Durch Rotation des Auslegers 47 kann die Orientierung der Reflexionsfläche 44 des Spiegels 24 verändert werden.
Der Aktuator 48 ist insbesondere in das Positionierelement 25 integriert. Er ist insbesondere fest mit dem Positionierelement 25 mechanisch verbunden.
Die Darstellung in 13 ist zum einen schematisch, zum anderen rein exemplarisch zu verstehen. Alternative Ausführungen zur Verstellung der Orientierung der Einzelspiegel 24 mit Hilfe eines aktuatorisch betätigbaren Auslegers sind möglich.
Eine weitere Variante ist exemplarisch in 14 dargestellt. Bei dieser Variante sind zwei Aktuatoren 48 zur Verstellung der Orientierung des Einzelspiegels 24 am Laufwagen 33 angeordnet. Sie können in den Laufwagen 33 integriert sein. Es handelt sich insbesondere um Linearaktuatoren.
Mittels der Aktuatoren 48 ist jeweils eine Aktuierungsstange 49 linear, insbesondere in Längsrichtung des Positionierelements 25, verschiebbar. Die Verschiebung der Stangen 49 wird jeweils über eine Umlenkung 50 auf die Ausleger 47 übertragen. Über eine Verschiebung der Stangen 49 und eine damit verbundene Betätigung der Ausleger 47 kann die Orientierung des Einzelspiegels 24 verstellt werden. Es ist insbesondere möglich, die Richtung der Normalen 43 des Einzelspiegels 24 relativ zum Positionierelement 25 zu verstellen.
Gemäß einer weiteren, in den 15 und 16 dargestellten Variante sind die Einzelspiegel 24 jeweils ein- und ausklappbar. Sie sind insbesondere in den Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ein- und ausklappbar. Sie sind hierfür insbesondere um eine Drehachse 51 verschwenkbar gelagert. Die Drehachse 51 ist insbesondere parallel zur Ebene 38 angeordnet.
Zur Verschwenkung der Einzelspiegel 24 ist der Aktuator 40 vorgesehen.
Zur Definition einer Endposition, in welcher sich der Einzelspiegel 24 in seiner Reflexionsposition befindet, ist der Anschlag 41 vorgesehen.
Der Aktuator 40 kann fest mit der Halterung 36 für den Spiegel 21 verbunden sein. Entsprechend den vorhergehend beschriebenen Varianten kann der Aktuator 40 auch auf einem auf der Laufschiene 32 angeordneten Laufwagen 33 angeordnet sein.
Über die Orientierung des Aktuators 40 wird ein räumlicher Bereich beeinflusst, in welchem der Einzelspiegel 24 verschwenkbar ist. Durch die Orientierung des Aktuators 40 kann somit auf das vorhandene Platzangebot in der Projektionsbelichtungsanlage 1, insbesondere im Bereich eines der ersten Spiegel M₁ und M₂ der Projektionsoptik 9 Rücksicht genommen werden. Je nach Gegebenheiten kann es vorteilhaft sein, die Spiegel in einer Ebene, welche parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Ebene 38 ist oder aber in einer Ebene, welche hierzu senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht ist oder in einer Ebene, welche schräg zu dieser Ebene verläuft, zu verschwenken. Unter dem Begriff im Wesentlichen parallel oder im Wesentlichen senkrecht seien hierbei Abweichungen von bis zu 10°, insbesondere von weniger als 5° verstanden.
Die Spiegeleinrichtung 20 bildet insbesondere einen Bestandteil der Projektionsoptik 9. Sie bildet insbesondere einen Bestandteil sowohl der Projektionsoptik 9 als auch der Beleuchtungsoptik 4.
In der 17 ist exemplarisch ein Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 dargestellt, bei welcher die Spiegeleinrichtung 20 den zweiten Spiegel M₂ im Strahlengang der Projektionsoptik 9 umfasst. Exemplarisch dargestellt ist eine Projektionsoptik 9 mit sechs Spiegeln M₁ ... M₆. Dies soll nicht beschränkend wirken. Es ist ebenso möglich, die Projektionsoptik 9 mit einer anderen Anzahl von Spiegeln M_i, insbesondere mit drei, vier, fünf, sieben, acht oder mehr Spiegeln M_i auszubilden.
Dasselbe gilt für die ebenfalls exemplarisch zu verstehende Anordnung gemäß 18. Bei dieser Anordnung umfasst die Spiegeleinrichtung 20 den ersten Spiegel M₁ der Projektionsoptik 9.
In den 21, und 22a und 22b sind weitere Varianten der Spiegeleinrichtung 20 dargestellt. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorhergehend beschriebenen Varianten, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird.
Bei der in diesen Fig. dargestellten Varianten umfasst die Führungseinrichtung eine äußere Laufschiene 32 ₂ und eine innere Laufschiene 32 ₁.
Diese Varianten entsprechen im Wesentlichen der in den 3 bis 5 dargestellten Variante, wobei zusätzlich die innere Laufschiene 32 ₁ mit darauf geführt verlagerbaren Laufwägen 33, Positionierelementen 25 und Einzelspiegeln 24 vorgesehen ist.
Gemäß diesen Varianten sind die Laufschienen 32 _i auf einer Halteplatte 90 angeordnet. Die Halteplatte 90 dient insbesondere der mechanischen Fixierung der Laufschienen 32 _i. Sie können auch als Tragesubstrat für den Spiegel M_i der Projektionsoptik 9 dienen.
Bei der Variante gemäß 22a ist die Halteplatte 90 durchgehend ausgebildet. Bei der in 22b dargestellten Variante weist die Halteplatte 90 eine Öffnung 91 auf. Die Öffnung 91 dient insbesondere als Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 14.
Eine derartige Anordnung einer Führungseinrichtung und darauf verlagerbarer Positionierelemente 25 in einem Mittenbereich kann insbesondere bei einer Projektionsoptik mit einer Mittenobskuration ihrer Pupille günstig sein. Solche Projektionsoptiken sind aus der US 2006/0232867 bekannt. Eine Mittenobskuration der Pupille bedeutet, dass gewisse Bereiche vom Spiegel M_i der Projektionsoptik nicht mit Licht beaufschlagt werden können beziehungsweise das Licht, welches an diesen Bereichen reflektiert wird, vor Erreichen des Wafers 12 in jedem Fall vignettiert wird. In solchen Bereichen können vorteilhaft Führungseinrichtungen angebracht werden.
In der exemplarisch dargestellten Anordnung der Einzelspiegel 24 befinden sich die Einzelspiegel 24, welche auf der äußeren Laufschiene 32 ₂ gelagert sind, jeweils gerade in einer Reflexionsposition, in welcher sie jeweils in einem der tatsächlich genutzten oder hierfür vorgesehenen Bereiche 31 zur Beleuchtung des Retikels liegen.
Die Einzelspiegel 24, welche auf der inneren Laufschiene 32 ₁ gelagert sind, befinden sich gemäß der in 21 exemplarisch gezeigten Positionierung gerade jeweils zwischen zwei möglichen Pupillenspots 30. Sie würden in diesem Fall nicht zur Beleuchtung des Retikels 7 beitragen.
Die Einzelspiegel 24 auf den unterschiedlichen Laufschienen 32 _i können unabhängig voneinander positioniert werden. Prinzipiell ist es auch möglich, die Steuerung und/oder Aktuatorik der Einzelspiegel 24 derart auszubilden, dass eine Positionierung eines der Einzelspiegel 24 auf einer der Laufschienen 32 _i automatisch zu einer hierzu angepassten Positionierung eines der Einzelspiegel 24 auf der anderen Laufschiene 32 _j oder, im Falle von mehr als zwei Laufschienen 32 _i, auf einer der anderen Laufschienen 32 _j, führt.
Gemäß einer vorteilhaften Variante ist vorgesehen, die nicht zur Beleuchtung des Retikels 7 genutzten Einzelspiegel 24 derart zu verlagern, insbesondere zu verschwenken, insbesondere aus dem Strahlengang der Projektionsoptik 9 herauszuschwenken, dass sie nicht zu einer Obskuration des Strahlengangs der Projektionsoptik 9 führen. Ihre Positionierung kann insbesondere derart gewählt werden, dass zumindest vorbestimmte Beugungsordnungen, insbesondere die jeweils nullte und/oder ± erste Beugungsordnung Obskurationsfreiheitsgrade vom Retikel 7 zum Wafer 12 geführt werden.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 23 eine weitere Variante zur Verstellung der Orientierung der Einzelspiegel 24 beschrieben. Gemäß dieser Variante weisen die Einzelspiegel 24 eine veränderliche Form auf. Sie weisen insbesondere eine veränderliche Reflexionsfläche 44 auf. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Reflexionsfläche 44 der Einzelspiegel 24 jeweils aus den Reflexionsflächen einer Vielzahl von Mikrospiegeln 52 zusammengesetzt ist.
Die Mikrospiegel 52 können jeweils eine Fläche von höchstens 1 cm², insbesondere höchstens 4 mm², insbesondere höchstens 1 mm², insbesondere höchstens 0,4 mm² aufweisen. Ihre Einzel-Reflexionsfläche kann jedoch so groß sein, dass ihre strahlablenkende Wirkung durch geometrische Optik beschrieben werden kann und der relevante physikalische Effekt die Reflexion ist. Sie können in einer Matrix mit Zeilen 53 und Spalten 54 angeordnet sein. Sie können insbesondere eine Vielspiegelanordnung (Multi Mirror Array, MMA) bilden. Sie können insbesondere als mikroelektrisches System (MEMS) ausgebildet sein. Sie sind insbesondere einzeln verlagerbar. Sie können auch gruppenweise, insbesondere zeilenweise und/oder spaltenweise verlagerbar sein. Für weitere Details der Mikrospiegel 52 sowie insbesondere ihrer Anordnung und Verlagerbarkeit sei auf die WO 2010/049 076 A1 verwiesen, die hiermit als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung vollständig in diese integriert ist.
Es ist auch möglich, die Mikrospiegel 52 so klein auszubilden, dass ihre strahlablenkende Wirkung der eines Gitters, insbesondere eines geblazeten Gitters entspricht und der relevante physikalische Effekt die Diffraktion ist. Solche Mikrospiegel 52 werden auch als digitale Mikrospiegel-Einrichtung (Digital Micromirror Device, DMD) bezeichnet.
Die Anzahl der Mikrospiegel 52 je Einzelspiegel 24 liegt im Bereich von 2 bis 1000, insbesondere im Bereich von 4 bis 300, insbesondere im Bereich von 9 bis 150.
Gemäß der in 24 dargestellten Variante ist die Form der Reflexionsfläche 22, das heißt die Form eines der Spiegel M₁ oder M₂ der Projektionsoptik veränderbar. Es ist insbesondere vorgesehen, den Spiegel M₁ und/oder M₂ als MMA, insbesondere als MEMS, auszubilden. Es kann auch vorteilhaft sein, den Spiegel M₁ und/oder M₂ nur bereichsweise, beispielsweise in einem kreisringförmigen Bereich, als MMA, insbesondere als MEMS, auszubilden.
Die Verlagerbarkeit der Mikrospiegel 52 kann dazu genutzt werden, um temporär lokal virtuelle Umlenkspiegel 55 auszubilden. Die virtuellen Umlenkspiegel 55 können jeweils aus einem, zwei, vier oder mehr der Mikrospiegel 52 gebildet sein. Sie können eine Reflexionsfläche bilden, welche an die Erfordernisse der Beleuchtungsoptik 4 angepasst ist. Sie können insbesondere derart ausgebildet sein, dass sie Pupillenfacetten 19 bilden.
Bei dieser Variante ist es insbesondere möglich, zumindest einen Teil der Mikrospiegel 52 mit einer aplanaren Reflexionsfläche auszubilden. Es ist insbesondere möglich, die Gesamtheit der Mikrospiegel 52 derart auszubilden, dass ihre Reflexionsflächen jeweils einen Ausschnitt aus der gewünschten Reflexionsfläche 22 des Spiegels M₁ oder M₂ der Projektionsoptik 9 bilden. Dies ist insbesondere bei Mikrospiegeln 52 mit einem Flächeninhalt von weniger als 1 mm² für die Anforderungen der Beleuchtungsoptik 4 im Wesentlichen unschädlich.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 25 eine weitere Variante eines Spiegels mit veränderbarer Reflexionsfläche 22 beschrieben. Gemäß dieser Variante umfasst der Spiegel eine elastische Membran 56. Auf der elastischen Membran 56 ist die Reflexionsfläche 22 gebildet. Auf der der Reflexionsfläche 22 gegenüberliegenden Seite der elastischen Membran 56 ist eine Vielzahl von verstellbaren Stempeleinrichtungen 57 angeordnet. Die Stempeleinrichtungen 57 sind insbesondere parallel zueinander angeordnet. Sie können insbesondere in einem matrixartigen Gitter angeordnet sein. Sie sind insbesondere entlang einer gemeinsamen Verstellrichtung 58 ein- und ausfahrbar. Mit Hilfe der Stempeleinrichtungen 57 kann die Form der Membran 56 und damit die Form der Reflexionsfläche 22 eingestellt und verändert werden. Die Membran 56 stellt hierbei sicher, dass die Reflexionsfläche 22 stetig ausgebildet ist. Sie ist insbesondere frei von Sprungstellen oder Kanten, welche zu Beugungseffekten führen könnten. Mit Hilfe der Stempeleinrichtungen 57 ist die Reflexionsfläche 22 in unterschiedliche Bereiche 59 ₁, 59 ₂ und 59 ₃ unterteilbar. Hierbei bildet der Bereich 59 ₁ eine Reflexionsfläche, welche Bestandteil der Projektionsoptik 9 ist. Der Bereich 59 ₂ bildet einen der virtuellen Umlenkspiegel 55, welcher insbesondere ein Bestandteil der Beleuchtungsoptik 4 ist. Der Bereich 59 ₃ bildet einen Übergangsbereich zwischen den beiden Bereichen 59 ₁ und 59 ₂.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 26 eine weitere Variante der Spiegeleinrichtung 20 beschrieben. Diese Variante bezieht sich auf das in der 2a dargestellte Prinzip, wonach Beleuchtungsstrahlung 14 durch strahlungsdurchlässige Bereiche 26 im Spiegelkörper 21 von der Strahlungsquelle 3 zum Retikel 7 geführt ist. Wie exemplarisch anhand der 19 und 20 erläutert wurde, ist die Anzahl der Pupillenpots 30 wesentlich höher als die Anzahl der tatsächlich genutzten Bereiche 31. Da zu jedem möglichen Pupillenspot 30 ein strahlungsdurchlässiger Bereich 26 im Spiegelkörper 21 vorgesehen ist, geht im Strahlengang der Projektionsoptik 9 Beleuchtungsstrahlung 14 verloren, welche zur Abbildung des Retikels 7 in den Wafer 12 genutzt werden könnte. Um diesen Verlust zu verringern, ist gemäß der in 26 dargestellten Variante vorgesehen, die nicht genutzten strahlungsdurchlässigen Bereiche 26 mit einem Pfropfen 60 zu verschließen.
Der Pfropfen 60 ist kegelstumpfförmig ausgebildet. Er ist insbesondere komplementär zu einer konischen Form der strahlungsdurchlässigen Bereiche 26 ausgebildet.
Der Pfropfen 60 ist an die jeweilige Öffnung im Spiegelkörper 21, welche den strahlungsdurchlässigen Bereich 26 bildet, angepasst. Er weist auf seiner kleineren Deckelfläche 61 eine Form auf, welche die Form der Reflexionsfläche 22 im Bereich dieses strahlungsdurchlässigen Bereichs 26 vervollständigt. Die kleinere Deckelfläche 61 ist als Reflexionsfläche 64 zur Reflexion der Beleuchtungsstrahlung 14 ausgebildet.
Zur Positionierung des Pfropfens 60 in der Öffnung im Spiegelkörper 21 ist ein Aktuator 62 vorgesehen. Der Aktuator 62 ist vorzugsweise als Bestandteil einer interferrometrischen Einrichtung mit einem Sensor 63 in datenübertragender Weise verbunden. Der Sensor 63 dient der Erfassung der Position des Pfropfens 60, insbesondere der Position des Pfropfens 60 im strahlungsdurchlässigen Bereich 26. Mit Hilfe der interferrometrischen Einrichtung kann der Pfropfen 60 insbesondere so präzise im strahlungsdurchlässigen Bereich 26 positioniert werden, dass der Versatz im Übergang von der Reflexionsfläche 22 zur Reflexionsfläche 64 des Pfropfens 60 kleiner ist als ein Bruchteil der Wellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 14, insbesondere kleiner als 1/4, insbesondere kleiner als 1/8, insbesondere kleiner als 1/16, insbesondere kleiner als 1/32 der Wellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 14. Der Versatz ist zumindest kleiner als ein derartiger Bruchteil der Wellenlänge modulo der Wellenlänge. Hierdurch können destruktive Interferenzen vermieden werden.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 27 eine weitere Variante der Spiegeleinrichtung 20 beschrieben. Diese Variante entspricht im Wesentlichen der Variante gemäß 26, wobei anstelle des Pfropfens 60 ein Reflektor 65 auf der Rückseite des Spiegelkörpers 21 angeordnet ist. Der Reflektor 65 ist verstellbar, insbesondere aktuatorisch verstellbar. Zur Verstellung des Reflektors 65 ist der Aktuator 62 vorgesehen. Die Position des Reflektors 65 ist mittels der interferrometrischen Einrichtung, welche den Aktuator 62 und den Sensor 63 umfasst, regelbar. Mittels des Reflektors 65 ist der strahlungsdurchlässige Bereich 26 virtuell verschließbar.
Am Reflektor 65 wird die Beleuchtungsstrahlung 14 insbesondere zweimal reflektiert.
Der Reflektor 65 ist derart verstellbar, dass der optische Weg im Reflektor modulo der Wellenlänge kleiner als ein Bruchteil der Wellenlänge, insbesondere kleiner als 1/4, insbesondere kleiner als 1/8, insbesondere kleiner als 1/16 der Wellenlänge ist.
Außerdem ist der optische Weg im Reflektor 65 kleiner als die longitudinale Kohärenzlänge der Beleuchtungsstrahlung 14. Diese Variante eignet sich daher besonders für schmalbandige Strahlungsquellen 3.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Ausgestaltungen der Positionierung und/oder der Einstellung der Orientierung der Einzelspiegel 24 beschrieben.
Sofern die Einzelspiegel 24 eine verstellbare Orientierung, insbesondere eine Reflexionsfläche 44, deren Normale 43 verstellbar ist, aufweisen, können sie an beliebigen Positionierungen in der Pupille als Pupillenfacetten 19 genutzt werden. Es ist insbesondere möglich, die Position der Pupillenfacetten 19 kontinuierlich zu verstellen. Die Lage der Pupillenspots 30, insbesondere der genutzten Bereiche 31, ist somit nicht auf diskrete, vorgegebene Positionen beschränkt.
Während die Einzelspiegel 24 außerhalb der objektseitigen numerischen Apertur der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, kann dies für eine Dunkelfeldbeleuchtung des Retikels 7 genutzt werden. Sofern das optische Bauelement 23 mit den Einzelspiegeln 24 mit dem ersten Spiegel M₁ der Projektionsoptik 9 die Spiegeleinrichtung 20 bildet, sind keine Änderungen am Projektionsobjektiv erforderlich. Es ist insbesondere nicht notwendig, die Durchmesser der Spiegel M_i der Projektionsoptik 9 zu vergrößern.
Soll das optische Bauelement 23 mit dem zweiten Spiegel M₂ der Projektionsoptik 9 zur Spiegeleinrichtung 20 kombiniert werden, ist vorgesehen, den ersten Spiegel M₁ der Projektionsoptik 9 zu vergrößern.
Gemäß den vorhergehend beschriebenen Varianten der Spiegeleinrichtung 20 ist jeweils ein einziger Einzelspiegel 24 mit Hilfe jeweils eines der Positionierelemente 25 positionierbar. Hierbei dient jeder der Einzelspiegel 24 insbesondere zur Ausbildung einer Pupillenfacette 19, welche in einem bestimmten Bereich 31 anzuordnen ist.
Es ist jedoch auch möglich, mehr als eine einzige Pupillenfacette 19 mit einem einzigen Positionierelement 25 an ihre gewünschten Positionen zu bringen. Hierdurch kann insbesondere die mechanische Umsetzung erleichtert werden.
Sollen nur wenige diskrete Beleuchtungssettings einstellbar sein, insbesondere höchstens zehn unterschiedliche Beleuchtungssettings, insbesondere höchstens vier unterschiedliche Beleuchtungssettings, so können die Positionierelemente 25 jeweils derart ausgebildet sein, dass sie zur Positionierung mehr als eines der Einzelspiegel 24, insbesondere zwei, drei, vier oder mehr der Einzelspiegel 24 dienen. Es ist mit anderen Worten möglich, mehr als einen der Einzelspiegel 24, insbesondere zwei, drei, vier oder mehr der Einzelspiegel 24 an einem der Positionierelemente 25, insbesondere an einer Auswahl der Positionierelemente 25, insbesondere an sämtlichen der Positionierelemente 25, anzuordnen. Wie bei den vorhergehend beschriebenen Varianten können diese Einzelspiegel 24 im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 positioniert werden. Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn diese Einzelspiegel 24 in eine off-Position außerhalb des Strahlengangs der Beleuchtungsoptik 4 sowie insbesondere außerhalb des Strahlengangs der Projektionsoptik 9 verschwenkt werden können.
In den 28 bis 30 ist schematisch eine Variante mit vier Positionierelementen 25 dargestellt. An jedem der Positionierelemente 25 sind jeweils vier Einzelspiegel 24 angeordnet.
Mit dieser Spiegeleinrichtung 20 ist insbesondere ein y-Dipol-Beleuchtungssetting (28), ein x-Dipol-Beleuchtungssetting (29) und ein c-Quad-Beleuchtungssetting (30) einstellbar. Jedes dieser drei Beleuchtungssettings umfasst dieselbe Anzahl tatsächlich genutzter Bereiche 31. Beim c-Quad-Beleuchtungssetting sind an jedem der Positionierelemente 25 jeweils zwei Einzelspiegel 24 angeordnet, welche nicht zur Beleuchtung des Retikels 7 beitragen. Jedoch wird der konstruktive Aufwand durch die Anordnung von mehr als einem Einzelspiegel 24 an jedem Positionierelement 25 erheblich vereinfacht.
In der 31 ist schematisch eine weitere Variante, bei welcher mehr als ein Einzelspiegel 24 an jedem der Positionierelemente 25 angeordnet ist, dargestellt. Bei dieser Variante sind jeweils zwei Einzelspiegel 24 an jedem Positionierelement 25 angeordnet. Diese Variante eignet sich insbesondere zur Einstellung unterschiedlich orientierter Dipol-Beleuchtungssettings und/oder eines annularen Beleuchtungssettings. Sollen ausschließlich Dipol-Beleuchtungssettings eingestellt werden, kann die Anzahl der Positionierelemente 25 bei dieser Variante auf zwei oder vier reduziert werden.
In der 32 ist eine weitere Variante, bei welcher jeweils zwei Einzelspiegel 24 an jedem der Positionierelemente 25 angeordnet sind, dargestellt. Die beiden Einzelspiegel 24 sind jeweils am einander entgegengesetzten Ende eines gemeinsamen Zeigers 65 angeordnet. Sie sind insbesondere derart angeordnet, dass sie innerhalb der Pupille punktsymmetrisch zu liegen kommen. Hierdurch wird die Telezentrie der Beleuchtung des Retikels 7 verbessert.
Bei dieser Variante kann vorgesehen sein, das optische Bauelement 23 mit einem einzigen derartigen Positionierelement 25 und zwei mittels des Zeigers 65 fest miteinander verbundenen Einzelspiegeln 24 auszubilden. Das optische Bauelement 23 kann ab zwei oder mehr derartige Positionierelemente 25 aufweisen.
In den 33 und 34 sind zwei weitere Varianten einer Spiegeleinrichtung 66 mit variablen Facettenelementen 67 dargestellt.
Bei den in den 33 und 34 dargestellten Varianten sind die Facettenelemente 67 variabel auf der Reflexionsfläche 68 des Spiegels 69 angeordnet.
Die Spiegeleinrichtung 66 umfasst den Spiegel 69 und die Facettenelemente 67.
Im Hinblick auf ihre Funktion und/oder Anordnung in der Projektionsbelichtungsanlage 1 entspricht die Spiegeleinrichtung 66 der vorhergehend beschriebenen Spiegeleinrichtung 20, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird.
Die Facettenelemente 67 sind mit stiftartigen Füßchen 70 versehen. Sie sind insbesondere jeweils mit zwei, drei oder mehr Füßchen 70 versehen. Die Füßchen 70 dienen der Anordnung der Facettenelemente 67 an vorbestimmten Positionen auf der Reflexionsfläche 68 des Spiegels 69. Hierfür weist der Spiegelkörper 71 des Spiegels 69 an diesen Positionen jeweils die entsprechende Anzahl Bohrungen 72 auf.
Die Bohrungen 72 weisen einen Querschnitt auf, welcher wesentlich kleiner ist als der Querschnitt der Facettenelemente 67 in Richtung senkrecht zur Normalen 73. Das Verhältnis des Querschnitts der Bohrungen 72 zum Querschnitt der Facettenelemente 67 in Richtung senkrecht zur Normalen 73 beträgt insbesondere höchstens 1:10, insbesondere höchstens 1:30, insbesondere höchstens 1:100, insbesondere höchstens 1:300, insbesondere höchstens 1:1000. Die durch die Bohrungen 72 verursachte Obskuration des Spiegels 69 ist insbesondere wesentlich geringer als die durch die Gesamtheit der Facettenelemente 67 verursachte Obskuration. Sie ist insbesondere wesentlich geringer als die Obskuration, welche durch eine Anordnung von Facettenelementen 67 an sämtlichen durch die Bohrungen 72 vorgegebenen, möglichen Positionen verursachte Obskuration wäre.
Die Füßchen 70 sind in den Bohrungen 72 verklemmbar. Sind können hierfür federnd und/oder elastisch ausgebildet sein.
Die Facettenelemente 67 weisen jeweils eine zu einer Normalen 73 auf der Reflexionsfläche 68 des Spiegels 69 geneigte Oberflächennormale 74 auf.
Es ist vorgesehen, für jede Feldfacetten 17 und jede Schaltstellung derselben ein eigenes Facettenelement 67 vorzuhalten. Zur Einstellung eines bestimmten Beleuchtungssettings müssen dann die hierfür benötigten Facettenelemente 67 nur noch auf dem Spiegel 69 angeordnet werden.
Hierbei ist es möglich, durch unterschiedliche Anordnungen der Füßchen 70 und der hierzu korrespondierenden Bohrungen 72 sicherzustellen, dass die Facettenelemente 67 ausschließlich in der jeweils vorgesehenen Position auf der Reflexionsfläche 68 des Spiegels 69 angeordnet werden können.
Die Anordnung der Facettenelemente 67 und/oder der Austausch derselben kann mit Hilfe eines als Bestückungsroboter ausgebildeten Aktuators geschehen. In diesem Fall bildet der Bestückungsroboter die Führungseinrichtung.
Anstelle der Fixierung der Facettenelemente 67 mittels der in die Bohrungen 72 einzuführenden Füßchen 70 kann, wie in 34 schematisch dargestellt ist, vorgesehen sein, die Facettenelemente 67 magnetisch auf der Reflexionsfläche 68 des Spiegels 69 zu fixieren. Hierfür sind auf der Rückseite 75 des Spiegelkörpers 71 Magnete 76 angeordnet. Die Magnete 76 können fest mit dem Spiegelkörper 71 verbunden sein. Sie können auch verstellbar am Spiegelkörper 71 angeordnet sein. Sie können insbesondere in Richtung senkrecht zur Normalen 73 verstellbar sein.
Durch die Anordnung der Magneten 76 können die möglichen Positionierungen der Facettenelemente 67 auf dem Spiegelkörper 71 vorgegeben werden.
Zur Fixierung der Facettenelemente 67 am Spiegelkörper 71 sind diese ebenfalls mit Magneten 77 versehen.
Der zum Austausch der Facettenelemente 67 vorgesehene Aktuator umfasst insbesondere einen Elektromagneten, mit welchem sich das Feld des jeweiligen Magneten 76, welcher zur Fixierung des Facettenelements 67 auf dem Spiegelkörper 71 vorgesehen ist, kompensiert werden kann. Dies ermöglicht es, die Facettenelemente 76 auf einfache Weise wieder vom Spiegel 69 abzulösen.
Zur Einstellung eines bestimmten Beleuchtungssettings müssen die strahlführenden Elemente, welche als Pupillenfacetten 19 dienen, zum einen jeweils die gewünschte Positionierung aufweisen, zum anderen die hierzu passende Orientierung. Es ist im Allgemeinen insbesondere notwendig, die Normalen 73 der strahlführenden Elemente geeignet auszurichten.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wurde erkannt, dass es vorteilhaft sein kann, Toleranzen in der Orientierung der Pupillenfacetten 19, insbesondere der strahlführenden Elemente, welche die Pupillenfacetten 19 bilden, durch Anpassungen am Feldfacettenspiegel 16 auszugleichen. Das hierfür vorgesehene Verfahren wird im Folgenden anhand der schematischen 35 erläutert. Gemäß dieser Variante ist eine Sensoreinrichtung 78 vorgesehen, mittels welcher die tatsächliche Orientierung der Pupillenfacetten 19 bestimmt werden kann. Die tatsächliche Orientierung der Pupillenfacetten 19 ist insbesondere mit einer Genauigkeit von besser als 1 mrad, insbesondere besser als 0,1 mrad, insbesondere besser als 50 µrad bestimmbar.
Aus der bekannten Lage des Retikels 7 und der bestimmten Positionierung und Orientierung der Pupillenfacetten 19 kann die Lage und Ausdehnung des Urbildes des Retikels 7 auf dem ersten Facettenspiegel 16 berechnet werden.
Vorzugsweise ist der erste Facettenspiegel 16 als Vielspiegelanordnung (MMA), insbesondere als MEMS-MMA, ausgebildet. In diesem Fall können die einzelnen Mikrospiegel 79 des ersten Facettenspiegels 16 gerade derart gruppiert und orientiert werden, dass zu jeder Pupillenfacette 19 gerade eine virtuelle Facette gebildet wird, welche dem Urbild des Retikels 7 auf dem ersten Facettenspiegel 16 entspricht. Es ist mit anderen Worten vorgesehen, die Lage der Facetten, insbesondere der Feldfacetten 17, auf dem ersten Facettenspiegel, insbesondere dem Feldfacettenspiegel 16, in Abhängigkeit von der Orientierung der Pupillenfacetten 19 zu wählen beziehungsweise zu justieren. In der 35 ist schematisch die Lage 80 einer Feldfacette 17 ohne eine derartige Justierung sowie die entsprechende Lage 81 nach der Justierung dargestellt. Es hat sich ergeben, dass Toleranzen der Orientierung der Pupillenfacetten 19 bis zu einigen mrad durch eine entsprechende Justierung der Lage 80 der Feldfacetten 17 auf dem Feldfacettenspiegel 16 ausgeglichen werden können.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 36 eine weitere Variante der Spiegeleinrichtung 20 beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorhergehend beschriebenen Varianten der Spiegeleinrichtung 20, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Bei der Variante gemäß 36 umfasst die mechanische Führungseinrichtung vier Radmanipulatoren 82.
Jeder der Radmanipulatoren 82 umfasst einen Aktuator 83, mit welchem eine Mehrzahl von Positionierelementen 25 mit Einzelspiegeln 24 um eine gemeinsame Drehachse 84 drehbar gelagert sind. Die Positionierelemente 25 sind sternförmig um die Drehachse 84 angeordnet. Dargestellt ist eine Variante mit jeweils sechs Positionierelementen je Radmanipulator 82. Eine hiervon abweichende Anzahl an Positionierelementen 25 je Radmanipulator 82 ist ebenfalls möglich. Im Falle von einem einzigen Positionierelement 25 je Radmanipulator 82 entspricht die Variante gemäß der 36 im Wesentlichen der Variante gemäß den 11 und 12.
Auch bei der Variante gemäß 36 können die einzelnen Radmanipulatoren 82 entlang einer Laufschiene verfahrbar gelagert sein.
Die Positionierelemente 25 ein und desselben Radmanipulators 82 können jeweils paarweise unterschiedliche Längen l_i aufweisen.
Die Einzelspiegel 24 ein und desselben Radmanipulators 82 können jeweils paarweise unterschiedliche Orientierungen aufweisen. Sie können auch eine verstellbare Orientierung aufweisen.
Auch bei dieser Variante ist es möglich, dass die Einzelspiegel 24 kontinuierlich verstellbar sind, insbesondere eine kontinuierlich verstellbare Positionierung und/oder Orientierung aufweisen. Sie können auch diskrete Positionierungen und/oder Orientierungen aufweisen.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 37 eine weitere Variante der Spiegeleinrichtung 20 beschrieben. Gemäß dieser Variante sind die Positionierelemente 25 auf einem Band oder einer Kette 85 aufgefädelt. Das Band oder die Kette 85 ist mittels einer Antriebseinrichtung mit mindestens zwei Antriebs- und/oder Umlenkelemente 86 antreibbar. Mindestens eines der Antriebs- und/oder Umlenkelemente 86 weist einen unrunden, insbesondere einen polygonalen, insbesondere einen dreieckigen, viereckigen, fünfeckigen oder sechseckigen Querschnitt auf. Hierdurch kann die Positionierung der Einzelspiegel 24 vereinfacht werden. Es ist insbesondere möglich, die Präzision der Positionierung der Einzelspiegel 24 zu verbessern.
Die Positionierelemente 25 können starr mit dem Band oder der Kette 85 verbunden sein.
Gemäß einer weiteren, in 38 schematisch dargestellten Variante ist es auch möglich, die Positionierelemente 25 mit den Einzelspiegeln 24 derart am Band oder der Kette 85 anzuordnen, dass mehr als ein Einzelspiegel 24, insbesondere zwei der Einzelspiegel 24 oder mehr als zwei der Einzelspiegel 24, gleichzeitig zu einem Beleuchtungssetting beitragen. Hierdurch ist es insbesondere möglich, jeweils zwei oder mehr der Pupillenfacetten 19, welche von zwei oder mehr der Feldfacetten 17 mit Beleuchtungsstrahlung 14 beaufschlagt werden, mittels einer einzigen derartigen Positioniereinrichtung im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 zu positionieren.
In der 38 ist schematisch eine Variante dargestellt, bei welcher die unterschiedlichen Einzelspiegel 24 jeweils als Pupillenfacetten 19 für zwei der Feldfacetten 17 mit zwei unterschiedlichen Schaltstellungen A, B dienen können. Zur Verdeutlichung ist neben jedem der Einzelspiegel 24 angegeben, für welche der beiden Feldfacetten 17 (F, f) und welche der beiden Schaltstellungen (A, B) der jeweilige Einzelspiegel 24 die zugehörige Pupillenfacette 19 bildet.
Sofern sämtliche Kombinationen der unterschiedlichen Schaltstellungen der Feldfacetten 17 berücksichtigt werden sollen, entspricht die Anzahl der Gruppierungen der Positionierelemente 25 mit den Einzelspiegeln 24 auf dem Band oder der Kette 85 gerade dem Produkt der Anzahl der Schaltstellungen der jeweiligen Feldfacetten 17. Je nach Bedarf können jedoch auch eine oder mehrere dieser Kombinationen weggelassen werden.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 39 eine weitere Variante der Spiegeleinrichtung 20 beschrieben. Es wurde erkannt, dass die Pupille scannend aufgebaut werden kann, sofern die Positionierelemente 25 mit den Einzelspiegel 24 schnell zwischen unterschiedlichen Positionen verlagerbar sind. Ein scannender Aufbau der Pupille ist insbesondere möglich, sofern die Zeitdauer, welche benötigt wird, um das Positionierelement 25 mit dem Einzelspiegel 24 zwischen zwei unterschiedlichen Positionierungen zu verlagern, kürzer ist als die Zeitdauer, die ein Punkt auf dem Wafer 12 benötigt, um den Scanschlitz zu durchlaufen. Gemäß dieser Variante wird zu jedem Zeitpunkt der Beleuchtung des Retikels 7 und damit des Wafers 12 nur ein Teil der genutzten Bereiche 31 beleuchtet. Erst im Scanintegral ergibt sich die volle Pupille.
In der 39a bis d ist schematisch die Verlagerung eines der Einzelspiegel 24 zwischen einem ersten genutzten Bereich 31 (39a) und einem zweiten genutzten Bereich 31 (39c) dargestellt. Die beiden schematisch dargestellten genutzten Bereiche 31 dienen der Erzeugung eines Dipol-Beleuchtungssettings. Bei den in den 39b und 39d dargestellten Zwischenpositionen befindet sich der Einzelspiegel 24 in einem für das Beleuchtungssetting nicht benötigten, eigentlich ungewünschten Pupillenbereich. Die Zeitdauer, welche zur Verlagerung des Einzelspiegels 24 von dem ersten genutzten Bereich 31 (39a) in den zweiten genutzten Bereich 31 (39c) und zurück benötigt wird, sollte daher so kurz wie möglich sein. Zur Verlagerung des Einzelspiegels 24 ist daher ein schneller Aktuator 87 vorgesehen. Die zur Verlagerung des Einzelspiegels 24 zwischen den beiden genutzten Bereichen 31 benötigte Zeit beträgt insbesondere weniger als 1 ms, insbesondere weniger als 0,5 ms, insbesondere weniger als 0,3 ms, insbesondere weniger als 0,1 ms. Sie ist insbesondere kürzer als die Zeitdauer, für welche der Einzelspiegel 24 jeweils in den genutzten Bereichen 31 stationär gehalten wird. Letztere Zeitdauer beträgt insbesondere mindestens 0,1 ms, insbesondere mindestens 0,3 ms.
Es kann vorgesehen sein, die Beleuchtungsstrahlung 14 während der Verlagerung des Einzelspiegels 24 auszuschalten. In diesem Fall wird eine Ausschmierung der Pupille vermieden.
Es ist auch möglich, die Beleuchtungsstrahlung 14 während der Verlagerung des Einzelspiegels 24 eingeschaltet zu lassen. In diesem Fall kommt es zu einer Ausschmierung der Pupille, d.h., die Pupille, mit der der Wafer 12 belichtet wird, unterscheidet sich geringfügig von einer vorgegebenen Pupille, was jedoch oft toleriert werden kann. Vorteil ist neben einer Erhöhung des Durchsatzes, also Geschwindigkeit, mit der der Wafer 12 belichtet werden kann, unter anderem, dass die Strahlungsquelle 3 nicht ausgeschaltet werden muss und damit kein erneuter Einschaltgradient auftritt.
Auch wenn in der 39 nur ein einziges, derartig verstellbares Positionierelement 25 dargestellt ist, können auch zwei, drei, vier oder mehr derartige Positionierelemente 25 vorgesehen sein. Diese können wiederum zusätzliche Aktuierungsfreiheitsgrade aufweisen. Für Details sei auf die vorhergehend beschriebenen Varianten verwiesen.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 40 und 41 eine vorteilhafte Variante der Laufschiene 32 beschrieben. Es wurde insbesondere erkannt, dass die Ausrichtung der Normalen 43 von der lokalen Ableitung des räumlichen Verlaufs der Laufschiene 32 abhängt.
Die Laufschiene 32 kann dreidimensional, insbesondere aplanar, ausgebildet sein. Sie weist mit anderen Worten einen Verlauf auf, welcher nicht in einer einzigen Ebene liegt. Die Laufschiene 32 ist insbesondere derart ausgebildet, dass sie zumindest bereichsweise eine senkrecht zur Ebene 38 orientierte Komponente aufweist. Auf diese Weise ist es möglich, die Orientierung des Einzelspiegels 24 ohne einen zusätzlichen Aktuator durch Verfahren des Laufwagens 33 entlang der Laufschiene 32 zu verändern.
In der 40 sind exemplarisch drei unterschiedliche Positionierungen dargestellt, welche unterschiedliche Ausrichtungen des Positionierelements 25 aufweisen. Durch eine, schematisch in 41 dargestellte Verwindung der Laufschiene ist es außerdem möglich, die Orientierung der Einzelspiegel 24 um eine Achse 88, welche senkrecht zur Längsrichtung der Positionierelemente 25 ausgerichtet ist, einzustellen. Zur Verdeutlichung dieses Konzepts sind exemplarisch zwei unterschiedliche Positionierungen a) und b) des Positionierelements 25 mit dem Einzelspiegel 24 dargestellt.
Die Laufschiene 32 kann allgemein entsprechend der Schiene einer Achterbahn ausgebildet sein.
Im Folgenden werden weitere Details der Einzelspiegel 24 beschrieben. Die nachfolgenden Details beziehen sich insbesondere auf die Verstellbarkeit der Einzelspiegel 24, insbesondere der Pfropfen 60, und der hierfür vorgesehenen Mechaniken. Sie werden nachfolgend insbesondere für die allgemein in den 2a und 26 dargestellten Ausführungsformen, bei welchen der Spiegelkörper 21 strahlungsdurchlässige Bereiche 26 aufweist, beschrieben. Sie sind entsprechend auch für die übrigen Ausführungsformen zutreffend.
Die Mechaniken zur Verstellung der Einzelspiegel 24, insbesondere der Pfropfen 60, weisen eine hohe Präzision auf. Sie ermöglichen insbesondere eine Verstellbarkeit der Einzelspiegel 24, insbesondere der Pfropfen 60, mit einer Präzision im Submikrometerbereich, insbesondere mit einer Präzision von besser als 100 nm, insbesondere besser als 50 nm, insbesondere besser als 30 nm, insbesondere besser als 20 nm, insbesondere besser als 10 nm, insbesondere besser als 5 nm, insbesondere besser als 3 nm, insbesondere besser als 2 nm und insbesondere besser als 1 nm.
Allgemein sind die Mechaniken wartungsarm, vorzugsweise wartungsfrei.
Sie sind insbesondere vakuumtauglich oder so gekapselt, dass sie vakuumtauglich sind.
Sie sind weiterhin unempfindlich gegenüber atomarem Wasserstoff. Sie umfassen keine ausgasenden Substanzen, die zu einer Kontamination der EUV-Optik führen könnten. Sie sind somit ausgasungsfrei oder so gekapselt, dass sie vakuumtauglich sind.
Im Folgenden werden stichwortartig weitere Details der Aktuatoren zur Verlagerung der Einzelspiegel 24 und/oder der Pfropfen 60 und/oder der Reflektoren 65 beschrieben. Als Aktuatoren eignen sich insbesondere Piezoantriebe und/oder Lorentz-Aktuatoren. Derartige Aktuatoren sind insbesondere vakuumtauglich.
Bei der Verwendung eines Piezoantriebs kann entweder die Bewegung eines Piezomoduls direkt genutzt werden oder mehrere Piezomodule für einen auch als Coupler bezeichneten Schreitantrieb genutzt werden. Hiermit sind sowohl Rotations- als auch Translationsbewegungen möglich.
Lorentz-Aktuatoren, insbesondere mit einer Spulen-Magnetanordnung, können zur Realisierung von Linear- und/oder Rotationsbewegungen dienen.
Die Aktuatoren sind insbesondere gekapselt ausgebildet. Als Aktuatoren können insbesondere gekapselte Elektromotoren, insbesondere Scheibenläufer oder Schrittmotoren, dienen. Mit diesen Motoren kann insbesondere eine Rotationsbewegung erzeugt werden. Die Rotationsbewegung kann in eine Linearbewegung umgesetzt werden. Hierfür können Spindeln, Exzenter, Riemenantriebe oder eine Zahnrad-Zahnstange-Kombination vorgesehen sein. Vorzugsweise sind die Bauelemente zur Umsetzung der Rotationsbewegung in einer Linearbewegung gekapselt ausgebildet.
Es können auch Magneten als Mitnehmer genutzt werden. Dies wird auch als Magnet-Kupplung bezeichnet. Die Mitnehmer können insbesondere abriebsfrei arbeiten.
Die Aktuatoren können auch als Bimetal-Aktuatoren ausgebildet sein. Derartige Aktuatoren können lokal erwärmt werden, um Schwenkbewegungen auszuführen. Zur Erwärmung können beispielsweise Heizwiderstände, insbesondere Wärmespulen dienen.
Zur Bewegungsauslösung können auch vorgespannte Federelemente dienen. Diese können Rotationen und/oder Translationen ermöglichen.
Es können auch pneumatische und/oder hydraulische Aktuatoren vorgesehen sein.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Formgedächtnis-Legierungen zu verwenden. Diese können durch Wärmeeinwirkung ihre Form verändern. Sie weisen insbesondere mindestens eine erste vorbestimmte Form und mindestens eine weitere Form auf. Die weitere Form kann ebenfalls vorbestimmt sein. Sie kann auch unbestimmt sein. Bei der ersten Form kann es sich insbesondere um den steifen Zustand der Formgedächtnislegierung handeln. Die weitere Form kann durch einen weichen Zustand der Formgedächtnislegierung gegeben sein. In diesem Fall kann es zu einem Wegkippen aufgrund einer Gewichtskraft oder zu einer Bewegung durch eine andere Kraft, beispielsweise eine Federkraft, kommen. Auch ein zweiter vorbestimmter Zustand der Formgedächtnis-Legierung kann ein Wegkippen verursachen.
Die Formgedächtnis-Legierungen können auch magnetisch aktuiert werden.
Möglich sind auch kapazitive Aktuatoren. Diese sind insbesondere bei Bauelementen vorgesehen, welche sehr klein sind.
Im Folgenden werden exemplarisch unterschiedliche Führungstypen mit Kinematiken beschrieben, welche für eine geführte Verlagerung der Einzelspiegel 24 und/oder der Pfropfen 60 und/oder der Reflektoren 65 vorgesehen sein können. Die Kinematiken ermöglichen insbesondere eine geführte Verlagerung nach Aufbringung der Kraft durch die Aktuatoren oder durch die Schwerkraft.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind Festkörpergelenke vorgesehen. Diese sind insbesondere reibungsfrei ausgebildet. Sie sind insbesondere abriebsfrei ausgebildet. In diesem Fall werden bei der Verlagerung der Bauelemente keine freien Partikel erzeugt, welche zu einer Kontamination, insbesondere eines Spiegels der EUV-Optik, insbesondere der Beleuchtungsoptik 4 oder der Projektionsoptik 9, führen könnten.
Die Festkörpergelenke sind insbesondere spielfrei ausgebildet. Sie weisen daher eine hohe Präzision auf.
Sie sind insbesondere derart ausgebildet, dass kein Slip-Stick-Effekt auftritt.
Ein einzelnes Festkörpergelenk ermöglicht insbesondere eine Rotationsbewegung. Mittels einer Kombination von Festkörpergelenken sind auch Linearbewegungen realisierbar.
Es können auch magnetische Lager vorgesehen sein. Diese können berührungsfrei arbeiten. Sie sind im Wesentlichen reibungsfrei. Sie arbeiten insbesondere abriebsfrei.
Weiterhin können Wälzlager, insbesondere Kugellager, Rollenlager oder Tonnenlager vorgesehen sein. Die Wälzlager können insbesondere in der oder den Laufschienen 32 und/oder im Laufwagen 33 angeordnet sein. Sie ermöglichen lineare und/oder rotatorische Bewegungen. Sie sind sehr kostengünstig.
Zur Schmierung der Lager sind insbesondere vakuumtaugliche Schmierstoffe vorgesehen.
Prinzipiell können auch Gleitlager vorgesehen sein.
Es können auch Luftlager, insbesondere verkapselte Luftlager vorgesehen sein. Sie sind beispielsweise zur Abschirmung in Wellschläuchen oder durch zusätzliche Absaugung, die das Vakuum aufrecht erhält, einsetzbar.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 42 bis 66 exemplarische Ausführungsbeispiele zur Verdeutlichung der Verlagerung der Einzelspiegel 24 und/oder der Pfropfen 60 und/oder der Reflektoren 65 beschrieben. Identische Bauteile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird.
Der in den Figuren dargestellte Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung ist rein exemplarisch zu verstehen. Er dient lediglich der Verdeutlichung der Anordnung der Spiegeleinrichtung 20 relativ zum Retikel 7 und der Strahlungsquelle 3.
Die Verlagerung der Einzelspiegel 24 und/oder der Pfropfen 60 und/oder der Reflektoren 65 ist in den Figuren nur schematisch dargestellt. Sie erfolgt insbesondere mit Hilfe der vorhergehend beschriebenen Aktuatoren und/oder Kinematiken.
Bei der in 42 dargestellten Ausführungsform werden die Pfropfen 60 zum Verschließen der strahlungsdurchlässigen Bereiche 26 zunächst in beziehungsweise auf einem Bestückungscontainer 92 angeordnet. Der Bestückungscontainer 92 bildet insbesondere eine Halteeinrichtung für die Pfropfen 60.
Der Bestückungscontainer 92 weist Halteöffnungen 93 zur Aufnahme der Pfropfen 60 auf. Die Anordnung der Halteöffnungen 93 im Bestückungscontainer 92 ist an die Anordnung der strahlungsdurchlässigen Bereiche 26 im Spiegelkörper 21 angepasst. Der Bestückungscontainer 92 ist insbesondere derart ausgebildet, dass er derart relativ zum Spiegelkörper 21 angeordnet werden kann, dass die Halteöffnungen 93 jeweils mit einem der strahlungsdurchlässigen Bereiche 26 fluchten. Es kann insbesondere zu jedem der strahlungsdurchlässigen Bereiche 26 genau eine Halteöffnung 93 im Bestückungscontainer 92 vorgesehen sein.
Mittels des Bestückungscontainers 92 kann eine Vielzahl von Pfropfen 60 gleichzeitig in die strahlungsdurchlässigen Bereiche 26 eingesetzt werden. Dies kann mittels des Aktuators 62 geschehen. Zur Anordnung der Pfropfen 60 in den strahlungsdurchlässigen Bereichen 26 kann insbesondere vorgesehen sein, den Bestückungscontainer 92 zunächst mittels einer Drehbewegung 94 einzuschwenken. Anschließend können die Pfropfen 60 mittels einer Translationsbewegung 95 in die strahlungsdurchlässigen Bereiche 26 eingeführt werden.
Zur Drehbewegung 94 ist insbesondere ein gekapselter Elektromotor mit Wälzlager vorgesehen. Hierdurch sind große Bewegungsumfänge möglich.
Für die Translationsbewegung 95, welche auch als Linearbewegung bezeichnet wird, kann insbesondere ein Piezoantrieb oder ein Lorentz-Aktuator vorgesehen sein. Die Translationsbewegung 95 kann insbesondere durch Festkörpergelenke geführt sein.
In den 43a und 43b sind zwei unterschiedliche Settings exemplarisch dargestellt, bei welchen unterschiedliche der strahlungsdurchlässigen Bereiche 26 durch Pfropfen 60 verschlossen sind.
Da die Anordnung der Pfropfen 60 im Bestückungscontainer 92 im Voraus möglich ist, kann zwischen diesen Settings auf einfache Weise und/oder in kurzer Zeit hin und her geschaltet werden. Es kann insbesondere vorgesehen sein, mehr als einen Bestückungscontainer 92 vorzusehen.
Wie in den 44a, 44b und 44c exemplarisch dargestellt ist, können die Pfropfen 60 derart ausgebildet und/oder in den strahlungsdurchlässigen Bereichen 26 angeordnet sein, dass sie im eingesetzten Zustand über den jeweils benachbarten Bereich der Reflexionsfläche 22 überstehen (44a), bündig mit diesem abschließen (44b) oder relativ zu diesem nach hinten versetzt sind (44c). Bei der Anordnung gemäß 44b führt die Reflexionsfläche 64 des Pfropfens 60 gerade zu einer stufenlosen Fortsetzung der Reflexionsfläche 22 des Spiegelkörpers 21. Bei den Anordnungen gemäß den 44a und 44c kommt es zu einem positiven beziehungsweise negativen Versatz zwischen der Reflexionsfläche 64 des Pfropfens 60 und der Reflexionsfläche 22 des Spiegelkörpers 21.
Durch die relative Anordnung und/oder Justierung des Pfropfens 60 relativ zur Reflexionsfläche 22 des Spiegelkörpers 21 kann ein Gangunterschied der Beleuchtungsstrahlung 14 und damit ein Phasenunterschied erzeugt und/oder justiert werden.
Bei der in den 45a und 45b exemplarisch dargestellten Ausführungsform ist benachbart zu einem strahlungsdurchlässigen Bereich 26 eine Platte 96 angeordnet. Die Platte 96 weist Durchtrittsöffnungen 97 auf. Sie weist mindestens eine Durchtrittsöffnung 97 auf. Sie kann insbesondere auch zwei oder mehr Durchtrittsöffnungen 97 aufweisen.
Die Platte 96 weist außerdem einen strahlungsreflektierenden Bereich 98 auf. Der strahlungsreflektierende Bereich 98 ist auf der dem strahlungsdurchlässigen Bereich 26 zugewandten Seite der Platte 96 angeordnet.
Die Platte 96 ist scheibenförmig ausgebildet. Sie kann insbesondere rund, insbesondere kreisförmig ausgebildet sein.
Eine Ansicht der Platte 96 ist in 46 exemplarisch dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Platte 96 zwei Durchtrittsöffnungen 97 auf. Die Durchtrittsöffnungen 97 weisen unterschiedliche Durchmesser auf. Dies ermöglicht eine Anpassung an die Größe der Pupillenspots, insbesondere an die Größe der Strahlungsquelle 3.
Die Platte 96 ist insbesondere drehbar gelagert. Sie ist um eine Drehachse 99 drehbar gelagert. Die Drehachse 99 ist insbesondere senkrecht zur Platte 96, insbesondere senkrecht zu dem strahlungsreflektierenden Bereich 98 ausgerichtet. Sie kann mittig oder außermittig relativ zur Platte 96 verlaufen.
Die Drehbewegung, die das Einschwenken und/oder ein Verdrehen der Platte 96 um die Drehachse 99 ermöglicht, wird durch Lorentz-Aktuatoren und Festkörpergelenke realisiert. Die Aktuatorik ist in den 45a und 45b nur schematisch dargestellt. Sie ist mit dem Bezugszeichen 100 versehen.
In den 47a und 47b ist eine Variante dargestellt, bei welcher der Pfropfen 60 selbst eine Durchtrittsöffnung 101 aufweist. Die Durchtrittsöffnung 101 weist insbesondere einen Durchmesser auf, welcher dem des strahlungsdurchlässigen Bereichs 26 entspricht. Der Pfropfen 60 ist um eine Achse 102, welche senkrecht zur Längsrichtung 103 der Durchtrittsöffnung 101 ausgerichtet ist, verschwenkbar. In dem in den Figuren dargestellten kartesischen Koordinatensystem kann die Drehbewegung aus einer Kombination einer Drehung um die x-Achse und die y-Achse erfolgen. Durch eine Verschwenkung des Pfropfens 60 kann der strahlungsdurchlässige Bereich 26 verschlossen werden. Er wird insbesondere durch einen strahlungsreflektierenden Bereich 104 auf dem Pfropfen 60 verschlossen. Der strahlungsreflektierende Bereich 104 weist Abmessungen auf, welche mindestens so groß sind wie die des strahlungsdurchlässigen Bereichs 26.
Zur Verschwenkung des Pfropfens 60 ist dieser mit einem Drehgelenk 105 versehen.
Außerdem ist zur Aktuierung des Pfropfens 60 eine Aktuator-Einrichtung 106 mit einem Linearaktor 107, einem Schubgelenk 108, einem Gelenk 109 und einem Anschlag 110 vorgesehen.
Bei der Variante gemäß 48 ist ebenso wie bei den Varianten gemäß einer der 50, 55, 58a, 58b, 59 und 62 eine Linearbewegung 111 zum Einführen des Pfropfens 60 in den strahlungsdurchlässigen Bereich 26 beziehungsweise aus diesem heraus vorgesehen. Hierfür werden geeignete Aktuatoren und Kinematiken gemäß des Bauraums, der zur Verfügung steht, und anhand der Spiegelgröße aus der vorhergehend beschriebenen Auswahl ausgewählt.
Anstelle der Linearbewegung 111 kann auch eine Schwenkbewegung 112 zum Ein- beziehungsweise Ausschwenken des Pfropfens 60 oder des Reflektors 65 vorgesehen sein. Unterschiedliche Varianten sind exemplarisch in den 49a, 49b, 51, 52, 53a, 53b, 54, 56, 60, 63 und 70 dargestellt. Hierbei sind in den Figuren exemplarisch Drehgelenke 113 und Positionierelemente 25 dargestellt.
Auch wenn dies aus den Figuren nicht unmittelbar und eindeutig hervorgeht, sind die Gelenke 113 und die Positionierelemente 25 jeweils derart relativ zu den Reflektoren 65 und relativ zu den strahlungsdurchlässigen Bereichen 26 angeordnet, dass sie auch im eingeschränkten Zustand des Reflektors 65 nicht zu einer Obskuration der Reflexionsfläche 64 führen.
Wie exemplarisch in den 53a und 53b dargestellt ist, kann eine Schwenkbewegung 112 auch durch eine Linearbewegung 111 aktuiert werden. Hierdurch ist eine Anpassung der Aktuatorik an den zur Verfügung stehenden Bauraum möglich.
Gemäß der in 59 dargestellten Ausführungsform sind drei Reflektoren 65 vorgesehen. Diese sind kreisringabschnittsförmig ausgebildet. Sie sind in Radialrichtung verlagerbar. Eine andere Aufteilung des Kreisrings, beispielsweise durch zwei, vier oder mehr Kreisringabschnitte, ist ebenso möglich.
Eine Variante mit zwei kreisringabschnittsförmigen Reflektoren 65 ist in der 60 exemplarisch dargestellt. Bei dieser Variante sind die Reflektoren 65 mittels des Drehgelenks 113 verschwenkbar gelagert.
Die in der 61 dargestellte Variante entspricht im Wesentlichen der Variante gemäß 42, wobei die Pfropfen 60 jeweils individuell in die zugehörigen strahlungsdurchlässigen Bereiche 26 eingeschwenkt und abgesenkt werden. Auf einen Bestückungscontainer 92 wird bei dieser Variante verzichtet. In der 61 ist der Pfropfen 60 exemplarisch sowohl in der ausgeschwenkten Position (A) als auch in der eingeschwenkten Position (E) dargestellt.
Die Ausführungsform gemäß 64 entspricht im Wesentlichen der in den 45a und 45b dargestellten. Bei der Ausführungsform gemäß 64 weist die Platte 96 zwei Durchtrittsöffnungen 97 auf. Diese sind fluchtend zu zwei strahlungsdurchlässigen Bereichen im Spiegelkörper 21 anordenbar. Die Aktuatorik 100 zur Verdrehung der Platte 96 ist bei dieser Variante auf der Rückseite des Spiegelkörpers 21 angeordnet. Sie ist insbesondere mechanisch mit dem Spiegelkörper 21 verbunden.
Bei dieser Variante sind die Durchtrittsöffnungen 97 konisch ausgebildet. Sie sind insbesondere derart ausgebildet, dass sie eine Fortsetzung der Durchtrittsöffnungen, welche die strahlungsdurchlässigen Bereiche 26 bilden, bilden. Dies ist auch bei den anderen Varianten möglich.
Wie exemplarisch in der 69 dargestellt ist, kann auch ein xyz-Verfahrtisch 116 oder mehrere xyz-Verfahrtische, welche Linearantriebe gemäß der vorhergehenden Beschreibung enthalten, vorgesehen sein. Diese ermöglichen die Positionierung fest montierter Einzelspiegel 24 oder Pfropfen 60 oder Reflektoren 65, insbesondere in den strahlungsdurchlässigen Bereichen 26, insbesondere an verschiedenen Positionen.
Der xyz-Verfahrtisch 116 kann insbesondere anstelle eines Roboterarms verwendet werden.
Alternativ hierzu können die Pfropfen 60 mittels eines xyz-Verfahrtisches 116 individuell in die strahlungsdurchlässigen Bereiche 26 im Spiegelkörper 21 eingesetzt werden. Hierzu kann ein Greifer vorgesehen sein, welcher die Pfropfen 60 aufnimmt und an der gewünschten Stelle ablegt.
Gemäß der in der 65 dargestellten Variante sind die Pfropfen 60 in einem Magazin 114 angeordnet. Sie können mittels eines nicht näher dargestellten Roboters aus dem Magazin 114 entnommen und in die strahlungsdurchlässigen Bereiche 26 im Spiegelkörper 21 eingesetzt werden. Vorzugsweise sind die Pfropfen 60 derart ausgebildet, dass sie in den strahlungsdurchlässigen Bereichen 26 verrastbar sind. Sie können insbesondere im Spiegelkörper 21 verrastbar sein.
Gemäß der in 66 dargestellten Variante sind Einzelspiegel 24 in den Spiegelkörper 21 integriert. Sie sind insbesondere parallel zur Reflexionsfläche 22 des Spiegelkörpers 21 verschiebbar. Zur Verschiebung kann insbesondere ein Elektromagnet vorgesehen sein.
Die Einzelspiegel 24 weisen jeweils eine Linearführung 115 auf, welche in der 66 schematisch angedeutet ist.
Bei einer Anordnung des Einzelspiegels 24 im strahlungsdurchlässigen Bereich 26 (gestrichelt dargestellt) verschließt der Einzelspiegel 24 den strahlungsdurchlässigen Bereich 26. Die Reflexionsfläche 44 des Einzelspiegels 24 ist in dieser Stellung zur Reflexionsfläche 22 des Spiegelkörpers 21 versetzt angeordnet.
Die Variante gemäß den 67a und 67b entspricht im Wesentlichen der Variante gemäß den 47a und 47b. Bei der Variante gemäß den 67a und 67b ist das Drehgelenk 105 relativ zum strahlungsdurchlässigen Bereich 26 mittig angeordnet. Es kann jedoch auch außermittig angeordnet sein. Auf die Aktuator-Einrichtung 106 kann bei der Variante gemäß den 67a und 67b verzichtet werden.
Bei der Variante gemäß der 68 ist der Pfropfen 60 verschwenkbar und linear verlagerbar. Diese Variante eignet sich insbesondere auch zur Verlagerung der Einzelspiegel 24, welche im Bereich vor dem Spiegelkörper 21 positioniert werden.
Das Drehgelenk 113 kann insbesondere auch ein Mehrachsengelenk, das heißt ein Gelenk mit mindestens zwei Schwenkfreiheitsgraden sein. Es kann insbesondere eine Verschwenkung des Pfropfens 60 in einer Ebene parallel zur Reflexionsfläche 22 des Spiegelkörpers 21 sowie um eine Achse parallel hierzu ermöglichen.
Die Anzahl der in den Figuren dargestellten strahlungsdurchlässigen Bereiche 26 und des Pfropfens 60 entsprechen nicht den tatsächlichen Verhältnissen. Diesbezüglich sei auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen.
Kombinationen der in den Figuren schematisch dargestellten Varianten sind ebenso möglich.
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

DE 102010041623 A1 [0002, 0128]
DE 102011086345 A1 [0128]
US 6859515 B2 [0131]
WO 2010/049076 A1 [0135, 0261]
DE 4133108 A1 [0168]
US 2006/0232867 [0255]

Claims

Optisches Bauelement (23) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) umfassend eine Vielzahl von variabel positionierbaren strahlführenden Elementen (24), mindestens eine mechanische Führungseinrichtung (32) und mindestens ein durch die Führungseinrichtung (32) geführt verlagerbares Positionierelement (25) zur Positionierung jeweils mindestens eines der strahlführenden Elemente (24), wobei eine Normalenrichtung (35) existiert, derart, dass ein Bild der Führungseinrichtung (32) bei einer Senkrechtprojektion entlang dieser Normalenrichtung (35) in eine Ebene überschneidungsfrei zu einer vorgegebenen Kreisringfläche ist, und wobei jedem Positionierelement (25) jeweils mindestens ein strahlführendes Element (24) zugeordnet ist, welcher mittels des Positionierelements (25) variabel positionierbar ist.
Optisches Bauelement (23) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die strahlführenden Elemente (24) eine verstellbare Orientierung aufweisen.
Optisches Bauelement (23) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Führungseinrichtung eine Führungsschiene (32) umfasst, entlang welcher das mindestens eine Positionierelement (25) verlagerbar ist.
Spiegeleinrichtung (20) für eine Projektionsoptik (9) einer Projektionsbelichtungsanlage (1) umfassend einen Spiegel (M₁; M₂) mit mindestens einer Reflexionsfläche (22) und ein optisches Bauelement (23) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 und/oder mindestens ein auf den Spiegelkörper aufsetzbares strahlführendes Element (67).
Spiegeleinrichtung (20) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamtheit der strahlführenden Elemente (24; 67) bei einer Senkrechtprojektion entlang der Normalenrichtung (35) einen Gesamtflächeninhalt aufweist, dessen Verhältnis zur Reflexionsfläche (22) des Spiegels (M₁; M₂) höchstens 1:10 beträgt.
Spiegel (M_i) für eine Projektionsoptik (9) einer Projektionsbelichtungsanlage (1) mit einer Gesamtreflexionsfläche (22) dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtreflexionsfläche (22) eine veränderbare Topographie aufweist.
Beleuchtungsoptik (4) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) mit mindestens einem Facettenspiegel (18), wobei der Facettenspiegel (18) ein optisches Bauelement (23) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 aufweist.
Beleuchtungssystem (2) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) mit einer Beleuchtungsoptik (4) gemäß Anspruch 7 und einer Strahlungsquelle (3).
Projektionsoptik (9) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) mit einem optischen Bauelement (23) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 und/oder mit einem Spiegel gemäß Anspruch 6.
Projektionsoptik (9) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das optisches Bauelement (23) pupillennah angeordnet ist.
Optisches System (27) umfassend eine Beleuchtungsoptik (4) und eine Projektionsoptik (9), wobei die Beleuchtungsoptik (4) gemäß Anspruch 7 oder die Projektionsoptik (9) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 10 ausgebildet ist.
Projektionsbelichtungsanlage (1) umfassend ein optisches System (27) gemäß Anspruch 12 und eine Strahlungsquelle (3).
Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements umfassend die folgenden Schritte: – Bereitstellen eines Retikels (7), – Bereitstellen eines Wafers (12) mit einer lichtempfindlichen Beschichtung, – Projizieren zumindest eines Abschnitts des Retikels (7) auf den Wafer (12) mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage (1) nach Anspruch 12, – Entwickeln der belichteten lichtempfindlichen Beschichtung auf dem Wafer (12).
Bauelement hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 13.