EP1550004A2 - Beleuchtungssystem mit einer vorrichtung zur einstellung der lichtintensit t - Google Patents

Beleuchtungssystem mit einer vorrichtung zur einstellung der lichtintensit t

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Publication number
EP1550004A2
EP1550004A2 EP03807802A EP03807802A EP1550004A2 EP 1550004 A2 EP1550004 A2 EP 1550004A2 EP 03807802 A EP03807802 A EP 03807802A EP 03807802 A EP03807802 A EP 03807802A EP 1550004 A2 EP1550004 A2 EP 1550004A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plane
lighting system
light intensity
penumbra
adjusting
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03807802A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Singer
Martin Antoni
Frank Melzer
Johannes Wangler
Joachim Hainz
Joachim Wietzorrek
Manfred Maul
Markus Weiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss SMT GmbH filed Critical Carl Zeiss SMT GmbH
Publication of EP1550004A2 publication Critical patent/EP1550004A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70558—Dose control, i.e. achievement of a desired dose
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7085—Detection arrangement, e.g. detectors of apparatus alignment possibly mounted on wafers, exposure dose, photo-cleaning flux, stray light, thermal load

Definitions

  • Lighting system with a device for adjusting the light intensity
  • the invention relates to an illumination system for wavelengths 157 157 nm, the illumination system comprising a radiation source that provides a bundle of light rays and a first optical component that has a first optical element with raster elements.
  • EUV lithography it is conceivable to use light with wavelengths less than 157 nm, for example lithography with soft X-rays, the so-called EUV lithography.
  • EUV lithography is one of the most promising in the future
  • Wavelengths in the range of 11-14 nm, in particular 13.5 nm, with a numerical aperture of 0.2-0.3 are currently being discussed as wavelengths for EUV lithography.
  • the image quality in EUV lithography is determined on the one hand by the projection lens and on the other hand by the lighting system.
  • the lighting system should be as uniform as possible
  • the projection lens depicts the field plane in an image plane, the so-called wafer plane, in which a light-sensitive object is arranged.
  • Projection exposure systems for EUV lithography are designed with reflective optical elements. The shape of the
  • the field of an EUV projection exposure system is typically that of a ring field with a high aspect ratio of 2 mm (width) x 22-26 mm (arc length).
  • the projection systems are usually operated in scanning mode.
  • EUV projection exposure systems reference is made to the following publications: W.Ulrich, S. Beiersdörfer, HJMann, "Trends in Optical Design of Projection Lenses for UV- and EUV-Lithography" in Soft-X-Ray and EUV Imaging Systems, WMKaiser, RHStulen (Hrsg), Proceedings of SPIE, Vol. 4146 (2000), pages 13-24 and
  • a problem with lighting systems for wavelengths 157 157 nm is that the light sources or radiation sources of such lighting systems are pulsed light sources which have strong pulse-to-pulse fluctuations. As a result, the exposure dose fluctuates greatly.
  • Another problem with projection exposure systems for wavelengths ⁇ 157 nm are different sensitivities, for example of the photoresist, of the objects which are arranged in the wafer plane of the projection exposure system or of measuring means used in the projection exposure system.
  • Light intensity is used for transmission filters which, for example, comprise chrome particles applied to a glass substrate, with which the density of the areas shaded by the filter and thus the light intensity can be varied.
  • filters which, for example, comprise chrome particles applied to a glass substrate, with which the density of the areas shaded by the filter and thus the light intensity can be varied.
  • EP 0952491 A2 in which such a filter is shown.
  • Also from US 6,051,842 is for wavelengths
  • transmissive filter element has become known that in the beam path of the lighting system is arranged after the light source and before an optical integrator.
  • Filters as known from EP 0952491 A2 or US Pat. No. 6,051,842, can be used in a lighting system because of the high light losses
  • Projection exposure system with a wavelength ⁇ 157nm are not used, in particular such filters would be very easily destroyed by excessive heat.
  • the object of the invention is to provide an illumination system for wavelengths ⁇ 157 nm, in particular in the EUV range, in which the disadvantages mentioned above can be avoided.
  • an illumination system for wavelengths ⁇ 157 nm is to be specified, in which the problems of fluctuating exposure doses are solved and in which the illumination intensity can be continuously weakened and thus adjusted.
  • Attenuation should be carried out in such a way that the structure of a structured mask, which is arranged in the reticle plane, does not depend on the weakening in the wafer plane in which the object to be exposed is arranged. Furthermore, the components of such a lighting system should be simple in construction and manufacture.
  • a lighting system which has a device for adjusting the light intensity for wavelengths ⁇ 157 nm, the device for adjusting the light intensity in the beam path between the radiation source and the first optical element with a plurality of Raster elements is arranged.
  • the arrangement of the device for adjusting the light intensity in the beam path in front of the first optical element with a plurality of raster elements means that the structure of the attenuator is not visible in the field plane, since the field is superimposed on the field plane in the field plane
  • Images of the plurality of raster elements is formed and, for example, one Shadowing occurs due to the structure of the attenuator at different locations on the respective raster elements.
  • An arrangement of the structures of the attenuator at a certain distance from the first optical element with raster elements is preferred, so that the shadows of the structures are not sharp, but are washed out.
  • An arrangement of the structures perpendicular to the scanning direction is particularly preferred, so that the shadows extend over entire first raster elements and thus over the entire field width of the field to be illuminated in the reticle plane, are imaged and superimposed on the first raster elements.
  • the lighting system has a second optical component which focuses the bundle of light beams emanating from the radiation source into an intermediate focus in an intermediate focus plane, an image of the radiation source being formed in the intermediate focus.
  • the intermediate focus plane is preferably in front of the first optical element
  • the diameter of the light source in the intermediate focus plane is approximately 10 mm. If the device for adjusting the light intensity is positioned in or near this image of the light source, the result is that the fine structure of the device for adjusting the light intensity is not visible in the field plane.
  • Light intensity means a device that generates a plurality of penumbra in the first plane, in which the first optical element with a plurality of raster elements is arranged.
  • Such an element with a multiplicity of devices for producing penumbra can be an element which comprises a self-supporting structure of webs which, in a special embodiment, result in a cross-line grating.
  • a variable setting of the light intensity in such a device is possible if the density of the Device for generating penumbra, here the number of webs increases, for example in the longitudinal direction of such an element.
  • a variable weakening can then be carried out by moving in the longitudinal direction.
  • the density of the first device for producing penumbra of the first element increasing in the longitudinal direction and the density of the second device for producing penumbra decreases with respect to the longitudinal direction of the first element, ie increases in the direction opposite to the longitudinal direction of the first element in the second element. If the first and second elements are now moved relative to one another, this results in a variable density of the penumbra and thus the light intensity in the first plane, in which the first optical element is arranged with a large number of raster elements.
  • both the first element and the second element are designed as self-supporting structures with webs resulting in a first and a second cross grating
  • the penumbras in the first plane in which the optical element is arranged with a plurality of raster elements, are a superimposition of these Elements created penumbra.
  • the angle between the four superimposed line gratings is maximum. For example, this is achieved in that the webs of the first element and the second
  • Elementes are arranged such that all the webs of the two superimposed line-cross grids enclose an angle greater than 30 °.
  • this can be achieved in that the
  • Webs of the first element are oriented at an angle of approximately 30 ° or approximately 120 ° to the side edge of the first optical element, the Side edge runs parallel to the longitudinal direction of the first optical element and the webs of the second optical element are oriented at an angle of approximately 60 ° and approximately 150 ° to the side edge of the second optical element, the side edge of the second optical element parallel to the longitudinal axis of the second optical element runs.
  • a third optical element with a structure of webs, resulting in a line-cross grating can be used
  • the webs preferably run at an angle of approximately 0 ° and approximately 90 ° to the side edge of the third optical element, the side edge of the third optical element being oriented parallel to the longitudinal direction of the first and second optical elements.
  • a device with a plurality of devices for producing penumbra to be pivoted about an axis of rotation, the axis of rotation being perpendicular to
  • the direction of the beam path is and in a second plane, which is parallel to the first plane, in which the first optical element with a plurality of raster elements is arranged.
  • Grid elements are arranged, can be varied and thus the light intensity.
  • a large number of devices for producing penumbra can, for example, be webs, resulting in a line or line-cross grating.
  • Another possibility of setting the light intensity is to use an optical device that is transmissive in the wavelength range of the EUV radiation
  • Component for example a silicon window, which in turn can be pivoted about an axis of rotation which is perpendicular to the direction of the beam path and lies in a second plane which is parallel to the first plane.
  • the path length is lengthened or shortened, and the intensity is increased or decreased in this way.
  • a normal incidence mirror can also be pivoted in the lighting system.
  • a normal incidence mirror is a mirror on which the rays of the light beam that passes through the projection exposure system from the light source to the object to be exposed strike at an angle of ⁇ 70 °.
  • the angles of incidence of the rays of the incident light bundle or beam bundle change and thus the reflectivity of the normal incidence mirror. In this way the intensity can be adjusted.
  • an aperture can be arranged in or near the intermediate focus plane. The size of the image of the light source and thus the light intensity can be influenced by enlarging or reducing the diaphragm diameter in the area of the intermediate focus.
  • a device for adjusting the light intensity it can be provided in combination with a diaphragm that the collector of the second optical component of the lighting system has devices with which the position of the intermediate focus of the intermediate focus plane can be adjusted relative to the diaphragm in the diaphragm plane.
  • defocusing the light intensity can be controlled in relation to the aperture level.
  • a particularly fast attenuator which can be used in a control loop to control the flow of a pulsed light source in order to compensate for the strong pulse-to-pulse fluctuations, is the combination of a mirror with a device for generating elastic vibrations
  • the invention also provides a projection exposure system with such an illumination system for imaging the structure of a mask arranged in the reticle plane onto a light-sensitive object in an object plane.
  • Figure 1 is a schematic view of a projection exposure system with a
  • Figure 2A-B shows a first embodiment of an attenuator, the one
  • Rotation axis is rotatable and thus affects penumbra and line density.
  • Figure 2C a first embodiment of an attenuator, in which the line density is influenced by methods.
  • FIGs 3a and 3b plan view of an attenuator according to Figure 2 in two positions
  • Figure 4 shows a second embodiment of an attenuator with individual elements rotatable about an axis of rotation for adjusting the light intensity
  • Figure 5 shows a single element to attenuate the light intensity
  • FIG. 6 shows a transmissive optical component as a third embodiment of an attenuator which can be rotated about an axis of rotation
  • FIG. 7A Fourth embodiment of an attenuator in the form of two normal incidence mirrors which can be rotated about an axis of rotation
  • FIG. 7B schematic diagram of a differential pump section in the vicinity of the intermediate image
  • Figure 8 plan view of a fifth embodiment of an attenuator, with a first line-cross grating
  • Figures 10a and 10b plan view of a fifth embodiment of an attenuator with a second line-cross grating Figure 11 Superposition of first and second line-cross grids
  • Figures 12a and 12b plan view of a fifth embodiment of an attenuator with a third and a fourth line-cross grating
  • FIG. 14A sixth embodiment of an attenuator with a mirror surface deformable by sound waves
  • FIG. 14B detail of an attenuator according to FIG. 14A
  • FIG. 15 lighting system with an attenuator according to Figure 14A-B
  • FIGS. 16 and 17 seventh embodiment of an attenuator with a collector that is decentred to cover an illumination system
  • the projection exposure system comprises a light source or a radiation source 1.
  • the light emitted by the light source 1, of which only four representative beams are drawn, is collected by a nested collector 3 and is applied to a first optical element, here a first faceted mirror 102 Numerous first raster elements, so-called field honeycombs, steered. In the present case, the first raster elements have a collecting effect.
  • the faceted mirror 102 is also referred to as a field honeycomb mirror.
  • Level 103 in which the field honeycomb mirror is arranged is largely homogeneous. Due to the collecting effect of the collector 3, the light source 1 becomes one Intermediate image Z mapped in an intermediate image plane. The intermediate image Z in the intermediate image plane 105 of the light source 1 is formed between the collector 3 and the first faceted mirror.
  • the collector 3 is a nested collector with a variety of around one
  • Rotation axis of rotationally symmetrical mirror shells The axis of rotation of the nested collector lies in the direction of the beam path of the light bundle from the light source 1 to the first optical element 102.
  • a diaphragm B can be arranged near the intermediate focus Z in a diaphragm plane 154.
  • the size of the image of the light source 1 in the intermediate focus Z and thus the illumination intensity can be adjusted by varying the aperture.
  • the light intensity can be set by one of the devices described below for setting the light intensity 150 for wavelengths ⁇ 157 nm, which is shown only schematically here.
  • the device for setting the light intensity 150 is for
  • Wavelengths ⁇ 157 nm are arranged in the beam path from the light source 1 to the first optical element 102 with a plurality of first raster elements in front of the first optical element 102.
  • the first optical element is arranged in a first plane 103 and the device 150 for adjusting the light intensity in a second plane 152 parallel thereto.
  • the lighting system is a double-faceted lighting system as disclosed in US Pat. No. 6,198,793 B1, the content of which is fully incorporated into the present application.
  • the system thus comprises a second optical element with raster elements 104, which are referred to as pupil honeycombs.
  • the optical elements 106, 108 and 110 essentially serve to shape the field in the field plane 114.
  • the reticle at the field level is a reflection mask. In the EUV projection system designed as a scanning system, the reticle can be moved in the direction 116 shown.
  • the exit pupil of the lighting system is largely homogeneously illuminated. The exit pupil coincides with the entry pupil of a subsequent one
  • the entrance pupil is located at the point of intersection of the main beam CR of a bundle of rays reflected from the reticle, which, for example, starts from the central field point (0,0) with the optical axis HA of the projection lens.
  • a projection objective 126 for example with six mirrors 128.1, 128.2, 128.3, 128.4, 128.5, 128.6 according to the US patent application 09/503640, images the reticle onto the object 124 to be exposed.
  • FIGS. 2A-C show first embodiments of a device for
  • the device can be pivoted about an axis of rotation 200 which is perpendicular to the light direction 202 and in a plane 204 which is parallel to the first plane 103, in which the first optical element 102 of the lighting system, which is not shown here, lies.
  • the device for adjusting the light intensity comprises a frame 210 in which a plurality of webs running parallel to the axis of rotation 200 are arranged. These webs 212 form penumbra in the first plane 103 (not shown in FIGS. 2A-C) in FIG.
  • the size of the penumbra can, as in Figure 2A shown can be influenced by rotating or pivoting about the axis of rotation. 2B Further, by twisting, as shown in Fig, or by methods in the convergent respectively. Divergent beam path, as shown in Figure 2C, the relative line density per unit area increases or decreases. This is shown in Figures 3A and 3B.
  • Figure 3A is a plan view of the
  • the device for adjusting the light intensity shown in the beam direction By rotating the device, the line density is increased, as shown in FIG. 3B, since the distance between the individual webs decreases.
  • the variable vignetting of the light bundle enables variable adjustment of the light intensity in this way.
  • FIG. 4 A second embodiment of the invention is shown in FIG.
  • the device for adjusting the light intensity according to FIG. 4 cannot be pivoted in its entirety about an axis of rotation, for example the axis of rotation 200, but rather comprises a multiplicity of thin plates 402 suspended in a frame, each about its own axis of rotation 404.1, 404.2, 404.3, 404.4, 404.5, 404.6, 404.7, 404.8, 404.9 and 410.10 are pivotable.
  • the variety of axes of rotation stands like that
  • the axis of rotation 200 of the embodiments of an attenuator shown in FIGS. 2 and 3A to 3B is perpendicular to the direction 406 of the beam path of the light bundle and lies in a second plane 408 which is parallel to the first plane 103 in which the first optical element 102 is arranged , As shown in Figure 5, by pivoting the individual thin plates
  • FIG. 6 shows an embodiment of the invention in which a transmissive optical component for wavelengths ⁇ 157 nm for variable attenuation of the
  • the transmissive optical component for wavelengths ⁇ 157 nm can be, for example, a silicon window or a hollow body into which a medium, for example a gas stream, is introduced.
  • Under hollow body can also, for example, a differential pump section z. B. be understood in the vicinity of the intermediate image of the source. In this regard, reference is made to FIG. 7B, which shows a hollow body.
  • a variable setting of the light intensity can in turn be made by rotating the entire component 602 about the axis of rotation 604, which is perpendicular to the beam direction 606 of the light path and in a second plane 608, which is parallel to the first plane 103, not shown, in which the first optical element 102 is arranged with raster elements.
  • Embodiment of the invention in which the device comprises a hollow body or a differential pump path, for example in the vicinity of the intermediate image of the source, into which a medium, for example a gas such as argon or helium, is introduced, in that the pressure of the gas stream and thereby the density of the gas is changed, which in turn permits a change in the light intensity via the change in the density of the gas flow supplied. Twisting is therefore not necessary.
  • a differential pump path is shown in Figure 7B.
  • FIG. 7A A further embodiment of the invention is shown in FIG. 7A.
  • the lighting device shown in FIG. 7 is again a
  • the device for adjusting the light intensity is now after the intermediate focus Z, but before the first optical element 704 with a A large number of first raster elements are arranged.
  • Device for adjusting the light intensity comprises a mirror 710, on which the rays of the light bundle are incident at angles ⁇ 70 ° to the normal to the mirror surface.
  • the mirror 710 is therefore a normal incidence mirror with a multiple coating.
  • the reflectivity of such mirrors is strongly angle-dependent due to the multiple coatings. If the mirror is rotated about the axis of rotation 712, the angles of incidence and thus the reflectivities of the mirror change. By rotating the mirror about the axis of rotation 712, it is possible to influence the light intensity.
  • the first can be used
  • FIGS. 8 to 13 show a further embodiment of a device for variable attenuation of the light intensity, which is used in the lighting system, for example at the in figure
  • the device 150 shown there can be arranged to attenuate the light intensity.
  • FIG. 8 shows the basic design of such a device.
  • the device comprises a filter element which lies completely in the second plane 152 shown in FIG. 1, which is parallel to the first plane 103, and in this second plane 152 an extension in the longitudinal direction 802 and a Has width 804.
  • the element has a plurality of devices for producing penumbra, the density of which increases in the longitudinal direction 802. By moving along the longitudinal direction 802 of the element shown in FIG. 8, the intensity of the light beam passing through the element can be variably adjusted due to the change in the density of the elements for producing penumbra.
  • the devices for producing penumbra are in the form of self-supporting structures and result in a cross-line grating.
  • the line-cross grid can be produced as a wire mesh, for example by etching the webs from a film.
  • the density of the elements for producing penumbra is varied in the exemplary embodiment shown in that the distance between the webs 806 is successively reduced while the web width remains the same.
  • the distance 808 between the webs 806 and thus the course of the web density is preferably set such that the transmission decreases in accordance with an expotential function and thus a constant one
  • Density gradient results.
  • the length i. H. the length of the element in the longitudinal direction, 200 mm.
  • the webs have a width of 0.1 mm in the area of low density. Holes of 35 ⁇ m are made in the densest area of the element.
  • FIG. 9 shows a particularly preferred embodiment with elements according to FIG. 8.
  • elements 902, 904 which in
  • the longitudinal direction 906 can be moved relative to one another, as indicated by the arrows 908 and 910, the light intensity of a light beam 912 hitting the device with two elements can also be adjusted.
  • the light intensity of a light beam 912 hitting the device with two elements can also be adjusted.
  • the Crosspieces 914 of the line-cross grating are designed in such a way that, when the two grating structures are superimposed, the crosspieces intersect at an angle of> 30 °.
  • the second, opposite element can have a line-cross-lattice structure, as shown in FIGS. 10A or 10B.
  • FIGS. 10A or 10B The structure of the superimposed grating of the first element 902 and the second element 904 in the second plane 152, which is parallel to the first plane in which the first optical element with a plurality of raster elements is arranged, is shown in FIG.
  • FIGS. 10A or 10B The structure of the superimposed grating of the first element 902 and the second element 904 in the second plane 152, which is parallel to the
  • the webs 1206 of the first element 902 are inclined at 30 ° or 120 ° to the side edge 1208 of the first element 902, which is also referred to as an attenuator.
  • the second element 904 which is also referred to as an opposing attenuator, has webs 1210 and thus grid lines at 60 ° and 150 ° to the side edge 1212.
  • FIG. 13 shows the superimposed grid made up of the first element 902 and the second element 904 with a web arrangement according to FIGS. 12A and 12B in the second plane. In the embodiment according to FIGS.
  • the combination with a third element which is likewise designed as a line-cross grating with webs, would be possible, the webs being at an angle of 0 or 90 ° to the side edge of this optical element.
  • a third element can be designed as a fixed attenuator with 1% transmission.
  • FIG. 14A shows a further embodiment of the invention, in which a diaphragm B is arranged in a diaphragm plane.
  • a diaphragm as a device for adjusting the light intensity
  • the diameter of the diaphragm, for. B. changed by interpretation as a known iris and thereby the light flow through the diaphragm diameter can be varied.
  • a mirror 1401 can be used as a device for adjusting the light intensity
  • Mirror surface can be excited to vibrate, for example, by a transducer 1402.
  • the incident radiation 1400 to one such optical element is diffracted on a surface wave generated in this way.
  • gratings are built up with different grating periods.
  • any wavelength of the surface wave can be set and the light incident on the element can thus be diffracted into different solid angles.
  • a complete or partial diffraction into the aperture opening is thus possible; however, it is also possible for the diffracted reflex to be diffracted in a spatial direction, which impinges on the diaphragm and is therefore no longer available for illuminating the reticle and thus exposing the object to be exposed.
  • the light beam that meets the first condition is designated 1404, the
  • a particular advantage of this solution is that, due to the high propagation speed of sound in a solid, the grating can be quickly switched on and off, or strengthened and weakened. It is thus possible to control the intensity from one pulse of the light source to the next pulse of the light source by weakening the flow. In particular, it is possible to control the light intensity in the range of the speed of the pulse sequences, which is 1 to 5 kHz. Mechanical solutions, as described above, do not allow such rapid attenuation.
  • the surface of the mirror 1401 is shown in detail in FIG. 14B.
  • a surface wave is excited on the surface of the mirror by a transducer, for example with an amplitude of 10 nm and a period of, for example, 1 ⁇ m.
  • FIG. 15 shows a projection exposure system with an attenuator as shown in FIGS. 14A and 14B.
  • the same components as in FIG. 1a are identified by reference numbers that are higher by 2000.
  • the projection exposure system has a light source 2001 and a nested collector 2003.
  • the mirror 2401 In the beam path from the light source 2001 to the field level 2114, the mirror 2401, the surface of which can be excited to vibrate, is arranged behind the nested collector 2003.
  • a diaphragm B is arranged, which blocks light that is not diffracted into the intermediate focus Z by the surface waves, so that it does not get into the subsequent projection system.
  • the following projection system comprises a double-faceted lighting system with a first optical element 2102 with first
  • a double-faceted illumination system is known from US 6,198,793B1, a projection lens, for example from US patent application 09/503640, now US patent 6,353,470, the disclosure content of which is included in full.
  • FIGS. 16 and 17 show a further embodiment for variable light attenuation according to the invention, in which the
  • Lighting system again has an aperture B in an aperture plane.
  • the light of the light source 1 is focused with the aid of a collector 3 into an intermediate image Z of the light source in an intermediate image plane 1600. If the intermediate image plane 1600 coincides with the diaphragm plane 1602, then, as shown in FIG. 16, all the light received by the collector 3 enters the subsequent lighting system and thus strikes the first optical element with raster elements. If the collector 3 is defocused, that is, the intermediate image Z comes to rest in an intermediate image plane 1600 in front of the diaphragm plane 1602, as shown in FIG. 17, part of the light bundle of light from the light source 1 becomes the first optical element
  • Vignetted raster elements on the aperture 3 thus variably reducing the amount of light in the system.
  • the decrease in the relative intensity of the amount of light in the system due to the defocusing of a collector 3 can be done by the following formula
  • lighting systems are specified for the first time, which make it possible to variably adjust the light intensity in the lighting system and thus in the entire projection exposure system, without the uniformity of the field being influenced at the field level.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem für die Mikrolithographie mit Wellenlängen <= 157 nm, insbesondere für die EUV-Lithographie zur Ausleuchtung einer Objektebene umfassend eine Strahlungsquelle, die ein Bündel von Lichtstrahlen zur Verfügung stellt, wobei das Bündel von Lichtstrahlen das Beleuchtungssystem in einem Strahlengang in einer Richtung von der Strahlungsquelle zur Objektebene durchläuft und eine Lichtintensität aufweist; einer ersten optischen Komponente, die mindestens ein erstes optisches Element mit einer Vielzahl von Rasterelementen umfasst, wobei das erste optische Element im Strahlengang zwischen der Strahlungsquelle und der Objektebene angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität für Wellenlängen <= 157 nm vorgesehen ist, die im Strahlengang von der Strahlungsquelle zur Objektebene zwischen der Strahlungsquelle und dem ersten optischen Element angeordnet ist.

Description

Beleuchtungssystem mit einer Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität
Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem für Wellenlängen ≤ 157 nm, wobei das Beleuchtungssystem, eine Strahlungsquelle, die ein Bündel von Lichtstrahlen zur Verfügung stellt, sowie eine erste optische Komponente, die ein erstes optisches Element mit Rasterelementen aufweist, umfasst.
Um die Strukturbreiten für elektronische Bauteile noch weiter reduzieren zu können, insbesondere in den Submikron-Bereich, ist es erforderlich, die Wellenlänge des für die Mikrolithographie eingesetzten Lichtes zu verringern.
Denkbar ist die Verwendung von Licht mit Wellenlängen kleiner 157 nm, beispielsweise die Lithographie mit weichen Röntgenstrahlen, die sogenannte EUV-Lithographie.
Die EUV-Lithographie ist eine der vielversprechendsten zukünftigen
Lithographietechniken. Als Wellenlängen für die EUV-Lithographie werden derzeit Wellenlängen im Bereich 11 - 14 nm, insbesondere 13,5 nm diskutiert bei einer numerischen Apertur von 0,2 - 0,3. Die Bildqualität in der EUV-Lithographie wird bestimmt einerseits durch das Projektionsobjektiv, andererseits durch das Beleuchtungssystem. Das Beleuchtungssystem soll eine möglichst gleichförmige
Ausleuchtung der Feldebene, in der die strukturtragende Maske, das sogenannte Retikel, angeordnet ist, zur Verfügung stellen. Das Projektionsobjektiv bildet die Feldebene in eine Bildebene, die sogenannte Waferebene ab, in der ein lichtsensitives Objekt angeordnet ist. Projektionsbelichtungsanlagen für die EUV- Lithographie sind mit reflektiven optischen Elementen ausgeführt. Die Form des
Feldes einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage ist typischerweise die eines Ringfeldes mit einem hohen Aspektverhältnis von 2 mm (Breite) x 22 - 26 mm (Bogenlänge). Die Projektionssysteme werden üblicherweise im Scanning Mode betrieben. Betreffend EUV-Projektionsbelichtungsanlagen wird auf die nachfolgenden Veröffentlichungen verwiesen: W.Ulrich, S.Beiersdörfer, H.J.Mann, "Trends in Optical Design of Projection Lenses for UV- and EUV-Lithography" in Soft-X-Ray and EUV Imaging Systems, W.M.Kaiser, R.H.Stulen (Hrsg), Proceedings of SPIE, Vol.4146 (2000), Seiten 13- 24 und
M.Antoni, W.Singer, J.Schultz, J.Wangler, I.Escudero-Sanz, B.Kruizinga, "Illumination Optics Design for EUV-Lithography" in Soft X Ray and EUV Imaging Systems, W.M.Kaiser, R.H.Stulen (Hrsg), Proceedings of SPIE, Vol.4146 (2000), Seiten 25-34
deren Offenbarungsgehalt vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen wird.
Bei Beleuchtungssystemen für Wellenlängen ≤ 157 nm besteht ein Problem darin, dass die Lichtquellen bzw. Strahlungsquellen derartiger Beleuchtungssysteme gepulste Lichtquellen sind, die starke Puls-zu-Puls-Schwankungen aufweisen. Dies führt dazu, dass die Belichtungsdosis stark schwankt.
Ein weiteres Problem bei Projektionsbelichtungsanlagen für Wellenlängen < 157 nm sind unterschiedliche Empfindlichkeiten beispielsweise des Photolackes, der Objekte, die in der Waferebene des Projektionsbelichtungssystems angeordnet sind oder von in der Projektionsbelichtungsanlage eingesetzten Messmitteln.
In Beleuchtungssystemen für Wellenlängen > 157 nm werden zur Einstellung der
Lichtintensität Transmissionsfilter verwandt, die beispielsweise auf ein Glassubstrat aufgebrachte Chrompartikel umfassen, mit denen die Dichte der durch den Filter abgeschatteten Bereiche und damit die Lichtintensität variiert werden kann. Diesbezüglich wird auf die EP 0952491 A2 verwiesen, in der ein derartiges Filter gezeigt ist. Auch aus der US 6,051 ,842 ist für Wellenlängen
> 365 nm ein transmittives Filterelement bekannt geworden, das im Strahlengang des Beleuchtungssystems nach der Lichtquelle und vor einem optischen Integrator angeordnet ist.
Filter, wie aus der EP 0952491 A2 oder der US 6,051 ,842 bekannt, können wegen der hohen Lichtverluste in einem Beleuchtungssystem für eine
Projektionsbelichtungsanlage mit einer Wellenlänge <157nm nicht verwandt werden, insbesondere würden derartige Filter sehr leicht durch zu hohe Wärmebeiastung zerstört.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Beleuchtungssystem für Wellenlängen ≤ 157 nm, insbesondere im EUV-Bereich anzugeben, in dem die obengenannten Nachteile vermieden werden können. Insbesondere soll ein Beleuchtungssystem für Wellenlängen < 157 nm angegeben werden, bei dem die Probleme schwankender Belichtungsdosen gelöst werden und bei dem die Beleuchtungsintensität kontinuierlich abgeschwächt und damit eingestellt werden kann. Diese
Abschwächung soll derart vorgenommen werden, dass die Strukturabbildung einer strukturierten Maske, die in der Retikelebene angeordnet ist, in der Waferebene, in der das zu belichtende Objekt angeordnet ist, nicht von der Abschwächung abhängt. Des weiteren sollen die Komponenten eines derartigen Beleuchtungssystems einfach im Aufbau und der Herstellung sein.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Beleuchtungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, das eine Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität für Wellenlängen ≤ 157 nm aufweist, wobei die Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität im Strahlengang zwischen der Strahlungsquelle und dem ersten optischen Element mit einer Vielzahl von Rasterelementen angeordnet ist. Durch die Anordnung der Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität im Strahlengang vor dem ersten optischen Element mit einer Vielzahl von Rasterelementen wird erreicht, dass die Struktur des Abschwächers in der Feldebene nicht sichtbar ist, da in der Feldebene das Feld durch Überlagerung der
Bilder der Vielzahl von Rasterelementen ausgebildet wird und beispielsweise eine Abschattung bedingt durch die Struktur des Abschwächers an jeweils unterschiedlichen Stellen der jeweiligen Rasterelemente auftritt. Bevorzugt ist eine Anordnung der Strukturen des Abschwächers in einer gewissen Entfernung von dem ersten optischen Element mit Rasterelementen, so dass die Schatten der Strukturen nicht scharf, sondern verwaschen sind. Besonders bevorzugt ist eine Anordnung der Strukturen senkrecht zu der Scanrichtung, so dass sich die Schatten über jeweils ganze erste Rasterelemente und damit die ganze Feldbreite des auszuleuchtenden Feldes in der Retikelebene erstrecken, in die ersten Rasterelemente abgebildet und überlagert werden.
Besonders bevorzugt ist es, wenn das Beleuchtungssystem eine zweite optische Komponente aufweist, die das von der Strahlungsquelle ausgehende Bündel von Lichtstrahlen in einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene fokussiert, wobei im Zwischenfokus ein Bild der Strahlungsquelle ausgebildet wird. Die Zwischenfokusebene liegt bevorzugt vor dem ersten optischen Element mit
Rasterelementen. Der Durchmesser der Lichtquelle beträgt in der Zwischenfokusebene in einer bevorzugten Ausführungsform etwa 10 mm. Wird die Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität in oder nahe dieses Bildes der Lichtquelle positioniert, so wird erreicht, dass die Feinstruktur der Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität in der Feldebene nicht sichtbar ist.
Als Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität sind eine Vielzahl von Anordnungen denkbar.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung zur Einstellung der
Lichtintensität eine Einrichtung, die eine Vielzahl von Halbschatten in der ersten Ebene, in der das erste optische Element mit einer Vielzahl von Rasterelementen angeordnet ist, erzeugt. Ein derartiges Element mit einer Vielzahl von Einrichtungen zur Erzeugung von Halbschatten kann ein Element sein, das eine freitragende Struktur von Stegen umfasst, die in einer besonderen Ausgestaltung ein Linien-Kreuz-Gitter ergeben. Eine variable Einstellung der Lichtintensität bei einer derart ausgestalteten Vorrichtung ist dann möglich, wenn die Dichte der Einrichtung zum Erzeugen von Halbschatten, hier die Anzahl der Stege, beispielsweise in der Längsrichtung eines derartigen Elementes zunimmt. Durch Bewegen in Längsrichtung kann dann eine variable Abschwächung vorgenommen werden. Neben einer Abschwächung mit einem derartigen Element wäre es auch möglich, zwei Elemente, die gegeneinander verschiebbar sind, zu verwenden, wobei die Dichte der ersten Einrichtung zum Erzeugen von Halbschatten des ersten Elementes in der Längsrichtung zunimmt und die Dichte der zweiten Einrichtung zur Erzeugung von Halbschatten bezogen auf die Längsrichtung des ersten Elementes abnimmt, d.h. in der zur Längsrichtung des ersten Elementes entgegengesetzten Richtung beim zweiten Element zunimmt. Verschiebt man nunmehr erstes und zweites Element gegeneinander, so ergibt sich eine variable Dichte der Halbschatten und damit der Lichtintensität in der ersten Ebene, in der das erste optische Element mit einer Vielzahl von Rasterelementen angeordnet ist.
Sind sowohl das erste Element wie das zweite Element als freitragende Struktur mit Stegen ergebend ein erstes und ein zweites Kreuzgitter ausgelegt, so sind die Halbschatten in der ersten Ebene, in der das optische Element mit einer Vielzahl von Rasterelementen angeordnet ist, eine Überlagerung der durch diese Elemente erzeugten Halbschatten. Um zu vermeiden, dass zwischen den gegeneinander verschiebbaren Linien-Kreuz-Gitter-Strukturen eine Schwebung auftritt, die die Monotonie der Abschwächung über den Verschiebeweg zerstört, ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Winkel zwischen den insgesamt vier überlagerten Liniengittern maximal ist. Beispielsweise wird dies dadurch erreicht, dass die Stege des ersten Elementes und des zweiten
Elementes derartig angeordnet sind, dass sämtliche Stege der beiden überlagerten Linien-Kreuz-Gitter einen Winkel größer 30° miteinander einschließen.
In einer ersten Ausführungsform kann dies dadurch erreicht werden, dass die
Stege des ersten Elementes unter einem Winkel von ungefähr 30° oder ungefähr 120° zur Seitenkante des ersten optischen Elementes orientiert sind, wobei die Seitenkante parallel zur Längsrichtung des ersten optischen Elementes verläuft und die Stege des zweiten optischen Elementes unter einem Winkel von ungefähr 60° und ungefähr 150° zur Seitenkante des zweiten optischen Elementes orientiert sind, wobei die Seitenkante des zweiten optischen Elements parallel zur Längsachse des zweiten optischen Elements verläuft.
Störende Schwebungseffekte treten bei einer derartigen Anordnung nicht auf. in einer weitergebildeten Ausführungsform kann neben.den beiden variablen Elementen zur Abschwächung der Lichtintensität ein drittes optisches Element mit einer Struktur aus Stegen, ergebend ein Linien-Kreuz-Gitter, als sogenannter
Festabschwächer vorgesehen sein. Bevorzugt verlaufen die Stege zur Vermeidung von unerwünschten Schwebungseffekten unter einem Winkel von ungefähr 0° und ungefähr 90° zur Seitenkante des dritten optischen Elementes, wobei die Seitenkante des dritten optischen Elementes parallel zur Längsrichtung von erstem und zweitem optischen Element orientiert ist.
Alternativ zum Verschieben von optischen Elementen, deren Dichte entlang der Längsrichtung zunimmt, kann auch vorgesehen sein, eine Vorrichtung mit einer Vielzahl von Einrichtungen zur Erzeugung von Halbschatten um eine Rotationsachse zu verschwenken, wobei die Rotationsachse senkrecht zur
Richtung des Strahlenganges steht und in einer zweiten Ebene, die parallel zur ersten Ebene ist, in der das erste optische Element mit einer Vielzahl von Rasterelementen angeordnet ist, liegt. Durch das Verschwenken um eine Rotationsachse kann die Breite der Halbschatten bei einem derartigen Element in der ersten Ebene, in der das erste optische Element mit einer Vielzahl von
Rasterelementen angeordnet ist, variiert werden und damit die Lichtintensität.
Eine Vielzahl von Einrichtungen zur Erzeugung von Halbschatten können beispielsweise Stege, ergebend ein Linien- bzw. Linien-Kreuz-Gitter, sein. Neben dem Verdrehen des gesamten Elementes mit einer Vielzahl von Stegen um eine gemeinsame Rotationsachse kann auch vorgesehen sein, dass die Stege in einer Jalousie in einem Rahmen drehbar aufgehängt sind und jeder Steg für sich um eine Rotationsachse verdreht werden kann, wobei die Vielzahl von Rotationsachsen parallel angeordnet ist.
Eine weitere Möglichkeit der Einstellung der Lichtintensität ist die Verwendung eines im Wellenlängenbereich der EUV-Strahlung transmittiven optischen
Bauteils, beispielsweise eines Silizium-Fensters, das wiederum um eine Rotationsachse verschwenkbar ist, die senkrecht zur Richtung des Strahlengangs steht und in einer zweiten Ebene, die parallel zur ersten Ebene ist, liegt.
Durch das Verschwenken des transmittiven optischen Bauteils wird die Weglänge verlängert bzw. verkürzt und auf diese Art und Weise die Intensität erhöht oder vermindert.
Alternativ zum Verschwenken eines transmittiven optischen Bauteils kann auch ein normal incidence-Spiegel im Beleuchtungssystem verschwenkt werden. Ein normal incidence-Spiegel ist ein Spiegel, auf dem die Strahlen des Lichtbündels, das die Projektionsbelichtungsanlage von der Lichtquelle zum zu belichtenden Objekt durchläuft, unter einem Winkel < 70° auftreffen. Durch das Verdrehen des Spiegels um eine Rotationsachse ändern sich die Einfallswinkel der Strahlen des auftreffenden Lichtbündels bzw. Strahlbüschels und damit die Reflektivität des normal incidence-Spiegels. Auf diese Art und Weise kann wiederum die Intensität eingestellt werden. Weist das Beleuchtungssystem einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene auf, so kann in oder nahe der Zwischenfokusebene eine Blende angeordnet werden. Durch Vergrößern bzw. Verkleinern des Blendendurchmessers im Bereich des Zwischenfokus kann die Größe des Bildes der Lichtquelle und damit die Lichtintensität beeinflusst werden.
Als weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität kann in Kombination mit einer Blende vorgesehen sein, dass der Kollektor der zweiten optischen Komponente des Beleuchtungssystems Einrichtungen aufweist, mit denen die Lage des Zwischenfokus der Zwischenfokusebene relativ zur Blende in der Blendenebene eingestellt werden kann. Durch die Defokussierung gegenüber der Blendenebene kann wiederum die Lichtintensität gesteuert werden. Ein besonders schneller Abschwächer, der in einem Regelkreis zur Kontrolle des Flusses einer gepulsten Lichtquelle eingesetzt werden kann, um die starken Puls- zu-Puls-Schwankungen auszugleichen, ist die Kombination aus einem Spiegel mit einer Einrichtung zur Erzeugung von elastischen Schwingungen der
Spiegeloberfläche aufgrund von Oberflächendeformationen in Kombination mit einer Blende in einer Blendenebene. Durch die Anregung der Oberflächendeformationen mit unterschiedlicher Schwingungsamplitude wird für das auf den Spiegel auftreffende Licht ein Beugungsgitter aufgebaut. Ein darauf auftreffendes Strahlbüschel wird dann in verschiedene Raumrichtungen abgelenkt und kann die Blende in der Blendenebene entweder vollständig oder nur teilweise oder gar nicht passieren. Auf diese Art und Weise ist eine variable und sehr schnelle Einstellung der Lichtintensität in einem Beleuchtungssystem möglich. Eine derartige Einrichtung hat den Vorteil, dass sie wesentlich schneller als mechanische Komponenten anzusteuern ist, beispielsweise mit 1 bis 5 KHz.
Neben dem Beleuchtungssystem stellt die Erfindung auch eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen Beleuchtungssystem zur Abbildung der Struktur einer in der Retikelebene angeordneten Maske auf ein lichtempfindliches Objekt in einer Objektebene zur Verfügung.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele und der Figuren beispielhaft beschrieben werden.
Es zeigen:
Figur 1 eine Prinzipansicht einer Projektionsbelichtungsanlage mit einem
Beleuchtungssystem gemäß der Erfindung
Figur 2A-B eine erste Ausführungsform eines Abschwächers, der um eine
Rotationsachse drehbar ist und so Halbschatten und Liniendichte beeinflusst. Figur 2C: eine erste Ausführungsform eines Abschwächers, bei der die Liniendichte durch Verfahren beeinflusst wird.
Figur 3a und 3b Draufsicht auf einen Abschwächer gemäß Figur 2 in zwei Stellungen
Figur 4 eine zweite Ausführungsform eines Abschwächers mit einzelnen um eine Rotationsachse verdrehbaren Elementen zur Einstellung der Lichtintensität
Figur 5 ein einzelnes Element zur Abschwächung der Lichtintensität
Figur 6 transmittives optisches Bauteil als dritte Ausführungsform eines Abschwächers, der um eine Rotationsachse verdrehbar ist
Figur 7A Vierte Ausführungsform eines Abschwächers in Form zweier um jeweils eine Rotationsachse verdrehbare normal-incidence-Spiegel
Figur 7B: Prinzipskizze einer differentiellen Pumpstrecke in der Nähe des des Zwischenbildes
Figur 8 Draufsicht auf eine fünfte Ausführungsform eines Abschwächers, mit einem ersten Linien-Kreuz-Gitter
Figur 9 Abschwächersystem aus zwei Abschwächern mit Linien-Kreuz-
Gittern
Figur 10a und 10b Draufsicht auf eine fünfte Ausführungsform einer Abschwächers mit einem zweiten Linien-Kreuz-Gitter Figur 11 Überlagerung von ersten und zweiten Linien-Kreuz-Gitter
Figur 12a und 12b Draufsicht auf eine fünfte Ausführungsform eines Abschwächers mit einem dritten und einem vierten Linien-Kreuz-Gitter
Figur 13 Überlagerung von drittem und viertem Linien-Kreuz-Gitter
Figur 14A sechste Ausführungsform eines Abschwächers mit durch Schallwellen deformierbar Spiegeloberfläche
Figur 14B Ausschnitt eines Abschwächers gemäß Figur 14A
Figur 15 Beleuchtungssystem mit einem Abschwächer gemäß Figur 14A-B
Figur 16 und 17 siebte Ausführungsform eines Abschwächers mit einem zur Blende eines Beleuchtungssystems dezentriertem Kollektor
Figur 18 Intensitätsverlauf bei dezentriertem Kollektor
In Figur 1 ist in einer Prinzipansicht eine Projektionsbelichtungsanlage für die Herstellung von beispielsweise mikroelektronischen Bauteilen, bei der die Erfindung zur Anwendung kommt, gezeigt. Die Projektionsbelichtungsanlage umfasst eine Lichtquelle oder eine Strahlungsquelle 1. Das von der Lichtquelle 1 ausgesandte Licht, von dem nur vier repräsentative Strahlen gezeichnet sind, wird von einem genesteten Kollektor 3 gesammelt und auf ein erstes optisches Element, hier einen ersten facettierten Spiegel 102, mit einer Vielzahl von ersten Rasterelementen, sogenannten Feldwaben gelenkt. Im vorliegenden Fall weisen die ersten Rasterelemente eine sammelnde Wirkung auf. Der facettierte Spiegel 102 wird auch als Feldwabenspiegel bezeichnet. Die Ausleuchtung in der ersten
Ebene 103 in der der Feldwabenspiegel angeordnet ist, ist weitgehend homogen. Durch die sammelnde Wirkung des Kollektors 3 wird die Lichtquelle 1 in ein Zwischenbild Z in einer Zwischenbildebene abgebildet. Das Zwischenbild Z in der Zwischenbildebene 105 der Lichtquelle 1 wird zwischen Kollektor 3 und dem ersten facettierten Spiegel ausgebildet.
Der Kollektor 3 ist als genesteter Kollektor mit einer Vielzahl von um eine
Rotationsachse rotationssymmetrischer Spiegelschalen ausgebildet. Die Rotationsachse des genesteten Kollektors liegt in der Richtung des Strahlengangs des Lichtbüschels von der Lichtquelle 1 zum ersten optischen Element 102.
Nahe des Zwischenfokus Z kann in einer Blendenebene 154 eine Blende B angeordnet sein. In einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann aileine durch Variation der Blendenöffnung die Größe des Bildes der Lichtquelle 1 im Zwischenfokus Z und damit die Beleuchtungsintensität eingestellt werden.
Ist die Blende B feststehend ausgebildet, so kann die Lichtintensität durch eine der nachfolgend beschriebenen Vorrichtungen zur Einstellung der Lichtintensität 150 für Wellenlängen < 157 nm, die hier nur schematisch dargestellt ist, eingestellt werden.
Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität 150 für
Wellenlängen < 157 nm im Strahlengang von der Lichtquelle 1 zum ersten optischen Element 102 mit einer Vielzahl von ersten Rasterelementen vor dem ersten optischen Element 102 angeordnet. Das erste optische Element ist in einer ersten Ebene 103 und die Vorrichtung 150 zur Einstellung der Lichtintensität in einer hierzu parallelen zweiten Ebene 152 angeordnet. Im Detail ist eine solche
Vorrichtung beispielsweise in den Figuren 8 - 13 gezeigt.
Hierdurch wird sichergestellt, dass die Struktur der Vorrichtung zur Einstellung 150 der Lichtintensit t die Uniformität der Ausleuchtung in der Feldebene 114 nicht beeinflusst. Das Beleuchtungssystem ist ein doppelt facettiertes Beleuchtungssystem wie in der US 6,198,793 B1 offenbart, deren Inhalt vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen wird. Das System umfasst somit ein zweites optisches Element mit Rasterelementen 104, die als Pupillenwaben bezeichnet werden. Die optischen Elemente 106, 108 und 110 dienen im wesentlichen dazu, das Feld in der Feldebene 114 zu formen. Das Retikel in der Feldebene ist eine Reflexionsmaske. Das Retikel ist in dem als Scanning-System ausgelegten EUV- Projektionssystem in die eingezeichnete Richtung 116 verfahrbar. Die Austrittspupille des Beleuchtungssystems wird weitgehend homogen ausgeleuchtet. Die Austrittspupille fällt mit der Eintrittspupille eines nachfolgenden
Projektionsobjektives zusammen. Die Eintrittspupille befindet sich an der Stelle des Schnittpunktes des vom Retikel reflektierten Hauptstrahles CR eines Strahlbüschels, das bspw. Vom zentralen Feldpunkt (0,0) ausgeht, mit der optischen Achse HA des Projektionsobjektives.
Ein Projektionsobjektiv 126 beispielsweise mit sechs Spiegeln 128.1 , 128.2, 128.3, 128.4, 128.5, 128.6 gemäß der US-Patentanmeldung 09/503640 bildet das Retikel auf das zu belichtende Objekt 124 ab.
Die Figuren 2 A-C zeigen erste Ausführungsformen einer Vorrichtung zur
Einstellung der Lichtintensität, die mit Bezugsziffer 150 in Figur 1 bezeichnet wird, die im Lichtweg von der Lichtquelle 1 zum nicht dargestellten ersten optischen Element mit ersten Rasterelementen nach dem Kollektor 3 und vor dem Zwischenfokus Z angeordnet ist. Die Vorrichtung ist um eine Rotationsachse 200, die senkrecht auf der Lichtrichtung 202 und in einer Ebene 204, die parallel zur ersten Ebene 103, in der das erste optische Element 102 des Beleuchtungssystems, das vorliegend nicht dargestellt ist, liegt, verschwenkbar. Die Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität umfasst einen Rahmen 210, in dem eine Vielzahl von parallel zur Rotationsachse 200 verlaufenden Stegen angeordnet ist. Diese Stege 212 bilden in der in Figuren 2A - C nicht dargestellten ersten Ebene 103 in Figur 1 Halbschatten aus, da sie auftreffendes Licht von der Lichtquelle 1 vignettieren. Die Größe der Halbschatten kann, wie in Figur 2A gezeigt, durch Verdrehen bzw. Verschwenken um die Rotationsachse beeinflusst werden. Des weiteren wird durch Verdrehen, wie in Fig. 2B gezeigt, bzw. durch Verfahren im konvergenten bzw: divergenten Strahlengang, wie in Figur 2C gezeigt, die relative Liniendichte pro Flächeneinheit erhöht bzw. erniedrigt. Dies ist in den Figuren 3A und 3B dargestellt. In Figur 3A ist eine Draufsicht auf die
Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität in Strahlrichtung gezeigt. Durch Verdrehen der Vorrichtung wird die Liniendichte, wie in Figur 3B gezeigt, erhöht, da der Abstand der einzelnen Stege zueinander abnimmt. Durch die variable Vignettierung des Lichtbüschels kann auf diese Art und Weise eine variable Einstellung der Lichtintensität realisiert werden. Für diese Anordnung ist es vorteilhaft, wenn die Stege 212 im wesentlichen senkrecht zur Scanrichtung 116 ausgerichtet sind.
In Figur 4 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität gemäß Figur 4 ist im Gegensatz zur Vorrichtung gemäß Figur 3 nicht im Gesamten um eine Rotationsachse, beispielsweise die Rotationsachse 200, verschwenkbar, sondern umfasst eine Vielzahl von in einem Rahmen aufgehängten dünnen Platten 402, die jeweils um eine eigene Rotationsachse 404.1 , 404.2, 404.3, 404.4, 404.5, 404.6, 404.7, 404.8, 404.9 und 410.10 verschwenkbar sind. Die Vielzahl von Rotationsachsen steht wie die
Rotationsachse 200 der in den Figuren 2 und 3A bis 3B gezeigten Ausführungsformen eines Abschwächers senkrecht auf der Richtung 406 des Strahlengangs des Lichtbüschels und liegt in einer zweiten Ebene 408, die parallel zur ersten Ebene 103, in der das erste optische Element 102 angeordnet ist, steht. Wie in Figur 5 dargestellt, wird durch Verschwenken der einzelnen dünnen Platten
402 mit einer Dicke d um die jeweilige Rotationsachse, hier bspw. die Rotationsachse 404.3, die Größe des abgeschatteten Bereiches A in der Ebene, in der die Vorrichtung zur Abschwächung der Intensität angeordnet ist variiert und damit auch in der Ebene, in der das erste optische Element angeordnet ist. Ist I die Länge der dünnen Platte 402 und d eine Dicke, so gilt für die abgeschattete Fläche a = sin a ■ l + d • cos a , wobei α den Verdrehwinkel gegenüber der Horizontalen in Richtung des Strahlengangs angibt.
In Figur 6 ist eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der ein transmittives optisches Bauteil für Wellenlängen < 157 nm zur variablen Abschwächung der
Lichtintensität eingesetzt wird. Bei dem transmittiven optischen Bauteil für Wellenlängen ≤ 157 nm kann es sich beispielsweise um ein Silizium-Fenster oder um einen Hohlkörper, in den ein Medium, beispielsweise ein Gasstrom, eingeleitet wird, handeln. Unter Hohlkörper kann auch allgemein beispielsweise eine differentielle Pumpstrecke z. B. in der Nähe des Zwischenbildes der Quelle verstanden werden. Diesbezüglich wird auf Figur 7B verwiesen, die einen Hohlkörper zeigt. Bei einem Si-Fenster kann eine variable Einstellung der Lichtintensität wiederum durch Verdrehen des gesamten Bauteiles 602 um die Rotationsachse 604, die senkrecht auf der Strahlrichtung 606 des Lichtweges und in einer zweiten Ebene 608, die parallel zur nicht dargestellten ersten Ebene 103, in der das erste optische Element 102 mit Rasterelementen angeordnet ist, erfolgen. Bezeichnet ß den Winkel des Bauteiles 602 zur zweiten Ebene 608, so berechnet sich der Lichtweg durch das Bauteil 602 mit einer Dicke d Lichtweg = d • cosαr . Durch Verdrehen des Bauteiles 602, das bspw. ein Silizium- Fensters sein kann, kann der Lichtweg und damit die Absorption des Lichtes verändert werden, was wiederum eine variable Einstellung der Lichtintensität zulässt. Zusätzlich ist in diesem Fall auch die winkelanhängige Reflektivität zu berücksichtigen, welche für verschiedene Materialien unterschiedlich sein kann. Anstelle des Verdrehens eines Festkörpers, beispielsweise von Silizium, um eine Rotationsachse könnte die Einstellung der Lichtintensität bei einer
Ausführungsform der Erfindung, bei der die Vorrichtung einen Hohlkörper bzw. eine Differenzpumpstrecke beispielsweise in der Nähe des Zwischenbildes der Quelle umfasst, in den ein Medium, beispielsweise ein Gas wie Argon oder Helium, eingeleitet wird, dadurch erfolgen, dass der Druck des Gasstroms und dadurch die Dichte des Gases verändert wird, was wiederum über die Änderung der Dichte des zugeführten Gasstroms eine Änderung der Lichtintensität zulässt. Ein Verdrehen ist daher nicht erforderlich. Eine Differenzpumpstrecke ist in Figur 7B gezeigt.
In Figur 7A ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Bei der in Figur 7 gezeigten Beleuchtungsvorrichtung handelt es sich wiederum um ein
Beleuchtungssystem mit einer Lichtquelle 1 , einem Kollektor 3 und einem Zwischenbild Z in einer Zwischenbildebene 702. Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß den Figuren 1 bis 6 ist nunmehr die Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität nach dem Zwischenfokus Z, aber vor dem ersten optischen Element 704 mit einer Vielzahl erster Rasterelemente angeordnet. Die
Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität umfasst einen Spiegel 710, auf dem die Strahlen des Lichtbüschel unter Winkeln < 70° zur Normalen der Spiegeloberfläche einfallen. Es handelt sich somit beim Spiegel 710 um einen normal incidence-Spiegel mit einer Vielfachbeschichtung. Bekanntermaßen ist die Reflektivität derartiger Spiegel aufgrund der Vielfachbeschichtungen stark winkelabhängig. Wird der Spiegel um die Rotationsachse 712 verdreht, so ändern sich die Einfallswinkel und damit die Reflektivitäten des Spiegels. Durch ein Verdrehen des Spiegels um die Rotationsachse 712 ist es also möglich, die Lichtintensität zu beeinflussen. Um den Strahlenversatz, der aufgrund der Verdrehung des Spiegels 710 auftritt, zu kompensieren, kann man das erste
Element mit einer Vielzahl von ersten Rasterelementen ebenfalls Verdrehen um eine Rotationsachse 714, um so den Strahlenversatz durch die Drehung des zweiten Spiegels zu kompensieren In den Figuren 8 bis 13 ist eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur variablen Abschwächung der Lichtintensität gezeigt, die im Beleuchtungssystem, beispielsweise an der in Figur
1 eingezeichneten Stelle, der dort gezeigten Vorrichtung 150, zur Abschwächung der Lichtintensität angeordnet sein kann.
In Figur 8 ist die prinzipielle Ausgestaltung einer derartigen Vorrichtung gezeigt. Die Vorrichtung umfasst ein Filterelement, das vollständig in der in Figur 1 eingezeichneten zweiten Ebene 152, die parallel zur ersten Ebene 103 ist, liegt und in dieser zweiten Ebene 152 eine Ausdehnung in Längsrichtung 802 und eine Breite 804 aufweist. Das Element weist eine Vielzahl von Einrichtungen zur Erzeugung von Halbschatten auf, deren Dichte in der Längsrichtung 802 zunimmt. Durch ein Verschieben entlang der Längsrichtung 802 des in Figur 8 gezeigten Elementes kann dann aufgrund der Änderung der Dichte der Elemente zur Erzeugung von Halbschatten die Intensität des durch das Element hindurchtretende Lichtbündels variabel eingestellt werden. Die Einrichtungen zur Erzeugung von Halbschatten sind bei dem in Figur 8 dargestellten Element Stege 806, die als freitragende Struktur realisiert und ergeben ein Linien-Kreuz-Gitter. Das Linien-Kreuz-Gitter kann als Drahtgeflecht beispielsweise durch Ätzen der Stege aus einer Folie hergestellt werden. Die Dichte der Elemente zur Erzeugung von Halbschatten wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch variiert, dass der Abstand zwischen den Stegen 806 bei gleichbleibender Stegbreite sukzessive verringert wird. Vorzugsweise wird der Abstand 808 der Stege 806 und damit der Verlauf der Stegdichte derart eingestellt, dass die Transmission entsprechend einer Expotentialfunktion abnimmt und damit einen konstanten
Dichtegradienten ergibt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt bei einem Durchmesser des Lichtbündels 810, das auf die Vorrichtung auftrifft, von 10 mm, die Länge, d. h. die Ausdehnung des Elementes in Längsrichtung, 200 mm. Die Stege weisen eine Breite von 0,1 mm im Bereich geringer Dichte auf. Im dichtesten Bereich des Elementes sind Löcher mit 35 μm eingebracht. Die maximale Abschwächung beträgt mit einem derartigen Element D = 1 ,5 und der Dichtegradient über die jeweils beleuchtete Fläche ΔD « 0,11.
In Figur 9 ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform mit Elementen gemäß Figur 8 gezeigt. So kann durch die Kombination zweier Elemente 902, 904, die in
Längsrichtung 906 gegeneinander, wie mit den Pfeilen 908 und 910 angedeutet, bewegt werden können, ebenfalls eine Einstellung der Lichtintensität eines auf die Vorrichtung mit zwei Elementen auftreffenden Lichtbündels 912 vorgenommen werden. Um bei einer Ausführungsform, wie in Figur 9 gezeigt, zu vermeiden, dass zwischen den Gitterstrukturen des ersten Elementes 902 und den
Gitterstrukturen des zweiten Elementes 904 Schwebungen auftreten, werden die Stege 914 der Linien-Kreuz-Gitter derart ausgeführt, dass bei einer Überlagerung der beiden Gitterstrukturen sich die Stege, jeweils in einem Winkel > 30° miteinander schneiden. Wird beispielsweise als erstes Element 902 ein Element wie in Figur 8 dargestellt eingesetzt, so kann das zweite, gegenläufige Element eine Linien-Kreuz-Gitter-Struktur, wie in den Figuren 10A oder 10B gezeigt, aufweisen. Die Struktur des überlagerten Gitters aus dem ersten Element 902 und dem zweiten Element 904 in der zweiten Ebene 152, die parallel zur ersten Ebene, in der das erste optische Element mit einer Vielzahl von Rasterelementen angeordnet ist, ist in Figur 11 gezeigt. In einem alternativen Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 12A und 12B sind die Stege 1206 des ersten Elementes 902 unter 30° oder 120° zur Seitenkante 1208 des ersten Elementes 902, das auch als Abschwächer bezeichnet wird, geneigt. Das zweite Element 904, das auch als gegenläufiger Abschwächer bezeichnet wird, weist Stege 1210 und damit Gitterlinien unter 60° und 150° zur Seitenkante 1212 auf. In Figur 13 ist das überlagerte Gitter aus dem ersten Element 902 und dem zweiten Element 904 mit einer Steganordnung gemäß Figur 12A und 12B in der zweiten Ebene dargestellt. Bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 12A und 12B wäre die Kombination mit einem dritten Element, das ebenfalls als Linien-Kreuz-Gitter mit Stegen ausgebildet ist, möglich, wobei die Stege einen Winkel von 0 oder 90° zur Seitenkante dieses optischen Elementes aufweisen. Ein derartiges Element kann als Festabschwächer mit 1 % Transmission ausgelegt sein.
In Figur 14A ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung angegeben, bei der eine Blende B in einer Blendenebene angeordnet ist. Um die starken Puls-zu- Puls-Schwankungen einer gepulsten Lichtquelle auszugleichen, kann bei einem derartigen Belichtungssystem mit einer Blende als Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität der Durchmesser der Blende z. B. durch Auslegung als eine bekannte Irisbiende verändert und dadurch der Lichtfluss durch den Blendendurchmesser variiert werden. Alternativ kann als Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität ein Spiegel 1401 eingesetzt werden, dessen
Spiegeloberfläche beispielsweise durch einen Transducer 1402 zu Schwingungen angeregt werden kann. Die einfallende Strahlung 1400 auf ein derartiges optisches Element wird an einer so erzeugten Oberflächenwelle gebeugt. Je nach Wellenlänge bauen sich Gitter mit unterschiedlichen Gitterperioden auf. Durch eine entsprechend Einstellung der Anregungsfrequenz kann jede beliebige Wellenlänge der Oberflächenwelle eingestellt werden und damit das auf das Element auftreffende Licht in unterschiedliche Raumwinkel gebeugt werden. So ist eine Beugung vollständig oder teilweise in die Blendenöffnung möglich; es ist aber auch möglich, dass der gebeugte Reflex in eine Raumrichtung gebeugt wird, der auf die Blende auftrifft und somit für eine Beleuchtung des Retikels und damit eine Belichtung des zu belichtenden Objektes nicht mehr zur Verfügung steht. Das Lichtbündel, das der ersten Bedingung genügt ist mit 1404 bezeichnet, das
Lichtbündel, das vollständig auf die Blende B auftrifft mit 1406. Ein besonderer Vorteil dieser Lösung ist, dass aufgrund der hohen Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schall in einem Festkörper das Gitter schnell aus- und eingeschaltet bzw. verstärkt und abgeschwächt werden kann. Damit ist es möglich, von einem Puls der Lichtquelle zum nächsten Puls der Lichtquelle gezielt die Intensität zu steuern, indem der Fluss abgeschwächt wird. Insbesondere ist die Kontrolle der Lichtintensität im Bereich der Geschwindigkeit der Pulsabfolgen, die bei 1 bis 5 Khz liegt, möglich. Mechanische Lösungen, wie zuvor beschrieben, erlauben eine derartig schnelle Abschwächung nicht.
In Figur 14B ist im Detail die Oberfläche des Spiegels 1401 gezeigt. Auf der Oberfläche des Spiegels wird durch einen Transducer eine Oberflächenwelle angeregt, beispielsweise mit einer Amplitude von 10 nm und einer Periode von beispielsweise 1 μm, ausgebildet.
In Figur 15 ist eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem Abschwächer wie in den Figuren 14A und 14B gezeigt, dargestellt. Gleiche Bauelemente wie in Figur 1a sind mit um 2000 höheren Bezugsziffern gekennzeichnet. Die Projektionsbelichtungsanlage weist eine Lichtquelle 2001 und einen genesteten Kollektor 2003 auf. Im Strahlengang von der Lichtquelle 2001 zur Feldebene 2114 ist der Spiegel 2401 , dessen Oberfläche zu Schwingungen angeregt werden kann, hinter dem genesteten Kollektor 2003 angeordnet. In oder nahe der Ebene, in der der Zwischenfokus Z ausgebildet wird, ist eine Blende B angeordnet, die Licht, das durch die Oberflächenwellen nicht in den Zwischenfokus Z gebeugt werden, abblockt, so dass dieses nicht in das nachfolgende Projektionssystem gelangt. Das nachfolgende Projektionssystem umfasst ein doppelt facettiertes Beleuchtungssystem mit einem ersten optischen Element 2102 mit ersten
Rasterelementen und einem zweiten optischen Element 2104 mit zweiten Rasterelementen, optischen Elementen 2106, 2108, 2110 zur Formung des Feldes in der Feldebene 2114 sowie ein Projektionsobjektiv 2126 mit sechs Spiegeln 2128.1 , 2128.2, 2128.3, 2128.4, 2128.5, 2128.6. Ein doppelt facettiertes Beieuchtungssystem ist aus der US 6,198,793B1 bekannt, ein Projektionsobjektiv beispielsweise aus der US-Patentanmeldung 09/503640, jetzt US-Patent 6,353,470, deren Offenbarungsgehalt vollumfänglich mit eingeschlossen wird.
In den Figuren 16 und 17 ist eine weitere Ausführungsform zur variablen Lichtabschwächung gemäß der Erfindung gezeigt, bei der das
Beleuchtungssystem wieder eine Blende B in einer Blendenebene aufweist. Das Licht der Lichtquelle 1 wird mit Hilfe eines Kollektors 3 in ein Zwischenbild Z der Lichtquelle in einer Zwischenbildebene 1600 fokussiert. Fällt die Zwischenbildebene 1600 mit der Blendenebene 1602 zusammen, so tritt, wie in Figur 16 gezeigt, sämtliches vom Kollektor 3 aufgenommenes Licht in das nachfolgende Beleuchtungssystem ein und trifft somit auf das erste optische Element mit Rasterelementen auf. Wird der Kollektor 3 defokussiert, das heißt, kommt das Zwischenbild Z in einer Zwischenbildebene 1600 vor der Blendenebene 1602, wie in Figur 17 dargestellt, zum Liegen, so wird ein Teil des Lichtbüschels des Lichtes von der Lichtquelle 1 zum ersten optischen Element mit
Rasterelementen an der Blende 3 vignettiert und damit die Lichtmenge im System variabel erniedrigt. Die Abnahme der relativen Intensität der Lichtmenge im System aufgrund der Defokussierung eines Kollektors 3 kann durch die nachfolgende Formel
I(δz) -I(0) lREL(δ z = 1(0) nach der Blende durch eine gekippte Parabel, wie in Figur 18 gezeigt, angenähert werden.
Mit der Erfindung werden erstmals Beleuchtungssysteme angegeben, die es ermöglichen, die Lichtintensität im Beleuchtungssystem und damit in der gesamten Projektionsbelichtungsanlage variabel einzustellen, ohne dass die Uniformität des Feldes in der Feldebene beeinflusst wird.

Claims

Patentansprüche
1. Beleuchtungssystem für die Mikrolithographie mit Wellenlängen ≤ 157 nm, insbesondere für die EUV-Lithographie zur Ausleuchtung einer Objektebene umfassend
1.1 eine Strahlungsquelle, die ein Bündel von Lichtstrahlen zur Verfügung stellt, wobei das Bündel von Lichtstrahlen das Beleuchtungssystem in einem Strahlengang in einer Richtung von der Strahl.ungsquelle zur Objektebene durchläuft und eine Lichtintensität aufweist; 1.2 einer ersten optischen Komponente, die mindestens ein erstes optisches
Element mit einer Vielzahl von Rasterelementen umfasst, wobei das erste optische Element im Strahlengang zwischen der Strahlungsquelle und der Objektebene angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass 1.3 eine Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität für Wellenlängen < 157 nm vorgesehen ist, die im Strahlengang von der Strahlungsquelle zur
Objektebene zwischen der Strahlungsquelle und dem ersten optischen Element angeordnet ist.
2. Beleuchtungssystem für die Mikrolithographie gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste optische Element mit Rasterelementen in einer ersten Ebene angeordnet ist und die Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität eine Vielzahl von Einrichtungen umfasst, die eine Vielzahl von Halbschatten in der ersten Ebene erzeugen.
3. Beleuchtungssystem gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl und/oder die Breite von Halbschatten in der ersten Ebene durch Drehen und/oder Verfahren der Vorrichtungen zur Einstellung der Lichtintensität variabel einstellbar ist.
4. Beleuchtungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität eine um eine Rotationsachse verschwenkbare Struktur aus freitragenden Stegen ist.
5. Beleuchtungssystem gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität eine Vielzahl von um Rotationsachsen schwenkbare Einrichtungen umfasst, so dass die Breite der Halbschatten in der ersten Ebene variiert wird und die Rotationsachsen nahezu senkrecht zur Richtung des Strahlengangs stehen und in einer zweiten Ebene, die nahezu parallel zur ersten Ebene ist, liegen.
6. Beleuchtungssystem gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität mindestens einen Spiegel umfasst, der im Strahlengang von der Strahlungsquelle zur Objektebene vor dem ersten optischen Element mit einer Vielzahl von Rasterelementen angeordnet ist und der mindestens eine Spiegel um jeweils eine Rotationsachse drehbar ist, die senkrecht zur Richtung des Strahlengangs steht und in einer zweiten Ebene, die nahezu parallel zur ersten Ebene ist, liegt
7. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität ein transmittives optisches Bauteil für Wellenlängen ≤ 157 nm ist, das Einrichtungen zur Änderung des Transmissionsgrades umfasst.
8. Beleuchtungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das transmittive optische Bauteil für Wellenlängen ≤ 157 nm um eine Rotationsachse verschwenkbar ist, die nahezu senkrecht zur Richtung des Strahlenganges steht und in einer zweiten Ebene, die nahezu parallel zur ersten Ebene ist, liegt.
9. Beleuchtungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das transmittive optische Bauteil für Wellenlängen < 157 nm ein Bauteil ist, das ein Medium umfasst und dass die Einrichtungen zur Änderung des
Transmissionsgrades Einrichtungen zur Änderung der Dichte und/oder des Druckes und/oder der Gaszusammensetzung des Mediums umfassen.
10. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität mindestens ein Element mit einer Vielzahl von Einrichtungen zur Erzeugung von Halbschatten in der ersten Ebene umfasst, wobei das mindestens eine Element in einer zweiten Ebene, die nahezu parallel zur ersten Ebene ist, liegt und in der zweiten
Ebene eine Ausdehnung in einer Längsrichtung aufweist und die Dichte der Einrichtung zur Erzeugung von Halbschatten in der Längsrichtung des Elementes variiert.
11. Beleuchtungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Element mit einer Vielzahl von Einrichtungen zur Erzeugung von Halbschatten eine freitragende Struktur aus Stegen umfasst.
12. Beleuchtungssystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Element mit einer Vielzahl von Einrichtungen zur
Erzeugung von Halbschatten in der zweiten Ebene in der Längsrichtung des Elementes zur Einstellung der Lichtintensität verfahrbar ist.
13. Beleuchtungssystem nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität mindestens zwei Elemente mit einer Vielzahl von Einrichtungen zur Erzeugung von Halbschatten in der ersten Ebene umfasst und die mindestens zwei Elemente Ausdehnungen in einer Längsrichtung in einer zweiten Ebene, die nahezu parallel zur ersten Ebene ist, aufweisen und die Dichte der Einrichtungen zum Erzeugen von Halbschatten der mindestens zwei Elementes in der Längsrichtung variieren.
14. Beleuchtungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite (die weiteren) EΙement(e) zur Erzeugung von Halbschatten in der Längsrichtung gegeneinander verschiebbar sind und die Dichte der durch das erste und das zweite (die weiteren) Element(e) erzeugten Halbschatten in der ersten Ebene durch gegenseitige Verschiebung und Überlagerung der Vielzahl von Einrichtungen zur Erzeugung von Halbschatten der ersten und weiteren Elemente in der zweiten Ebene variierbar ist.
15. Beleuchtungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die
Winkel zwischen jeweils den Stegen des ersten Elementes und des zweiten (der weiteren) Elementes derart angeordnet sind, dass die Winkel zwischen den Stegen der in der zweiten Ebene überlagerten von Einrichtungen zur Erzeugung von Halbschatten jeweils einen Winkel > 30° miteinander einschließen.
16. Beleuchtungssystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das ein drittes Element relativ zum einem ersten und einem zweiten Element feststehend ausgebildet ist.
17. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungssystem eine zweite optische Komponente aufweist, umfassend mindestens einen Kollektor, die das von der Strahlungsquelle ausgehende Bündel von Lichtstrahlen in einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene fokussiert und im
Zwischenfokus ein Bild der Strahlungsquelle ausgebildet wird und der Zwischenfokus vor dem ersten optischen Element mit Rasterelementen zum Liegen kommt.
18. Beleuchtungssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungssystem eine Blende umfasst, die in einer Blendenebene angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenebene in oder nahe der Zwischenfokusebene liegt.
19. Beleuchtungssystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die
Lichtintensität des weiteren durch eine Veränderung der Form oder des Durchmessers der Blende in der Blendenebene eingestellt bzw. verändert wird.
20. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität vor der Zwischenfokusebene angeordnet ist.
21. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Einstellung der Lichtintensität einen Spiegel mit einer Spiegeloberfläche sowie eine Einrichtung zur
Erzeugung von elastischen Schwingungen der Spiegeloberfläche aufgrund von Oberflächendeformationen umfasst, ergebend ein Gitter an dem die einfallende Strahlung in unterschiedliche Raumrichtungen gebeugt wird.
22. Beleuchtungssystem nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächendeformationen Schallwellen bzw. akustische Oberflächenwellen sind und die Wellenlänge der Schallwelle > 1 μm ist.
23. Beleuchtungssystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, wobei der mindestens eine Kollektor Einrichtungen aufweist, mit denen die Lage des Zwischenfokus und damit der Zwischenfokusebene relativ zur Blendenebene variiert werden kann.
24. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 17 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektor eine Vielzahl von um eine gemeinsame
Rotationsachse rotationssymmetrischer Spiegelschalen umfasst.
25. EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit
25.1 einem Beleuchtungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24, 25.2 einer Maske, die von dem Beleuchtungssystem beleuchtet wird,
25.3 einem Projektionsobjektiv zur Abbildung der Maske auf
25.4 ein lichtsensitives Objekt.
6. Verfahren zur Herstellung von mikroelektronischen Bauteilen, insbesondere Halbleiter-Bauteilen mit einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage gemäß Anspruch 25.
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