WO2012136199A1

WO2012136199A1 - Belichtungseinrichtung zur strukturierten belichtung einer fläche

Info

Publication number: WO2012136199A1
Application number: PCT/DE2012/100056
Authority: WO
Inventors: . Jan WERSCHNIK; Markus AUGUSTIN; Lutz Reichmann
Original assignee: Jenoptik Optical Systems Gmbh
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2012-03-08
Publication date: 2012-10-11
Also published as: JP5965986B2; CN103649815A; TW201241577A; US9110380B2; TWI537686B; US20140118711A1; EP2695015A1; DE102011001785B4; KR20140027136A; DE102011001785A1; JP2014514759A

Abstract

Belichtungseinrichtung (14) zur strukturierten Belichtung eines Wafers, mit wenigstens einer Belichtungsanordnung (13) mit der ein Strahlenbündel (2), aufgeteilt in zwei Teilstrahlenbündel (2.1, 2.2) über zwei Mikrospiegelarrays (5.1; 5.2) moduliert wird, um die Durchsatzgeschwindigkeit bei der Belichtung von Wafern zu erhöhen.

Description

BELICHTUNGSEINRICHTUNG ZUR STRUKTURIERTEN BELICHTUNG EINER

FLÄCHE

Die Erfindung betrifft eine Belichtungseinrichtung mit wenigstens einer Belichtungsanordnung zur strukturierten Belichtung einer Fläche, z. B. der Oberfläche eines Wafers, wie sie gattungsgemäß aus der US 6,876,494 B2 bekannt ist.

Bei herkömmlichen Belichtungsanordnungen wie sie in der optischen Lithografie verwendet werden, wird ein Wafer strukturiert, das heißt mit einem vorgegebenen Strukturmuster (Belichtungsstruktur) belichtet, in dem eine Maske auf einen Wafer projiziert oder mit ihm in Kontakt gebracht wird. Nachteilig ist hierbei der Fertigungsaufwand zur Herstellung der Masken, welche insbesondere bei der Flachbildherstellung aufgrund der nötigen Größe signifikant ist sowie die beschränkte Nutzungsmöglichkeit jeweils nur zur Belichtung mit einer einzigen Belichtungsstruktur.

Aus der US 6,876,494 B2 ist eine Belichtungsanordnung bekannt mit welcher Licht in einer vorgegeben Belichtungsstruktur (Strukturmuster) auf einen Wafer projiziert wird, indem das Licht über ein Mikrospiegelarray räumlich moduliert wird.

Die hier offenbarte Belichtungsanordnung umfasst gleich anderen aus dem Stand der Technik bekannten Belichtungsanordnungen entlang einer optischen Achse angeordnet, einen Flächenstrahler, ein Mikrospiegelarray (nachfolgend DMD = Digital Micro Mirror Device), ein dem DMD in Strahlungsrichtung vorgeordnetes, das von dem Flächenstrahler ausgesandte Strahlenbündel homogenisierendes Kondensorsystem zur Ausleuchtung des DMD, ein Mikrolinsenarray (nachfolgend MLA) mit einer Anzahl und Anordnung von Mikrolinsen, korrespondierend zu den Mikrospiegeln des DMD, ein erstes abbildendes System, welches dem MLA in Strahlungsrichtung vorgeordnet ist, zur Abbildung der von den Mikrospiegeln reflektierten Anteilen des Strahlenbündels auf die jeweils korrespondierenden Mikrolinsen, sowie ein zweites optisch abbildendes System welches die von den Mikrolinsen fokussierten Lichtanteile auf die zu belichtende Fläche abbildet.

Ausgehend von diesem Stand der Technik steht in der US 6,876,494 B2 die Aufgabe mit zwei verschiedenen Maßnahmen die Qualität der Abbildung zu erhöhen. Hierfür soll zum einen eine Belichtungsanordnung geschaffen werden, in der durch Kombination optisch abbildender Systeme mit einem Mikrolinsenarray ein vergrößerndes abbildendes System geschaffen wird, wobei eine Verschlechterung des Absorptionsverhältnisses, verursacht durch Verzeichnung, vermieden werden soll.

Zum anderen soll eine Vorrichtung geschaffen werden, in welcher ein Mikrolinsenarray mit einem Lochblendenarray kombiniert wird und der relative Abstand zwischen dem Mikrolinsenarray und dem Lochblendenarray in Richtung der optischen Achse präzise eingestellt werden kann.

Die erste Aufgabe wird gelöst indem das erste und das zweite optisch abbildende System als bildvergrößernde Systeme ausgeführt sind und sich die gewünschte Vergrößerung als Produkt aus der Vergrößerung beider Systeme ergibt. Es ist deshalb möglich die beiden einzelnen abbildenden Systeme klein auszuführen, womit eine Verschlechterung der Verzeichnungs-Charakteristik vermieden wird und ein befriedigendes Absorptionsverhältnis erreicht wird.

Die zweite Aufgabe wird gelöst, indem am Mikrolinsenarray oder am Lochblendenarray wenigstens ein Vorsprung zum anderen Array hin ausgebildet ist, der in Richtung der optischen Achse eine vorgegebene Höhe aufweist und für den Abstand der Arrays bestimmend ist. So kann die relative Position der Arrays zueinander in Richtung der optischen Achse genau eingestellt werden, so dass die Lochblenden in den Brennebenen der Mikrolinsen stehen.

Anstelle des wenigstens einem Vorsprung kann zwischen das Mikrolinsenarray und das Lochblendenarray auch ein Abstandshalter mit einer vorgegebenen Dicke eingefügt sein.

Zusammenfassend dient die Lösung der in der US 6,876,494 B2 gestellten Aufgabe einer Verbesserung der Qualität der strukturierten Belichtung, indem die Struktur schärfer und mit einer homogeneren Intensität abgebildet wird. In der US 6,876,494 B2 werden auch Überlegungen zur Erhöhung der Durchsatzgeschwindigkeit getroffen.

Die Durchsatzgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit mit welcher eine zu belichtende Fläche vollständig belichtet wird. Diese Geschwindigkeit wird davon bestimmt mit welchem minimalen Zeitabstand die Belichtung erfolgen kann und wie groß die jeweils zeitgleich belichtete Teilfläche, im Verhältnis zur gesamten zu belichtenden Fläche ist.

Dieses Verhältnis kann verbessert werden, wenn anstelle nur einer Belichtungsanordnung mehrere Belichtungsanordnungen, die jeweils eine Teilfläche der gesamten zu belichtenden Fläche mit einer Belichtungsstruktur belichten und gemeinsam eine Belichtungseinrichtung bilden, z. B. nebeneinander in einer Reihe oder auch in mehreren zueinander versetzten Reihen angeordnet werden.

Der minimale Zeitabstand zwischen den Belichtungen, der für die maximale Belichtungsfrequenz bestimmend ist, ist durch die Ladezeit eines Strukturmusters in die Speicherzellen des DMD (jedem Mikrospiegel ist eine Speicherzelle zugeordnet) begrenzt. Diese ergibt sich aus der Anzahl der Takte zur Verarbeitung des Befehls, der Taktfrequenz, die derzeit bei 400 MHz liegt und der Anzahl der gleichzeitig zu ladenden Speicherzellen (sogenannte Blocks).

Die Modulationsrate ist die Anzahl von möglichen Modulationen eines DMD, bzw. der Spiegelelemente des DMD die an der Bildung des Strukturmusters für die Belichtung Anteil haben, pro Zeiteinheit.

Für einen Schaltvorgang eines DMD mit beispielsweise 1024 x 768 zu schaltenden Spiegelelementen wie es von Texas Instruments unter der Bezeichnung: DLP Discovery.7 XGA 2xLVDS 12 ype A angeboten wird und einer DMD-Taktfrequenz von 400 MHz, ergibt sich eine typische Modulationsfrequenz von 20 kfps (kilo frames per second).

In der US 6,876,494 B2 wird nun vorgeschlagen die Modulationsrate und damit die maximale Belichtungsfrequenz zu erhöhen, indem nur ein Teil der Spiegelelemente einer DMD für die Bildung der Belichtungsstruktur genutzt wird. Dabei sollen alle Spiegelelemente über die Breite der DMD genutzt werden, die senkrecht zur Transportrichtung der zu belichtenden Fläche angeordnet sind, jedoch nur ein Teil der Spiegelelemente die in Transportrichtung angeordnet sind.

Diese Lösung hat mehrere Nebeneffekte:

Bei bereits realisierter Belichtungsanordnung wird das DMD mit gegebener Fläche beleuchtet. Benutzt man nun nur den x-ten Teil der DMD Fläche bleiben der (1 -x)te Teil der beleuchteten Fläche ungenutzt (Effizienzverlust).

Ist die Belichtungsanordnung variabel oder bereits auf eine kleinere Fläche ausgelegt bestehen die folgenden Nebeneffekte:

Durch eine festgelegte Drehung des DMD (US 6,876,494 B2; Vergleiche Fig. 8A und 8B„p2"), welche zur Erhöhung der Auflösung (Fig. 8B„p2") gedacht ist, ergeben sich eine bestimmte Anzahl von Wiederholungen der Belichtungen eines gegebenen Punktes. Die wiederholte Belichtung eines Punktes verbessert die Gleichmäßigkeit der Belichtung. Werden nun weniger Elemente benutzt entfallen Wiederholungen und die Dosis pro Wiederholung muss erhöht werden. Die Gleichmäßigkeit, welche durch Mittelung entsteht, wird geringer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Belichtungseinrichtung mit wenigstens einer Belichtungsanordnung zu schaffen, mit der eine vergleichsweise höhere Durchsatzgeschwindigkeit erreichbar ist.

Darüber hinaus soll die Belichtungseinrichtung kompakt und jede einzelne Belichtungsanordnung zugängig sein.

Diese Aufgabe wird für eine Belichtungseinrichtung zur strukturierten Belichtung eines Wafers, mit wenigstens einer Belichtungsanordnung bei der entlang einer optischen Achse hintereinander ein Flächenstrahler, der ein Strahlenbündel aussendet, optische Elemente zur Abbildung des Strahlenbündels auf ein nachgeordnetes Mikrospiegelarray zur Strukturierung des Strahlenbündels, ein erstes optisch abbildendes System, ein zum Mikrospiegelarray korrespondierendes Mikrolinsenarray, sowie ein zweites optisch abbildendes System zur Abbildung des strukturierten Strahlenbündels in ein Bildfeld der Belichtungsanordnung, welches einen Teil eines auszuleuchtenden Wafers überdeckt, dadurch gelöst, dass das Mikrospiegelarray ein erstes Mikrospiegelarray ist vor dem ein erster Strahlteiler vorhanden ist, der das Strahlenbündel in ein erstes und ein zweites Teilstrahlenbündel entlang einer ersten und einer zweiten optischen Achse auftrennt und in Richtung des zweiten Teilstrahlenbündels, ein zweites Mikrospiegelarray angeordnet ist vor dem ersten optisch abbildenden System ein zweiter Strahlteiler vorhanden ist, über den die beiden Teilstrahlenbündel, die zwischen den beiden Strahlteilern einen gleichen optischen Weg haben, wieder zu einem Strahlenbündel rekombiniert werden.

Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Zur Erreichung einer höheren Durchsatzgeschwindigkeit ist es erfindungswesentlich, dass in der Belichtungsanordnung zwei DMDs kombiniert werden, die alternierend betrieben und pixelgenau überlappend abgebildet werden, um die Modulationsfrequenz von typischerweise 20 kfps auf 40 kfps effektiv zu verdoppeln. Die Modulationsfrequenz ist grundsätzlich begrenzt durch den minimal notwendigen Zeitabstand, gegeben durch die technisch erforderliche Ladezeit eines Strukturmusters in die Speicherzellen der DMD. Durch die abwechselnde Ansteuerung der beiden verwendeten DMDs wird die Modulationsfrequenz effektiv verdoppelt.

Um eine noch höhere Durchsatzerhöhung zu erreichen, werden mehrere Belichtungsanordnungen, eine Belichtungseinrichtung bildend, aneinandergereiht. Vorteilhaft werden die Belichtungsanordnungen in Anzahl und Anordnung so zu einer Belichtungseinrichtung kombiniert, dass die gesamte zu belichtende Fläche mit einer vorgegebenen Breite und einer vorgegebenen Länge mit einem einmaligen Abscannen in Längsrichtung (Scanrichtung) der Fläche erfolgt. Die Belichtungseinrichtungen müssen demnach bedingt dadurch, dass sie breiter sind als ihr Bildfeld breit ist, in mehreren Reihen in Richtung der Breite der Fläche zu dieser angeordnet werden.

Damit eine möglichst kompakte Belichtungseinrichtung gebildet werden kann, in der alle Belichtungsanordnungen zur Wartung zugängig sind, müssen diese so konzipiert werden, dass sie in der Ausdehnungsrichtung ihres Bildfeldes senkrecht zur Scanrichtung, welche die Breite der Belichtungseinrichtung darstellt, nicht größer als die doppelte Breite des Bildfeldes sind. Damit müssen nur zwei Reihen von Belichtungsanordnungen gebildet werden. Bei Einhaltung dieser Rahmenbedingung können mehrere Belichtungsanordnungen zueinander versetzt in zwei Reihen senkrecht zur Scanrichtung angeordnet werden, so dass benachbarte Belichtungsanordnungen zueinander einen Abstand gleich der Breite ihres Bildfeldes in der vorbenannten Ausdehnungsrichtung aufweisen. Durch eine einmalige Relativbewegung der Belichtungseinrichtung zur gesamten zu belichteten Fläche in Scanrichtung, kann dann die gesamte zu belichtende Fläche belichtet werden.

Mit einer solchen Anordnung der Belichtungsanordnungen kann eine vergleichsweise kompakte und damit in sich robuste Belichtungseinrichtung gebildet werden.

Um eine Belichtungsanordnung in ihrer Breite so zu beschränken, dass sie nicht größer als die doppelte Breite des Bildfeldes ist, werden ineinander übergreifende Maßnahmen getroffen, die in ihrer Kombination für den einschlägigen Fachmann nicht naheliegend sind. Die Höhe und die Tiefe (in Scanrichtung) der Belichtungsanordnung unterliegen keinen Beschränkungen.

Die Schwierigkeit die Belichtungsanordnung in ihrer Breite auf ein solches Maß zu beschränken liegt dabei zum einen in dem geforderten schiefen Einfallswinkel eines beleuchtenden Strahlenbündels auf die DMDs, womit die optischen Achsen der Belichtungsanordnungen nicht in einer Ebene liegen können. Zum anderen müssen besondere technische Maßnahmen getroffen werden um beide DMDs in exakte optisch zueinander konjugierte Positionen zu bringen, sodass sie sich virtuell exakt überdecken.

Erfindungswesentlich ist die übereinander liegende geschachtelte Strahlführung der beiden, zwischen zwei Strahlteilern verlaufende Teilstrahlen, sodass die hierfür verwendeten Bauteile in der Breite möglichst nicht über die Breite hinausgehen, die zwingend durch die Ausdehnung der Strahlteiler und der DMD vorgegeben sind. Vorteilhaft ist die räumlich windschiefe Spiegelanordnung, von jeweils zwei einer DMD vorgeordneten Umlenkspiegeln zur Beleuchtung der DMDs.

Stattdessen könnten auch Prismen mit entsprechenden Reflexionsflächen verwendet werden.

Der wesentliche Vorteil einer erfindungsgemäßen Belichtungsanordnung besteht in der Möglichkeit eine kompakte Belichtungseinrichtung bilden zu können. Anhand der Zeichnungen werden eine Belichtungseinrichtung und eine Belichtungsanordnung im Folgenden beispielhaft näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Optikschema einer Belichtungsanordnung

Fig. 2 Prinzipanordnung einer Belichtungseinrichtung mit mehreren

Belichtungsanordnungen

Fig. 3a Prinzipskizze eines Teils eines ersten Ausführungsbeispiels in Draufsicht Fig. 3b Prinzipskizze eines Teils eines ersten Ausführungsbeispiels in Frontansicht Fig. 4a Prinzipskizze eines Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels in Draufsicht Fig. 4b Prinzipskizze eines Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels in

Frontansicht

In Fig. 1 ist ein Optikschema einer Belichtungsanordnung 13 einer erfindungsgemäßen Belichtungseinrichtung 14 dargestellt.

Die Belichtungsanordnung 13 umfasst einen Flächenstrahler 1 oder alternativ das Ende einer von einer Lichtquelle gespeisten Lichtleitfaser, der ein Strahlenbündel 2 entlang einer optischen Hauptachse 3 aussendet. Ein erster Strahlteiler 4, teilt das Strahlenbündel 2 in ein erstes und ein zweites Teilstrahlenbündel 2.1 , 2.2 auf, die entlang einer ersten bzw. einer zweiten optischen Achse 3.1 , 3.2 verlaufen.

Auf der ersten optischen Achse 3.1 ist ein erstes IVlikrospiegelarray 5.1 und auf der zweiten optischen Achse 3.2 ist ein zweites, gleiches IVlikrospiegelarray 5.2 angeordnet. Das vom Flächenstrahler 1 ausgehende Strahlenbündel 2 wird über optische Elemente die vor dem ersten Strahlteiler 4 auf der optischen Hauptachse 3 angeordnet sind in seiner Intensitätsverteilung homogenisiert und in seinem Querschnitt auf die Größe der Mikrospiegelarrays 5.1 , 5.2 angepasst, auf diesen abgebildet. Entlang der ersten und der zweiten optischen Achse 3.1 , 3.2 sind vor den Mikrospiegelarrays 5.1 , 5.2 vordere Umlenkspiegel 6.1 , 6.2 und hintere Umlenkspiegel 7.1 , 7.2 in gleicher Weise zueinander angeordnet, welche die Teilstrahlenbündel 2.1 , 2.2 auf die Mikrospiegelarrays 5.1 , 5.2 unter einem gleichen vorgegebenen Einfallswinkel lenken. Die Mikrospiegelarrays 5.1 , 5.2 sind zu dem zweiten Strahlteiler 8 so angeordnet, dass die durch die Mikrospiegelarrays 5.1 , 5.2 strukturierten und reflektierten Teilstrahlenbündel 2.1 , 2.2 direkt bzw. nach Umlenkung durch einen weiteren Umlenkspiegel 7.3 mit einer gleichen Orientierung auf den die Teilstrahlenbündel 2.1 , 2.2 rekombinierenden zweiten Strahlteiler 8 auftreffen. Dem zweiten Strahlteiler 8 sind ein erstes optisch abbildendes System 9, ein zu den Mikrospiegelarrays 5.1 , 5.2 korrespondierendes Mikrolinsenarray 10, sowie ein zweites optisch abbildendes System 1 1 nachgeordnet.

Der Aufbau einer erfindungsgemäßen Belichtungsanordnung 13 entspricht in den Abschnitten vor dem ersten Strahlteiler 4 und nach dem zweiten Strahlteiler 8 einer aus dem Stand der Technik bekannten Belichtungsanordnung.

Begründet durch den Verlauf der Teilstrahlenbündel 2.1 , 2.2 zwischen den beiden Strahlteilern 4, 8 liegt die optische Hauptachse 3 vor und nach den Strahlteilern 4 und 8 in zwei zueinander und zur Zeichenebene der Fig. 1 parallelen Ebenen. Der Abstand zwischen diesen Ebenen, der für die Breite der Belichtungseinrichtung mitbestimmend ist, wird möglichst gering gehalten.

Erfindungswesentlich ist der Teil der optischen Anordnung begrenzt durch die Strahlteiler 4, 8. Die optische Weglänge, entlang der ersten optischen Achse 3.1 und der zweiten optischen Achse 3.2, zwischen den beiden Strahlteilern 4 und 8 ist gleich.

Die Strahlteiler 4, 8, welche vorteilhaft polarisierende Strahlteilerwürfel sind, teilen das Strahlenbündel 2 in zwei Teilstrahlenbündel 2.1 , 2.2 mit einer ersten optischen Achse 3.1 und einer zweiten optischen Achse 3.2, die miteinander verschachtelt verlaufen, bzw. rekombinieren diese zur optischen Hauptachse 3.

Die Mikrospiegelarrays 5.1 , 5.2 sind räumlich in gleicher Richtung ausgerichtet, das heißt die von ihnen strukturierten Teilstrahlenbündel 2.1 , 2.2 werden in eine gleiche Richtung reflektiert.

Zwischen dem Austritt aus dem ersten Strahlteiler 4 und den Mikrospiegelarrays 5.1 , 5.2 müssen die Teilstrahlen 2.1 , 2.2 zwingend so umgelenkt werden, dass sie unter einem vorgegebenen Winkel z. B. 24° zur Kippachse der Mikrospiegelarrays 5.1 , 5.2 auf diese auftreffen.

Da diese Kippachse nicht senkrecht zur Zeichenebene verläuft, sondern einen Winkel von 45° einschließt, müssen die optischen Achsen 3.1 , 3.2 aus der Zeichenebene herausgespiegelt werden. Die Belichtungsanordnung wird dadurch vergleichsweise breiter.

Erfindungsgemäß werden zur Strahlumlenkung auf die Mikrospiegelarrays 5.1 , 5.2, wie in den Fig. 3a, b und 4a, b genauer gezeigt, jeweils ein vorderer 6.1 , 6.2 und ein hinterer Umlenkspiegel 7.1 , 7.2 im Strahlenverlauf vor dem Mikrospiegelarray 5.1 , 5.2 angeordnet. Die Umlenkspiegel 6.1 , 6.2 bzw. 7.1 , 7.2 müssen in Abhängigkeit vom Durchmesser des auftreffenden Strahlenbündels und in Abhängigkeit vom Winkel den sie miteinander einschließen einen Mindestabstand zueinander haben, damit der erste Umlenkspiegel 6.1 , 7.1 nicht das vom zweiten Umlenkspiegel 6.2, 7.2 reflektierte Strahlenbündel abschattet. Zu beachten ist auch, dass der zweite Umlenkspiegel 6.2, 7.2 einen hinreichend großen Abstand zu den Mikrospiegelarrays 5.1 , 5.2 hat, um den vom Mikrospiegelarray 5.1 , 5.2 reflektierten und damit strukturierten Strahlengang nicht abzuschatten.

Zur weiteren Erläuterung soll vereinfacht nur noch die Raumlage der optischen Achsen 3.1 , 3.2 betrachtet werden. Da die Anordnung für die Umlenkspiegel 6.1 , 7.1 identisch ist mit der der Umlenkspiegel 6.2, 7.2, erfolgt die Beschreibung vereinfachend nur auf den Verlauf des ersten Teilstrahlenbündel 2.1 bezogen.

In den Fig. 3a und 3b ist ein relevanter Teilabschnitt einer ersten Ausführung einer Belichtungsanordnung 13 mit der für die interessierende Breite relevanten Anordnung der Umlenkspiegel 6.1 , 7.1 in Drauf- und Frontansicht gezeigt.

Der erste Umlenkspiegel 6.1 (seine Flächennormale) schließt mit der auftreffenden ersten optischen Achse 3.1 in der Zeichenebene einen Winkel von 45° ein. Er kann zusätzlich um eine parallel zur Zeichenebene auf dem ersten Umlenkspiegel 6.1 liegende Achse verkippt sein. Die Verkippung des zweiten Umlenkspiegels 7.1 setzt sich dann aus einer Drehung um eine senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Achse und um eine mehr oder weniger starke Drehung um eine parallel zur Zeichenebene auf dem zweiten Umlenkspiegel 7.1 liegende Achse zusammen. Die Verkippung des zweiten Umlenkspiegels 7.1 , der so nah als möglich am vom Mikrospiegelarray 5.1 reflektierten strukturierten Teilstrahlenbündel 2.1 steht, ohne es jedoch abzuschatten, hat für die Breite kaum eine Relevanz.

In den Fig. 4a und 4b ist eine zweite Ausführung gezeigt, bei der im Unterschied zur ersten Ausführung der erste Umlenkspiegel 6.1 einen Winkel von größer als 45° mit der auftreffenden optischen Achse 3.1 einschließt. Der Umlenkspiegel 6.1 kann je größer der Winkel ist, über die Breite näher an den zweiten Umlenkspiegel 7.1 angestellt werden, wodurch der Bauraum über die Breite verringert werden kann. Die Anpassung der Verkippung des zweiten Umlenkspiegels 7.1 an die des ersten 6.1 hat kaum eine Auswirkung auf die Breite. Die zweite Ausführung ergibt sich damit als eine vorteilhaftere Ausführung im Vergleich zur ersten Ausführung.

Um eine kompakte Belichtungsanordnung zu schaffen, die es erlaubt mehrere solcher Belichtungsanordnungen 13 möglichst eng und damit kompakt nebeneinander anzuordnen, ist ihre Breite nicht größer als die doppelte Ausdehnung ihres Bildfeldes 12, so dass die Belichtungsanordnungen 13 in Richtung der Breite mit einem Abstand gleich der Bildfeldbreite aneinander gereiht werden können. Die notwendige optische Weglänge wird über die Tiefe der Belichtungsanordnung 13 in der zur Breite senkrechten Richtung so realisiert, dass das Bildfeld 12 vorteilhaft an eine Seite der Belichtungsanordnung 13 angrenzt.

Bezugszeichenliste

1 Flächenstrahler

2 Strahlenbündel

2.1 erstes Teilstrahlenbündel

2.2 zweites Teilstrahlenbündel

3 optische Hauptachse

3.1 erste optische Achse

3.2 zweite optische Achse

4 erster Strahlteiler

5.1 erstes Mikrospiegelarray (erstes DMD)

5.2 zweites Mikrospiegelarray (zweites DMD)

6.1 erster vorderer Umlenkspiegel

6.2 zweiter vorderer Umlenkspiegel

7.1 erster hinterer Umlenkspiegel

7.2 zweiter hinterer Umlenkspiegel

7.3 weiterer Umlenkspiegel

8 zweiter Strahlteiler

9 erstes optisch abbildendes System

10 Mikrolinsenarray

1 1 zweites optisch abbildendes System

12 Bildfeld

13 Belichtungsanordnung

14 Belichtungseinrichtung

R Scanrichtung

Claims

Patentansprüche

1 . Belichtungseinrichtung (14) zur strukturierten Belichtung eines Wafers, mit wenigstens einer Belichtungsanordnung (13) bei der entlang einer optischen Achse hintereinander ein Flächenstrahler (1 ), der ein Strahlenbündel (2) aussendet, optische Elemente zur Abbildung des Strahlenbündels (2) auf ein nachgeordnetes Ivlikrospiegelarray (5.1 ) zur Strukturierung des Strahlenbündels (2), ein erstes optisch abbildendes System (9), ein zum Ivlikrospiegelarray (5.1 ) korrespondierendes Mikrolinsenarray (10), sowie ein zweites optisch abbildendes System (1 1 ) zur Abbildung des strukturierten Strahlenbündels (2) in ein Bildfeld (12) der Belichtungsanordnung (13), welches einen Teil eines auszuleuchtenden Wafers überdeckt, dadurch gekennzeichnet,

dass das Ivlikrospiegelarray (5.1 ) ein erstes Ivlikrospiegelarray (5.1 ) ist, vor dem ein erster Strahlteiler (4) vorhanden ist, der das Strahlenbündel (2) in ein erstes und ein zweites Teilstrahlenbündel (2.1 ; 2.2) entlang einer ersten und einer zweiten optischen Achse (3.1 , 3.2) auftrennt und in Richtung des zweiten Teilstrahlenbündels (2.2), ein zweites Ivlikrospiegelarray (5.2) angeordnet ist, wobei vor dem ersten optisch abbildenden System (9) ein zweiter Strahlteiler (8) vorhanden ist, über den die beiden Teilstrahlenbündel (2.1 ; 2.2), die zwischen den beiden Strahlteilern (4, 8) einen gleich langen optischen Weg haben, wieder zu einem Strahlenbündel (2) rekombiniert werden.

2. Belichtungseinrichtung (14) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,

dass entlang der ersten und der zweiten optischen Achse (3.1 , 3.2) vor den Mikrospiegelarrays (5.1 , 5.2) ein erster und ein zweiter vorderer Umlenkspiegel (6.1 , 6.2) und ein erster und zweiter hinterer Umlenkspiegel (7.1 , 7.2) in gleicher Weise zueinander angeordnet sind, welche die Teilstrahlenbündel (2.1 , 2.2) auf die Mikrospiegelarrays (5.1 , 5.2) unter einem gleichen vorgegebenen Einfallswinkel lenken und die optischen Wege zwischen dem ersten Strahlteiler (4) und den Mikrospiegelarrays (5.1 , 5.2) gleich sind.

3. Belichtungseinrichtung (14) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrospiegelarrays (5.1 , 5.2) zu dem zweiten Strahlteiler (8) so angeordnet sind, dass die durch die Mikrospiegelarrays (5.1 , 5.2) strukturierten und reflektierten Teilstrahlenbündel (2.1 , 2.2) mit einer gleichen Orientierung auf den die Teilstrahlenbündel (2.1 , 2.2) rekombinierenden zweiten Strahlteiler (8) auftreffen.

4. Belichtungseinrichtung (14) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

dass die ersten Umlenkspiegel (6.1 , 7.1 ) einen Winkel von größer als 45° mit der jeweils auftreffenden optischen Achse (3.1 , 3.2) einschließen.

5. Belichtungseinrichtung (14) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,

dass die Belichtungsanordnungen (13) jeweils eine Breite aufweisen, die nicht größer ist, als die doppelte Ausdehnung ihres Bildfeldes (12).

6. Belichtungseinrichtung (14) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

dass sie aus zwei Reihen von Belichtungsanordnungen (13) gebildet ist.