DE102012213515A1

DE102012213515A1 - Verfahren zum Betreiben einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage

Info

Publication number: DE102012213515A1
Application number: DE102012213515.4A
Authority: DE
Inventors: Markus Degünther
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2014-02-06
Also published as: EP2880495A1; JP2015524942A; JP6472055B2; US9665010B2; WO2014019675A1; US20150153650A1; EP2880495B1

Abstract

Bei einem Verfahren zum Betreiben einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage wird ein Facettenspiegel (72) mit Projektionslicht (PL) beleuchtet, das eine Mittenwellenlänge zwischen 5 nm und 30 nm hat. Der Facettenspiegel (72) hat mehrere verstellbare Spiegelfacetten (86), wobei Gruppen benachbarter Spiegelfacetten (86) Bereiche (88) bilden, die von einer Optik (83, 76, 78, 80) derart auf eine Objektebene (30) eines Projektionsobjektivs (20) der Projektionsbelichtungsanlage (10) abgebildet werden, dass sich in der Objektebene (30) die Bilder der Bereiche (88) in einem Objektfeld (88') überlagern. Ein Beleuchtungsfeld (24) wird mit dem Projektionslicht (PL), wobei das Beleuchtungsfeld (24) gleich dem Objektfeld (88') oder einem Teil davon ist. Eine Maske (16), die abzubildende Strukturen (12) enthält, wird in der Objektebene (30) des Projektionsobjektivs (26) derart verfahren, dass das Beleuchtungsfeld (24) die Maske (16) überstreicht. Erfindungsgemäß wird während des Schritts c) die Größe des Beleuchtungsfeldes (24) durch Verstellen mindestens einer Spiegelfacette (86) verändert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, die für Wellenlängen im extremen ultravioletten Spektralbereich (EUV) ausgelegt ist. Die Erfindung betrifft ferner eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlagen werden dazu verwendet, um Strukturen, die in einer Maske enthalten oder darauf angeordnet sind, auf einen Photolack oder eine andere lichtempfindliche Schicht zu übertragen. Die wichtigsten optischen Komponenten einer Projektionsbelichtungsanlage sind eine Lichtquelle, ein Beleuchtungssystem, welches das von der Lichtquelle erzeugtes Projektionslicht aufbereitet und auf die Maske richtet, und ein Projektionsobjektiv, das den vom Beleuchtungssystem beleuchteten Bereich der Maske auf die lichtempfindliche Schicht abbildet.
Je kürzer die Wellenlänge des Projektionslichts ist, desto kleinere Strukturen lassen sich auf der lichtempfindlichen Schicht mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage erzeugen. Die jüngste Generation von Projektionsbelichtungsanlagen verwendet Projektionslicht mit einer Mittenwellenlänge von etwa 13.5 nm, die somit im extremen ultravioletten Spektralbereich (EUV) liegt. Derartige Anlagen werden häufig kurz als EUV-Projektionsbelichtungsanlagen bezeichnet.
Es gibt allerdings keine optischen Materialien, die für derart kurze Wellenlängen ein ausreichend hohes Transmissionsvermögen haben. Daher sind in EUV-Projektionsbelichtungsanlagen die bei längeren Wellenlängen üblichen Linsen und anderen refraktiven optischen Elemente durch Spiegel ersetzt, und auch die Maske enthält deswegen ein Muster aus reflektierenden Strukturen.
Die Bereitstellung von Spiegeln für EUV-Projektionsbelichtungsanlagen stellt eine große technologische Herausforderung dar. Für EUV-Licht geeignete Beschichtungen, die auf ein Spiegelsubstrat aufgebracht sind, umfassen häufig mehr als 30 oder 40 Doppelschichten von nur wenigen Nanometern Dicke, die in technologisch aufwendigen Prozessen übereinander aufgedampft werden. Selbst mit derart aufwendig aufgebauten Beschichtungen beträgt das Reflexionsvermögen der Spiegel für das EUV-Licht meistens kaum mehr als 70%, und auch dies nur für Licht, das senkrecht oder mit Einfallswinkeln von wenigen Grad auf die reflektierende Beschichtung auftrifft.
Das vergleichsweise geringe Reflexionsvermögen der Spiegel hat zur Folge, dass man sich bei der Entwicklung von EUV-Projektionsbelichtungsanlagen darum bemühen muss, so wenige Spiegel wie möglich einzusetzen, da jeder Spiegel Lichtverluste bedeutet und letztlich den Durchsatz der Projektionsbelichtungsanlage verringert.
Für das Beleuchtungssystem derartiger Anlagen bedeutet dies u. a., dass keine Optik verwendet werden kann, um eine verstellbare Feldblende auf die Maske abzubilden, wie dies bei Beleuchtungssystemen für längere Wellenlängen um DUV- oder VUV-Spektralbereich der Fall ist. Solche verstellbaren Feldblenden enthalten verfahrbare Blendenelemente, die gelegentlich auch als Maskierungsschneiden (reticle masking blades) bezeichnet werden. Wegen dieses Verzichts auf eine Abbildungsoptik wird in EUV-Projektionsbelichtungsanlagen die Feldblende so nahe wie möglich an der Maske angeordnet.
Eine Anordnung der Feldblende in unmittelbarer Nähe der Maske ist allerdings mit mehreren Nachteilen verbunden. So kommt es in Folge des zwar geringen, aber doch endlichen Abstandes zwischen der Feldblende und der Maske dazu, dass die Ränder des auf der Maske beleuchteten Beleuchtungsfeldes nicht scharf sind. Außerdem wird ein (wenn auch kleiner) Teil des an der Maske reflektierten und gebeugten Lichts durch die Feldblende abgeschattet.
Ein weiteres Problem, das durch die Anordnung der Feldblende in unmittelbarer Nähe der Maske entsteht, hängt mit der Tatsache zusammen, dass die Maskierungsschneiden während des Scanvorgangs mit hoher Geschwindigkeit und hoher Beschleunigung bewegt werden. Die Maskierungsschneiden gewährleisten, dass die Abmessungen des Beleuchtungsfeldes entlang der Scanrichtung zu Beginn des Scanvorgangs kontinuierlich vergrößert und am Ende des Scanvorgangs wieder verkleinert werden. Die raschen und häufigen Verfahrbewegungen der Maskierungsschneiden begünstigen die Entstehung kleinster Abriebpartikel. Diese Abriebpartikel können jedoch, da sie in unmittelbarer Nähe der Maske freigesetzt werden, auf die lichtempfindliche Schicht abgebildet werden, was zu Fehlern in den lithographisch hergestellten Bauteilen führen kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist es deswegen, ein Verfahren zum Betreiben einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage anzugeben, bei dem die mit der Verwendung von verstellbaren Feldblenden verbundenen Probleme nicht auftreten.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage mit folgenden Schritten:

a) Beleuchten eines Facettenspiegels mit Projektionslicht, das eine Mittenwellenlänge zwischen 5 nm und 30 nm hat, wobei – der Facettenspiegel mehrere verstellbare Spiegelfacetten aufweist, und wobei – Gruppen benachbarter Spiegelfacetten Bereiche bilden, die von einer Optik derart auf eine Objektebene eines Projektionsobjektivs der Projektionsbelichtungsanlage abgebildet werden, dass sich in der Objektebene die Bilder der Bereiche in einem Objektfeld überlagern;
b) Beleuchten eines Beleuchtungsfeldes mit Projektionslicht, wobei das Beleuchtungsfeld gleich dem Objektfeld oder einem Teil davon ist;
c) Verfahren einer Maske, die abzubildende Strukturen enthält, in der Objektebene des Projektionsobjektivs derart, dass das Beleuchtungsfeld die Maske überstreicht;
d) während des Schritts c) Verändern der Größe des Beleuchtungsfeldes durch Verstellen mindestens einer Spiegelfacette.

Dadurch, dass die Größe des Beleuchtungsfeldes durch Verstellen der Facettenspiegel verändert wird, ist keine verstellbare und in unmittelbarer Nähe der Maske angeordnete Feldblende erforderlich, mit der in herkömmlichen EUV-Projektionsbelichtungsanlagen die Größe des Beleuchtungsfeldes verändert wird. Dadurch kann es von vornherein nicht zu den oben erläuterten Problemen kommen, die durch solche verstellbaren Feldblenden verursacht werden.
Unter Umständen kann es jedoch sinnvoll sein, das Verfahren auch bei solchen Projektionsbelichtungsanlagen einzusetzen, bei denen eine nicht verstellbare Feldblende in unmittelbarer Nähe der Maske angeordnet ist. Dadurch entfällt zumindest der Aufwand für die Verstellbarkeit der Feldblende, und auch die Gefahr von Störungen durch Abriebpartikel ist wegen der fehlenden Verfahrenbewegungen erheblich reduziert.
Die Verstellbarkeit der Spiegelfacetten kann beispielsweise auf eine Veränderung des Reflektionskoeffizienten ihrer reflektierenden Beschichtung beschränkt sein. Ausgewählte Spiegelfacetten verlieren dann, etwa durch Anlegen einer elektrischen Spannung, ihr Reflexionsvermögen, wenn die Größe des beleuchteten Objektfeldes verringert werden soll.
Im Allgemeinen wird es jedoch einfacher und wirkungsvoller sein, wenn die Stellung, d. h. die räumliche Anordnung, der mindestens einen Spiegelfacette verändert wird, um die Größe des Beleuchtungsfeldes zu verändern. Im Schritt d) wird dann die mindestens eine Spiegelfacette von einer inaktiven Stellung in eine aktive Stellung oder umgekehrt überführt, wobei die mindestens eine Spiegelfacette in der aktiven Stellung Projektionslicht auf das Objektfeld richtet und in der inaktiven Stellung kein Projektionslicht auf das Objektfeld richten kann.
Dabei kann es durchaus mehr als eine aktive und/oder inaktive Stellung geben. Insbesondere dann, wenn durch die verstellbaren Spiegelfacetten die Beleuchtungswinkelverteilung in der Objektebene festgelegt wird, wird es für jede Spiegelfacette zumindest mehrere aktive Stellungen geben.
Unterschiedliche Stellungen können insbesondere von Spiegelfacetten eingenommen werden, die um mindestens eine Achse, und vorzugsweise um zwei orthogonale Achsen, mit Hilfe von Aktuatoren verkippbar sind. Beispiele für Facettenspiegel mit solchen verkippbaren Spiegelfacetten, die ebenfalls bereichsweise von einer nachfolgenden Optik auf die Objektebene abgebildet werden, so dass sich die Bilder der Bereiche in der Objektebene überlagern, sind in der WO 2009/100856 A1 und der DE 10 2009 045 694 A1 beschrieben.
Um zu Beginn eines Scanvorgangs das Beleuchtungsfeld zu vergrößern, kann die mindestens eine Spiegelfacette von der inaktiven Stellung in die aktive Stellung überführt werden, während die Maske im Schritt c) verfahren wird. Am Ende eines Scanvorgangs wird das Beleuchtungsfeld verkleinert, indem man die mindestens eine Spiegelfacette von der aktiven Stellung in die inaktive Stellung überführt, während im Schritt c) die Maske verfahren wird.
Um die Größe des Beleuchtungsfeldes entlang einer Scanrichtung der Projektionsbelichtungsanlage während eines Scanvorgangs zu verändern, ist es zweckmäßig, wenn in mehreren Bereichen, und vorzugsweise in allen Bereiche, mehrere Spiegelfacetten verstellt werden, und zwar vorzugsweise gleichzeitig. Dadurch ist gewährleistet, dass zumindest senkrecht zur Scanrichtung die Intensitätsverteilung innerhalb des Beleuchtungsfeldes unabhängig von dessen Größe unverändert bleibt.
Zu Beginn des Scanvorgangs wird während des Schritts c) vorzugsweise das Beleuchtungsfeld vergrößert, indem mehrfach hintereinander mindestens eine Spiegelfacette, und vorzugsweise mehrfach hintereinander Reihen benachbarter Spiegelfacetten, verstellt wird, bis das Beleuchtungsfeld seine maximale Größe hat.
Wenn die Maske in Schritt c) entlang einer Scanrichtung verfahren wird, wird im Allgemeinen in Schritt d) ausschließlich die Größe des Beleuchtungsfeldes entlang der Scanrichtung verändert werden. Im Prinzip ist es jedoch auch möglich, die Größe des Beleuchtungsfeldes in einer zur Scanrichtung senkrechten Querrichtung zu verändern. In Betracht kommt dies beispielsweise dann, wenn größere Bereiche auf der Maske keine abzubildende Strukturen enthalten und durch die Verkleinerung des Beleuchtungsfeldes senkrecht zur Scanrichtung die thermische Belastung der Maske durch die Absorption von Projektionslicht verringert werden soll.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage. Diese umfasst:

a) eine Lichtquelle, die dazu eingerichtet ist, Projektionslicht zu erzeugen, das eine Mittenwellenlänge zwischen 5 nm und 30 nm hat,
b) einen Facettenspiegel, wobei – der Facettenspiegel mehrere verstellbare Spiegelfacetten aufweist, und wobei – Gruppen benachbarter Spiegelfacetten Bereiche bilden, die von einer nachfolgenden Optik derart auf eine Objektebene eines Projektionsobjektivs der Projektionsbelichtungsanlage abgebildet werden, dass sich in der Objektebene die Bilder der Bereiche in einem Objektfeld überlagern,
b) eine Verfahreinrichtung zum Verfahren einer Maske, die abzubildende Strukturen enthält, in der Objektebene des Projektionsobjektivs derart, dass ein von dem Projektionslicht beleuchtetes Beleuchtungsfeld, das gleich dem Objektfeld oder einem Teil davon ist, die Maske überstreicht,
c) eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Spiegelfacetten, wobei die Steuereinrichtung derart programmiert ist, dass während des Verfahrens der Maske die Größe des Beleuchtungsfeldes durch Verstellen mindestens einer Spiegelfacette verändert wird.

Bei einem Ausführungsbeispiel trägt die Maske eine erste und eine zweite absorbierende Schicht, die sich jeweils senkrecht zu einer Scanrichtung, entlang der die Maske verfahren wird, über die gesamte Abmessung des Objektfeldes hinweg erstrecken. Die erste absorbierende Schicht ist dabei in Scanrichtung vor und die zweite absorbierende Schicht in Scanrichtung hinter den abzubildenden Strukturen angeordnet. Da in Folge der endlichen Zahl der Spiegelfacetten keine beliebig schmalen Objektfelder erzeugt werden können, gewährleisten die beiden absorbierenden Schichten vor und hinter den abzubildenden Strukturen, dass bei sich stufenweise verändernden Objektfeldbreiten kein Projektionslicht auf Bereiche der Maske fällt, die keine abzubildenden Strukturen enthalten. Würden solche Bereiche ebenfalls beleuchtet, so würden diese ebenfalls auf die lichtempfindliche Schicht abgebildet und dort zu einer Verringerung des Kontrasts beitragen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen, die alle schematisch und nicht maßstäblich sind.
Darin zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen EUV-Projektionsbelichtungsanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 einen Meridionalschnitt durch die in der 1 gezeigte Projektionsbelichtungsanlage;
3 eine perspektivische Ansicht eines Pupillen-Facettenspiegels, der Teil eines Beleuchtungssystems der in den 1 und 2 gezeigten Projektionsbelichtungsanlage ist;
4 eine Draufsicht auf einen Feld-Facettenspiegel, der ebenfalls Teil des Beleuchtungssystems ist;
5 einen vergrößerten Ausschnitt aus der 4;
6 einen Querschnitt durch einen Teil des in den 4 und 5 gezeigten Feld-Facettenspiegels;
7 einen stark schematisiert dargestellten Strahlengang im Beleuchtungssystem der in den 1 und 2 gezeigten Projektionsbelichtungsanlage;
8 einen Meridionalschnitt durch das Beleuchtungssystem gemäß der 2, in dem zwei optische Kanäle dargestellt sind;
9 eine stark schematisierte Darstellung, wie zwei Bereiche von Spiegelfacetten des Feld-Facettenspiegels gemeinsam auf die Objektebene des Projektionsobjektivs abgebildet werden;
10 eine Draufsicht auf einen Bereich von Spiegelfacetten, wobei sich eine Reihe von Spiegelfacetten in einer aktiven Stellung und die übrigen Spiegelfacetten in einer inaktiven Stellung befinden;
11a bis 11f einen vereinfachten Ausschnitt aus dem Beleuchtungssystem zu verschiedenen Zeitpunkten während eines Scanvorgangs;
12a und 12b eine vergrößerte Draufsicht auf einen Teil des Feld-Facettenspiegels zu zwei verschiedenen Zeitpunkten während des Scanvorgangs;
13a bis 13c eine schematische Darstellung der Verhältnisse während der Beleuchtung der Maske zu drei verschiedenen Zeitpunkten während des Scanvorgangs;
14 ein Flussdiagramm zur Erläuterung wichtiger Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
1. Grundlegender Aufbau der Projektionsbelichtungsanlage
Die 1 zeigt in einer perspektivischen und stark schematisierten Darstellung den grundlegenden Aufbau einer erfindungsgemäßen und insgesamt mit 10 bezeichneten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage. Die Projektionsbelichtungsanlage 10 dient dazu, reflektierende Strukturen 12, die auf der Unterseite einer Maske 14 angeordnet sind, auf eine lichtempfindliche Schicht 16 zu projizieren. Die lichtempfindliche Schicht 16, bei der es sich insbesondere um einen Photolack (engl. resist) handeln kann, wird von einem Wafer 18 oder einem anderen Substrat getragen.
Die Projektionsbelichtungsanlage 10 umfasst eine Lichtquelle LS, die Projektionslicht PL erzeugt und beispielsweise als Plasmaquelle ausgebildet sein kann. Als Mittenwellenlänge für das Projektionslicht PL kommt insbesondere ein Bereich zwischen 5 nm und 30 nm in Betracht, der Teil des extremen ultravioletten Spektrums (EUV) ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Mittenwellenlänge des Projektionslichts PL 13.5 nm.
Ein Beleuchtungssystem 20 richtet das Projektionslicht PL auf die mit den Strukturen 12 versehene Unterseite der Maske 14. Das Projektionslicht PL beleuchtet dabei auf der Unterseite der Maske 14 ein Beleuchtungsfeld 24, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Geometrie eines Ringsegments hat.
Die Projektionsbelichtungsanlage 10 umfasst ferner ein Projektionsobjektiv 26, das auf der lichtempfindlichen Schicht 16 ein verkleinertes Bild 24' der im Bereich des Beleuchtungsfeldes 24 liegenden Strukturen 12 erzeugt. Mit OA ist die optische Achse des Projektionsobjektivs 26 bezeichnet, die mit der Symmetrieachse des ringsegmentförmigen Beleuchtungsfelds 24 zusammenfällt. Die Erfindung ist jedoch auch in solchen Projektionsbelichtungsanlagen einsetzbar, bei denen im Projektionsobjektiv 26 keine rotationssymmetrischen optischen Flächen vorhanden sind und deswegen eine optische Achse nicht definiert ist.
Die Projektionsbelichtungsanlage 10 ist für einen Scanbetrieb ausgelegt, bei dem die Maske 14 während der Belichtung der lichtempfindlichen Schicht 16 synchron mit dem Wafer 18 verfahren wird. Diese Verfahrbewegungen der Maske 14 und des Wafers 18 sind in der 1 mit Pfeilen A1 bzw. A2 angedeutet; die zum Verfahren der Maske 14 und des Wafers 18 notwendigen Verfahreinrichtungen sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Das Verhältnis der Geschwindigkeiten, mit denen die Maske 14 und der Wafer 18 verfahren werden, ist dabei gleich dem Abbildungsmaßstab β des Projektionsobjektivs 26. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das vom Projektionsobjektiv 20 erzeugte Bild 24' verkleinert (|β| < 1) und aufrecht (β > 0), weswegen der Wafer 18 langsamer als die Maske 14, aber entlang der gleichen Richtung verfahren wird. Während einer Belichtung der lichtempfindlichen Schicht 16 überstreicht somit das Beleuchtungsfeld 24 scannerartig die Maske 14, wodurch auch größere Strukturbereiche zusammenhängend auf die lichtempfindliche Schicht 16 projiziert werden können.
Von jedem Punkt im Beleuchtungsfeld 24, das sich in einer Objektebene des Projektionsobjektivs 26 befindet, gehen Lichtbündel aus, die in das Projektionsobjektiv 26 eintreten. Dieses bewirkt, dass die eintretenden Lichtbündel in einer Bildebene hinter dem Projektionsobjektivs 26 in Feldpunkten konvergieren. Die Feldpunkte in der Objektebene, von denen die Lichtbündel ausgehen, und die Feldpunkte in der Bildebene, in denen diese Lichtbündel wieder konvergieren, sind somit optisch zueinander konjugiert.
Für einen einzelnen Punkt in der Mitte des Beleuchtungsfeldes 24 ist ein solches Lichtbündel schematisch angedeutet und mit 28 bezeichnet. Der Öffnungswinkel des Lichtbündels 28 beim Eintritt in das Projektionsobjektiv 10 ist dabei ein Maß für dessen objektseitige numerische Apertur NA_o. Infolge der verkleinerten Abbildung ist die bildseitige numerische Apertur NA_i des Projektionsobjektivs 26 um den Kehrwert des Abbildungsmaßstabs β vergrößert.
Die 2 zeigt einen schematischen Meridionalschnitt durch die Projektionsbelichtungsanlage 10, in dem weitere Einzelheiten erkennbar sind. Zwischen der mit 30 bezeichneten Objektebene und der mit 32 bezeichneten Bildebene des Projektionsobjektivs 26 sind insgesamt sechs Spiegel M1 bis M6 angeordnet. Das von einem Punkt in der Objektebene 30 ausgehende Lichtbündel 28 trifft zuerst auf einen konkaven ersten Spiegel M1, wird zurück auf einen konvexen zweiten Spiegel M2 reflektiert, trifft auf einen konkaven dritten Spiegel M3, wird zurück auf einen konkaven vierten Spiegel M4 reflektiert und trifft dann auf einen konvexen fünften Spiegel M5, der das EUV-Licht zurück auf einen konkaven sechsten Spiegel M6 richtet. Dieser fokussiert das Lichtbündel 28 schließlich in einen konjugierten Bildpunkt in der Bildebene 32.
Das Projektionsobjektiv 26 hat eine erste Pupillenfläche 34, die sich in oder in unmittelbarer Nähe der Oberfläche des zweiten Spiegels M2 befindet. Eine Pupillenfläche zeichnet sich dadurch aus, dass dort die Hauptstrahlen der von Punkten in der Objektebene 30 ausgehenden Lichtbündel die optische Achse OA schneiden. Gezeigt ist dies in der 2 für den mit 36 bezeichneten und gestrichelt angedeuteten Hauptstrahl des Lichtbündels 28.
Eine zweite Pupillenfläche 38 befindet sich im Strahlengang zwischen dem fünften Spiegel M5 und dem sechsten Spiegel M6, wobei der Abstand der zweiten Pupillenfläche 38 zu diesen beiden Spiegeln M5, M6 relativ groß ist. Auf der Höhe der zweiten Pupillenfläche 38 ist eine Aperturblende 40 angeordnet.
Das Beleuchtungssystem 20 der Projektionsbelichtungsanlage 10 bereitet das von der Lichtquelle LS erzeugte Projektionslicht PL auf und richtet es so auf die an einem Maskenhalter 69 befestigte Maske 14, dass dort jeder Punkt innerhalb des Beleuchtungsfeldes 24 mit Projektionslicht PL der gewünschten Intensität und Beleuchtungswinkelverteilung beleuchtet wird. Mit dem Begriff der Beleuchtungswinkelverteilung beschreibt man, wie sich die gesamte Intensität eines einem Feldpunkt zugeordneten Lichtbündels auf die unterschiedlichen Einfallsrichtungen verteilt.
Zu diesem Zweck weist das Beleuchtungssystem 20 einen Eingangsspiegel 70, einen Feld-Facettenspiegel 72, einen Pupillen-Facettenspiegel 74, einen ersten Kondensorspiegel 76 und einen zweiten Kondensorspiegel 78 auf. Über einen für einen streifenden Einfall (grazing incidence) ausgelegten Spiegel 80, der auch innerhalb des Beleuchtungssystems 20 angeordnet sein kann, wird das Projektionslicht PL schließlich auf die Maske 14 gerichtet.
Der in der 3 perspektivisch dargestellte Pupillen-Facettenspiegel 74 ist dabei in einer bei 82 angedeuteten Pupillenfläche des Beleuchtungssystem 20 angeordnet und umfasst eine Vielzahl von Pupillen-Spiegelfacetten 83, die auf einem Träger 85 angeordnet sind. Jede Pupillen-Spiegelfacette 83 bildet den Feld-Facettenspiegel 72 teilweise oder sogar vollständig auf die Objektebene 30 ab. Dort überlagern sich somit die Bilder des Feld-Facettenspiegels 72 oder Teile davon.
Die Pupillenfläche 82 des Beleuchtungssystem 20 ist zu den Pupillenflächen 34 und 38 des Projektionsobjektivs 26 optisch konjugiert. Dies bedeutet, dass die Intensitätsverteilung auf dem Pupillen-Facettenspiegel 74 des Beleuchtungssystem 20 zunächst auf den zweiten Spiegel M2 des Projektionsobjektivs 26 und von dort auf die zweite Pupillenfläche 38 abgebildet wird.
Da die Pupillenfläche 82 des Beleuchtungssystem 20 mit der Objektebene 30 durch eine Fourier-Transformation verknüpft ist, wird durch die räumliche Intensitätsverteilung in der Pupillenfläche 82 die Beleuchtungswinkelverteilung in der Objektebene 30 festgelegt. Orten in der Pupillenfläche 82 entsprechen daher Winkeln in der Objektebene 30. Umgekehrt entsprechen Winkel in der Pupillenfläche 82 Orten in der Objektebene 30. Indem mit Hilfe des Feld-Facettenspiegels 72 unterschiedliche Intensitätsverteilungen auf dem Pupillen-Facettenspiegel 74 erzeugt werden, lässt sich die Beleuchtungswinkelverteilung des auf die Maske 14 auftreffenden Projektionslichts PL gezielt an die in der Maske 14 enthaltenen Strukturen 12 anpassen.
2. Feld-Facettenspiegel
Der Aufbau und die Funktion des Feld-Facettenspiegels 72 werden im Folgenden mit Bezug auf die 4 bis 10 näher erläutert.
Die 4 zeigt den Feld-Facettenspiegel 72 in einer Draufsicht. Der Feld-Facettenspiegel 72 umfasst einen Träger 84, der eine Vielzahl von kleinen Spiegelfacetten 86 trägt. Gruppen benachbarter Spiegelfacetten 86 bilden auf dem Träger 84 Bereiche, deren Umriss (abgesehen von einem Maßstabsfaktor) der Geometrie des auf der Maske 14 vom Beleuchtungssystem 20 beleuchteten Beleuchtungsfeldes 24 entspricht, wenn dieses seine maximale Größe hat.
Die 5 zeigt eine solche Gruppe von Spiegelfacetten 86 in einer vergrößerten Darstellung. Der ungefähre Umriss des durch diese Gruppe gebildeten Bereichs 88 ist durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die den Bereich 88 bildende Gruppe vier Reihen mit jeweils elf Spiegelfacetten 86.
Auf dem Träger 84 des Feld-Facettenspiegels 72 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel insgesamt neunundfünfzig Bereiche 88 angeordnet, so dass die Gesamtzahl der Spiegelfacetten 86 annähernd 2600 beträgt. Die Zahl der Spiegelfacetten 86 kann jedoch auch wesentlich höher sein und insbesondere in der Größenordnung zwischen 10⁵ und 10⁶ liegen.
Wie der schematische Schnitt gemäß der 6 durch einen Teil des Feld-Facettenspiegels 72 zeigt, sind die Spiegelfacetten 86 individuell verstellbar. In der 6 sind die beiden rechts dargestellten Spiegelfacetten 86 um eine zur Papierebene senkrechte Achse verkippt, während die übrigen Spiegelfacetten sich in ihrer Nulllage befinden. Jede Spiegelfacette 86 umfasst ein Substrat 90, das eine reflektierende Beschichtung 92 trägt. Die reflektierende Beschichtung 92 ist dazu ausgelegt, das von der Lichtquelle LS erzeugte Projektionslicht PL zu reflektieren. Die Spiegelfacette 86 ist über ein nicht näher dargestelltes Festkörpergelenk mit einem Pfosten 94 verbunden, der seinerseits vom Träger 84 des Feld-Facettenspiegels 72 getragen wird.
Auf der zu den Spiegelfacetten 86 weisenden Oberfläche des Trägers 84 sind Aktuatoren 96 angeordnet, mit denen sich die Spiegelfacetten 86 um zwei orthogonale Kippachsen individuell und kontinuierlich über einen vorgegebenen Winkelbereich hinweg verkippen lassen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Aktuatoren 96 als Elektroden ausgebildet, die auf die Substrate 90 der Spiegelfacetten 86 elektrostatische Kräfte ausüben können. Selbstverständlich kommen auch andere Arten von Aktuatoren 96 in Betracht, sofern sie eine ausreichende Miniaturisierung der Spiegelfacetten 86 ermöglichen. Realisiert werden kann die in den 4 bis 6 gezeigte Anordnung der Spiegelfacetten 86 beispielsweise in MEMS-Technologie (micro-electro-mechanical system), wie dies an sich im Stand der Technik bekannt ist.
Jeder Bereich 88 wird von der nachfolgenden Optik derart auf die Objektebene 30 des Projektionsobjektivs 26 abgebildet, dass sich in der Objektebene 30 die Bilder der Bereiche 88 in einem Objektfeld 88' überlagern. Das Objektfeld 88' ist somit ein Bereich in der Objektebene 30, der von Projektionslicht PL beleuchtet werden kann. Welcher Teil des Objektfeldes 88' beleuchtet wird und das Beleuchtungsfeld 24 bildet, hängt davon ab, welche Spiegelfacetten 86 in den Bereichen 88 Projektionslicht PL so auf den Pupillen-Facettenspiegel 74 richten, dass es schließlich die Objektebene 30 erreicht.
Dies wird im Folgenden mit Bezug auf die 7 erläutert, die einen vereinfachten Ausschnitt aus dem Beleuchtungssystem 20 zeigt. Die ohnehin nur optionalen Spiegel 76, 78 und 80 zwischen dem Pupillen-Facettenspiegel 74 und der Objektebene 30 sind in der 7 der Einfachheit halber nicht dargestellt; von dem Feld-Facettenspiegel 72 ist außerdem nur ein einziger Bereich 88 und vom Pupillen-Facettenspiegel 74 nur eine einzige Pupillen-Spiegelfacette 83 angedeutet.
Wie dem Strahlengang entnehmbar ist, richtet der Bereich 88 das auftreffende Projektionslicht auf eine der Pupillen-Spiegelfacetten 83 des Pupillen-Facettenspiegels 74. Der Bereich 88 wird vollständig von dem Pupillen-Facettenspiegel 83 und der nicht dargestellten nachfolgenden Optik auf die Objektebene 30 abgebildet. Dort entsteht somit ein Bild der vier in der 7 erkennbaren Spiegelfacetten 86 des Bereichs 88. Durch dieses Bild wird das Objektfeld 88' festgelegt, das maximal in der Objektebene 30 beleuchtbar ist. Die Richtung, von der aus das Projektionslicht PL auf die Objektebene 30 auftrifft, wird dabei durch die Auswahl des Pupillen-Facettenspiegels 83 festgelegt, auf welche die Spiegelfacetten 86 des Bereichs 88 das Projektionslicht richten. Diese Zuordnung ist im Allgemeinen variabel, um unterschiedliche Beleuchtungswinkelverteilungen in der Objektebene 30 einstellen zu können.
Der gestrichelt angedeutete Strahlengang veranschaulicht, dass der Bereich 88 seinerseits den in einer Zwischenfokusebene 98 angedeuteten und von der Lichtquelle LS erzeugten Zwischenfokus 99 auf die Pupillen-Spiegelfacette 83 des Pupillen-Facettenspiegels 74 abbildet.
Entsprechendes gilt auch für die übrigen Bereiche 88 des Feld-Facettenspiegels 72. Jeder Bereich 88 wird somit durch eine Pupillen-Spiegelfacette 83 des Pupillen-Facettenspiegels 74 und gegebenenfalls weitere vorhandene Spiegel auf die Objektebene 30 abgebildet, und zwar derart, dass sich die Bilder aller Bereiche 88 möglichst vollständig in dem Objektfeld 88' überlagern. Das in der Objektebene 30 beleuchtbare Objektfeld 88' stellt somit eine Überlagerung von Bildern der Bereiche 88 des Feld-Facettenspiegels 72 dar. Da sehr viele Bereiche 88 zu dieser Überlagerung beitragen, kann das Objektfeld 88' gleichmäßig und aus unterschiedlichen Richtungen beleuchtet werden. Die Festlegung der Beleuchtungswinkelverteilung erfolgt durch die Zuordnung von Bereichen 88 zu den Pupillen-Spiegelfacetten 83 des Pupillen-Facettenspiegels 74, wie dies oben bereits erläutert wurde. Jeder Bereich 88 bildet somit gemeinsam mit einer zugeordneten Pupillen-Spiegelfacette 83 einen optischen Kanal, der das von der Lichtquelle LS erzeugte Projektionslicht PL aus einer bestimmten Richtung auf das Objektfeld 88' richtet.
Diese Unterteilung in einzelne Kanäle ist in der 8 illustriert, bei der es sich um einen Ausschnitt aus der 2 handelt. Zwei dieser Kanäle sind in der 9 mit K1, K2 bezeichnet. Am eingezeichneten Strahlengang ist erkennbar, dass zwei Punkte in unterschiedlichen Bereichen 88 des Feld-Facettenspiegels 72 auf den gleichen Punkt in der Objektebene 30 abgebildet werden, die Beleuchtung dieses Punktes jedoch aus unterschiedlichen Richtungen erfolgt.
Die 9 zeigt die Überlagerung der Bilder zweier Bereiche 88a, 88b zum Objektfeld 88' in einer anderen schematischen Darstellung. Da beim dargestellten Ausführungsbeispiel alle Bereiche 88 eine identische Anordnung von Spiegelfacetten 86 enthalten, ist das Objektfeld 88' ebenfalls gerastert. Da eine Rasterung des Objektfeldes 88' senkrecht zur Scanrichtung A1 im Allgemeinen unerwünscht ist, da sie zur Ausbildung von dunklen Linien entlang der Scanrichtung führt, kann es zweckmäßig sein, wenn sich die Anordnung der Spiegelfacetten 86 in den Bereichen 88 geringfügig voneinander unterscheidet.
Weitere Einzelheiten zum Feld-Facettenspiegel 72 können den eingangs bereits erwähnten WO 2009/100856 A1 und DE 10 2009 045 694 A1 entnommen werden.
Die individuelle Verstellbarkeit der Spiegelfacetten 86 ermöglicht es, nur Teile des Objektfeldes 88' zu beleuchten und damit die Größe des Beleuchtungsfeldes 24 zu verändern. Werden beispielsweise in allen Bereichen 88 einzelne Spiegelfacetten 86 an einander entsprechenden Positionen in eine inaktive Stellung überführt, so dass die betreffenden Spiegelfacetten 86 kein Projektionslicht PL mehr auf das Objektfeld 88' richten können, so führt dies zu einer Veränderung der Abmessungen des Beleuchtungsfeldes 24.
Die 10 illustriert dies an einem einfachen Beispiel. Werden in allen Bereichen 88 die Spiegelfacetten 86 in den drei oben dargestellten Reihen in eine inaktive Stellung überführt, was in der 10 durch einen diagonalen Strich in den Spiegelfacetten 86 angedeutet ist, so verbleiben nur noch die Spiegelfacetten 86 in der untersten Reihe in einer aktiven Stellung, in der sie Projektionslicht auf das Objektfeld 88' richten. Folglich wird nicht das gesamte Objektfeld 88', sondern nur noch ein sehr schmales Beleuchtungsfeld 24 vom Beleuchtungssystem 20 beleuchtet, wie dies unten in der 10 gezeigt ist.
Im folgenden Abschnitt wird erläutert, wie die Veränderbarkeit der Größe des Beleuchtungsfeldes 24 dazu verwendet werden kann, verfahrbare Maskierungsblenden überflüssig zu machen. Solche Blenden sind in herkömmlichen Projektionsbelichtungsanlagen erforderlich, um zu Beginn und zu Ende eines jeden Scanvorgangs Teile der abzubildenden Maske 14 abzudecken.
3. Veränderungen der Objektfeldgröße während Scanvorgang
Die 11a bis 11f zeigen schematisch und nicht maßstäblich die Funktion der verstellbaren Spiegelfacetten 86 des Feld-Facettenspiegels 72 während verschiedener Zeitpunkte im Verlauf eines Scanvorgangs, bei dem ein größerer zusammenhängender Bereich auf der Maske 14 auf die lichtempfindliche Schicht 16 projiziert wird. Gezeigt ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur ein einziger optischer Kanal, der durch einen Bereich 88 mit mehreren Spiegelfacetten 86 und einer Pupillen-Spiegelfacette 83 des Pupillen-Facettenspiegels 74 gebildet wird. Für die übrigen optischen Kanäle gelten die nachfolgenden Erläuterungen entsprechend.
Die 11a illustriert die Verhältnisse zu einem Zeitpunkt, zu dem sich die Maske 14 mit den abzubildenden Strukturen 12 noch außerhalb des Objektfeldes 88' befindet, das in den 11a bis 11f nach oben gespiegelt und nur zur Hälfte mit gestrichelten Linien angedeutet ist. Zu diesem Zeitpunkt sind alle Spiegelfacetten 86 des Bereichs 88 in einer inaktiven Stellung. Dies bedeutet, dass von der Zwischenfokusebene 98 kommendes Projektionslicht PL so von den Spiegelfacetten 86 reflektiert wird, dass kein Projektionslicht PL das Objektfeld 88' erreicht.
Wenn die Maske 14 weiter entlang der durch den Pfeil A1 angedeuteten Scanrichtung mit Hilfe einer nur in der 2 dargestellten Verfahreinheit 102 verfahren wird, tritt das vordere Ende der Maske 14 in das Objektfeld 88' ein. Beleuchtet wird vom Beleuchtungssystem 20 jedoch nur der das Beleuchtungsfeld 24 bildende Teil des Objektfeldes 88', der die Strukturen 12 auf der Maske 14 überdeckt. Erreicht wird dies dadurch, dass zunächst lediglich eine einzige Reihe von Spiegelfacetten 86 von der inaktiven Stellung in eine aktive Stellung überführt wird. Diese Reihe ist in der Schnittdarstellung der 11b durch die Spiegelfacette 86 am äußeren rechten Rand repräsentiert.
Dies entspricht dem in der 10 dargestellten Zustand, nur dass in den 11a bis 11f anstelle von vier insgesamt neun Reihen von Spiegelfacetten 86 angedeutet sind. Das Beleuchtungsfeld 24 wird somit zu diesem Zeitpunkt durch einen schmalen Streifen gebildet, wie er in der 10 gezeigt ist. Das Beleuchtungsfeld 24 ist bogenförmig gekrümmt und hat eine Breite, die gleich der Breite des Bildes einer einzelnen Spiegelfacette 86 ist.
Während die Maske 14 im Verlauf des Scanvorgangs weiter in das Objektfeld 88' vorrückt, werden in den Bereichen 88 sukzessive und synchron weitere Reihen von Spiegelfacetten 86 von der inaktiven in die aktive Stellung überführt. Auf diese Weise vergrößert sich die Ausdehnung des Beleuchtungsfeldes 24 in der Scanrichtung, wie dies 11c illustriert. Die Vergrößerung erfolgt dabei jeweils sprunghaft um eine Breite, die ebenfalls gleich der Breite des Bildes einer einzelnen Spiegelfacette 86 ist.
Die 11d illustriert die Verhältnisse zu einem späteren Zeitpunkt, zu dem sich alle Spiegelfacetten 86 in einer aktiven Stellung befinden. Das Beleuchtungsfeld 24 hat nun seine maximale Größe und ist somit identisch mit dem Objektfeld 88'. Diese Größe des Beleuchtungsfeldes 24 wird beibehalten, bis die Strukturen 12 am hinteren Ende der Maske 14 das Beleuchtungsfeld 24 erreichen. Nun werden Spiegelfacetten 86 in allen Bereichen 88 von ihrer aktiven in die inaktive Stellung überführt, um auf diese Weise die Abmessungen des Beleuchtungsfeldes 24 entlang der Scanrichtung A1 zu verkleinern. Das hintere Ende des Beleuchtungsfeldes 24 wandert somit mit dem hinteren Ende des mit Strukturen 12 versehenen Bereichs auf der Maske 14 mit, wie dies die 11e und 11f illustrieren. Wenn sich keine Struktur 12 mehr innerhalb des Objektfeldes 88' befindet, sind alle Spiegelfacetten 86 wieder in der inaktiven Stellung, wie sie in der 11a gezeigt ist.
Die 12A und 12B zeigen in Draufsicht einen Ausschnitt aus dem in der 4 gezeigten Feld-Facettenspiegel 72 zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten während des Scanvorgangs. Zu dem in der 12a gezeigten Zeitpunkt befindet sich die jeweils untere Reihe der Spiegelfacetten 86 in den Bereichen 88 in einer aktiven Stellung, während alle übrigen Spiegelfacetten 86 sich in der inaktiven Stellung befinden. Dadurch wird das Beleuchtungsfeld 24 durch den in der 10 gezeigten schmalen Streifen gebildet, der zu Beginn des Scanvorgangs im Objektfeld 88' beleuchtet wird (vgl. 11b).
Wenn die Maske 14 weiter vorrückt, wird in allen Bereichen 88 die jeweils benachbarte Reihe von Spiegelfacetten 86 von ihrer inaktiven Stellung in eine aktive Stellung überführt, wie dies die 12b zeigt. Auf diese Weise vergrößert sich das Beleuchtungsfeld 24 zunehmend und stufenweise entlang der Scanrichtung. Beim Herausfahren der Maske 14 aus dem Objektfeld 88' werden nach und nach von unten her die Reihen von Spiegelfacetten 86 wieder von ihrer aktiven in die inaktive Stellung überführt.
Gesteuert werden die Spiegelfacetten 86 des Feld-Facettenspiegels 72 von einer in der 2 gezeigten Steuereinrichtung 104, die ihrerseits mit einer übergeordneten Zentralsteuerung 106 der Projektionsbelichtungsanlage 10 in Signalverbindung steht. Die Steuerung der Spiegelfacetten 86 erfolgt dabei in Abhängigkeit von der Verfahrstellung der Verfahreinheit 102, die von einem nicht dargestellten Messsystem mit hoher Genauigkeit erfasst wird.
Wie oben bereits erwähnt wurde, erfolgt die Veränderung der Größe des Beleuchtungsfeldes schrittweise, da immer nur ganze Reihen von Spiegelfacetten 86 zwischen einer aktiven und einer inaktiven Stellung verstellt werden können. Da andererseits die Maske 14 kontinuierlich verfahren wird, könnte es dazu kommen, dass kurzzeitig Projektionslicht PL auf nicht strukturierte Bereiche der Maske 14 fällt und unbeabsichtigt zur Belichtung der lichtempfindlichen Schicht 16 beiträgt. Um dies zu verhindern, trägt die Maske 14 in Scanrichtung A1 vor und hinter den abzubildenden Strukturen 12 jeweils eine absorbierende Schicht 108a bzw. 108b, wie dies in der 1 gezeigt ist.
Die 13a bis 13c illustrieren dies in einer Darstellung, die gegenüber den 11a bis 11f nochmals weiter schematisiert ist. Die 13a zeigt dabei die Verhältnisse unmittelbar vor dem Eintritt der Strukturen 12 in das Objektfeld 88'. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich eine erste Reihe von Spiegelfacetten 86 bereits in einer aktiven Stellung, wodurch Projektionslicht PL auf das Objektfeld 88' gerichtet wird und dort ein schmales Beleuchtungsfeld 24 beleuchtet. Die absorbierende Schicht 108a, die in Scanrichtung A1 vor den Strukturen 12 auf der Maske 14 angeordnet ist, absorbiert jedoch das dieses Beleuchtungsfeld beleuchtende Projektionslicht PL vollständig und verhindert so, dass Projektionslicht PL unbeabsichtigt von der Maske 14 reflektiert wird und zur Belichtung der lichtempfindlichen Schicht 16 beiträgt. Die Breite der absorbierenden Schicht 108b entlang der Scanrichtung A1 muss deswegen mindestens der Breite eines Beleuchtungsfeldes entsprechen, das im Objektfeld 88' von einer einzelnen Reihe von Spiegelfacetten 86 beleuchtet wird.
Wenn die Maske 14 entlang der Scanrichtung A1 weiter vorrückt, gelangen die in Scanrichtung vorne liegenden Strukturen 12 nach und nach in das Beleuchtungsfeld 24, wie dies die 13b zeigt.
Kurz bevor das in Scanrichtung A1 vorne liegende Ende der Strukturen 12 das vordere Ende des Beleuchtungsfeldes 24 erreicht, wird in allen Bereichen 88 jeweils die nächste Reihe von Spiegelfacetten 86 von der inaktiven in eine aktive Stellung überführt, wie dies die 13c zeigt. Auch diese nächsten Reihen von Spiegelfacetten 86 beleuchten zunächst nur die vordere absorbierende Schicht 108a auf der Maske 14. Bei weiterem Vorrücken der Maske 14 entlang der Scanrichtung A1 gelangen die Strukturen 12 auf der Maske 14 jedoch auch in den Teil des Beleuchtungsfeldes 24, der von den zuletzt in eine aktive Stellung überführten Spiegelfacetten 86 beleuchtet wird.
Beim Herausfahren der Strukturen 12 aus dem Objektfeld 24 gelten diese Überlegungen entsprechend. Die in Scanrichtung A1 hinter den Strukturen 12 liegende absorbierende Schicht 108b absorbiert dann den hinteren streifenförmigen Teil des Beleuchtungsfeldes 24.
4. Wichtige Verfahrensschritte
Im Folgenden werden mit Bezug auf die 14 wichtige Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage zusammengefasst.
In einem ersten Schritt S1 werden Spiegelfacetten 86 eines Facettenspiegels 72 mit Projektionslicht PL beleuchtet.
In einem zweiten Schritt S2 wird die Maske 14 verfahren.
In einem dritten Schritt S3 wird die Maske 14 mit Projektionslicht PL beleuchtet, während gleichzeitig die Größe des auf der Maske beleuchteten Beleuchtungsfeldes 24 durch Verstellen mindestens eines Facettenspiegels 86 verändert wird.
5. Wichtige Aspekte der Erfindung
Die folgenden Sätze fassen wichtige Aspekte der vorliegenden Erfindung zusammen:

1. Verfahren zum Betreiben einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage mit folgenden Schritten: a) Beleuchten eines Facettenspiegels (72) mit Projektionslicht (PL), das eine Mittenwellenlänge zwischen 5 nm und 30 nm hat, wobei – der Facettenspiegel (72) mehrere verstellbare Spiegelfacetten (86) aufweist, und wobei – Gruppen benachbarter Spiegelfacetten (86) Bereiche (88) bilden, die von einer Optik (83, 76, 78, 80) derart auf eine Objektebene (30) eines Projektionsobjektivs (20) der Projektionsbelichtungsanlage (10) abgebildet werden, dass sich in der Objektebene (30) die Bilder der Bereiche (88) in einem Objektfeld (88') überlagern; b) Beleuchten eines Beleuchtungsfeldes (24) mit Projektionslicht (PL), wobei das Beleuchtungsfeld (24) gleich dem Objektfeld (88') oder einem Teil davon ist; c) Verfahren einer Maske (16), die abzubildende Strukturen (12) enthält, in der Objektebene (30) des Projektionsobjektivs (26) derart, dass das Beleuchtungsfeld (24) die Maske (16) überstreicht; d) während des Schritts c) Verändern der Größe des Beleuchtungsfeldes (24) durch Verstellen mindestens einer Spiegelfacette (86).
2. Verfahren nach Satz 1, bei dem in Schritt c) die mindestens eine Spiegelfacette (86) von einer inaktiven Stellung in eine aktive Stellung oder umgekehrt überführt wird, wobei – die mindestens eine Spiegelfacette (86) in der aktiven Stellung Projektionslicht (PL) auf das Objektfeld (30) richtet und – die mindestens eine Spiegelfacette (86) in der inaktiven Stellung kein Projektionslicht (PL) auf das Objektfeld (30) richten kann.
3. Verfahren nach Satz 2, wobei die mindestens eine Spiegelfacette (86) von der inaktiven Stellung in die aktive Stellung überführt wird, während im Schritt b) die Maske verfahren wird.
4. Verfahren nach Satz 2 oder 3, wobei die mindestens eine Spiegelfacette (86) von der aktiven Stellung in die inaktive Stellung verfahren wird, während im Schritt b) die Maske verfahren wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Sätze, wobei während des Schritts b) die Größe des Beleuchtungsfeldes (24) verändert wird, indem in mehreren Bereichen (88) mehrere Spiegelfacetten (86) verstellt werden.
6. Verfahren nach Satz 5, wobei während des Schritts b) die Größe des Beleuchtungsfeldes (24) verändert wird, indem in allen Bereichen (88) die mehreren Spiegelfacetten (86) verstellt werden.
7. Verfahren nach Satz 5 oder 6, wobei während des Schritts b) die Größe des Beleuchtungsfeldes (24) verändert wird, indem in den mehreren Bereichen (88) die mehreren Spiegelfacetten (86) gleichzeitig verstellt werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Sätze, wobei während des Schritts b) das Beleuchtungsfeld (24) vergrößert wird, indem mehrfach hintereinander mindestens eine Spiegelfacette (86) verstellt wird, bis das Beleuchtungsfeld (24) seine maximale Größe hat.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Sätze, wobei die Maske (16) in Schritt b) entlang einer Scanrichtung (A1) verfahren wird, und wobei in Schritt c) ausschließlich die Größe des Beleuchtungsfeldes (24) entlang der Scanrichtung (A1) verändert wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Sätze, wobei die Optik (83, 76, 78, 80) einen weiteren Facettenspiegel (74) umfasst, der in einer Pupillenfläche angeordnet ist.
11. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit: a) einer Lichtquelle (LS), die dazu eingerichtet ist, Projektionslicht (PL) zu erzeugen, das eine Mittenwellenlänge zwischen 5 nm und 30 nm hat, b) einem Facettenspiegel (72), wobei – der Facettenspiegel (72) mehrere verstellbare Spiegelfacetten (86) aufweist, und wobei – Gruppen benachbarter Spiegelfacetten (86) Bereiche (88) bilden, die von einer Optik (83, 76, 78, 80) derart auf eine Objektebene (30) eines Projektionsobjektivs (26) der Projektionsbelichtungsanlage (10) abgebildet werden, dass sich in der Objektebene (30) die Bilder (88') der Bereiche (88) in einem Objektfeld (24) überlagern, c) einer Verfahreinrichtung (102) zum Verfahren einer Maske (16), die abzubildende Strukturen (12) enthält, in der Objektebene (30) des Projektionsobjektivs (26) derart, dass ein von dem Projektionslicht (PL) beleuchtetes Beleuchtungsfeld (24), das gleich dem Objektfeld (88') oder einem Teil davon ist, die Maske (16) überstreicht, d) einer Steuereinrichtung (104) zur Steuerung der Spiegelfacetten (86), wobei die Steuereinrichtung (104) derart programmiert ist, dass während des Verfahrens der Maske (16) die Größe des Beleuchtungsfeldes (24) durch Verstellen mindestens einer Spiegelfacette (86) verändert wird.
12. Projektionsbelichtungsanlage nach Satz 11, bei der die mindestens eine Spiegelfacette (86) von einer inaktiven Stellung in eine aktive Stellung oder umgekehrt überführbar ist, wobei – die mindestens eine Spiegelfacette (86) in der aktiven Stellung Projektionslicht (PL) auf das Objektfeld (30) richtet und – die mindestens eine Spiegelfacette (86) in der inaktiven Stellung kein Projektionslicht (PL) auf das Objektfeld (30) richten kann.
13. Projektionsbelichtungsanlage nach Satz 12, wobei die Steuereinrichtung (104) derart programmiert ist, dass die mindestens eine Spiegelfacette (86) von der inaktiven Stellung in die aktive Stellung verfahren wird, während die Maske (16) in das Beleuchtungsfeld (24) eintritt.
14. Projektionsbelichtungsanlage nach Satz 12 oder 13, wobei die Steuereinrichtung (104) derart programmiert ist, dass die mindestens eine Spiegelfacette (86) von der aktiven Stellung in die inaktive Stellung verfahren wird, während die Maske (16) aus dem Beleuchtungsfeld (24) austritt.
15. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Sätze, wobei die Steuereinrichtung (104) derart programmiert ist, dass die Größe des Beleuchtungsfeldes (24) verändert ist, indem in mehreren Bereichen (88) mehrere Spiegelfacetten (86) verstellt werden.
16. Projektionsbelichtungsanlage nach Satz 15, wobei die Steuereinrichtung (104) derart programmiert ist, dass die Größe des Beleuchtungsfeldes (24) verändert wird, indem in allen Bereichen die mehreren Facettenspiegel verstellt werden.
17. Projektionsbelichtungsanlage nach Satz 15 oder 16, wobei die Steuereinrichtung (104) derart programmiert ist, dass die Größe des Beleuchtungsfeldes (24) verändert wird, indem in den mehreren Bereichen (88) die mehreren Spiegelfacetten (86) gleichzeitig verstellt werden.
18. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Sätze 11 bis 17, wobei die Steuereinrichtung (104) derart programmiert ist, dass das Beleuchtungsfeld (24) vergrößert wird, indem mehrfach hintereinander mindestens eine Spiegelfacette (86) verstellt wird, bis das Beleuchtungsfeld (24) seine maximale Größe hat.
19. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Sätze 11 bis 18, bei der die Maske (16) eine erste und eine zweite absorbierende Schicht (108a, 108b) trägt, die sich jeweils senkrecht zu einer Scanrichtung (A1), entlang der die Maske (16) verfahren wird, über die gesamte Abmessung des Objektsfeldes (88') hinweg erstrecken, wobei die erste absorbierende Schicht (108a) in Scanrichtung vor und die zweite absorbierende Schicht (108b) in Scanrichtung hinter den abzubildenden Strukturen (12) angeordnet ist.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2009/100856 A1 [0017, 0068]
DE 102009045694 A1 [0017, 0068]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage mit folgenden Schritten: a) Beleuchten eines Facettenspiegels (72) mit Projektionslicht (PL), das eine Mittenwellenlänge zwischen 5 nm und 30 nm hat, wobei – der Facettenspiegel (72) mehrere verstellbare Spiegelfacetten (86) aufweist, und wobei – Gruppen benachbarter Spiegelfacetten (86) Bereiche (88) bilden, die von einer Optik (83, 76, 78, 80) derart auf eine Objektebene (30) eines Projektionsobjektivs (20) der Projektionsbelichtungsanlage (10) abgebildet werden, dass sich in der Objektebene (30) die Bilder der Bereiche (88) in einem Objektfeld (88') überlagern; b) Beleuchten eines Beleuchtungsfeldes (24) mit Projektionslicht (PL), wobei das Beleuchtungsfeld (24) gleich dem Objektfeld (88') oder einem Teil davon ist; c) Verfahren einer Maske (16), die abzubildende Strukturen (12) enthält, in der Objektebene (30) des Projektionsobjektivs (26) derart, dass das Beleuchtungsfeld (24) die Maske (16) überstreicht; d) während des Schritts c) Verändern der Größe des Beleuchtungsfeldes (24) durch Verstellen mindestens einer Spiegelfacette (86).
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in Schritt c) die mindestens eine Spiegelfacette (86) von einer inaktiven Stellung in eine aktive Stellung oder umgekehrt überführt wird, wobei – die mindestens eine Spiegelfacette (86) in der aktiven Stellung Projektionslicht (PL) auf das Objektfeld (30) richtet und – die mindestens eine Spiegelfacette (86) in der inaktiven Stellung kein Projektionslicht (PL) auf das Objektfeld (30) richten kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während des Schritts b) die Größe des Beleuchtungsfeldes (24) verändert wird, indem in mehreren Bereichen (88) mehrere Spiegelfacetten (86) verstellt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei während des Schritts b) die Größe des Beleuchtungsfeldes (24) verändert wird, indem in allen Bereichen (88) die mehreren Spiegelfacetten (86) verstellt werden.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei während des Schritts b) die Größe des Beleuchtungsfeldes (24) verändert wird, indem in den mehreren Bereichen (88) die mehreren Spiegelfacetten (86) gleichzeitig verstellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während des Schritts b) das Beleuchtungsfeld (24) vergrößert wird, indem mehrfach hintereinander mindestens eine Spiegelfacette (86) verstellt wird, bis das Beleuchtungsfeld (24) seine maximale Größe hat.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Maske (16) in Schritt b) entlang einer Scanrichtung (A1) verfahren wird, und wobei in Schritt c) ausschließlich die Größe des Beleuchtungsfeldes (24) entlang der Scanrichtung (A1) verändert wird.
Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit: a) einer Lichtquelle (LS), die dazu eingerichtet ist, Projektionslicht (PL) zu erzeugen, das eine Mittenwellenlänge zwischen 5 nm und 30 nm hat, b) einem Facettenspiegel (72), wobei – der Facettenspiegel (72) mehrere verstellbare Spiegelfacetten (86) aufweist, und wobei – Gruppen benachbarter Spiegelfacetten (86) Bereiche (88) bilden, die von einer Optik (83, 76, 78, 80) derart auf eine Objektebene (30) eines Projektionsobjektivs (26) der Projektionsbelichtungsanlage (10) abgebildet werden, dass sich in der Objektebene (30) die Bilder (88') der Bereiche (88) in einem Objektfeld (24) überlagern, c) einer Verfahreinrichtung (102) zum Verfahren einer Maske (16), die abzubildende Strukturen (12) enthält, in der Objektebene (30) des Projektionsobjektivs (26) derart, dass ein von dem Projektionslicht (PL) beleuchtetes Beleuchtungsfeld (24), das gleich dem Objektfeld (88') oder einem Teil davon ist, die Maske (16) überstreicht, d) einer Steuereinrichtung (104) zur Steuerung der Spiegelfacetten (86), wobei die Steuereinrichtung (104) derart programmiert ist, dass während des Verfahrens der Maske (16) die Größe des Beleuchtungsfeldes (24) durch Verstellen mindestens einer Spiegelfacette (86) verändert wird.
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 8, bei der die mindestens eine Spiegelfacette (86) von einer inaktiven Stellung in eine aktive Stellung oder umgekehrt überführbar ist, wobei – die mindestens eine Spiegelfacette (86) in der aktiven Stellung Projektionslicht (PL) auf das Objektfeld (30) richtet und – die mindestens eine Spiegelfacette (86) in der inaktiven Stellung kein Projektionslicht (PL) auf das Objektfeld (30) richten kann.
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 8 oder 9, bei der die Maske (16) eine erste und eine zweite absorbierende Schicht (108a, 108b) trägt, die sich jeweils senkrecht zu einer Scanrichtung (A1), entlang der die Maske (16) verfahren wird, über die gesamte Abmessung des Objektsfeldes (88') hinweg erstrecken, wobei die erste absorbierende Schicht (108a) in Scanrichtung vor und die zweite absorbierende Schicht (108b) in Scanrichtung hinter den abzubildenden Strukturen (12) angeordnet ist.