Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2022 204 098.8 in Anspruch, deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik für die Projektionslithografie. Ferner betrifft die Erfindung ein optisches System mit einer derartigen Beleuchtungsoptik, ein Beleuchtungs system mit einer derartigen Beleuchtungsoptik, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- beziehungsweise nano strukturierten Bauteils sowie ein mit dem Verfahren hergestelltes Bauteil.

Eine Beleuchtungs optik der eingangs genannten Art ist bekannt aus der US 2011/0318696 Al, der DE 10 2008 001 511 Al, der US 9,977,335, der WO 2009/100 856 Al und der WO 2008/011 981 Al. Die DE 103 17 667 Al offenbart ein optisches Element für ein Beleuchtungs system.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsoptik derart weiterzubilden, dass mögliche Bauraumkonflikte mit einer nachgelagerten, das Objektfeld abbildenden Projektionsoptik reduziert werden, wobei gleichzeitig hohen Anforderungen an eine Beleuchtung squalität Rechnung getragen ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Beleuchtungsoptik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein dem weiteren Facettenspiegel nachgeordneter, gekrümmt ausgeführter Überführungsspiegel im Falle einer Beleuchtungsoptik, bei der Teilfelder in Teil- Abschnitte des Objektfeldes überführt werden, vorteilhaft ist. Der zusätzliche, gekrümmt ausgeführte, also nicht ebene Überführungsspiegel ermöglicht beispielsweise eine Feldformung des Objektfeldes, was für die Formgebung von im Beleuchtungslicht-Strahlengang vorgeordneten Komponenten genutzt werden kann. Zudem reduziert eine Faltwirkung des Überführungsspiegels die Gefahr von Bauraumkonflikten. Aufgrund der gekrümmten Ausführung des Überführungsspiegels ergibt sich eine Brechkraftwirkung des Überführungsspiegels und eine Wirkung auf die Form eines auf den Überführungsspiegel treffenden Bündels des Beleuchtungslichts, was nachfolgend auch als bündelformende Wirkung bezeichnet ist. Bei der Überführung der Teilfelder in die Teil- Abschnitte des Objektfeldes kann eine Abbildung dieser Teilfelder in Teil- Abschnitte des Objektfeldes stattfinden. Eine vergrößernde oder verkleinernde Abbildung s Wirkung des Überführungsspiegels kann einen zusätzlichen Freiheitsgrad bei der Auslegung von optischen Komponenten der Beleuchtungsoptik darstellen, der beispielsweise zur Größenreduzierung und/oder zur Größenanpassung derartiger optischer Komponenten genutzt werden kann. Im Falle einer solchen Abbildung ist der erste Facettenspiegel in einer Feldebene der Beleuchtungsoptik angeordnet. Alternativ kann der erste Facettenspiegel auch beabstandet zu einer solchen Feldebene angeordnet sein. Die Führung des jeweiligen Teilbündels kann über genau eine der ersten Facetten und/oder über genau eine der weiteren Facetten erfolgen.

Die Teil- Abschnitte des Objektfeldes, in die die Teilfelder überführt werden, die von den ersten Facetten vorgegeben werden, haben einen Flächenanteil am gesamten Objektfeld, der höchstens 50 % betragen kann. Dieser Flächenanteil kann kleiner sein und kann höchstens 45 %, höchstens 40 %, höchstens 35 %, höchstens 33,3 %, höchstens 30 %, höchstens 25 %, höchstens 20 % der Gesamtfläche des Objektfeldes betragen. Auch ein noch kleinerer Flächenanteil, beispielsweise von 10 % oder 5 % ist möglich. Regelmäßig ist dieser Flächenanteil größer als 1 %.

Die Verwendung individuell verkippbarer weiterer Facetten auf dem weiteren Facettenspiegel erlaubt eine größere Freiheit in der Auswahl und Formung der Teilbündel.

Das Objektfeld ist bogenförmig ausgeführt. Eine solche Ausführung der Beleuchtungsoptik ermöglicht eine gute Abbildungsfehlerkorrektur einer nachgelagerten Projektionsoptik zur Abbildung des Objektfeldes.

Die ersten Facetten sind den zweiten Facetten zur Führung jeweils eines der Beleuchtungslicht-Teilbündel derart zugeordnet, dass eine pupillenvariierende Wirkung einer vom Überführungsspiegel hervorgerufenen Abbildung s variation bei der Überführung der Teilfelder in das Objektfeld, die bei der Überführung der rechteckigen Teilfelder in das bogenförmige Objektfeld resultiert, kompensiert ist. Eine solche Facettenzuordnung trägt dem Umstand Rechnung, dass eine Überführung rechteckiger Teilfelder in ein bogenförmiges Objektfeld regelmäßig zu einer Abbildung s variation führt, die sich auf eine Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik pupillenvariierend auswirkt. Die Kompensation der pupillenvariierenden Wirkung der vom Überführungsspiegel hervorgerufenen Abbildung s variation bei der Überführung der Teilfelder in das Objektfeld, die bei der Überführung der rechteckigen Teilfelder in das bogenförmige Objektfeld resultiert, aufgrund der Facettenzuordnung wird auch als abbildungskompensierende Wirkung bezeichnet. Ohne die Zuordnungs-Kompensation würden die Beleuchtungslicht-Teilbündel mit voneinander abweichenden Beleuchtungswinkelverteilungen hin zu den Teil- Abschnitten des Objektfeldes geführt werden, so dass sich eine unerwünschte Pupillenvariation ergeben kann. Aufgrund der Zuordnung ergibt sich eine Kompensation unerwünschter Auswirkungen einer derartigen Abbildung svariation. Insbesondere kann dann eine Beleuchtungswinkelverteilung bei der Objektbeleuchtung erreicht werden, die in guter Näherung feldunabhängig ist. Die Facettenzuordnung ergibt sich durch eine entsprechende Verteilung von Verkippungen der ersten Facetten, so dass die die ersten Facetten beaufschlagenden Teilbündel des Beleuchtungslichts hin zu den zugeordneten zweiten Facetten geführt werden.

Die Gestaltung einer Beleuchtungsoptik nach Anspruch 2 mit einem ersten Facettenspiegel zur Teilfeld- Vorgabe und einem nachgeordneten zweiten Facettenspiegel, beabstandet zu einer Beleuchtungsoptik-Pupillenebene ist im Stand der Technik auch als spekularer Reflektor bekannt. Ein solcher spekularer Reflektor setzt regelmäßig die Formung einer Ausleuchtung des Objektfeldes aus Teil- Abschnitten sowie das Vorhandensein individuell verkippbarer weiterer Facetten auf einem weiteren Facettenspiegel voraus.

Eine Ausführung des Überführungsspiegels als Gl-Spiegel (Grazing Incidence Spiegel, Spiegel zum streifenden Einfall) nach Anspruch 3 ermöglicht eine Beleuchtungslichtführung mit geringen Reflektionsverlusten. Ein Einfallswinkel des Beleuchtungslichts auf dem Gl-Spiegel ist größer als 45°. Dieser Einfallswinkel kann größer sein als 60°, kann größer sein als 65° und kann auch größer sein als 70°. Regelmäßig ist dieser Einfallswinkel kleiner als 89°. Eine rechteckige Reflexionsflächen-Berandung der ersten Facetten nach Anspruch 4 ermöglicht eine dichte Packung der ersten Facetten auf dem ersten Facettenspiegel in mindestens einer Packungsdimension, bevorzugt in den beiden Packungsdimensionen, die eine Anordnungsebene des ersten Facettenspiegels aufspannen.

Das Objektfeld kann teilringförmig ausgestaltet sein.

Die bündelformende Wirkung des Überführungsspiegels kann so ausgebildet sein, dass von den ersten Facetten vorgegebene rechteckige Teilfelder in das bogen- bzw. teilringförmige Objektfeld in entsprechend bogenförmig ausgeführte Teil- Abschnitte überführt werden.

Eine Quererstreckung der Teil- Abschnitte nach Anspruch 7 hat sich in der Praxis bewährt. Diese Erstreckung der Teil- Abschnitte quer zur Objektverlagerungsrichtung kann höchstens 40 % der gesamten Objektfeld-Erstreckung quer zur Objektverlagerungsrichtung sein, kann höchstens 30 %, höchstens 25 %, höchstens 20 % oder auch höchstens 5 % betragen und ggf. auch noch kleiner sein. Diese Quererstreckung der Teil- Abschnitte ist regelmäßig größer als 1 % der Quererstreckung des gesamten Objektfeldes.

Eine Unterteilung der ersten Facetten nach Anspruch 8 ermöglicht eine hohe Flexibilität einer Nutzung der Beleuchtungsoptik. Eine beispielsweise über die Einzelspiegel vorgegebene Gruppe kann dann eine der ersten Facetten ergeben. Die Einzelspiegel-Gruppen können rechteckig berandet sein und dann wiederum rechteckig berandete Teilfelder vorgeben.

Eine Erstreckung der Teilfelder längs der Objektverlagerungsrichtung nach Anspruch 9 hat sich ebenfalls in der Praxis bewährt. Alternativ können die Teilfelder auch längs der Objektverlagerungsrichtung unterteilt sein, so dass die Teil- Abschnitte auch längs zur Objektverlagerungsrichtung eine Erstreckung haben, die kleiner ist als die Gesamterstreckung des Objektfeldes in der Objektverlagerungsrichtung.

Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 10, eines Beleuchtungssystems nach Anspruch 11, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 12, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 13 und eines mikro- beziehungsweise nano strukturierten Bauteils nach Anspruch 14 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Beleuchtungsoptik bereits erläutert wurden. Bei dem hergestellten Bauteil kann es sich um ein Halbleiterelement, besonders um einen Mikrochip, insbesondere um einen Speicherchip handeln.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung mindestens ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie;

Fig. 2 schematisch eine mit einer Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage nach Fig. 1 erfolgende Übertragung von Teilfeldem, die von nebeneinander angeordneten ersten Facetten eines ersten Facettenspiegels der Beleuchtungsoptik vorgegeben werden, über eine Übertragungsoptik, aufweisend einen weiteren Facettenspiegel und einen Überführungsspiegel, in Teil- Abschnitte eines Objektfeldes einer nachgeordneten abbildenden Optik der Projektionsbelichtungsanlage; Fig. 3 in einer zu Fig. 2 prinzipiell ähnlichen Darstellung, in Bezug auf die Übertragungsoptik aber weniger abstrakt wiederum die Überführung von drei in der Fig. 3 dargestellten Teilfel- dem in das Objektfeld, wobei in Bezug auf die Führung von den Teilfeldem zugeordneten Teilbündeln eines Beleuchtungslicht-Gesamtbündels auch jeweils eine Verteilung des Beleuchtungslichts auf beleuchtete Subpupillen innerhalb einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungs optik sowie ein der Beleuchtungspupille nachgeordneter Überführungsspiegel zur Überführung des gesamten Beleuchtungslicht-Bündels in das Objektfeld dargestellt ist;

Fig. 4 schematisch die Führung eines Beleuchtungslicht-Teilbündels von einem Zwischenfokus zwischen einerseits einem Kollektor der Projektionsbelichtungsanlage und der Beleuchtungsoptik und andererseits dem Objektfeld zur Veranschaulichung typischer Dimensionen zur Auslegung von Komponenten der Beleuchtungsoptik; und

Fig. 5 und 6 ausschnittsweise beispielhafte Belegungen von Abschnitten des ersten Facettenspiegels mit den ersten Facetten zur Vorgabe der Teilfelder.

Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf die Figur 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie beschrieben. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowie deren Bestandteile sei hierbei nicht einschränkend verstanden. Eine Ausführung eines Beleuchtungs systems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Licht- bzw. Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungs system separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungs system die Lichtquelle 3 nicht.

Das Objektfeld 5 ist bogenförmig ausgeführt. Das Objektfeld 5 kann teilringförmig ausgeführt sein.

Belichtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Reti- kelverlagerung santrieb 9 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar.

In der Figur 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Richtung verläuft senkrecht zur Zeichenebene hinein. Die y-Richtung verläuft horizontal und die z-Richtung verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der Fig. 1 längs der y-Richtung. Die z-Rich- tung verläuft senkrecht zur Objektebene 6.

Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Projektionsoptik 10. Die Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Die Bildebene 12 verläuft parallel zur Objektebene 6. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 möglich.

Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.

Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungs Strahlung oder Beleuchtung slicht oder Abbildungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Laser Produced Plasma, mithilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Free-Electron-La- ser, FEL) handeln.

Die Beleuchtungs Strahlung 16, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt. Bei dem Kollektor 17 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hy- perboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 kann im streifenden Einfall (Grazing Incidence, Gl), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungs Strahlung 16 beaufschlagt werden. Der Kollektor 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein. Zusammen mit der Lichtquelle 3 kann der Kollektor 17 ein Quellen-Kollektor-Modul bilden.

Nach dem Kollektor 17 propagiert die Beleuchtungs Strahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Strahlungsquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.

Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20. Bei dem Umlenkspiegel 19 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 19 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungs Strahlung 16 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 20 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, die zur Objektebene 6 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21, welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 21 sind in der Fig. 1 nur beispielhaft einige dargestellt.

Der erste Facettenspiegel 20 liegt in einem Femfeld des Beleuchtungslichts 16. Das Femfeld kann näherungsweise in einer Fourier-konjugierten Ebene zur Licht- bzw. Strahlungsquelle 3 liegen. Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein. Die ersten Facetten 21 sind mit Hilfe zugeordneter Aktoren individuell verkippbar.

Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 Al bekannt ist, können die ersten Facetten 21 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 20 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 Al verwiesen.

Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtung s Strahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung.

Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter bzw. weiterer Facettenspiegel 22. Der zweite Facettenspiegel 22 liegt beabstandet zu einer beispielhaft in der Figur 1 zwischen den beiden Facettenspiegeln 20, 22 veranschaulichten Eintrittspupillenebene EP der nachfolgenden Projektionsoptik 10. Die Eintrittspupille EP ist das eintrittsseitige Bild der aperturbegrenzenden Blende der Projektionsoptik 10.

Die Eintrittspupillenebene EP der Projektionsoptik 10 kann im Strahlengang des Beleuchtungslichts 16 vor oder nach dem zweiten Facettenspiegel 22 angeordnet sein. Ein Abstand der Eintrittspupillenebene von einer Anordnungsebene des zweiten Facettenspiegels 22 liegt bei mindestens 5 % eines Abstandes zwischen den beiden Facettenspiegeln 20, 22.

Die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 wird auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind grundsätzlich bekannt aus der US 9,977,335 oder US 2006/0132747 Al, der EP 1 614 008 Bl und der US 6,573,978.

Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23, die auch als Spekularfacetten bezeichnet werden. Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System.

Bei den zweiten Facetten 23 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 Al verwiesen.

Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen. Die zweiten Facetten 23 sind mit Hilfe zugeordneter Aktoren individuell verkippbar.

Im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5 ist ein Überführungsspiegel 24 angeordnet, der zur Abbildung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Der Überführungsspiegel 24 ist als Spiegel für streifenden Einfall (Gl- Spiegel, Gracing Incidence Spiegel) ausgeführt. Ein kleinster Einfallswinkel des Beleuchtungslichts 16 auf dem Überführungsspiegel 24 ist größer als 45° und kann größer sein als 60°, kann größer als 65°, kann größer sein als 70°, kann größer als 75° und kann auch noch größer sein.

Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der Figur 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau vier Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den Feldfacettenspiegel 20, den weiteren Facettenspiegel 22 und den Überführungsspiegel 24. Je nach Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch weggelassen sein, so dass der erste Facettenspiegel 20 die erste für das Beleuchtungslicht 16 bündelführende Komponente nach der Zwischenfokusebene 18 ist. Eine Reflexionsfläche des Überführungsspiegels 24 weicht von einer ebenen Fläche ab, verläuft also nicht plan, sondern gekrümmt.

Der Überführungsspiegel 24 hat eine bündelformende Wirkung auf das Gesamt-Bündel des Beleuchtungslichts 16. Der Überführungsspiegel 24 hat je nach seiner Ausführung eine Abbildung s Wirkung mit einem Abbildungsfaktor, der vergrößernd oder alternativ verkleinernd wirkt. Ein Abbildungsfaktor kleiner als 1 beschreibt nachfolgend einen verkleinernden Abbildungsfaktor. Ein Abbildungsfaktor größer als 1 beschreibt einen vergrößernden Abbildungsfaktor.

Wiederum alternativ kann der Abbildungsfaktor 1 sein oder es kann eine Abbildung mit Abbildungsfaktoren durch den Überführungsspiegel 24 herbeigeführt werden, die sich in der x-Richtung einerseits und in der y-Rich- tung andererseits unterscheiden. Der Abbildungsfaktor des Überführungsspiegels 24 kann in der x-Richtung und/oder in der y-Richtung einen Wert im Bereich zwischen 0,1 und 10 aufweisen. Der Abbildungsfaktor kann insbesondere im Bereich zwischen 0,125 und 8, kann zwischen 0,25 und 4, kann zwischen 0,33 und 3, kann zwischen 0,5 und 2 und kann auch zwischen 0,75 und 1,25 oder auch zwischen 0,9 und 1,1 liegen.

Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Stiahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.

Bei dem in der Figur 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 10 sechs Spiegel Ml bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungs Strahlung 16. Die Projektionsoptik 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.

Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungs Strahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.

Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Rich- tung zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 5 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 11. Dieser Objekt-Bild- Versatz in der y-Richtung kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.

Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe ß _x , ß _y in x- und y-Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe ß _x , ßy der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (ß _x , ß _y ) = (+/- 0,25, /+- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab ß bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab ß bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.

Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4: 1.

Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8: 1.

Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0, 125 oder von 0,25, sind möglich.

Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 11 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 10, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung sind bekannt aus der US 2018/0074303 Al. Die ersten Facetten 21 des ersten Facettenspiegels 20 dienen zur Vorgabe von Teilfeldern, die mit der Beleuchtungsoptik 4 in Teil- Abschnitte 25i des Objektfelds 5 überführt werden. Bei dieser Überführung kann es sich um eine Abbildung handeln. Die jeweilige zweite Facette 23, die ihrerseits eine Mehrzahl von Einzelspiegelchen umfassen kann, die auf den zweiten Facettenspiegel 22 zur Führung eines jeweiligen Teilbündels 16i genutzt wird, wird nachfolgend auch als virtuelle Teilfeldfacette 23 bezeichnet.

Figur 2 verdeutlicht diese Überführung der ersten Facetten 21 in die Teil- Abschnitte 25 des Objektfeldes 5 anhand von insgesamt neun ersten Facetten 2 lij, die in drei Zeilen (i = 1, 2, 3) und in drei Spalten (j=l, 2, 3) angeordnet sind. Entsprechend ist in der Figur 2 ein Abschnitt des ersten Facettenspiegels 20 mit insgesamt neun ersten Facetten 2 ly dargestellt. Tatsächlich ist die Anzahl der ersten Facetten 21 des ersten Facettenspiegels 20 deutlich größer und kann beispielsweise im Bereich von mehreren 100 liegen.

Jede erste Facette 21 kann aus einer zusammenhängenden makroskopischen Reflektionsfläche bestehen. Alternativ kann jede erste Facette 21 aus einer Mehrzahl benachbarter Mikrospiegel bestehen.

Von den ersten Facetten 2 lij werden jeweils Teilbündel 16i eines Gesamt- Bündels des Beleuchtungslichts 16 reflektiert und hierdurch die von den ersten Facetten 21 ,j vorgegebenen Teilfelder in die Teil- Abschnitte 25i, 25 , 253 des Objektfeldes 5 überführt. Die hierzu dienende Überführungsoptik, die gebildet ist aus dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Überführungsspiegel 24, ist in der Figur 2 lediglich schematisch dargestellt. Die ersten Facetten 21y sind mit einer rechteckigen Reflexionsflächen-Be- randung ausgeführt, so dass die über die ersten Facetten 21y vorgegebenen Teilfelder rechteckig sind.

Über Teilbündel 16i, die von den ersten Facetten 2 In, 2hi und 2133 reflektiert werden, werden von der Übertragungsoptik 22, 24 in den in der Figur 2 links auf dem Objektfeld 5 dargestellten Teil -Abschnitt 25i einander überlagernd überführt. Teilbündel 16i, die von den ersten Facetten 2112, 2I23 und 2I32 reflektiert werden, werden mittels der Übertragungsoptik 22, 24 in den in der Figur 2 mittig auf dem Objektfeld 5 dargestellten Teil-Abschnitt 252 überführt. Teilbündel 16i, die von den ersten Facetten 2113, 2I22 und 2131 reflektiert werden, werden mittels der Überführungsoptik 22, 24 in den in der Figur 2 rechts auf dem Objektfeld 5 dargestellten Teil-Abschnitt 253 überführt.

Die Teil- Abschnitte 25i haben quer zur Objektverlagerungsrichtung y, also längs der x-Richtung, eine Erstreckung, die ein Drittel einer x-Erstreckung des Objektfeldes beträgt. Je nach Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann diese x-Erstreckung der Teil- Abschnitte höchstens 50 % betragen, kann höchstens 40 % betragen, kann höchstens 30 % betragen, kann höchstens 25 % betragen, kann höchstens 10 % betragen und kann beispielsweise 5 % betragen oder ggf. noch kleiner sein. Regelmäßig ist diese x-Erstreckung der Teil- Abschnitte 25 größer als 1 % der x-Erstreckung des Objektfeldes 5.

Die Teil- Abschnitte 25 haben längs der Objektverlagerungsrichtung y eine Erstreckung über das gesamte Objektfeld 5. Alternativ ist es möglich, dass auch längs der y-Richtung mehrere nebeneinanderliegende Teilfelder vorhanden sind, beispielsweise zwei, drei oder noch mehr derartige Teilfelder. Figur 3 verdeutlicht eine abbildungskompensierende Wirkung einer Facettenzuordnung der Facetten 21, 23 der beiden Facettenspiegel 20, 22 zu den jeweiligen Teilbündeln 16i. Im Unterschied zur Figur 2 sind in der Figur 3 beispielhaft die Strahlengänge von drei Teilbündeln ausgehend von genau drei ersten Facetten 2 h, 2 h und 2U dargestellt.

Figur 3 verdeutlicht die Wirkung des zweiten Facettenspiegels 22 und des Überführungsspiegels 24 anhand der jeweils für das Teilbündel 16i, I62, I63 dargestellten Beleuchtungspupille 26 mit bei der jeweiligen Führung der Teilbündel I61, I62, I63 beleuchteten Subpupillen 27, die gefüllt dargestellt sind. Jedes der Teilbündel 16i wird über genau eine zweite Facette 23 geführt und gehört zu genau einer der Subpupillen 27.

Zur Veranschaulichung sind die Beleuchtungspupillen 26 für die Führung der drei Teilbündel I61 bis I63 in der Figur 3 getrennt dargestellt. Tatsächlich handelt es sich um ein und dieselbe Beleuchtungspupille 26, die allerdings aufgrund der pupillendrehenden Abbildung s Wirkung des Überführungsspiegels 24 stetig mit dem Auftreffort auf dem Objektfeld 5 um einen anderen Drehwinkel um eine Achse parallel zur z- Achse verdreht ist. Dementsprechend sind die Lagen der Subaperturen 27 in den verschiedenen dargestellten Beleuchtungspupillen 26 zueinander verdreht. Der Drehwinkel hängt stetig vom Auftreffort ab, so dass es auch innerhalb eines Teil- Abschnitts bzw. Teilfeldes 25i eines Teilbündels zu einer Drehung kommt. Die dargestellten Beleuchtungspupillen 26 beziehen sich auf einen Ort innerhalb des entsprechenden Teilfeldes 25i.

Die Überführung eines Teilbündels 16i einer der ersten Facetten 21 mittels des Überführungsspiegels 24, der nicht plan ist, also mit einer Brechkraft versehen ist, führt zu einer Form Veränderung der Ausleuchtung in der Ebene des Objektfeldes 5, d.h., die Form des Teil- Abschnittes 25i unterscheidet sich von der Form der entsprechenden ersten Facette 2E. Insbesondere kommt es zu einer Krümmung bzw. Krümmung s Veränderung des Teil- Abschnittes 25i.

Beleuchtungs Strahlung 16 eines oder mehrerer Teilbündel 16i, das über dieselbe zweite Facette 23 geführt wird, führt zur beleuchteten Subpupille 27 innerhalb der Eintrittspupille 26. Die Eintrittspupille 26 liegt in der Eintrittspupillenebene EP. Die Verwendung des nicht planen Überführungsspiegels 24 führt dazu, dass die Lage der Subpupille 27 innerhalb der Eintrittspupille 26 feldabhängig wird, also vom Ort des Auftreffens der Beleuchtungs Strahlung 16 im Objektfeld 5 abhängt. Insbesondere kommt es zu einer Verdrehung um eine Achse parallel zur z- Achse, wobei der Drehwinkel näherungsweise linear von der x-Position abhängt.

Der Überführungsspiegel 24 sorgt zusammen mit dem in der Figur 3 nicht dargestellten zweiten Facettenspiegel 22 für eine Überführung der rechteckigen Teilfelder, die durch die ersten Facetten 21y vorgegeben werden, in die passend zur jeweiligen x-Position auf dem Objektfeld 5 gebogenen Teil- Abschnitte 25i.

Die Abbildung s Wirkung des Überführungsspiegels 24 zur Übertragung der rechteckigen Teilfelder, die über die ersten Facetten 21, vorgegeben werden, in die gebogenen Teil- Abschnitte 25i des gebogenen Objektfeldes 5 führt, soweit die Teilbündel 16i die gleichen Facetten 23 des zweiten Facettenspiegels 22 beaufschlagen würden, zu einer Verdrehung einer Füllung der Beleuchtungspupille 26 in der Pupillenebene EP. Durch eine tatsächlich stattfindende, individuelle Zuordnung der zweiten Facetten 23 des zweiten Facettenspiegels 22 zu den verschiedenen Teilbündeln 16i wird diese Verdrehung der Beleuchtungspupillenfüllung kompensiert:

Figur 3 veranschaulicht mittig die Führung des Teilbündels I62 ausgehend vom durch die erste Facette 2 h vorgegebenen Teilfeld über beleuchtete Subpupillen 27, die in der Figur 3 Mitte gefüllt dargestellt sind, und über eine anschließende Reflexion am Überführungsspiegel 24 hin zum Teil- Abschnitt 252.

Links ist in der Figur 3 die Führung des Teilbündels I61 ausgehend von der ersten Facette 2h hin zum Teil- Abschnitt 25i auf dem Objektfeld 5 dargestellt. Aufgrund der Verdrehung der Beleuchtungspupillenfüllung erscheinen diejenigen Subpupillen 27, die bei der Führung des Teilbündels I62 beleuchtet wurden, nun bei der Führung des Teilbündels I61 verdreht. Um eine Beleuchtungspupillenfüllung bei der Führung des Teilbündels I61 zu erreichen, die derjenigen der Führung des Teilbündels I62 entspricht, werden im Vergleich zur Führung des Teilbündels I62 bei der Führung des Teilbündels I61 verdrehte Gruppen der Subpupillen 27 beleuchtet, was wiederum durch gefüllte Subpupillen 27 veranschaulicht ist. Diejenigen Subpupillen 27, die bei der Führung des Teilbündels I62 beaufschlagt werden, nicht aber bei der Führung des Teilbündels I61, sind in der Figur 3 links auf der Beleuchtungspupille 26 schraffiert dargestellt.

Im Ergebnis sieht trotz der pupillenverdrehenden Abbildung s Wirkung des Überführungsspiegels 24 der Teil- Abschnitt 251 des Objektfeldes 5, der von der ersten Facette 2U vorgegeben ist, in guter Näherung eine gleiche Verteilung von durch die Subpupillen 27 vorgegebenen Beleuchtungs winkeln wie der Teil- Abschnitt 25 .

Entsprechend erfolgt eine Zuordnung der mit dem Beleuchtungslicht des Teilbündels I63 beaufschlagten Subpupillen 27, was in der Figur 3 rechts dargestellt ist. Wiederum sind die beleuchteten Facetten gefüllt dargestellt und diejenigen Subpupillen 27, die bei der Führung des Teilbündels I63 nicht beaufschlagt werden, aber bei der Führung des Teilbündels I62, sind schraffiert dargestellt. Im Ergebnis sieht der Teil- Abschnitt 253, in den das Teilbündel I63 ausgehend vom Teilfeld, das von der ersten Facette 213 vorgegeben ist, eine Beleuchtungswinkelverteilung, die derjenigen der Teilfelder 25 und 25i entspricht.

Über das gesamte Objektfeld 5 ergibt sich somit in guter Näherung die gleiche Beleuchtung swinkelverteilung trotz der pupillendrehenden Abbildungswirkung des Überführungsspiegels 24. Als pupillendrehende Restabbildungswirkung des Überführungsspiegels 24 verbleibt eine Drehung innerhalb eines einzelnen Teilfeldes 25i. Durch Wahl der Größe der Teilfelder 25i, entsprechend einer Wahl der Größe der ersten Facetten 21 „ kann die Stärke dieses Resteffektes beschränkt werden.

Figur 4 verdeutlicht typische Dimensionen bei der Auslegung der Beleuchtungsoptik 4. Dargestellt ist der Lichtweg eines Teilbündels 16i zwischen dem Zwischenfokus in der Zwischenfokusebene 18 und dem Objektfeld 5 über eine der ersten Facetten 21 und eine der zweiten Facetten 23. Der Überführungsspiegel 24 ist in der Figur 4 weggelassen.

Die Größe der einzelnen ersten Facette 21 ergibt sich aus der Größe des Objektfeldes 5, multipliziert mit einem Faktor a/b, wobei a der Lichtweg zwischen der ersten Facette 21 und der zweiten Facette 23 ist und b der

Lichtweg zwischen der zweiten Facette 23 und dem jeweiligen Teil- Abschnitt 25i auf dem Objektfeld 5.

Die Größe der jeweiligen virtuellen Teilfacette 23 ergibt sich aus einem typischen Durchmesser des Zwischenfokus in der Zwischenfokusebene 18, multipliziert mit einem Faktor b‘/a‘. a‘ ist hierbei der Lichtweg des Teilbündels 16i zwischen dem Zwischenfokus und der ersten Facette 21. b‘ ist der Lichtweg zwischen der ersten Facette 21 und der virtuellen Teilfeldfacette 23.

Die Größe des gesamten ersten Facettenspiegels 20 ergibt sich aus einer numerischen Apertur des Gesamtbündels des Beleuchtungslichts 16 am Zwischenfokus 18 und dem Abstand d zwischen dem Zwischenfokus und dem ersten Facettenspiegel 20. In guter Näherung gilt dabei: d = a‘.

Die Größe des gesamten zweiten Facettenspiegels 22 ergibt sich aus der numerischen Apertur des Gesamtbündels des Beleuchtungslichts 16 am Objektfeld 5 und dem Lichtweg d‘ zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5. Es gilt in guter Näherung: b = d‘.

Eine Anzahl der Feldfacetten 21 ergibt sich aus deren Größe und der Größe des Feldfacettenspiegels 20. Eine Anzahl der virtuellen Teilfeldfacetten 23 ergibt sich aus deren Größe und der Größe des zweiten Facettenspiegels 22.

In Abwesenheit eines mit Brechkraft versehenen Überführungsspiegels 24 folgen die relevanten Parameter der Komponenten der Beleuchtungsoptik, wie z.B. die Größe des Facetenspiegel 20, 22 oder die Größe und Anzahl der Teilfeldfaceten 23 direkt aus der Geometrie der Beleuchtungsoptik 4, also den Abständen der Komponenten innerhalb der Beleuchtungsoptik. Diese Parameter können damit also nicht frei gewählt werden, um z.B. Herstellungskosten zu senken. Durch die Verwendung eines mit Brechkraft versehenen Überführungsspiegels 24 ergibt sich ein Freiheitsgrad zur Anpassung dieser Parameter, was z.B. zur Senkung von Herstellungskosten genutzt werden kann.

Figuren 5 und 6 zeigen beispielhaft typische Belegungen des ersten Facettenspiegels 20 mit den ersten Faceten 21. Diese Belegung kann zeilenweise, also längs der x-Richtung, dicht gepackt vorliegen (Figur 5).

Zusätzlich kann die Belegung der ersten Faceten 21 auch in der y-Rich- tung dicht gepackt erfolgen, wie in der Figur 6 dargestellt. Die rechteckige Berandung der ersten Faceten 21 sowie deren Berandungs-Orientierungen jeweils parallel zur x- und zur y-Richtung ermöglichen eine solche dichte Packung.

Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtung skanäle bzw. Teilbündel 16i erreicht werden.

Durch eine Anordnung der zweiten Faceten 23 kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintritspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle bzw. Teilbündel 16i, insbesondere der diesen jeweils zugeordneten Teilmenge der Subpupillen 27, die Licht führen, kann die Intensitäts Verteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting oder Beleuchtungspupillenfüllung bezeichnet.

Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle bzw. Teilbündel 16i sowie durch eine Umverteilung der virtuellen Teilfeldfacetten 23 zur Führung jeweils eines der Teilbündel 16i erreicht werden.

Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.

Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.

Es kann sein, dass die Projektions optik 10 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden. Dieses abbildende Element der Übertragungsoptik kann mit dem Überführungsspiegel 24 identisch sein. Zur Herstellung eines mikro strukturierten Bauteils, insbesondere eines hoch integrierten Halbleiterbauelements, beispielsweise eines Speicherchips, mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 werden zunächst das Retikel 7 und der Wafer 13 bereitgestellt. Anschließend wird eine Struktur auf dem Retikel 7 mit der Projektionsoptik der Projektionsbelichtungsanlage 1 auf eine lichtempfindliche Schicht auf dem Wafer 13 projiziert. Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird dann eine Mikrostruktur auf dem Wafer 13 und hieraus das mikro- beziehungsweise nanostrukturierte Bauteil erzeugt.