Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Pa- tentanmeldung DE 10 2018 200 167.7 in Anspruch, deren Inhalt durch Be- zugnahme hierin aufgenommen wird.

Die Erfindung betrifft ein optisches System für eine Projektionsbelich- tungsanlage, einen Pupillenfacettenspiegel für eine Beleuchtungsoptik und eine Beleuchtungsoptik. Weiter betrifft die Erfindung eine Projektionsbe- lichtungsanlage für die Mikrolithographie. Schließlich betrifft die Erfm- dung ein Verfahren zur Belichtung eines Wafers mit Hilfe einer Projekti- onsbelichtungsanlage und ein mikro- oder nano strukturiertes Bauelement, welches mit einem derartigen Verfahren hergestellt wird.

Aus dem Stand der Technik sind Projektionsbelichtungsanlagen mit hohen numerischen Aperturen bekannt. Große Einfallswinkel der Beleuchtungs- Strahlung können jedoch zu Abschattungseffekten durch die Maskenstruk- turen führen.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch ein optisches System gelöst, bei welcher der Winkelraum der Beleuchtungsstrahlung der Projektionsoptik am Retikel in einer ersten Richtung doppelt so groß ist wie der Winkelraum der Beleuch- tungsstrahlung der Beleuchtungsoptik. Diese erste Richtung verläuft insbe- sondere parallel zur Scanrichtung der Projektionsbelichtungsanlage. In der Beleuchtungsoptik kann die Scanrichtung auf Grund der Ausdehnung des ausgeleuchteten Retikels erkannt werden: Das Retikel ist in Scanrichtung deutlich kürzer als in einer hierzu orthogonalen Richtung.

Eine Halbierung des Winkelraums in einer ersten Richtung kann insbeson- dere dadurch erreicht werden, dass die Öffnung des Strahlenbündels der Beleuchtungsstrahlung im Strahlengang der Projektionsoptik zu einem kreisförmigen Winkelraum auf dem Wafer führt, während die Öffnung des Strahlenbündels der Beleuchtungsstrahlung zur Beleuchtung des Retikels in der ersten Richtung im Vergleich dazu auf die Hälfte reduziert ist. Bei einer astigmatischen Abbildung durch die Projektionsoptik kann der Win- kelraum der Beleuchtungsstrahlung im Strahlengang der Projektions optik insbesondere elliptisch sein.

Wenn von Öffnung bzw. Winkelraum der Strahlenbündels der Beleuch- tungsstrahlung im Strahlengang der Projektionsoptik gesprochen wird, so sind hierunter nur diejenigen Strahlen verstanden, die innerhalb der von der Projektionsoptik aufgenommenen Apertur liegen, also den Wafer auch er- reichen können.

In der ersten Richtung ist die numerische Apertur der Beleuchtungsoptik insbesondere gerade halb so groß wie die numerische Apertur der Projekti- onsoptik.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass sich hierdurch der maximale Ein- fallswinkel der Beleuchtungsstrahlung am Retikel reduzieren lässt. Die Konsequenz der Halbierung der Beleuchtungspupille auf die Abbildung des Retikels lässt sich durch eine nachfolgende zweite Belichtung mit der anderen Hälfte der Beleuchtungspupille kompensieren. Dies wird nachfol- gend noch näher beschrieben. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Retikel relativ zum Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung derart verkippt, dass seine Flä- chennormale vollständig im Strahlenbündel der Beleuchtungsstrahlung der Projektionsoptik liegt. Wegen der unterschiedlichen Öffnungswinkel der auf das Retikel auftreffenden und der vom Retikel reflektierten Beleuch- tungsstrahlung liegt die Flächennormale des Retikels insbesondere nicht mehr symmetrisch zwischen dem Strahlenbündel der Beleuchtungsoptik und dem der Projektions optik, sondern vollständig innerhalb des Strahlen- bündels der Projektionsoptik.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das optische System einen halbkreisförmigen Pupillenfacettenspiegel. Der Pupillenfacettenspie- gel wird nachfolgend noch näher beschrieben.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das optische System eine Projektionsoptik mit einer objektseitigen numerischen Apertur von mindestens 0,55, insbesondere mindestens 0,7. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Winkelraum der Be- leuchtungs Strahlung der Projektionsoptik am Retikel in einer zweiten Rich- tung gleich groß wie der Winkelraum der Beleuchtungsstrahlung der Be- leuchtungsoptik. Die zweite Richtung ist hierbei insbesondere senkrecht zur ersten Richtung orientiert.

Zur Auflösung von Strukturen des Retikels an der Auflösungsgrenze wird von den beiden ersten Beugungsordnungen der am Retikel reflektierten Beleuchtungsstrahlung nur ein Teil der einen zur Projektion des Retikels auf den Wafer verwendet. Im Strahlenbündel der Projektionsoptik ist insbesondere neben der am Re- tikel spekular reflektierten Beleuchtungsstrahlung, das heißt der nullten Beugungsordnung, lediglich ein Teil entweder der +1. oder der -1. Beu- gungsordnung enthalten. Hierbei kann die +1./-l . Beugungsordnung insbe- sondere beschnitten, das heißt nur teilweise, insbesondere nicht vollständig, im Strahlenbündel der Projektionsoptik enthalten sein. Dies gilt entspre- chend für höhere Beugungsordnungen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind sowohl das Retikel als auch der Wafer um jeweils 180° rotierbar. Sie sind insbesondere entspre- chend rotierbar auf einem Retikel- bzw. Waferhalter gelagert.

Dies ermöglicht es, das Retikel mit der anderen Hälfte der Beleuchtungs- pupille zu beleuchten. Hierbei werden dieselben Maskenstrukturen, d.h., dieselbe im Retikel eingelegte Maske, auf dieselben Bereiche des Wafers abgebildet. Dies ist zu unterscheiden sowohl von Double Exposure, bei dem nacheinander unterschiedliche Masken mittels unterschiedlicher Be- leuchtungspupillen auf denselben Bereich des Wafers abgebildet werden, als auch von Double Patterning, bei dem zwischen zwei Belichtungen des- selben Bereichs auf dem Wafer eine Entwicklung des auf dem Wafer auf- getragenen Photoresists stattfindet.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Projektionsoptik eine Mehrzahl von Spiegeln auf, wobei die ersten beiden Spiegel, insbe- sondere die ersten drei Spiegel, insbesondere die ersten vier Spiegel im Strahlengang der Projektionsoptik, eine einfach zusammenhängende Refle- xionsfläche aufweisen. Hierdurch kann die Notwendigkeit einer fraktionierten Reflexionsfläche dieser Spiegel der Projektionsoptik vermieden werden.

Das Vermeiden einer fraktionierten Reflexionsfläche erlaubt es insbeson- dere, die Strahlengänge zwischen Retikel und Beleuchtungsoptik von de- nen zwischen Retikel und Projektionsoptik zu trennen.

Es sind weitere Aufgaben der Erfindung, eine Beleuchtungsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage und einen Pupillenfacettenspiegel für eine Beleuchtungsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern.

Diese Aufgaben werden durch eine Beleuchtungsoptik, welche derart aus- gebildet ist, dass lediglich eine halbe Beleuchtungspupille zur Beleuchtung des Retikels zur Verfügung steht, und einen Pupillenfacettenspiegel mit einer halbkreisförmigen Ausbildung gelöst.

Die Beleuchtungsoptik weist insbesondere eine ausgangsseitige Apertur auf, welche in einer ersten Richtung kleiner ist als in einer hierzu senkrech- ten zweiten Richtung. Das Verhältnis der Durchmesser der ausgangsseiti- gen Apertur der Beleuchtungsoptik in der ersten und zweiten Richtung be- trägt insbesondere höchstens 0,7, insbesondere höchstens 0,6. Es kann ins- besondere 0,5 betragen.

Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass relativ zu einer kreisförmigen ausgangsseitigen Apertur die Hälfte derselben abgeschnitten wird. Dies ist insbesondere durch eine geeignete Ausbildung des Pupillen- facettenspiegels möglich. Die Beleuchtungsoptik weist insbesondere eine halbkreisförmige Apertur auf. Der Pupillenfacettenspiegel kann auch halbelliptisch ausgebildet sein. Hierunter sei verstanden, dass er die Form der Hälfte einer symmetrisch geteilten Ellipse aufweist.

Unter der Form des Pupillenfacettenspiegels sei insbesondere dessen Enve- lope, das heißt die Form seiner kleinsten konvexen Einhüllenden, verstan- den. Die Form gibt insbesondere den Bereich vor, in welchem die Pupillen- facetten angeordnet sein können.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Beleuchtungsoptik, welche lediglich eine halbe Beleuchtungspupille zur Beleuchtung des Reti- kels zur Verfügung stellt, durch eine Blende zur Ausblendung einer Hälfte der Beleuchtungspupille gebildet.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass sich durch Zurverfügungstellung nur einer Hälfte der Beleuchtungspupille die Öffnung des Strahlenbündels der Beleuchtungsstrahlung zur Beleuchtung des Retikels in einer Richtung auf die Hälfte reduzieren lässt. Hierdurch kann der maximale Einfallswinkel der Beleuchtungsstrahlung auf die Maske reduziert werden. Insbesondere können hierdurch Abschattungseffekte reduziert werden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Projektionsbelich- tungsanlage für die Mikrolithographie zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem optischen System gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst.

Die Vorteile ergeben sich aus den bereits beschriebenen. Bei der Projektionsbelichtungsanlage handelt es sich insbesondere um eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage. Sie umfasst insbesondere eine Strah- lungsquelle zur Erzeugung von Beleuchtungsstrahlung im EUV-Bereich, insbesondere im Wellenlängenbereich von weniger als 30 nm, insbesonde- re zur Beleuchtung von Beleuchtungsstrahlung mit einer Wellenlänge von 13,5 nm oder 7 nm.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Be- lichtung eines Wafers mit Hilfe einer Projektionsbelichtungsanlage zu ver- bessern.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei welchem ein Retikel nacheinander zweimal auf den Wafer projiziert wird, wobei das Retikel und der Wafer zwischen den beiden Belichtungsschritten um jeweils 180° um die optische Achse rotiert werden.

Auf diese Weise ist es möglich, die beiden Hälften einer Beleuchtungspu- pille sequenziell zur Beleuchtung des Retikels und Abbildung der Struktu- ren desselben auf den Wafer zu verwenden. Auf diese Weise lässt sich der Effekt der vorhergehend beschriebenen Pupillenhalbierung kompensieren, insbesondere im Wesentlichen vollständig kompensieren.

Bei dem Verfahren handelt es sich um ein Zweifachbelichtungsverfahren.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein mikro- oder nano- strukturiertes Bauelement zu verbessern.

Dies wird durch Herstellung eines entsprechenden Bauelements mit Hilfe des vorhergehend beschriebenen Verfahrens erreicht. Aufgrund der reduzierten Abschattungseffekte bei gleichzeitig hoher nu- merischer Apertur, insbesondere der Projektionsoptik, lässt sich insbeson- dere die Präzision der Strukturen auf dem Wafer weiter verbessern.

Weitere Details und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschrei- bung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Meridionalschnitt durch eine Projektions- belichtungsanlage für die Mikrolithographie,

Fig. 2 schematisch eine Aufsicht auf den Pupillenfacettenspiegel der

Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Ausschnittsvergrößerung des Bereichs III im Strahlen- gang der Projektionsbelichtungsanlage gemäß Fig. 1,

Fig. 4 schematisch einen Schnitt entlang der Finie IV-IV gemäß

Fig. 3 durch die Strahlenbündel der Beleuchtungsstrahlung der Beleuchtungsoptik und der Projektionsoptik im Bereich des Retikels,

Fig. 5 schematisch die Anordnung von Retikel und Wafer bei einem ersten Belichtungsschritt und

Fig. 6 schematisch die Anordnung von Retikel und Wafer bei einem nachfolgenden zweiten Belichtungsschritt. Im Folgenden werden zunächst exemplarisch die allgemeinen Details einer an sich bekannten Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithogra- phie beschrieben. Stellvertretend sei hierfür auf die DE 10 2012 220 597 Al verwiesen, die hiermit vollständig als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung in diese integriert ist. Dieser Verweis ist nicht einschränkend zu verstehen. Abweichungen in unterschiedlichen Details der Projektions- belichtungsanlage 1 sind möglich.

Eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie dient zur Herstellung eines mikro-beziehungsweise nano strukturierten elektroni- schen Halbleiter-Bauelements. Eine Strahlungsquelle 2 emittiert zur Be- leuchtung genutzte EUV-Strahlung im Wellenlängenbereich beispielsweise zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 2 kann es sich um eine GDPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, gas discharge pro- duced plasma) oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, laser produced plasma) handeln. Auch eine Strahlungsquelle, die auf einem Synchrotron oder einem Freie Elektronen Laser (FEL) basiert, ist für die Strahlungsquelle 2 einsetzbar. Informationen zu einer derartigen Strah- lungsquelle findet der Fachmann beispielsweise in der US 6 859 515 B2. Zur Beleuchtung und Abbildung innerhalb der Projektionsbelichtungsanla- ge 1 wird EUV-Beleuchtungslicht beziehungsweise Beleuchtungsstrahlung in Form eines Abbildungslicht-Bündels 3 genutzt. Das Abbildungslicht- Bündel 3 durchläuft nach der Strahlungsquelle 2 zunächst einen Kollektor 4, bei dem es sich beispielsweise um einen genesteten Kollektor mit einem aus dem Stand der Technik bekannten Mehrschalen- Aufbau oder alternativ um einen, dann hinter der Strahlungsquelle 2 angeordneten ellipsoidal ge- formten Kollektor handeln kann. Ein entsprechender Kollektor ist aus der EP 1 225 481 A bekannt. Die Strahlungsquelle 2 und der Kollektor 4 kön- nen Bestandteile eines Strahlungsquellenmoduls 8 sein. Nach dem Kollektor 4 durchtritt das EUV-Beleuchtungslicht 3 zunächst eine Zwischenfokusebene 5, was zur Trennung des Abbildungslicht- Bündels 3 von unerwünschten Strahlungs- oder Partikelanteilen genutzt werden kann. Nach Durchlaufen der Zwischenfokusebene 5 trifft das Ab- bildungslicht-Bündel 3 zunächst auf einen Feldfacettenspiegel 6 mit Feld- facetten 7. Der Feldfacettenspiegel 6 stellt einen ersten Facettenspiegel der Projektionsbelichtungsanlage 1 dar. Zur Erleichterung der Beschreibung von Fagebeziehungen ist in der Zeich- nung jeweils ein kartesisches globales xyz-Koordinatensystem eingezeich- net. Die x-Achse verläuft in der Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene und aus dieser heraus. Die y-Achse verläuft in der Fig. 1 nach rechts. Die z-Achse verläuft in der Fig. 1 nach oben.

Die Feldfacetten 7 sind umstellbar zwischen jeweils drei verschiedenen Kippstellungen. Je nach Ausführung des Feldfacettenspiegels 6 können alle oder auch einige der Feldfacetten 7 auch zwischen mehr als drei verschie- denen Kippstellungen umstellbar sein. Hierzu ist jede der Feldfacetten je- weils mit einem Aktor verbunden. Die Aktoren aller verkippbaren Feldfa- cetten 7 können über eine zentrale Steuereinrichtung angesteuert werden.

Nach Reflexion am Feldfacettenspiegel 6 trifft das in Abbildungslicht- Teilbündel, die den einzelnen Feldfacetten 7 zugeordnet sind, aufgeteilte Abbildungslicht-Bündel 3 auf einen nachfolgend noch näher beschriebenen Pupillenfacettenspiegel 10. Das jeweilige Abbildungslicht-Teilbündel des gesamten Abbildungslicht-Bündels 3 ist längs jeweils eines Abbildungs- lichtkanals geführt. Fig. 2 zeigt stark schematisch eine beispielhafte Facettenanordnung von Pupillenfacetten 11 des Pupillenfacettenspiegels 10. Der Pupillenfacetten- spiegel 10 stellt einen zweiten Facettenspiegel der Projektionsbelichtungs- anlage 1 dar. Die Pupillenfacetten 11 sind auf einer Trägerplatte des Pupil- lenfacettenspiegels 10 angeordnet. Die Pupillenfacetten 11 sind zeilen- und spaltenweise in einem x/y-Raster angeordnet. Alternativ sind die Pupillen- facetten 11 auf einem hexagonalen Raster angeordnet. Die Pupillenfacetten 11 haben quadratische Reflexionsflächen. Auch andere Formen von Refle- xionsflächen sind möglich, zum Beispiel rechteckig, rund oder mehreckig, zum Beispiel sechseckig oder achteckig. Auch rautenförmig angeordnete Pupillenfacetten 11 sind möglich.

Jedem von einer der Feldfacetten 7 in einer der drei Kipp Stellungen reflek- tierten Abbildungslicht-Teilbündel des EUV-Beleuchtungslichts 3 ist ge- nau eine Pupillenfacette 11 zugeordnet, so dass jeweils ein beaufschlagtes Facettenpaar mit genau einer der Feldfacetten 7 und genau einer der Pupil- lenfacetten 11 den Abbildungslichtkanal für das zugehörige Abbildungs- licht-Teilbündel des EUV-Beleuchtungslichts 3 vorgibt. In jeder Kippstel- lung der jeweiligen Feldfacette 7 ist dieser Feldfacette 7 also genau eine Pupillenfacette 11 zum Ablenken des EUV-Beleuchtungslichts 3 in Rich- tung dieser Pupillenfacette 1 1 zugeordnet.

Die kanalweise Zuordnung der Pupillenfacetten 11 zu den Feldfacetten 7 erfolgt abhängig von einer gewünschten Beleuchtung durch die Projekti- onsbelichtungsanlage 1. Aufgrund der verschiedenen Feldfacetten- Kippstellungen kann jede der Feldfacetten 7 also verschiedene Abbildungs- lichtkanäle vorgeben. Jeder der Feldfacetten 7 ist über alle ihre Kippstel- lungen eine Menge von der Anzahl der Kippstellungen entsprechenden Pupillenfacetten 11 zugeordnet. Bei einer alternativen Ausgestaltung können die Feldfacetten 7 auch zwi- schen zwei Kippstellungen, zwischen vier Kippstellungen oder zwischen noch mehr Kippstellungen umstellbar sein und hierdurch jeweils einen Ab- bildungslichtkanal vorgeben. Entsprechend größer ist dann die Anzahl der Pupillenfacetten 11 in der jeweiligen Pupillenfacetten-Menge.

Der Feldfacettenspiegel 6 kann neben Feldfacetten 7, die zwischen mehre - ren Kippstellungen umstellbar sind, auch Feldfacetten 7 aufweisen, die nicht umstellbar sind, sondern fest jeweils einer Pupillenfacette zugeordnet sind. Eine derartige Variante mit nicht umstellbaren Feldfacetten 7 kommt insbesondere dann zum Einsatz, wenn sich die verschiedenen vorzugeben- den Beleuchtungssettings so überschneiden, dass bei allen vorzugebenden Beleuchtungssettings Licht aus bestimmten gleichen Richtungen benötigt wird, sodass bestimmte Pupillenfacetten unabhängig vom vorzugebenden

Beleuchtungssetting immer mit dem EUV-Beleuchtungslicht beaufschlagt sind.

In der Fig. 2 sind exemplarisch diejenigen Pupillenfacetten 11 des Pupil- lenfacettenspiegels 10 hervorgehoben, die aufgrund einer momentanen

Kippstellung der Feldfacetten 7 mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagt sind. Exemplarisch dargestellt ist in der Fig. 2 ein Beleuchtungssetting, welches einem halben x-Dipolsetting, insbesondere gerade einem der Pole eines derartigen x-Dipolsettings, entspricht. Dieses Beleuchtungssetting entspricht einer Beleuchtungswinkelverteilung, die über die Projektionsbe- lichtungsanlage 1 vorgegeben werden kann. Die mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagten Pupillenfacetten 11 bilden bei jedem Beleuchtungssetting mindestens eine zusammenhängende Pupillenfacetten-Gruppe. Grundsätz- lich können, je nach den momentanen Kippstellungen der Feldfacetten 7, auch Beleuchtungssettings mit nicht zusammenhängenden Verteilungen von mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagten Pupillenfacetten 11 reali- siert werden. Auch Mischformen von Beleuchtungssettings mit mindestens einer zusammenhängenden Pupillenfacetten-Gruppe und mit mindestens einer isoliert beaufschlagten Pupillenfacette 11 sind möglich. Ein derarti- ges, isoliert beaufschlagte Pupillenfacetten 11 aufweisendes Beleuchtungs- setting kann in Fällen realisiert werden, in denen eine deutlich größere An- zahl von Pupillenfacetten im Vergleich zur Anzahl der Feldfacetten vor- liegt, wobei mit der geringeren Anzahl der Feldfacetten die Pupillenfacet- ten auf dem Pupillenfacettenspiegel 10 zum Beispiel möglichst gleichver- teilt beaufschlagt werden sollen. Sofern das Beleuchtungssetting mindes- tens eine zusammenhängende Pupillenfacetten-Gruppe aufweist, beinhaltet diese Pupillenfacetten-Gruppe mindestens zwei Pupillenfacetten 11.

Über den Pupillenfacettenspiegel 10 (Fig. 1) und eine nachfolgende, aus drei EUV-Spiegeln 12, 13, 14 bestehenden Übertragungsoptik 15 werden die Feldfacetten 7 in eine Objektebene 16 der Projektionsbelichtungsanlage 1 abgebildet. Der EUV-Spiegel 14 ist als Spiegel für streifenden Einfall (Grazing-Incidence- Spiegel) ausgeführt. In der Objektebene 16 ist ein Re- tikel 17 angeordnet, von dem mit dem EUV-Beleuchtungslicht 3 ein Aus- leuchtungsbereich ausgeleuchtet wird, der mit einem Objektfeld 18 einer nachgelagerten Projektionsoptik 19 der Projektionsbelichtungsanlage 1 zusammenfällt. Der Ausleuchtungsbereich wird auch als Beleuchtungsfeld bezeichnet. Das Objektfeld 18 ist je nach der konkreten Ausführung einer Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage 1 rechteckig oder bo- genförmig. Die Abbildungslichtkanäle werden im Objektfeld 18 überlagert. Das EUV-Beleuchtungslicht 3 wird vom Retikel 17 reflektiert. Das Retikel 17 wird von einem Retikelhalter l7a gehaltert, der längs der Verlagerungs- richtung y mit Hilfe eines schematisch angedeuteten Objektverlagerungs- antriebs l7b angetrieben verlagerbar ist.

Auf die Übertragungsoptik 15 kann verzichtet werden, sofern der Pupillen- facettenspiegel 10 direkt in einer Eintrittspupille der Projektionsoptik 19 angeordnet ist.

Die Projektionsoptik 19 bildet das Objektfeld 18 in der Objektebene 16 in ein Bildfeld 20 in einer Bildebene 21 ab. In dieser Bildebene 21 ist ein Wafer 22 angeordnet, der eine lichtempfindliche Schicht trägt, die während der Projektionsbelichtung mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 belichtet wird. Der Wafer 22, also das Substrat, auf welches abgebildet wird, wird von einem Wafer- beziehungsweise Waferhalter 22a gehaltert, der längs der Verlagerungsrichtung y mit Hilfe eines ebenfalls schematisch angedeu- teten Waferverlagerungsantriebs 22b synchron zur Verlagerung des Reti- kelhalters l7a verlagerbar ist. Bei der Projektionsbelichtung werden so- wohl das Retikel 17 als auch der Wafer 22 in der y-Richtung synchronisiert gescannt. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 ist als Scanner ausgeführt. Die Scanrichtung y ist die Objektverlagerungsrichtung.

Der Feldfacettenspiegel 6, der Pupillenfacettenspiegel 10 und die Spiegel 12 bis 14 der Übertragungsoptik 15 sind Bestandteile einer Beleuchtungs- optik 23 der Projektionsbelichtungsanlage 1.

Gemeinsam mit der Projektionsoptik 19 bildet die Beleuchtungsoptik 23 ein optisches System 24 der Projektionsbelichtungsanlage 1.

Gemeinsam mit dem Strahlungsquellenmodul 8 bildet die Beleuchtungsop- tik 23 ein Beleuchtungssystem 25 der Projektionsbelichtungsanlage 1. Im Folgenden werden weitere Details der Projektionsbelichtungsanlage 1, insbesondere der Beleuchtungsoptik 23, insbesondere des Pupillenfacetten- spiegels 10, beschrieben.

Die Beleuchtungsoptik 23 kann vorzugsweise eine hohe numerische Apertur, insbesondere eine numerische Apertur von mindestens 0,55, ins- besondere mindestens 0,65, insbesondere mindestens 0,7 aufweisen. Erfin- dungsgemäß wurde jedoch erkannt, dass große Einfallswinkel der Beleuch- tungsstrahlung im Bereich des Retikels 17 zu unerwünschten Abschat- tungseffekten führen können.

Aus Gründen der Strahlungsführung der Beleuchtungsstrahlung ist der Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung der Beleuchtungsoptik 23 übli- cherweise derart zu einer Normalen 26 des Retikels 17 verkippt, dass der Strahlengang der Beleuchtungsoptik 23 überlappungsfrei zum Strahlen- gang der Projektionsoptik 19 ist. Der Strahlengang der Beleuchtungsoptik 23 ist insbesondere derart verkippt, dass er nicht mit dem vom Retikel 17 spekular reflektierten Strahlenbündel, das heißt der in die nullte Ordnung gebeugten Beleuchtungsstrahlung, im Strahlengang der Projektionsoptik 19 überlappt.

Abschattungseffekte können zumindest teilweise durch eine anamorphoti- sche Ausbildung der Projektionsoptik 19 kompensiert werden. Dies führt jedoch zu einer Reduzierung der transportierten Informationen und damit zu einer Reduzierung des Durchsatzes der Projektionsbelichtungsanlage 1. Die hier beschriebene Erfindung kann mit einer anamorphotische Ausbil- dung der Projektionsoptik 19 kombiniert werden. Auf eine vorteilhafte Ge- staltung wird später noch eingegangen. Erfmdungsgemäß ist vorgesehen, den maximalen Einfallswinkel der Be- leuchtungsstrahlung am Retikel 17 durch eine Reduzierung der Öffnung des Strahlenbündels 3 der Beleuchtungsstrahlung im Strahlengang der Be- leuchtungsoptik 23 am Retikel 17 zu reduzieren.

Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass anstelle eines kreisförmigen Pupillenfacettenspiegels 10 lediglich ein halbkreisförmiger Pupillenfacettenspiegel 10 (siehe Fig. 2) verwendet wird.

In den Fig. 3 und 4 sind schematisch und exemplarisch das Strahlenbündel 27 der Beleuchtungsoptik 23 im Bereich des Retikels 17 und das Strahlen- bündel 28 der Projektionsoptik 19 im Bereich des Retikels 17 dargestellt. Eine gestrichelte Linie 29 verdeutlicht in der Fig. 4 die Zeichenebene der Fig. 3.

Dargestellt ist insbesondere die maximale Ausdehnung des Strahlenbündels 27 der Beleuchtungsoptik 23, das heißt die objektseitige Apertur der Be- leuchtungsoptik 23, sowie die der Projektionsoptik 19. Der entsprechende Bereich ist nicht notwendigerweise vollständig mit Beleuchtungsstrahlung gefüllt (siehe beispielsweise die exemplarische Darstellung in Fig. 2).

Wie in den Fig. 3 und 4 exemplarisch dargestellt ist, kann der Öffnungs- winkel b(BO) des Strahlenbündels 27 der Beleuchtungsoptik 23 gerade halb so groß sein wie der Öffnungswinkel b(PO) des Strahlenbündels 28 der Projektionsoptik 19 in einer ersten Richtung.

Bei der ersten Richtung kann es sich insbesondere um die y-Richtung, das heißt die Scanrichtung, handeln. In einer hierzu senkrechten, zweiten Richtung können die Strahlungsbün- del 27, 28 der Beleuchtungsstrahlung im Strahlengang der Beleuchtungsop- tik 23 und im Strahlengang der Projektionsoptik 19 identische Öffnungs- winkel aufweisen (siehe Fig. 4).

Weiter ist vorgesehen, das Strahlenbündel 27 der Beleuchtungsstrahlung in der Beleuchtungsoptik 23 derart relativ zum Retikel 17 zu verkippen, dass der maximale Einfallswinkel bi _{n max} der Beleuchtungsstrahlung am Retikel 17 gerade so groß ist wie der maximale Ausfallwsinkel b aus max der spekular am Retikel 17 reflektierten Beleuchtungsstrahlung.

Wegen der unterschiedlichen Öffnungen der Strahlenbündel 27, 28 im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 23 und im Strahlengang der Projekti- onsoptik 19 führt dies dazu, dass die Flächennormale 26 am Retikel 17 vollständig im Bereich des Strahlenbündels 28 der Projektionsoptik 19 liegt.

Bei Verwendung einer anamorphotischen Projektionsoptik 19 besteht eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung darin, die Vergrößerungsmaßstäbe derart zu wählen, dass die Gesamtwinkelausdehnung in x- und y-Richtung identisch ist. Die Ausdehnung des Strahlungsbündels 28 der Beleuchtungs- Strahlung im Strahlengang der Projektions optik 19 im Winkelraum kann in x-Richtung 50% größer als in y-Richtung sein. Dies führt dazu, dass der maximale Winkel eines Strahls gegenüber der Normalen des Retikels un- abhängig von der Richtung ist.

Obwohl die Flächennormale 26 des Retikels 17 vollständig im Strahlen- gang der Projektionsoptik 19 liegt, können die ersten beiden Spiegel, ins- besondere die ersten drei Spiegel, insbesondere die ersten vier Spiegel im Strahlengang der Projektionsoptik 19 eine einfach zusammenhängende Re- flexionsfläche aufweisen. Sie weisen insbesondere eine Reflexionsfläche auf, welche nicht fraktioniert ist.

In der Fig. 4 ist exemplarisch dargestellt, dass die spekular reflektierte null- te Ordnung der Beleuchtungsstrahlung vollständig (schraffierter Bereich 30) im Strahlenbündel 28 der Projektionsoptik 19 enthalten ist. Das Strah- lenbündel 28 der Projektionsoptik 19 enthält darüber hinaus Anteile höhe- rer Ordnungen (unschraffierter Bereich 31). Das Strahlenbündel 28 der Projektionsoptik 19 enthält jedoch lediglich Anteile höherer Ordnungen, welche auf einer Seite des Bereichs 30 der nullten Ordnung liegen, insbe- sondere in y-Richtung. Die Anteile höherer Ordnungen liegen insbesondere in einem Bereich zwischen dem Strahlenbündel 27 der Beleuchtungsoptik 23 und dem spekularen Reflex desselben.

Wie der Fig. 4 weiter entnehmbar ist, findet die Reduktion der Öffnung des Strahlenbündels 27 der Beleuchtungsoptik 23 nur in der ersten Richtung, insbesondere der y-Richtung, statt. In einer zweiten, hierzu senkrechten Richtung, insbesondere der x-Richtung, findet keine Reduzierung der Öff nung des Strahlenbündels 27 statt.

Das Strahlenbündel 27 der Beleuchtungsoptik 23 hat somit unterschiedli- che Maximalausdehnungen. In einem anamorphotischen System sind die Maximalausdehnungen jeweils relativ zur numerischen Apertur der Projek- tionsoptik in der entsprechenden Richtung zu nehmen.

Erfmdungsgemäß wurde erkannt, dass die Konsequenz der vorhergehend beschriebenen Halbierung der Beleuchtungspupille auf die Abbildung des Retikels 17 auf den Wafer 22 durch eine Zweifachbelichtung kompensiert werden kann. Bei dieser Zweifachbelichtung werden die beiden komple- mentären Hälften der Beleuchtungspupille sequenziell zur Abbildung des Retikels 17 auf den Wafer 22 genutzt. Hierbei bleibt das optische System 24 der Projektionsbelichtungsanlage 1 unverändert, während das Retikel 17 und der Wafer 22 um die optische Achse herum gedreht werden. Das Reti- kel 17 und der Wafer 22 werden insbesondere um 180° um die optische Achse herum gedreht. Die Anordnungen des Retikels 17 und des Wafers 22 in den beiden Belichtungsschritten sind exemplarisch in den Fig. 5 und 6 dargestellt.

Es sei daraufhingewiesen, dass die eben beschriebene doppelte Belichtung vorteilhaft sein kann, nicht aber notwendig ist. Ohne diese doppelte Belich- tung führt ein Fokusfehler bzw. ein z-Lagenfehler von Retikel und/oder Wafer zu einer Verschiebung sowie zu einer Auswaschung der auf dem Wafer erzeugten Strukturen. Mit der beschriebenen Doppelbelichtung kann die Verschiebung deutlich verringert werden, allerdings kann dieses mit einer Vergrößerung der Auswaschung der Strukturen einhergehen. Je nach gewünschter Anwendung der Projektionsbelichtungsanlage kann die be- schriebene doppelte Belichtung also notwendig, vorteilhaft aber nicht not- wendig, oder aber unvorteilhaft sein.

Zur Rotation des Retikels 17 dient der Retikelhalter 17a.

Zur Rotation des Wafers 22 dient der Waferhalter 22a.

Aus der Perspektive des Retikels 17 werden die Strukturen desselben bei den beiden Belichtungsschritten jeweils mit komplementären Hälften der Beleuchtungspupille beleuchtet. Mit Hilfe der vorhergehend beschriebenen Lösung kann der maximale Ein- falls-/ Ausfallswinkel der Beleuchtungsstrahlung am Retikel um 25% redu- ziert werden.