Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patenanmeldung DE 10 2022 211 226.1 , eingereicht am 24.10.2022, in Anspruch, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme vollumfänglich aufgenommen wird.

Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie mit Aktuatoren versehenen optischen Elementen sowie ein Verfahren zur Integration der Aktuatoren.

Projektionsbelichtungsanlagen für die Halbleitertechnik werden zur Erzeugung feinster Strukturen, insbesondere auf Halbleiterbauelementen oder anderen mikrostrukturierten Bauteilen, verwendet. Das Funktionsprinzip der genannten Anlagen beruht dabei darauf, mittels einer in der Regel verkleinernden Abbildung von Strukturen auf einer Maske, mit einem sogenannten Retikel, auf einem mit fotosensitivem Material versehenen zu strukturierenden Element, einem sogenannten Wafer, um feinste Strukturen bis in den Nanometerbereich zu erzeugen. Die minimalen Abmessungen der erzeugten Strukturen hängen dabei direkt von der Wellenlänge des verwendeten Lichtes ab. Neben den überwiegend verwendeten Lichtquellen mit einer Emissionswellenlänge im Bereich von 100 nm bis 300 nm, dem sogenannten DUV-Bereich, werden in jüngerer Zeit vermehrt Lichtquellen mit einer Emissionswellenlänge im Bereich weniger Nanometer, beispielsweise zwischen 1 nm und 120 nm, insbesondere im Bereich von 13,5 nm verwendet. Der beschriebene Wellenlängenbereich wird auch als EUV-Bereich bezeichnet.

Die zur Abbildung verwendeten optischen Elemente für die oben beschriebene Anwendung müssen mit höchster Präzision positioniert und oder gegebenenfalls auch deformiert werden, um eine ausreichende Abbildungsqualität gewährleisten zu können. Insbesondere sind als Spiegel ausgebildete optische Elemente zusätzlich zur Positionierung in bis zu sechs Freiheitsgraden dazu eingerichtet, dass die optische Wirkfläche deformiert werden kann. Die optische Wirkfläche ist diejenige Oberfläche eines optischen Elements, welche während des üblichen Betriebes der zugehörigen Anlage mit zur Abbildung und Belichtung verwendeter Strahlung beaufschlagt wird.

Die Deformation wird dabei durch auf der der optischen Wirkfläche gegenüberliegenden Rückseite des Spiegels angeordnete Aktuatoren bewirkt. Dabei können die verwendeten Aktuatoren prinzipiell parallel zur optischen Wirkfläche, aber auch senkrecht zu ihr, auf das optische Element einwirken. Eine entsprechende Anordnung ist in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2020 210 773 A1 gezeigt. In der genannten Schrift ist ein optisches Element offenbart, bei welchem Aktuatoren von der Rückseite des optischen Elementes her, also derjenigen Seite, welche der optischen Wirkfläche gegenüberliegt, auf das optische Element einwirken und Kräfte senkrecht zur optischen Wirkfläche aufbringen. Als Widerlager, auf welchem sich die Aktuatoren abstützen, wird nach der Lehre der genannten Schrift eine Rückplatte verwendet. Die Verwendung der Rückplatte hat jedoch die Konsequenz, dass die Aktuatoren nicht optimal für Wartungs- oder Reparaturzwecke zugänglich sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, welche bzw. welches die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik beseitigt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.

Eine erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie umfasst mindestens ein optisches Element, wobei mindestens ein Aktuator zur Deformation einer optischen Wirkfläche des optischen Elementes an einer Rückseite des optischen Elementes angeordnet ist. Dabei ist der Aktuator dazu eingerichtet, Druck- oder Zugkräfte senkrecht zur optischen Wirkfläche auf das optische Element auszuüben. Erfindungsgemäß ist der mindestens eine Aktuator in einer Aussparung eines Grundkörpers des optischen Elementes angeordnet.

Dabei kann der Aktuator über eine in der Aussparung angeordnete Lagerkontaktfläche mit dem Grundkörper verbunden sein. Über die genannte Verbindung des Aktuators mit dem Grundkörper können insbesondere die Kräfte aufgenommen werden, welche auf den Aktuator bei einer Ansteuerung aufgrund der elastischen Eigenschaften des Materials des optischen Elementes wirken. Mit anderen Worten dient der Grundkörper selbst als Widerlager für den Aktuator und das Vorsehen einer Rückplatte, wie aus der Technik bekannt ist, ist nicht erforderlich.

In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das optische Element einen zwischen einem Optikkörper und dem Grundkörper angeordneten Zwischenkörper. Dabei handelt es sich bei dem Optikkörper um denjenigen Teil des optischen Elementes, welcher die optische Wirkfläche aufweist. Der Zwischenkörper bietet nun die Möglichkeit, weitere Funktionalität in das optische Element einzubringen.

So kann zwischen dem Grundkörper und dem Optikkörper mindestens ein Hohlraum zur mindestens bereichsweisen mechanischen Entkopplung des Optikkörpers von dem Grundkörper vorhanden sein, was beispielsweise durch eine entsprechende Gestaltung des Zwischenkörpers erreicht werden kann.

Insbesondere kann der mindestens eine Hohlraum zwischen dem Zwischenkörper und dem Grundkörper angeordnet sein.

Der mindestens eine Aktuator kann sich mindestens teilweise bis in den genannten Hohlraum erstrecken; es ist ebenso denkbar, dass der mindestens eine Hohlraum gegenüber dem mindestens einen Aktuator abgeschlossen ausgebildet ist. Im zweiten genannten Fall ergibt sich aus der abgeschlossenen Ausführung des Hohlraums der Vorteil, dass im Falle entfernter Aktuatoren und einer Reinigung beispielsweise mit Wasser keine Reinigungsflüssigkeit in den Hohlraum gelangt, sodass das Erfordernis entfällt, den Hohlraum vor der Montage der Aktuatoren zu trocknen.

Eine weitere vorteilhafte Implikation der Verwendung eines Zwischenkörpers besteht darin, dass der Zwischenkörper Fluidkanäle zur Temperierung des optischen Elementes umfassen kann. Dabei ist es von Vorteil, dass ein Zwischenkörper einer Bearbeitung, insbesondere zur Schaffung der genannten Fluidkanäle, besser zugänglich sein kann als beispielsweise ein Optikkörper oder der Grundkörper.

Dadurch, dass am Boden der Aussparung, insbesondere auf dem Zwischenkörper ein Zapfen vorhanden sein kann, welcher über eine Wirkungskontaktfläche mit dem Aktuator in mechanischer Verbindung steht, kann eine gewisse mechanische Entkopplung senkrecht zur Wirkrichtung des Aktuators erzielt werden. Querdeformationen, welche bei einem Betrieb des Aktuators auftreten, werden in diesem Fall von dem Zapfen aufgenommen und nicht in die Nähe der optischen Wirkfläche übertragen.

Dadurch, dass der Abstand zwischen der optischen Wirkfläche und der Wirkungskontaktfläche zwischen 5mm und 20mm beträgt, kann erreicht werden, dass sich eine Deformation der optischen Wirkfläche mit vergleichsweise geringen Aktuatorkräften erreichen lässt.

Die Lagerkontaktfläche kann in einer vorteilhaften Variante der Erfindung auf einem Absatz in der Aussparung ausgebildet sein. In diesem Fall kann beispielsweise die Lagerkontaktfläche auf einfache Weise über eine Klebeverbindung mit dem Aktuator verbunden werden.

Eine besonders gute Zugänglichkeit der Lagerkontaktfläche, beispielsweise zum Aufbringen eines Klebstoffs, kann dadurch erreicht werden, dass der Abstand zwischen der Lagerkontaktfläche und der Rückseite des Grundkörpers zwischen 0mm und 500mm, bevorzugt zwischen 0mm und 250mm, besonders bevorzugt zwischen 50mm und 150mm beträgt.

In einer vorteilhaften Variante der Erfindung kann zwischen dem Aktuator und einer Innenfläche der Aussparung mindestens ein Spannelement angeordnet sein. Unter einem Spannelement ist in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element zu verstehen, welches sich dazu eignet, den Aktuator in der Aussparung durch Klemmkräfte zur verspannen.

Dabei kann das Spannelement insbesondere als hülsenförmiger Körper ausgebildet sein. In diesem Fall kann das Spannelement sich mit seiner Außenfläche gegen eine Innenfläche der Aussparung und mit seiner Innenfläche gegen eine Außenfläche des Aktuators verspannen und auf diese Weise eine kraftschlüssige Verbindung herstellen.

Dadurch, dass das Spannelement eine Formgedächtnislegierung umfasst, kann eine besonders effektive und auch reversible Verbindung zwischen dem Aktuator und dem Grundkörper hergestellt werden. Dabei kommt die Eigenschaft von Formgedächtnislegierungen zum Tragen, bereits in kleinen Volumina große Kräfte aufzubringen. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Fixierung eines Aktuators in einer Aussparung in einem Grundkörper eines optischen Elementes umfasst die folgenden Schritte:

- Bereitstellen des Aktuators und mindestens eines radialen Spannelementes

- Einführen des Aktuators und des radialen Spannelementes in die Aussparung, wobei das radiale Spannelement zwischen dem Aktuator und einer Innenfläche der Aussparung angeordnet ist

- Verspannen des Spannelements zur Fixierung des Aktuators

Das Verspannen des Spannelements kann dabei insbesondere durch eine Änderung der Temperatur des Grundkörpers oder des Spannelements erfolgen.

Wenn das Spannelement eine Formgedächtnislegierung umfasst, lassen sich durch die Temperaturänderung vergleichsweise große Kräfte realisieren.

Dadurch, dass vor dem Verspannen des Spannelementes der Aktuator mit einer definierten Anpresskraft in Richtung einer optischen Wirkfläche gedrückt wird, kann erreicht werden, dass ein mögliches Spiel zwischen dem Aktuator und dem Optikkörper bzw. dem Zwischenkörper minimiert oder sogar vollständig eliminiert wird, so dass man von einer spielfreien Anbindung des Aktuators sprechen kann.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie,

Figur 2 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die DUV-Projektionslithografie,

Figur 3 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Elements,

Figur 4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Elements, und Figur 5 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Elements.

Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf die Figur 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie beschrieben. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowie deren Bestandteile sind hierbei nicht einschränkend verstanden.

Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer 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 Beleuchtungssystem separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem die Lichtquelle 3 nicht.

Beleuchtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlage- rungsantrieb 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-Richtung 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, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht 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-Laser, FEL) handeln.

Die Beleuchtungsstrahlung 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 hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 kann im streifenden Einfall (Grazing Incidence, Gl), also mit Einfallswinkeln größer als 45° gegenüber der Normalenrichtung der Spiegeloberfläche, oder im normalen Einfall (Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 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.

Nach dem Kollektor 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 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 Beleuchtungsstrahlung 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.

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.

Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 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 A1 verwiesen.

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

Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der US 2006/0132747 A1 , der EP 1 614 008 B1 und der US 6,573,978.

Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.

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 A1 verwiesen.

Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.

Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Fly's Eye Integrator) bezeichnet.

Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der Pupillenfacettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der DE 10 2017 220 586 A1 beschrieben ist.

Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.

Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (Nl- Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (Gl-Spiegel, Gracing Incidence Spiegel) umfassen.

Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der Fig. 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den Feldfacettenspiegel 20 und den Pupillenfacettenspiegel 22.

Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 4 nach dem Kollektor 17 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.

Die Abbildung der ersten Facetten 21 mittels der zweiten Facetten 23 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 6 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.

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

Bei dem in der Figur 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 10 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. 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 Beleuchtungsstrahlung 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-Richtung 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 ßx, ßy in x- und y- Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe ßx, ßy der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (ßx, ßy) = (+/- 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 A1. Jeweils eine der Pupillenfacetten 23 ist genau einer der Feldfacetten 21 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der Feldfacetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die Feldfacetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 23.

Die Feldfacetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 abgebildet. 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 Beleuchtungskanäle erreicht werden.

Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.

Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle 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.

Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem Pupillenfacettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 22 telezentrisch auf den Wafer 13 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.

Es kann sein, dass die Projektionsoptik 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.

Bei der in der Figur 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 ist der Pupillenfacettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupil le der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der Feldfacettenspiegel 20 ist verkippt zur Objektebene 6 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 19 definiert ist.

Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.

Figur 2 zeigt schematisch im Meridionalschnitt eine weitere Projektionsbelichtungsanlage 101 für die DUV-Projektionslithografie, in welcher die Erfindung eben-falls zur Anwendung kommen kann.

Der Aufbau der Projektionsbelichtungsanlage 101 und das Prinzip der Abbildung ist vergleichbar mit dem in Figur 1 beschriebenen Aufbau und Vorgehen. Gleiche Bauteile sind mit einem um 100 gegenüber Figur 1 erhöhten Bezugszeichen bezeichnet, die Bezugszeichen in Figur 2 beginnen also mit 101.

Im Unterschied zu einer wie in Figur 1 beschriebenen EUV-Projektionsbelichtungs- anlage 1 , können auf Grund der größeren Wellenlänge der als Nutzlicht verwende- ten DUV-Strahlung 116 im Bereich von 100 nm bis 300 nm, insbesondere von 193 nm, in der DUV-Projektionsbelichtungsanlage 101 zur Abbildung beziehungsweise zur Beleuchtung refraktive, diffraktive und/oder reflexive optische Elemente 117, wie beispielsweise Linsen, Spiegel, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen verwendet werden. Die Projektionsbelichtungsanlage 101 umfasst dabei im Wesentlichen ein Beleuchtungssystem 102, einen Retikelhalter 108 zur Aufnahme und exakten Positionierung eines mit einer Struktur versehenen Retikels 107, durch welches die späteren Strukturen auf einem Wafer 113 bestimmt werden, einen Waferhalter 114 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung eben dieses Wafers 113 und einem Projektionsobjektiv 110, mit mehreren optischen Elementen 117, die über Fassungen 118 in einem Objektivgehäuse 119 des Projektionsobjektives 110 gehalten sind.

Das Beleuchtungssystem 102 stellt eine für die Abbildung des Retikels 107 auf dem Wafer 113 benötigte DUV-Strahlung 116 bereit. Als Quelle für diese Strahlung 116 kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung 116 wird in dem Beleuchtungssystem 102 über optische Elemente derart geformt, dass die DUV-Strahlung 116 beim Auftreffen auf das Retikel 107 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.

Der Aufbau der nachfolgenden Projektionsoptik 101 mit dem Objektivgehäuse 119 unterscheidet sich außer durch den zusätzlichen Einsatz von refraktiven optischen Elementen 117 wie Linsen, Prismen, Abschlussplatten prinzipiell nicht von dem in Figur 1 beschriebenen Aufbau und wird daher nicht weiter beschrieben.

Figur 3 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Elementes, wie es in den in der Figur 1 und der Figur 2 beschriebenen Projektionsbelichtungsanlagen 1 ,101 Anwendung finden. Im gezeigten Beispiel ist das optische Element als deformierbarer Spiegel Mx ausgebildet. Der Spiegel Mx umfasst einen Grundkörper 30, einen Zwischenkörper 31 und einen Optikkörper 32, auf welchem die während des Betriebs der zugehörigen Projektionsbelichtungsanlage 1 , 101 mit Nutzstrahlung, also zur Abbildung und Belichtung verwendeter Strahlung, beauf- schlagte optische Wirkfläche 33 ausgebildet ist. Der Zwischenkörper 31 umfasst in der in der Figur 3 dargestellten Ausführungsform Fluidkanäle 34 zur Temperierung des Spiegels Mx und eine Ausnehmung in Richtung des Grundkörpers, so dass sich ein als Entkopplungstasche 42 ausgebildeter Hohlraum zur bereichsweisen mechanischen Entkopplung des Zwischenkörpers 31 und des Grundkörpers 30 ausbildet, wodurch sich verbesserte Möglichkeiten zur Deformation der optischen Wirkfläche 33 ergeben. Die drei Körper 30, 31 , 32 können beispielsweise über Bonding miteinander verbunden sein, wobei auch andere Verbindungstechnologien denkbar sind. Der mehrteilige Aufbau des Spiegels Mx hat den Vorteil, dass wie weiter oben erläutert Funktionsstrukturen, wie beispielsweise die Fluidkanäle 34, fertigungstechnisch einfacher realisiert werden können. Im Grundkörper 30 sind auf der der optischen Wirkfläche 33 gegenüberliegenden Rückseite 43 als Bohrungen 35 ausgebildete Aussparungen eingebracht, in welchen Aktuatoren 44 zur Deformation der optischen Wirkfläche 33 des Spiegels Mx angeordnet sind. Die Bohrungen 35 umfassen einen Absatz 37, welcher den Übergang von einem anfänglich größeren Bohrungsdurchmesser zu einem kleineren Bohrungsdurchmesser der Bohrung 35 darstellt. Der Absatz 37 weist eine erste Lagerkontaktfläche 38 auf, an welchem der Aktuator 44 mit einer korrespondierenden Kontaktfläche mit dem Grundkörper 30 verbunden ist. Die Bohrung 35 reicht bis in den Zwischenkörper 31 , wobei am Boden der Bohrung ein Zapfen 40 mit einer Wirkungskontaktfläche 41 zur Anbindung einer weiteren Kontaktfläche des Aktuators 44 ausgebildet ist. Der Zapfen 40 dient der mechanischen Entkopplung beispielsweise in Fällen, in welchen zwischen dem Aktuator 44 und dem Zwischenkörper 31 eine Klebeverbindung besteht. In diesen Fällen nimmt der Zapfen 40 beispielsweise laterale Spannungen auf, sodass es nicht zu Deformationen der optischen Wirkfläche 33 aufgrund dieser Spannungen kommt bzw. deren Einfluss verringert wird. Die Toleranzkette der einzelnen positionsbestimmenden Merkmale, wie die Wirkungskontaktfläche 41 des Zapfens 40 oder die Lagerkontaktfläche 38 des Absatzes 37, ist derart ausgebildet, dass eine Klebstoffverbindung am Zapfen 40 eine minimale Dicke aufweisen kann. Die Toleranzen werden über eine zwischen Aktuator 44 und Absatz 37 angeordnete Klebstoffverbindung kompensiert. Die Toleranzen können alternativ auch über sogenannte Spacer, also auf eine vorbestimmte Dicke gefertigte Unterlegscheiben, kompensiert werden. Ein wesentlicher Vorteil der Anordnung der Aktuatoren 44 in von der Rückseite 43 des Spiegels ausgehenden Bohrungen 35 besteht darin, dass die Aktuatoren 44 jederzeit mit einem vertretbaren Aufwand, wie beispielsweise durch lokale Erwärmung der Klebstoffverbindungen, vom Spiegel Mx gelöst und ausgetauscht werden können. Zum Schutz einer auf der optischen Wirkfläche 33 ausgebildeten Beschichtung können in diesem Fall während des Erwärmens der Klebstoffverbindungen die im Zwischenkörper 31 ausgebildeten Fluidkanäle 34 mit einem Temperiermedium durchflossen werden.

Die Anbindung der Aktuatoren 44 an den Spiegel Mx kann durch die Variation mehrerer Parameter variiert werden. Beispielsweise kann der Abstand zwischen der Wirkungskontaktfläche 41 des Zapfens 40 und der optischen Wirkfläche 33 variiert werden, welcher je nach Auslegung in einem Bereich von 5 mm bis 20 mm liegen kann. Die Klebstoffverbindung der Aktuatoren 44 mit der Lagerkontaktfläche 38 des Absatzes 37 kann zur Vereinfachung eines Austauschs eines Aktuators 44 zur besseren Erreichbarkeit so nah wie möglich an der Rückseite 43 des Grundkörpers 30 angeordnet sein. Je nach Wärmelast durch die Absorption von Nutzlicht über die optische Wirkfläche 33 und Abwärme der Aktuatoren 44 kann die Position der Fluidkanäle 34 im Zwischenkörper 31 ebenfalls variiert werden. Es ist auch denkbar, dass die Fluidkanäle 34 die Funktion der Entkopplungstasche 42 übernehmen.

Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines als Spiegel Mx ausgebildeten optischen Elementes, welche einen Grundkörper 50, einen Zwischenkörper 51 und einen Optikkörper 52 mit einer optischen Wirkfläche 33 umfasst. Der Grundkörper 50 weist als Bohrungen 53 ausgebildete Aussparungen mit einem konstanten Bohrungsdurchmesser und einem ebenen Boden 58 auf. Auf der dem Zwischenkörper 51 zugewandten Seite des Grundkörpers 50 sind als Entkopplungstaschen 55 ausgebildete Hohlräume sowie Zapfen 56 zur Entkopplung der lateralen Kräfte, wie in der Figur 3 bereits erläutert, ausgebildet. Im gezeigten Beispiel wirken die Zapfen 56 mit ihrer Wirkungskontaktfläche 57 direkt auf die dem Grundkörper 50 zugewandte Unterseite des Zwischenkörpers 51 . Die Wirkrichtung der in der Figur nicht dargestellten Aktuatoren ist in Form von Pfeilen dargestellt. Die Aktuatoren sind über den Boden 58 der Bohrung 53 mit dem Grundkörper 50 verbunden. Durch die in der Figur 4 erläuterte Anordnung sind die Entkopplungstaschen 55 vollständig geschlossen. In Fällen, in welchen beispielsweise der Spiegel Mx von seiner Rückseite her gereinigt wird, werden die Entkopplungstaschen 55 von einem Reinigungsmedium nicht erreicht, sodass sich die Reinigung insgesamt vereinfacht. Aufgrund der abgeschlossenen Ausbildung der Entkopplungstaschen 55 besteht auch kein Erfordernis, diese zu reinigen. Weiterhin kann durch die in der Figur gezeigte Ausführung der Entkopplungstaschen 55 der Abstand zwischen den Zapfen 56 und der optischen Wirkfläche 33 weiter reduziert werden, welches je nach Auslegung vorteilhaft sein kann.

Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in welchem der Spiegel Mx einen Grundkörper 60 und einen Optikkörper 61 mit einer optischen Wirkfläche 62 aufweist. Zwischen dem Grundkörper 60 und dem Optikkörper 61 ist ein Hohlraum als Entkopplungstasche 71 ausgebildet. Der Grundkörper 60 weist wiederum Bohrungen 63 mit Absätzen 64 auf, in welchen eine aus Formgedächtnislegierungen (FGL) hergestellte Hülsen 68 als Spannelemente angeordnet sind. Zur Vorbereitung der Montage von Aktuatoren 66 werden die Hülsen 68 in die Bohrungen 63 geschoben, bis die Hülsenkontaktflächen 65 von mit den Absätzen 64 der Bohrungen 63 korrespondierenden Rändern 70 der Hülsen 68 auf dem Absatz 64 anliegen. Die Hülsen 68 sind dabei in einem geöffneten Betriebszustand. Nachfolgend werden die Aktuatoren 66 in die Hülsen 68 eingeführt und mit einer definierten Anpresskraft F, welche in der Figur 5 als Pfeil dargestellt ist, gegen die der optischen Wirkfläche 62 gegenüberliegenden Rückseite 72 des Optikkörpers 61 gedrückt, wodurch eine spielfreie Verbindung der Aktuatoren 66 mit dem Optikkörper 61 sichergestellt werden kann. Ist die Anpresskraft F aufgebracht, wird die Umwandlung der Mikrostruktur des Materials der Hülsen 68 beispielsweise durch Erwärmung aktiviert und diese dadurch in einen geschlossenen Betriebszustand gebracht. Die Außenflächen 67 der Aktuatoren 66 werden dadurch über die Hülsen 68 durch Klemmung sicher mit den als Lagerkontaktflächen dienenden Innenflächen 69 der Bohrungen 63 des Grundkörpers 60 verbunden. Zum Lösen der Verbindung können die Hülsen 68 durch Erwärmen und eine dadurch bewirkte erneute Veränderung der Mikrostruktur des Materials der Hülsen 68 wieder in den geöffneten Betriebszustand gebracht werden. Die Verwendung von Hülsen 68 aus Formgedächtnislegierung hat den Vorteil, dass die Hülsen 68 wiederverwendet werden können und durch das unmittelbare Schalten der Hülse 68 von einem geöffneten Betriebszustand in einen geschlossenen Betriebszustand eine vergleichsweise schnelle Montage möglich ist. Weiterhin weisen Formgedächtnislegierungen vorteilhafterweise deutlich geringere Langzeitdriften und nahezu keine Alterung auf. Die Formgedächtnislegierung zeichnet sich darüber hinaus durch im Vergleich zu anderen möglichen Verbindungselementen, wie beispielsweise piezo-aktiven oder magnetostrikiven Aktuatoren, durch ein hohes volumenspezifisches Arbeitsvermögen aus. Dies führt zu einem sehr geringen Platzbedarf zur Fixierung des Aktuators 66. Prinzipiell ist auch bei der in der Figur 5 dargestellten Ausführungsform die Integration eines Fluidkanals 34, wie in der Figur 3 und der Figur 4 erläutert, möglich. Alternativ kann auch eine sogenannte Ein-Weg Formgedächtnislegierung Verwendung finden, welche aktiviert den Aktuator 66 in der Bohrung 63 verklemmt, aber nicht mehr durch ein zweites Erwärmen geöffnet werden kann. Die Hülse 68 kann dann nur mechanisch geöffnet bzw. entfernt werden. Der Vorteil des geringen Platzbedarfs, wie weiter oben erläutert, bleibt weiterhin bestehen.

Bezugszeichenliste

1 Projektionsbelichtungsanlage

2 Beleuchtungssystem

3 Strahlungsquelle

4 Beleuchtungsoptik

5 Objektfeld

6 Objektebene

7 Retikel

8 Retikelhalter

9 Retikelverlagerungsantrieb

10 Projektionsoptik

11 Bildfeld

12 Bildebene

13 Wafer

14 Waferhalter

15 Waferverlagerungsantrieb

16 EUV-Strahlung

17 Kollektor

18 Zwischenfokusebene

19 Umlenkspiegel

20 Facettenspiegel

21 Facetten

22 Facettenspiegel

23 Facetten

30 Grundkörper

31 Zwischenkörper

32 Optikkörper

33 optische Wirkfläche

34 Fluidkanal

35 Bohrung Absatz

Kontaktfläche Absatz

Zapfen

Kontaktfläche Zapfen Entkopplungstasche Rückseite Grundkörper Aktuator

Grundkörper Zwischenkörper

Optikkörper Bohrung Entkopplungstasche Zapfen

Kontaktfläche Zapfen Boden der Bohrung Grundkörper

Optikkörper optische Wirkfläche Bohrung

Absatz Bohrung Kontaktfläche FGL-Hülse Aktuator

Außenfläche Aktuator FGL-Hülse

Innenfläche Grundköper Rand

Entkopplungstasche Projektionsbelichtungsanlage Beleuchtungssystem

Retikel

Retikelhalter 110 Projektionsoptik

113 Wafer

114 Waferhalter

116 DUV-Strahlung

117 optisches Element

118 Fassungen

119 Objektivgehäuse

M1-M6 Spiegel

F Anpresskraft vor Fixierung