WO2005006079A1

WO2005006079A1 - Beleuchtungseinrichtung für eine mikrolithographische projektionsbelichtungsanlage

Info

Publication number: WO2005006079A1
Application number: PCT/EP2003/007258
Authority: WO
Inventors: Nils Dieckmann; Damian Fiolka; Markus Brotsack
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2003-07-07
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2006-01-07
Also published as: AU2003249967A1

Abstract

Eine Beleuchtungseinrichtung für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage hat eine Lichtquelle (16), einen Stabhomogenisierer (40) mit rotationsasymmetrischem Querschnitt zur Erzeugung einer homogenen Intensitätsverteilung von Projektionslicht, und ein dazwischen angeordneten Transmissionsfilter (32). Mit letzterem lässt sich die Beleuchtungswinkelverteilung des aus dem Stabhomogenisierer (40) austretenden Projektionslichts (14) verändern. Das Transmissionsfilter (70) hat genau ein Filterelement (46), das in einer Pupillenebene (31) zwischen der Lichtquelle (16) und dem Stabhomogenisierer (40) um die optische Achse (60) drehbar angeordnet ist. Die Verteilung des Transmissionsgrades über eine Filterfläche (52) des Filterelements (46) ist so an die Geometrie des Stabhomogenisierers (40) angepasst, dass in einer ersten Drehstellung des Filterelements (46) die Beleuchtungswinkelverteilung durch das Transmissionsfilter (32) und den Stgbhomogenisierer (40) im wesentlichen unverändert bleibt. In einer zweiten Drehstellung des Filterelements (46) wird die Beleuchtungswinkelverteilung durch das Transmissionsfilter (32) und den Stabhomogenisierer (40) verändert. Dadurch ist eine Neutralstellung mit nur einem Filterelement möglich.

Description

BELEUCHTUHGSEIMRICHTOUG FÜR EIHE MIICROLITHOGRAPHISCHE PROJEKTIONSBELICHTUMGSANLA GE

Die Erfindung betrifft eine Beleuc tungseinrichtung für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, mit einer Lichtquelle zur Erzeugung von Projektionslicht, mit einem Stabhomogenisierer zur Erzeugung einer homogenen In- 5 tensitätsverteilung des Pro ektionslichts an einer Austrittsfläche des Stabho ogenisierers und mit einem Transmissionsfilter, mit dem sich die Beleuchtungswinkelverteilung des aus dem Stabhomogenisierer austretenden Pro- jektionslichts verändern läßt und das genau ein Filterele- 10 ment umfaßt, das in einer Pupillenebene zwischen der Lichtquelle und dem Stabhomogenisierer um die optische Achse drehbar angeordnet ist. Die Erfindung betrifft ferner eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einer solchen Beleuchtungseinrichtung.

15 Eine Beleuchtungseinrichtung sowie eine Projektionsbelichtungsanlage dieser Art sind aus der DE 100 43 315 Cl bekannt .

Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlagen, wie sie etwa bei der Herstellung hochintegrierter elektrischer 20 Schaltkreise verwendet werden, weisen eine Beleuchtungsein- richtung auf, die der Erzeugung eines Projektionslichtbündels dient. Das Projektionslichtbündel wird auf ein Retikel gerichtet, das die von der Projektionsbelichtungsanlage abzubildenden Strukturen enthält und in einer Objektebene ei- nes Projektionsobjektivs verfahrbar angeordnet ist. Das

Projektionsobjektiv bildet die Strukturen des Retikels auf eine lichtempfindliche Oberfläche ab, die sich in einer Bildebene des Projektionsobjektivs befindet und z.B. auf einem Wafer aufgebracht sein kann.

Üblicherweise soll die Intensitätsverteilung des Projektionslichts in der Objektebene des Projektionsobjektivs konstant sein. Das Retikel ist dann homogen ausgeleuchtet, so daß alle Punkte auf dem Retikel Projektionslicht der gleichen Intensität ausgesetzt sind. In aller Regel ist es nur dann möglich, alle Punkte auf dem Retikel mit dem gleichen Kontrast auf der lichtempfindlichen Oberfläche abzubilden.

Neben der Intensitätsverteilung beeinflußt auch die sogenannte Beleuchtungswinkelverteilung den Kontrast der abzubildenden Strukturen. Die Beleuchtungswinkelverteilung an einem bestimmten Punkt ergibt sich aus der Abhängigkeit der Intensität des Projektionslichts von der Strahlrichtung. So unterscheiden sich beispielsweise die Beleuchtungswinkelverteilungen an zwei benachbarten Punkten trotz gleicher dort meßbarer Intensitäten, wenn das Projektionslicht auf die beiden Punkte aus unterschiedlichen Richtungen auftrifft. Die Beleuchtungswinkelverteilung spielt u.a. deswegen eine große Rolle bei Beleuchtungseinrichtungen mikrolithographischer Projektionsbelichtungsanlagen, weil sie mit der partiellen räumlichen Kohärenz zusammenhängt und dadurch den Kontrast der Abbildung beeinflußt.

Die Beleuchtungswinkelverteilung wird bei modernen Projektionsbelichtungsanlagen gezielt an die Art der abzubildenden Strukturen angepaßt, um deren Projektion in die Bildebene des Projektionsobjektivs zu optimieren. In den mei- sten Fällen wird versucht, in der Objektebene eine konstante oder zumindest rotationssymmetrische Beleuchtungswinkelverteilung zu erzielen. Nur ausnahmsweise kann eine Projektion optimiert werden, indem gezielt eine rotationsasymmetrische Beleuchtungswinkelverteilung eingestellt wird; im Regelfall jedoch sind nicht rotationssymmetrische (d.h. rotationsasymmetrische) Beleuchtungswinkelverteilungen unerwünscht, da sie z.B. dazu führen können, daß in einer Richtung auf dem Retikel angeordnete Strukturen mit einem anderen Kontrast abgebildet werden als gleichartige, jedoch in hierzu senkrechter Richtung verlaufende Strukturen.

Rotationsasymmetrische Beleuchtungswinkelverteilungen in der Beleuchtungseinrichtung können vielfältige Ursachen haben, die sich nicht beliebig weit unterdrücken lassen. Daher versucht man, die Beleuchtungswinkelverteilung mit Hil- fe zusätzlicher Maßnahmen gezielt zu beeinflussen. Hierzu ist aus der eingangs bereits benannten DE 100 43 315 Cl bekannt, in der Beleuchtungseinrichtung in einer Pupillenebene zwischen einer Lichtquelle und einem Stabhomogenisierer ein Transmissionsfilter mit mindestens einem Filter- element anzuordnen, durch das sich die Beleuchtungswinkelverteilung beeinflussen läßt. Das Filterelement ist als Scheibe ausgeführt, auf der mehrere Flächen mit unterschiedlichen Transmissionsgraden segmentartig und rotati- onsasymmetrisch angeordnet sind.

Vorzugsweise umfaßt bei dieser bekannten Beleuchtungseinrichtung das Transmissionsfilter zwei derartige Filterelemente, die um eine gemeinsame Achse zueinander verdrehbar sind. Die Verteilung der Transmissionsgrade über die Filterflächen ist bei den beiden Filterelementen so gewählt, daß bei einer bestimmten Relativstellung der beiden Filterelemente zueinander die Gesamttransmission durch beide Filterelemente über die gesamte Filterfläche hinweg konstant ist. In dieser Stellung beeinflussen die beiden Filterelemente die Beleuchtungswinkelverteilung nicht. Eine solche Neutralstellung ist deswegen wichtig, da sich dann ohne

Ausbau des Transmissionsfilters die durch die übrigen optischen Komponenten hervorgerufene Beleuchtungswinkelverteilung ausmessen läßt.

Jedes zusätzliche optische Element, das in den Strahlengang einer Projektionsbelichtungsanlage eingebracht wird, führt allerdings zu Lichtverlusten und damit einhergehend zu einer Erwärmung der entsprechenden Komponente, die ggf. Kühl- maßnahmen erforderlich macht. Bei dem vorstehend beschriebenen bekannten Transmissionsfilter tragen insgesamt zwei zusätzliche optische Elemente, nämlich die beiden scheibenförmigen Filterelemente, zu einer Verringerung der Intensi- tat des Projektionslichts bei.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Beleuchtungseinrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die durch das Transmissionsfilter hervorgerufenen Lichtverluste verringert werden und dennoch eine die Beleuchtungswinkelver- teilung nicht beeinflussende Neutralstellung existiert.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Beleuchtungseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch, daß der Stabhomogenisierer einen rechteckigen Querschnitt hat, und daß die Verteilung des Transmissionsgrades über eine Filterfläche des Filterelements eine zweizählige Rotationssymmetrie hat und derart festgelegt ist, daß in einer ersten Drehstellung des Filterelements die Beleuchtungswinkelverteilung auf das Transmissionsfilter einfallenden Projektionslichts nach Durchgang durch das Transmissionsfilter und den Stabhomoge- nisierer im wesentlichen unverändert bleibt, und daß in einer zweiten Drehstellung des Filterelements die Beleuchtungswinkelverteilung des auf das Transmissionsfilter einfallenden Projektionslichts nach Durchgang durch das Transmissionsfilter und den Stabhomogenisierer verändert ist.

Die Erfindung beruht u.a. auf der Erkenntnis, daß Stabhomogenisierer mit rechteckigen und insbesondere mit quadratischen Stabquerschnitten die Beleuchtungswinkelverteilung des Projektionslichts bei dessen Durchtritt durch den Stabhomogenisierer verändern. Dadurch kann der Stabhomogenisierer, soweit dessen Wirkung auf die Beleuchtungs- Winkelverteilung betroffen ist, die Funktion eines der beiden Filterelemente übernehmen, das im Stand der Technik benötigt wird, um zusammen mit dem anderen Filterelement in einer bestimmten Relativstellung eine neutrale Filterwirkung zu erzielen, durch die die Beleuchtungswinkelvertei- lung nicht beeinflußt wird. Voraussetzung hierfür ist lediglich, daß das gemäß der Erfindung nur aus einem einzigen ^' Filterelement bestehende Transmissionsfilter hinsichtlich der Verteilung des Transmissionsgrades über die Filterfläche ebenfalls wie der Querschnitt des Stabhomogenisierers eine zweizählige Rotationssymmetrie hat. Eine zweizählige RotationsSymmetrie liegt vor, wenn eine Drehung des Transmissionsfilters um ein ganzzahliges Vielfaches von 180° zum gleichen Transmissionsverlauf führt.

Ein derart ausgebildetes Transmissionsfilter hat den Vor- teil, daß sich eine asymmetrische Beleuchtungswinkelverteilung mit zweizähliger Symmetrie, d.h. eine sogenannte El- liptizität, kompensieren und dadurch wieder auf eine rotationssymmetrische Beleuchtungswinkelverteilung zurückführen läßt. Umgekehrt kann natürlich auch, falls die Eigenschaf- ten des zu beleuchtenden Retikels dies erfordern, bei Bedarf eine vorher vorhandene rotationssymmetrische Beleuchtungswinkelverteilung in eine elliptische umgewandelt werden. Besonders einfach herzustellen ist ein Transmissionsfilter, bei dem die gesamte Filterfläche des Filterelements in vier punktsymmetrisch zu der optischen Achse angeordnete Quadranten unterteilt ist, von denen jeweils zwei sich bezüg- lieh der optischen Achse gegenüberliegende Quadranten ein Paar mit gleichem azimutalen Transmissionsgrad bilden, wobei die Transmissionsgrade der beiden Paare sich unterscheiden. Vorzugsweise hat dann das eine Paar einen Transmissionsgrad von im wesentlichen 100% und das andere Paar einen Transmissionsgrad zwischen 0% und 99%, vorzugsweise zwischen 80% und 95%. Es hat sich gezeigt, daß sich mit Werten in diesen Bereichen die meist relativ schwachen Asymmetrien der Beleuchtungswinkelverteilungen bei gleichzeitig geringen Lichtverlusten kompensieren lassen.

Bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Transmissionsfilter in den Richtungen senkrecht zur optischen Achse verfahrbar angeordnet, wofür vorzugsweise ein Manipulator verwendet wird. Eine solche Verfahrbarkeit des Transmissionsfilters ist deswegen vorteilhaft, weil die einzelnen Baugruppen der Beleuchtungseinrichtung häufig in größere Module integriert sind, die gelegentlich nicht exakt fluchten oder exakt in dem gewünschten Winkel stehen, sondern etwas zueinander verkippt sind. Bei der Justierung der optischen Kompensation dieser Fehlausrichtung ("Tilt") kann es dazu kommen, daß die Pupille in der Ebene des

Transmissionsfilters senkrecht zur optischen Achse versetzt wird. Die Verfahrbarkeit des Transmissionsfilters in der Ebene senkrecht zur optischen Achse ermöglicht es nun, ei- ne solchen Versatz der Pupille zu folgen und damit zu verhindern, daß es zu einer Veränderung der Beleuchtungswinkelverteilung infolge der Verkippung der Module kommt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbei- spiels anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Figur 1 eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung in stark vereinfachter, schematischer Darstellung;

Figur 2 eine Draufsicht auf ein in die Beleuchtungseinrichtung aus Figur 1 eingebautes Transmissionsfilter;

Figur 3a das Transmissionsfilter aus Figur 2 in einer ersten Drehstellung;

Figur 3b die sich hinter dem Transmissionsfilter in der in Figur 3a gezeigten ersten Drehstellung ergebende Intensitätsverteilung im Lichtstrahlquerschnitt;

Figur 4a einen Querschnitt durch einen in die Beleuchtungseinrichtung eingebauten Stabhomogenisierer;

Figur 4b eine Intensitätsverteilung im Lichtstrahlquerschnitt, die sich bei der in Figur 3a gezeigten ersten Drehstellung des Transmissionsfilters nach Durchgang durch den Stabhomogenisierer in einer Pupillenebene ergibt;

Figur 5a das Transmissionsfilter aus Figur 2 in einer zweiten Drehstellung;

Figur 5b die sich hinter dem Transmissionsfilter in der in Figur 5a gezeigten zweiten Drehstellung ergebende Intensitätsverteilung;

Figur 6a der in Figur 4a bereits gezeigte Querschnitt durch den einen in die Beleuchtungseinrichtung eingebauten Stabhomogenisierer;

Figur βb eine Intensitätsverteilung im Lichtstrahlquerschnitt, die sich bei der in Figur 5a gezeigten zweiten Drehstellung des Transmissionsfilters nach Durchgang durch den Stabhomogenisierer in einer Pupillenebene ergibt.

Figur 1 zeigt einen Schnitt durch eine insgesamt mit 10 bezeichnete Pro ektionsbelichtungsanlage in stark vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung. Die Projektionsbelichtungsanlage 10 weist eine noch näher zu beschreibende Beleuchtungseinrichtung 12 auf, die mehrere Module umfaßt und der Erzeugung eines hier nur am Ausgang der Beleuchtungseinrichtung 12 angedeuteten Projektionslichtbündels 14 dient. Zwischen der Beleuchtungseinrichtung 12 und einem Projektionsobjektiv 16 der Projektionsbelichtungsanlage 10 ist ein Retikel 18 in einer Objektebene 20 des Projektionsobjektivs 16 verfahrbar angeordnet.

Das Projektionsobjektiv 16 dient dazu, auf dem Retikel 18 enthaltene und von dem Projektionslichtbündel 14 durchtre- tene Strukturen verkleinert in eine Bildebene 22 des Projektionsob ektivs 16 abzubilden. In der Bildebene 22 befindet sich eine auf einem Wafer 24 aufgebrachte lichtempfindliche Oberfläche 26, bei der es sich z.B. um einen Photolack handeln kann.

Die Beleuchtungseinrichtung 12 umfaßt neben einer als Laser ausgeführten Lichtquelle 16 ein erstes Modul 28 mit einer mit 30 angedeuteten Zoom-Optik, einem in einer Pupillenebene 31 des Moduls 28 liegenden und noch näher zu beschreibenden Transmissionsfilter 32 sowie einer Einkoppeloptik 34. Über einen Umlenkspiegel 36 gelangt das Projektionslicht in ein zweites Modul 38, das u.a. einen aus Glas bestehenden Stabhomogenisierer 40 mit quadratischem Querschnitt, einen weiteren Umlenkspiegel 42 und eine in Figur 1 lediglich angedeutete Abbildungsoptik 45 enthält.

Das in Figur 2 vergrößert und in Draufsicht dargestellte Transmissionsfilter 32 weist ein scheibenförmiges Filterelement 46 auf, das um eine Mittelachse 48 drehbar in einem Halter 50 aufgenommen ist. Die dem Projektionslichtbündel 14 aussetzbare Filterfläche 52 des Filterelements 46 ist in vier punktsymmetrisch zu der Mittelachse 48 angeordnete

Quadranten 541, 542, 543 und 544 unterteilt, von denen je- weils zwei sich bezüglich der optischen Achse 48 gegenüberliegende Quadranten 541, 543 bzw. 542, 544 ein Paar mit jeweils gleichem Transmissionsgrad bilden. Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel hat das Quadrantenpaar 541, 543 einen Transmissionsgrad von annähernd 100%. Das andere Quadrantenpaar 542, 544 hat einen Transmissionsgrad von 90%, was in der Zeichnung durch eine leichte Schwärzung angedeutet ist.

Zum Drehen des Filterelements 46 um die Mittelachse 48 ist ein Elektromotor 56 vorgesehen, siehe Figur 1. Mit 58 angedeutet ist dort ferner ein X-Y-Manipulator, mit dem sich der Halter 50 zusammen mit dem Elektromotor 56 in einer Ebene senkrecht zu der optischen Achse 60 der Beleuchtungseinrichtung 12 verfahren läßt. In Figur 1 ist die Drehbar- keit des Filterelements mit einem Drehpfeil 62 und die Verfahrbarkeit in X- und Y-Richtung mit Pfeilen 64 bzw. 66 angedeutet.

Die Beleuchtungseinrichtung 12 funktioniert wie folgt:

Der von der Lichtquelle 16 erzeugte Lichtstrahl wird von der Zoom-Optik 30 zu einem Projektionslichtbündel mit größerem Bündelquerschnitt aufgeweitet. Es sei nun zunächst angenommen, daß das Projektionslichtbündel nach dem Durchtritt durch die Zoom-Optik 30 eine rotationssymmetrische Beleuchtungswinkelverteilung hat und sich das Filterelement 46 in einer ersten Drehstellung befindet, wie sie in Figur 3a dargestellt ist. In dieser Drehstellung sind die Qua- dranten 541, 542, 543, 544 der Filterfläche 52 des Filterelements 46 an den Kanten des im Querschnitt quadratischen Stabhomogenislerers 40 ausgerichtet, so daß sie parallel zu dessen seitlichen Begrenzungsflächen verlaufen, sofern man die Umlenkung durch den Umlenkspiegel 36 außer Betracht läßt. Wenn das Projektionslichtbündel nun durch die unterschiedlich transmissiven Quadranten 541, 542, 543, 544 der Filterfläche 52 tritt, ergibt sich unmittelbar hinter dem Filterelement 46 die in Figur 3b gezeigte Intensitätsver- teilung im Lichtstrahlquerschnitt, die dem Verlauf des Transmissionsgrades über die Filterfläche 52 entspricht.

Diese Veränderung der Intensitätsverteilung aufgrund des Transmissionsfilters 32 führt in nachfolgenden Feldebenen zu einer entsprechenden Änderung der Beleuchtungswinkelver- teilung, da das Transmissionfilter 32 mit dem Filterelement 46 in einer Pupillenebene 31 der Beleuchtungseinrichtung 12 angeordnet ist. Das Projektionslichtbündel gelangt dann nach Durchtritt durch die Einkoppeloptik 34 und Spiegelung an dem Umlenkspiegel 36 auf eine Eintrittsfläche 68 des Stabhomogenislerers 40, dessen quadratischer Querschnitt in Figur 4a gezeigt ist. In dem Stabhomogenisierer 40 wird das Projektionslichtbündel durch mehrfache Totalreflexion an den Grenzflächen des Stabes homogenisiert, so daß das Projektionslichtbündel eine über die Austrittsfläche 70 des Stabhomogenislerers 40 homogene Intensitätsverteilung aufweist. Der Stabhomogenisierer verändert jedoch aufgrund seiner vierzähligen Symmetrie die Beleuchtungswinkelverteilung des Projektionslichtbündels. Wie sich durch numerische Berechnungen zeigen läßt, kommt es dabei zu einer Art Verwürfe- lung der Strahlrichtungen, wodurch sich an der Austrittsfläche 70 des Stabhomogenislerers 40 zwar eine homogene Intensitätsverteilung, jedoch eine nichthomogene Beleuchtungswinkelverteilung ergibt. Figur 4b zeigt in vereinfachter Darstellung eine Intensitätsverteilung in einer Pupil- lenebene hinter dem Stabhomogenisierer 40, die charakteristisch für die Beleuchtungswinkelverteilung bei der in Figur 3a dargestellten Position des Transmissionsfilters 32 ist. Darin ist erkennbar, daß die Beleuchtungswinkelverteilung zwar aufgrund der angesprochenen Verwürfelung der Strahlrichtungen nicht vollständig homogen, aber rotations- symmetrisch ist.

Dies bedeutet, daß in der ersten, in Figur 3a gezeigten Drehstellung des Transmissionsfilters 32 das Gesamtsystem aus Transmissionsfilter 32 und Stabhomogenisierer 40 keinen Einfluß auf die Rotationssymmetrie der Beleuchtungswinkelverteilung hat. In dieser Drehstellung läßt sich somit die durch die übrigen optischen Komponenten hervorgerufene Beleuchtungswinkelverteilung ausmessen, ohne daß das Transmissionsfilter 32, das die Beleuchtungswinkelverteilung normalerweise beeinflußt, hierzu ausgebaut werden müßte.

Die homogen und hinsichtlich der Beleuchtungswinkelverteilung rotationssymmetrisch ausgeleuchtete Austrittsfläche 70 des Stabhomogenislerers 40 liegt in einer Feldebene der Be- leuchtungseinrichtung 12 und wird von einer nachfolgenden Abbildungsoptik 45 über den Umlenkspiegel 42 auf das Retikel 18 abgebildet. Auf diese Weise wird das Retikel 18 gleichmäßig und mit einer rotationssymmetrischen Beleuchtungswinkelverteilung beleuchtet .

Die in Figur 5a gezeigte zweite Drehstellung des Transmissionsfilters 32 geht aus der in Figur 3a gezeigten ersten Drehstellung durch Drehung um die Mittelachse 48 um 45° im Uhrzeigersinn hervor. Fällt Projektionslicht mit einer rotationssymmetrischen Beleuchtungswinkelverteilung auf das sich in dieser zweiten Drehstellung befindende Transmissionsfilter 32, so ergibt sich unmittelbar hinter dem Transmissionsfilter 32 die in Figur 5b gezeigte Intensitätsver- teilung.

Die in dem nachfolgenden Stabhomogenisierer 40 sich einstellende Verwürfelung der Strahlrichtungen führt bei dieser Drehstellung des Transmissionsfilters 32 nun allerdings dazu, daß die Beleuchtungswinkelverteilung an der Aus- trittsfläche 70 des Stabhomogenisierer 40 nicht mehr rotationssymmetrisch ist. Die in einer Pupillenebene hinter dem Stabhomogenisierer 40 meßbare Intensitätsverteilung ist in Figur 6b gezeigt. Aus dieser ist erkennbar, daß die Beleuchtungswinkelverteilung jetzt nicht mehr rotationssymme- trisch ist, sondern eine zweizählige Symmetrie aufweist, wie sie auch das Transmissionsfilter 32 hat. Eine nicht rotationssymmetrische Gesamtwirkung auf die Beleuchtungswinkelverteilung ergibt sich auch für Drehstellungen des Tranmissionsfilters 32, die sich durch Verdrehung um andere Winkel mit 0 < α < ±45° gegenüber der in Figur 3a gezeigten Drehstellung ergeben.

Diese Drehstellungen sind daher geeignet, eine gezielte zweizählige Symmetrie (Elliptizität) der Beleuchtungswinkelverteilung einzustellen, falls dies im Einzelfall erforderlich ist. Vor allem jedoch lassen sich damit auch Be- leuchtungswinkelverteilungen symmetrisieren, die ansonsten aufgrund der Wirkung anderer optischer Elemente in der Beleuchtungseinrichtung 12 asymmetrisch wären.

Falls das erste Modul 28 und das zweite Modul 38 nicht exakt in dem gewünschten Winkel zueinander stehen, so kann zur Kompensation dieser Fehlausrichtung die Lichtquelle 16 gegenüber dem ersten Modul 28 etwas verkippt werden. Dies führt allerdings dazu, daß die Pupille des Projektionslichtbündels in der Ebene 31 des Transmissionsfilters 32 senkrecht zur optischen Achse versetzt wird. Das Projekti- onslichtbündel durchsetzt dann das Filterelement 46 nicht mehr zentral, sondern ebenfalls mit einem Versatz, so daß auch bei der in Figur 3a gezeigten Drehstellung des Filterelements 46 die Beleuchtungswinkelverteilung in nachfolgenden Feldebenen nicht rotationssymmetrisch wäre.

Um dem abzuhelfen, wird der Halter 50 mit Hilfe des X-Y-

Manipulators 58 so positioniert, daß die Mittelachse 48 des Filterelements 46 gegenüber der zu der optischen Achse versetzten Pupille des Projektionslichtbündels zentriert wird. Bei optimaler Justage mit Hilfe des X-Y-Manipulators 58 durchsetzt das Projektionslichtbündel das Filterelement zentral, wodurch sichergestellt wird, daß bei der in Figur 3a gezeigten Drehstellung des Filterelements 46 die Beleuchtungswinkelverteilung in nachfolgenden Feldebenen rotationssymmetrisch ist.

Claims

Patentansprüche

1. Beleuchtungseinrichtung für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage (10) , mit einer Licht- quelle (16) zur Erzeugung von Projektionslicht (14) , mit einem Stabhomogenisierer (40) zur Erzeugung einer homogenen Intensitätsverteilung des Projektionslichts (14) an einer Austrittsfläche (70) des Stabhomogenislerers (40) und mit einem Transmissionsfilter (32) , mit dem sich die Beleucht- ungswinkelverteilung des aus dem Stabhomogenisierer (40) austretenden Projektionslichts (14) verändern läßt und das genau ein Filterelement (46) umfaßt, das in einer Pupillenebene (31) zwischen der Lichtquelle (16) und dem Stabhomogenisierer (40) um die optische Achse (60) drehbar an- geordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Stabhomogenisierer (40) einen rechteckigen Querschnitt hat, und daß die Verteilung des Transmissionsgrades über eine Filterfläche (52) des Filterelements (46) eine zweizählige Rotationssymmetrie hat und derart festgelegt ist, daß in einer ersten Drehstellung des Filterelements (46) die Beleuchtungswinkelverteilung auf das Transmissionsfil- ter einfallenden Projektionslichts (14) nach Durchgang durch das Transmissionsfilter (32) und den Stabhomogenisierer (40) im wesentlichen unverändert bleibt, und daß in einer zweiten Drehstellung des Filterelements (46) die Be- - 11

leuchtungswinkelverteilung des auf das Transmissionsfilter (32) einfallenden Projektionslichts (14) nach Durchgang durch das Transmissionsfilter (32) und den Stabhomogenisierer (40) verändert ist.

2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Filterfläche (52) des Filterelements (46) in vier punktsymmetrisch zu der optischen Achse (60) angeordnete Quadranten (541, 542, 543, 544) unterteilt ist, von denen jeweils zwei sich bezüglich der optischen Achse (60) gegenüberliegende Quadranten (541, 543; 542, 544) ein Paar mit gleichem azimutalen Transmissionsverlauf bilden, wobei die- azimutalen Transmissionsverläufe der beiden Paare (541, 543; 542, 544) sich unterscheiden.

3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen stufenförmigen azimutalen Transmissionsverlauf des Filterelements (46) .

4. Beleuchtungseinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Paar (541, 543) einen konstanten Transmissionsgrad von im wesentlichen 100% und das andere Paar (542, 544) einen konstanten Transmissionsgrad zwischen 0% und 99%, vorzugsweise zwischen 80% und 95%, hat.

5. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Transmissi- onsfilter (32) in den Richtungen (X, Y) senkrecht zur optischen Achse (60) verfahrbar angeordnet ist.

6. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Manipulator (58) zum Verfahren des Transmissionsfilters (32) .

7. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungseinrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche .