WO2005081068A2 - Abbildungssystem für eine mikrolithographische projektionsbelichtungsanlage - Google Patents

Abbildungssystem für eine mikrolithographische projektionsbelichtungsanlage Download PDF

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WO2005081068A2
WO2005081068A2 PCT/EP2005/000277 EP2005000277W WO2005081068A2 WO 2005081068 A2 WO2005081068 A2 WO 2005081068A2 EP 2005000277 W EP2005000277 W EP 2005000277W WO 2005081068 A2 WO2005081068 A2 WO 2005081068A2
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Bernhard Kneer
Norbert Wabra
Susanne Beder
Andreas Dorsel
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Definitions

  • the invention relates to an imaging system of a microlithographic pro ection exposure system, which is designed in particular for immersion operation.
  • Microlithography in addition to the use of projection lenses with a high numerical aperture and the use of ever smaller wavelengths, is known to introduce a particularly liquid immersion medium with a high refractive index into the space between the last optical element of the projection lens and the light-sensitive layer. This technique is called immersion lithography.
  • a projection exposure system is known from JP 2000-058436 A, in which an additional lens can be inserted into the space between a projection lens designed as a dry lens and a light-sensitive layer, which additional lens can in particular have a concave curvature on the image side.
  • An immersion liquid for example an oil, can be introduced between the intermediate lens and the light-sensitive layer.
  • WO 2004/090956 A1 discloses a projection exposure system with a movable substrate holder (“movable substrate stage”) for holding the substrate above the projection objective and an immersion unit for at least partially filling the remaining space with immersion liquid. ) of the immersion liquid and obstruction of the movement of the substrate holder by immersion liquid supply lines can be avoided.
  • An immersion photolithography system is known from US Pat. No. 6,809,794 B1, in which the projection objective is likewise positioned below the substrate to be exposed.
  • a plurality of lenses are accommodated in a housing which has an opening at the top such that immersion liquid located in a pressure region between the last (biconvex) lens and the upper housing wall is above the projection lens or forms a liquid meniscus at the opening.
  • the object of the present invention is to create an alternative design of an imaging system of a microlithographic projection exposure system, which enables reliable immersion operation with simple handling of the immersion liquid.
  • the last optical element of the projection objective on the image plane is arranged in the direction of gravity downstream of the image plane and the projection objective is designed such that in the
  • the immersion liquid is convexly curved at least in regions in the direction facing away from the image plane.
  • the last optical element on the image plane side has a concave curvature adjacent to the immersion liquid in the direction of the image plane.
  • the combination according to the invention of an arrangement of the last optical element of the projection objective in the direction of gravity downstream of the image plane, that is to say “below” the image plane, with the concave curvature of the last optical element on the image plane side results in particular the following advantages: a) The last optical element on the image plane side forms with its concave curved interface for the immersion liquid, a kind of "tub” in which the immersion liquid can already collect solely as a result of gravity, without the need for external influences, in particular pressurization.
  • a suction device in this regard e.g. a vacuum suction nozzle can be designed weaker.
  • the surface on the image plane side of the last optical element on the image plane side is at least substantially spherical shell-shaped.
  • the radius of curvature of the image-plane surface of the last optical element on the image plane side is preferably between 0.9 times and 1.5 times, more preferably 1.3 times the axial distance between the last optical element on the image plane side and the image plane.
  • a substrate holder which can be selectively loaded with holding force is provided for holding a substrate having the light-sensitive layer in an exposure position above the last optical element on the image plane side.
  • the substrate holder can, for example, have a vacuum suction.
  • a rotator e.g. a wafer rotator for rotating a substrate having the photosensitive layer is between a transport orientation in which the photosensitive layer is on an opposite to the direction of gravity
  • Substrate surface (ie "lying on top") is arranged, and an exposure orientation in which the light-sensitive layer is arranged on a substrate surface lying in the direction of gravity (ie "lying on the bottom") is provided.
  • the rotator can be designed for rotating individual wafers that can be removed or fed to a wafer tracking system, or also for rotating a wafer loading unit that carries the wafer.
  • the surface on the image plane side of the last optical element on the image plane side is preferably surrounded on the circumference by a collecting basin for the immersion liquid.
  • the object plane and image plane are arranged parallel to one another.
  • the object plane and image plane can also be used otherwise, e.g. be arranged perpendicular to each other.
  • the projection objective is a catadioptric objective with at least two concave mirrors, which generates at least two intermediate images.
  • the immersion liquid has a higher refractive index than the last optical element on the image plane side.
  • the projection lens preferably has a numerical one
  • NA Aperture (NA) greater than 0.8, more preferably greater than 1.2, more preferably greater than 1.4. It is preferably designed for a wavelength of 248 nm, more preferably 193 nm, more preferably 157 nm.
  • the invention also relates to an imaging system of a microlithographic projection exposure system, with a projection objective for imaging a mask that can be positioned in an object plane onto a light-sensitive layer that can be positioned in an image plane, and one
  • Liquid supply for filling an intermediate space between the image plane and a last optical element of the projection objective on the image plane with immersion liquid, the last optical element of the projection objective on the image plane being arranged below the image plane such that the immersion fluid is at least partially arranged in an essentially trough-shaped area on the last optical element on the image plane.
  • the invention relates to an imaging system of a microlithographic projection exposure system, with a projection objective for imaging a mask that can be positioned in an object plane onto a light-sensitive layer that can be positioned in an image plane, and a liquid supply for filling an intermediate space between the image plane and a last optical element on the image plane Projection objective with immersion liquid, the last optical element on the image plane side
  • Projection objective in the direction of gravity is arranged downstream of the image plane, and wherein a rotator for rotating a substrate having the photosensitive layer between a transport orientation in which the photosensitive layer is arranged on a substrate surface lying opposite to the direction of gravity and an exposure orientation in which the photosensitive layer is located a substrate surface lying in the direction of gravity is provided.
  • the rotator can be designed for rotating individual wafers that can be removed or fed to a wafer tracking system, or also for rotating a wafer loading unit that carries the wafer.
  • the invention relates to a microlithographic projection exposure system according to Claim 26, a method for the microlithographic production of microstructured components according to claim 27 and a microstructured component according to claim 28.
  • FIG. 1 1-2 schematic representations to explain the functional principle of an imaging system for immersion operation with the last optical element of the projection lens concavely curved on the image side above (FIG. 1) or below (FIG. 2) the image plane;
  • FIG. 3 shows a schematic overall cross-sectional view of a projection objective according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows a schematic illustration to explain a wafer rotator used in the projection objective according to the invention shown in FIG. 3; 5 shows a schematic overall cross-sectional view of a projection objective according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 6 shows an overall meridional section of a projection objective according to the invention in accordance with a third embodiment of the invention.
  • FIG. 1 schematically shows an exemplary conventional projection objective 100 for immersion operation for imaging an object plane “Ob” (containing mask or reticle “R”) into an image plane “Im” (containing substrate with light-sensitive layer or wafer “W”) shown.
  • the projection objective 100 has a last lens 101 concavely curved on the image plane side (in the example in the form of a meniscus lens having a positive refractive power), which is located above the image plane “Im”, with a layer between the last lens 101 and the substrate “W” with a light-sensitive layer Immersion liquid 102 is located.
  • Reticle "R” and substrate “W” move in the scan mode as indicated by arrows 103 and 104 relative to each other in the opposite direction, so that in particular one
  • Relative movement takes place between the stationary projection objective 100 and the wafer “W”, which in the example moves laterally to the right with a substantially constant gap distance.
  • immersion liquid 102 emerging from the intermediate space becomes
  • Vacuumed substrate surface by means of a vacuum nozzle 105 and to avoid emptying the space through a Liquid inlet 106 (connected to a liquid reservoir (not shown) and pump device) continuously refilled.
  • Imaging system with a projection objective 200 this imaging system has an inverted construction compared to FIG. 1 in that a last lens 201, concavely curved on the image plane side, below, i.e. is arranged downstream of the image plane "Im" in the direction of gravity, so that the immersion liquid 202 located in the intermediate space is convexly curved in the direction facing away from the image plane "Im”.
  • 2 also shows a collecting basin 203 for the immersion liquid 202 which is arranged on the circumference and which is connected to a liquid inlet 205 for refilling the immersion liquid emerging from the gap “D” during the scanning operation and discharged via a vacuum suction nozzle 204.
  • vacuum suction nozzle 204 and liquid inlet 205 are only exemplary and not limitative, so that they can also be arranged at any other suitable location.
  • Reticle “R” and substrate “W” move relatively in scan mode, as indicated by arrows 206 and 207 to each other in the opposite direction.
  • the invention is not limited to any special optical design of the pro ection lens, which can be designed in any way catadioptric, catoptric or dioptric. Furthermore, the invention is in one
  • Projection exposure system can be implemented both in the “step-and-scan” and “scan-and-repeat” mode.
  • the invention is not restricted to any special immersion liquid, which can be, for example, deionized water or, preferably, an immersion liquid with a refractive index greater than the refractive index of the material of the last optical element on the image plane. If, for example, quartz glass or calcium fluoride is used as the material, a liquid can be selected whose refractive index is above 1.56 or 1.5, which can be achieved, for example, by adding sulfates, alkalis such as cesium or phosphates to water.
  • FIG. 3 schematically shows an example of an implementation of the invention with a catadioptric projection objective 300, which between the object plane “Ob” and the image plane “Im” parallel thereto, one between refractive lens groups S1 (with lenses 301-303) and S3 (with lenses 308 -309) arranged, consisting of two deflecting mirror surfaces 304 and 305, beam deflection 306 for beam deflection of the first refractive lens group
  • Lens 309 in turn has a concave curvature adjacent to the immersion liquid 310. Further used for handling the immersion liquid 310 and as such Known elements (eg vacuum suction nozzle, collecting basin etc.) can be provided analogously to the explanations for FIGS. 1 and 2.
  • the representation of the last optical element on the image plane as a positive meniscus lens is exemplary and not limitative, and it is also possible here to use another optical element with at least partially concave curvature in the direction of the image plane, e.g. a plano-concave lens or another optical element with at least partially concave curvature in the direction of the image plane can also be used.
  • Immersion liquid is an intermediate liquid which is not miscible with the immersion liquid and which forms a curved interface in an electric field with the immersion liquid, for which purpose the intermediate liquid can be electrically conductive (e.g. water mixed with ions) and the immersion liquid can be electrically insulating (e.g. an oil or naphthalene) and an annular cone electrode can be arranged between the last optical element on the image side and the image plane, so that by changing one applied to the electrode
  • Tension can change the curvature of the interface, as in the above-referenced U.S. Provisional Patent Application, U.S. Serial No. 60/544967 "Projection lens for a microlithographic projection exposure system", filed on February 13, 2004, explained in detail.
  • the invention is not limited to this, but basically any structure is possible in which the image side last optical element is arranged below, ie in the direction of gravity downstream of the image plane "Im”.
  • the other optical elements of the projection objective and in particular the object plane "Ob” and the mask (reticle) "R” that can be positioned therein can thus have any orientation.
  • microstructured below A preferred inclusion of the imaging system according to the invention in a system for microlithographic production is microstructured below
  • Components etc. in an orientation of the substrate or wafer with an "overhead" photosensitive layer in which the photosensitive layer is on the top (i.e. on the opposite surface of the substrate to the direction of gravity).
  • a wafer rotating device 400 is used for this purpose, which is the photosensitive layer having substrate "W” rotates about a horizontal axis by essentially 180 ° before carrying out the exposure process, so that during exposure in the orientation according to the invention with "underlying” (ie the last optical element of the
  • Projection lens facing photosensitive layer 401 is arranged. After the exposure has been completed, the substrate is rotated again according to the right part of FIG. 4 into the orientation with “overhead” photosensitive layer 401. Both rotations can in each case either on the individual substrate or wafer taken from a tracking system or by rotating one Wafer loading unit, for example wafer cassette.
  • the wafer rotating device 400 described above is not limited to use in an imaging system with a concave curvature of the last optical element on the image plane (or convex curvature of the immersion liquid in the direction facing away from the image plane), but is generally advantageous in an imaging system with the meaning of the invention inverted structure can be used, in which the image-side last lens below, ie is arranged downstream of the image plane in the direction of gravity.
  • the invention thus also relates to an imaging system with a wafer rotating device, the. last lens on the image plane side can be of any design (e.g. plane-parallel or biconvex).
  • Ficj. 5 shows, by way of example, an implementation of the invention with a catadioptric projection objective, which has a first refractive lens group L1 (with lenses 501-503), a beam splitter BS, a further refractive lens / lens group between the object plane “Ob” and the image plane “Im” that is parallel thereto L2 (with lens 504) and a concave mirror M2.
  • the projection light reflected by the concave mirror M2 is partially reflected on the beam splitter BS after passing through the lens / lens group L2 and reaches the image plane “Im” through a further refractive lens group L3 (with lenses 505-506), again in the space between the last lens on the image plane side 506 and image plane "in” (or substrate “W” with photosensitive layer arranged thereon) there is an immersion liquid 507 and the last lens 506 on the image plane side in turn has a concave curvature adjacent to the immersion liquid 507.
  • the last optical element on the image plane side is below, i.e. in
  • any orientation of the object plane with respect to the image plane is possible.
  • the explanation of the lens groups, mirrors and other optical elements such as e.g. Beam splitter exemplary and not limiting, and the
  • FIG. 6 shows an overall meridional section through a complete catadioptric projection objective 600 according to a further embodiment of the invention.
  • the design data of the projection lens 600 are listed in Table 1; Radii and thicknesses are given in millimeters.
  • the numbers above the pro ection lens 600 indicate selected areas of optical elements. Surfaces that are marked with groups of short horizontal lines are aspherically curved. The curvature of these surfaces is given by the following aspherical formula: ch 2 ⁇ t + Bh 6 + Ch 8 + Dh 10 + Eh 12 + Fh 1A + Gh 16 + Hh 1B + Jh 20
  • Z is the arrow height of the surface in question parallel to the optical axis
  • h is the radial distance from the optical axis
  • k is the conical constant
  • A, ' B, C, D, E, F, G, H and J are the aspherical constants listed in Table 2.
  • k 0 applies in the exemplary embodiment shown.
  • the projection lens 600 includes two. aspherical mirrors S1 and S2, between which two (not optimally corrected) intermediate images arise.
  • the projection objective 600 is designed for a wavelength of 193 nm and a refractive index n L of the immersion liquid of 1.6.
  • the immersion liquid is designated 601 in FIG. 6.
  • Table 1 Desfgnciaten

Abstract

Abbildungssystem einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit einem Projektionsobjektiv (200, 300, 500, 600) zur Abbildung einer in einer Objektebene positionierbaren Maske auf eine in einer Bildebene positionierbare lichtempfindliche Schicht; und einer Flüssigkeitszufuhr (205) zum Füllen eines Zwischenraums zwischen der Bildebene und einem bildebenenseitig letzten optischen Element (201, 309, 506) des Projektionsobjektivs mit Immersionsflüssigkeit (202, 310, 507, 601); wobei das bildebenenseitig letzte optische Element des Projektionsobjektivs in Schwerkraftrichtung nachfolgend zur Bildebene angeordnet ist; und wobei das Projektionsobjektiv derart ausgelegt ist, dass im Immersionsbetrieb die Immersionsflüssigkeit in zur Bildebene abgewandter Richtung wenigstens bereichsweise konvex gekrümmt ist. Es wird auch vorgesehen, dass das bildebenenseitig letzte optische Element (201, 309, 506) des Projektionsobjektivs unter der Bildebene derart angeordnet ist, dass die Immersionsflüssigkeit (202, 310, 507, 601) zumindest teilweise in einem im wesentlichen wannenförmigen Bereich auf dem bildebenenseitig letzten optischen Element angeordnet wird. Auch kann ein Rotator zum Drehen eines die lichtempfindliche Schicht (401) aufweisenden Substrats zwischen einer Transportorientierung, in der die lichtempfindliche Schicht auf einer entgegengesetzt zur Schwerkraftrichtung liegenden Substratoberfläche angeordnet ist, und einer Belichtungsorientierung, in welcher die lichtempfindliche Schicht (401) auf einer in Schwerkraftrichtung liegenden Substratoberfläche angeordnet ist, vorgesehen sein.

Description

Abbi1dunersSystem für eine mikrolithoqraphische Pro ekfaionsbelichtunorsanlaqe
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Abbildungssystem einer mikrolithographischen Pro ektionsbelichtungsanlage, die insbesondere für den Immersionsbetrieb ausgelegt ist.
Stand der Technik
Zur Erzielung immer höherer Auflösungen in der
Mikrolithographie ist es, neben der Verwendung von Projektionsob ektiven mit hoher numerischer Apertur und der Verwendung immer kleinerer Wellenlängen, bekannt, in den Raum zwischen dem bildebenenseitig letzten optischen Element des Projektionsobjektivs und der lichtempfindlichen Schicht ein insbesondere flüssiges Immersionsmedium mit hohem Brechungsindex einzuführen. Diese Technik wird als Immersionslithographie bezeichnet .
Es sind diverse Designs von Projektionsobjektiven für die Immersionslithographie bekannt, um während des etwa zur Waferherstellung durchgeführten Scan-Prozesses, bei dem eine Relativbewegung insbesondere zwischen letztem optischem Element und lichtempfindlicher Schicht erfolgt, das Handling der Immersionsflüssigkeit zu verbessern.
Nachfolgend werden beispielhafte Designs von Projektionsobjektiven ohne Anspruch auf Vollständigkeit und ohne deren abschließende Würdigung als Stand der Technik angegeben. Aus JP 2000-058436 A ist eine Projektionsbelichtungsanlage bekannt, bei der sich in den Zwischenraum zwischen einem als Trockenobjektiv ausgelegten Projektionsobjektiv und einer lichtempfindlichen Schicht eine Zusatzlinse einführen lässt, die insbesondere eine bildseitig konkave Krümmung aufweisen kann. Zwischen die Zwischenlinse und der lichtempfindlichen Schicht kann eine Immersionsflüssigkeit, z.B. ein Öl, eingebracht werden.
Aus WO 2004/090956 AI ist eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem beweglichen Substrathalter ( „movable Substrate stage") zum Halten des Substrats über dem Projektionsobjektiv und einer Immersionseinheit zum wenigstens teilweisen Füllen des verbleibenden Zwischenraums mit Immersionsflüssigkeit bekannt. Hierbei soll insbesondere ein Entweichen ( „scattering" ) der Immersionsflüssigkeit und eine Behinderung der Substrathalterbewegung durch Immersionsflüssigkeits- zuleitungen vermieden werden.
Aus US 6,809,794 Bl ist ein Immersions-Photolithographie- system bekannt, bei dem ebenfalls das Projektionsobjektiv unterhalb des zu belichtenden Substrats positioniert wird. Hierbei sind gemäß dem Ausführungsbeispiel insbesondere eine Mehrzahl von Linsen in einem Gehäuse untergebracht, welches zuoberst eine Öffnung derart aufweist, dass in einem Druckbereich („pressure region") zwischen der letzten (bikonvex dargestellten) Linse und der oberen Gehäusewand befindliche Immersionsflüssigkeit über dem Projektionsobjektiv bzw. der Öffnung einen flüssigen Meniskus („liquid meniscus") ausbildet. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternatives Design eines Abbildungssystems einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage zu schaffen, welches einen zuverlässigen Immersionsbetrieb bei einfacher Handhabung der Immersionsflussigkeit ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1, 18 bzw. 19 gelöst.
Erfindungsgemäß ist das bildebenenseitig letzte optische Element des Projektionsobjektivs in Schwerkraftrichtung nachfolgend zur Bildebene angeordnet und das Projektionsobjektiv ist derart ausgelegt, dass im
Immersionsbetrieb die Immersionsflüssigkeit in zur Bildebene abgewandter Richtung wenigstens bereichsweise konvex gekrümmt ist .
Insbesondere weist hierzu das bildebenenseitig letzte optische Element in Richtung zur Bildebene eine an die Immersionsflüssigkeit angrenzende konkave Krümmung auf.
Durch die e.rfindungsgemäße Kombination einer Anordnung des letzten optischen Elements des Projektionsobjektivs in Schwerkraftrichtung nachfolgend zur Bildebene, also „unterhalb" der Bildebene, mit der bildebenenseitig konkaven Krümmung des letzten optischen Elements ergeben sich insbesondere folgende Vorteile: a) Das bildebenenseitig letzte optische Element bildet mit seiner konkav gekrümmten Grenzfläche für die Immersionsflüssigkeit eine Art „Wanne", in welcher sich die Immersionsflüssigkeit bereits allein infolge der Schwerkraft sammeln kann, ohne dass insoweit eine Außeneinwirkung, insbesondere Druckbeaufschlagung, erforderlich ist.
b) Während des Scan-Betriebs ist ein teilweises Entweichen von Immersionsflüssigkeit an dem Grenzkontakt zwischen dem letzten Linsenelement bzw. dem Objektivgehäuse und der Substratoberfläche bzw. der lichtempfindlichen Schicht unvermeidlich, welche dann abgesaugt und kontinuierlich nachgefüllt werden muss. Hierbei gegebenenfalls in den Zwischenraum zwischen letztem Linsenelement und Substratoberfläche eintretende Luftblasen (die bei herkömmlichen Systemen in der Regel nur äußerst schwer wieder zu entfernen sind) werden bei der erfindungsgemäßen Anordnung allein durch Nachführung von Immersionsflüssigkeit infolge der unter Schwerkraftwirkung erfolgenden Ausbreitung bzw. Ansammlung der Immersionsflüssigkeit im wannenartigen Bereich praktisch selbsttätig „weggespült".
c) Die gravitationsunterstützte Ausbreitung bzw. Ansammlung der Immersionsflüssigkeit im wannenartigen Bereich vereinfacht die Sicherstellung einer dauerhaften und zuverlässigen Benetzung der bildebenenseitigen Oberfläche des letzten Linsenelements, so dass diese auch mit (anderenfalls zu meidenden) oxidationsempfind- lichen Beschichtungen versehen sein kann.
d) Die bei Sicherstellung einer dauerhaften Benetzung der bildebenenseitigen Oberfläche des letzten Linsenelements erfindungsgemäß erzielte Druckentlastung (etwa bei der o.g. Entfernung von Luftblasen) reduziert die Druckbeanspruchung des letzten Linsenelements und damit die Gefahr von druckbedingten Deformationen.
e) Infolge des bei der erfindungsgemäßen Geometrie verringerten Abfließens von Immersionsflüssigkeit während des Scan-Betriebs kann eine diesbezügliche Absaugeinrichtung, z.B. eine Vakuumsaugdüse, schwächer ausgelegt werden.
f) Die konvexe Krümmung der Immersionsflüssigkeit in zur Bildebene abgewandter Richtung bewirkt, dass für von der Objektebene zur Bildebene durch das Projektionsobjektiv hindurchtretendes Projektionslicht an der Grenzfläche von optisch letztem Linsenelement zu Immersionsflussigkeit nur relativ kleine Strahleinfallswinkel auftreten. Infolge dieser effektiv kleineren Einfallswinkel werden Probleme wie Strahlversatz an etwaigen fertigungsbedingten Höhenunterschieden des optischen Elements und verstärkte Reflexionsverluste, die jeweils bei höheren Strahleinfallswinkeln verstärkt auftreten, vermieden. Es können daher auch Strahlen mit relativ großen Öffnungswinkeln zur optischen Achse des Projektionsobjektivs zur Abbildung beitragen. Die vorteilhaften Wirkungen der konvexen Krümmung der Immersionsflüssigkeit in zur Bildebene abgewandter Richtung auf die optische Leistungsfähigkeit des Pro ektionsobjektivs sowie weitere diesbezügliche vorteilhafte Ausgestaltungen sind ausführlich beschrieben in der US-Provisional-Patentanmeldung US- Serien-Nr. 60/544967 „Projektionsobjektiv für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage" , eingereicht am 13. Februar 2004, deren Offenbarungsgehalt hiermit vollumfänglich durch Inbezugnahme ( „Incorporation by reference") mit aufgenommen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist die bildebenenseitige Fläche des bildebenenseitig letzten optischen Elements zumindest im wesentlichen kugelschalenförmig. Der Krümmungsradius der bildebenenseitigen Fläche des bildebenenseitig letzten optischen Elements beträgt vorzugsweise zwischen dem 0.9-fachten und 1.5-fachen, noch bevorzugter das 1.3-fache des axialen Abstandes zwischen dem bildebenenseitig letzten optischen Element und der Bildebene.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist ein selektiv mit Haltekraft beaufschlagbarer Substrathalter zum Halten eines die lichtempfindliche Schicht aufweisenden Substrats in einer Belichtungsposition über dem bildebenenseitig letzten optischen Element vorgesehen. Der Substrathalter kann beispielsweise eine Unterdruckansaugung aufweisen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist ein Rotator (z.B. eine Wafer-Dreheinrichtung) zum Drehen eines die lichtempfindliche Schicht aufweisenden Substrats zwischen einer Transportorientierung, in der die lichtempfindliche Schicht auf einer entgegengesetzt zur Schwerkraftrichtung liegenden
Substratoberfläche (also „obenliegend") angeordnet ist, und einer Belichtungsorientierung, in welcher die lichtempfindliche Schicht auf einer in Schwerkraftrichtung liegenden Substratoberfläche (also „untenliegend") angeordnet ist, vorgesehen. Der Rotator kann zum Drehen jeweils einzelner, einem Wafertracking entnehmbarer bzw. zuführbarer Wafer oder auch zum Drehen jeweils einer den Wafer tragenden Waferladeeinheit ausgelegt sein. Die bildebenenseitige Fläche des bildebenenseitig letzten optischen Elements ist vorzugsweise umfangsseitig von einem Auffangbecken für die Immersionsflüssigkeit umgeben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung sind Objektebene und Bildebene parallel zueinander angeordnet. In einer anderen Ausführungsform können Objektebene und Bildebene auch anderweitig, z.B. zueinander senkrecht angeordnet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist das Projektionsobjektiv ein katadioptrisches Objektiv mit wenigstens zwei Konkavspiegeln, das mindestens zwei Zwischenbilder erzeugt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung weist die Immersionsflüssigkeit einen höheren Brechungsindex als das bildebenenseitig letzte optische Element auf.
Das Projektionsobjektiv weist bevorzugt eine Numerische
Apertur (NA) größer als 0.8, weiter bevorzugt größer als 1.2, noch bevorzugter größer als 1.4 auf. Es ist bevorzugt für eine Wellenlänge von 248nm, weiter bevorzugt 193nm, noch bevorzugter 157nm ausgelegt.
Die Erfindung betrifft auch ein AbbildüngsSystem einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit einem Projektionsobjektiv zur Abbildung einer in einer Objektebene positionierbaren Maske auf eine in einer Bildebene positionierbare lichtempfindliche Schicht, und einer
Flüssigkeitszufuhr zum Füllen eines Zwischenraums zwischen der Bildebene und einem bildebenenseitig letzten optischen Element des Projektionsobjektivs mit Immersionsflüssigkeit, wobei das bildebenenseitig letzte optische Element des Projektionsobjektivs unter der Bildebene derart angeordnet ist, dass die Immersionsflussigkeit zumindest teilweise in einem im wesentlichen wannenfÖrmigen Bereich auf dem bildebenenseitig letzten optischen Element angeordnet wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein AbbildüngsSystem einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit einem Projektionsobjektiv zur Abbildung einer in einer Objektebene positionierbaren Maske auf eine in einer Bildebene positionierbare lichtempfindliche Schicht, und einer Flüssigkeitszufuhr zum Füllen eines Zwischenraums zwischen der Bildebene und einem bildebenenseitig letzten optischen Element des Projektionsobjektivs mit Immersionsflüssigkeit, wobei das bildebenenseitig letzte optische Element des
Projektionsobjektivs in Schwerkraftrichtung nachfolgend zur Bildebene angeordnet ist, und wobei ein Rotator zum Drehen eines die lichtempfindliche Schicht aufweisenden Substrats zwischen einer Transportorientierung, in der die lichtempfindliche Schicht auf einer entgegengesetzt zur Schwerkraftrichtung liegenden Substratoberfläche angeordnet ist, und einer Belichtungsorientierung, in welcher die lichtempfindliche Schicht auf einer in Schwerkraftrichtung liegenden Substratoberfläche angeordnet ist, vorgesehen ist.
Der Rotator kann hierbei zum Drehen jeweils einzelner, einem Wafertracking entnehmbarer bzw. zuführbarer Wafer oder auch zum Drehen jeweils einer den Wafer tragenden Waferladeeinheit ausgelegt sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 26, ein Verfahren zur mikrolithographischen Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente nach Anspruch 27 und ein mikrostrukturiertes Bauelement nach Anspruch 28.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
Fig. 1-2 schematische Darstellungen zu Erläuterung des Funktionsprinzips eines AbbildüngsSystems für den Immersionsbetrieb mit bildseitig konkav gekrümmtem letztem optischen Element des Projektionsobjektivs oberhalb (Fig. 1) bzw. unterhalb (Fig. 2) der Bildebene;
Fig. 3 eine schematische Gesamt-Querschnittsansicht eines Projektionsobjektivs gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer bei dem erfindungsgemäßen Projektionsobjektiv gemäß Fig. 3 verwendeten Wafer-Rotator; Fig. 5 eine schematische Gesamt-Querschnittsansicht eines Projektionsobjektivs gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 6 einen Meridional-Gesamtschnitt eines erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
DETALLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFUHRUNGSFORMEN
Gemäß Fig. 1 ist schematisch ein beispielhaftes herkömmliches Projektionsobjektiv 100 für den Immersionsbetrieb zur Abbildung einer Objektebene „Ob" (enthaltend Maske bzw. Retikel „R") in eine Bildebene „Im" (enthaltend Substrat mit lichtempfindlicher Schicht bzw. Wafer „W" ) dargestellt. Das Projektionsobjektiv 100 weist eine bildebenenseitig konkav gekrümmte letzte Linse 101 (im Beispiel in Form einer Meniskuslinse positiver Brechkraft) auf, welche sich oberhalb der Bildebene „Im" befindet, wobei sich zwischen der letzten Linse 101 und dem Substrat „W" mit lichtempfindlicher Schicht eine Immersionsflüssigkeit 102 befindet. Retikel „R" und Substrat „W" bewegen sich im Scan-Betrieb wie durch die Pfeile 103 und 104 angedeutet relativ zueinander in entgegengesetzter Richtung, so dass insbesondere eine
Relativbewegung zwischen dem ortsfesten Projektionsob ektiv 100 und dem Wafer „W" stattfindet, welcher sich im Beispiel mit im wesentlichen konstantem Spaltabstand seitlich nach rechts bewegt . Bei dieser Relativbewegung aus dem Zwischenraum austretende Immersionsflüssigkeit 102 wird zur
Vermeidung einer Kontamination der umgebenden
Substratoberfläche mittels einer Vakuumdüse 105 abgesaugt und zur Vermeidung einer Entleerung des Zwischenraums über einen Flüssigkeitseinlass 106 (an nicht dargestelltes Flüssigkeitsreservoir sowie Pumpeinrichtung angeschlossen) kontinuierlich nachgefüllt.
Gemäß dem in Fig. 2 angedeuteten erfindungsgemäßen
Abbildungssystem mit einem Projektionsobjektiv 200 weist dieses Abbildungssystem insoweit einen gegenüber Fig. 1 invertierten Aufbau auf, als eine bildebenenseitig konkav gekrümmte letzte Linse 201 unterhalb, d.h. in Schwerkraftrichtung nachfolgend zur Bildebene „Im" angeordnet ist, so dass die im Zwischenraum befindliche Immersionsflüssigkeit 202 in zur Bildebene „Im" abgewandter Richtung konvex gekrümmt ist. In Fig. 2 dargestellt ist ferner ein umfangsseitig angeordnetes Auffangbecken 203 für die Immersionsflüssigkeit 202, welches zum Nachfüllen der aus dem Spalt „D" während des Scan-Betriebs austretenden und über eine Vakuumansaugdüse 204 abgeführten Immersionsflüssigkeit an einen Flüssigkeitseinlass 205 angeschlossen ist. Die gezeigte Anordnung von Vakuumsaugdüse 204 und Flüssigkeitseinlass 205 ist lediglich beispielhaft und nicht limitierend, so dass diese auch an beliebiger anderer geeigneter Stelle angeordnet sein können. Retikel „R" und Substrat „W" bewegen sich im Scan-Betrieb wie durch die Pfeile 206 und 207 angedeutet relativ zueinander in entgegengesetzter Richtung.
Die Erfindung ist nicht auf irgendein spezielles optisches Design des Pro ektionsobjektivs beschränkt, welches in beliebiger Weise katadioptrisch, katoptrisch oder dioptrisch ausgestaltet sein kann. Ferner ist die Erfindung in einer
Projektionsbelichtungsanlage sowohl im „Step-and-Scan"- als auch „Scan-and-Repeat"-Modus realisierbar. Ferner ist die Erfindung nicht auf irgendeine spezielle Immersionsflüssigkeit beschränkt, bei der es sich beispielsweise um deionisiertes Wasser oder auch bevorzugt um eine Immersionsflüssigkeit mit einer Brechzahl größer als die Brechzahl des Materials des bildebenenseitig letzten optischen Elements handeln kann. Wird als Material beispielsweise Quarzglas oder Kalziu fluorid verwendet, so kann eine Flüssigkeit gewählt werden, deren Brechzahl über 1,56 bzw. 1,5 liegt, was sich beispielsweise durch Zusätze von Sulfaten, Alkalien wie z.B. Cäsium oder Phosphaten zu Wasser erreichen lässt.
In Fig. 3 schematisch dargestellt ist lediglich beispielhaft eine Realisierung der Erfindung mit einem katadioptrischen Projektionsobjektiv 300, welches zwischen Objektebene „Ob" und hierzu paralleler Bildebene „Im" eine zwischen refraktiven Linsengruppen Sl (mit Linsen 301-303) und S3 (mit Linsen 308-309) angeordnete, aus zwei Ablenkspiegelflächen 304 und 305 bestehende Strahlumlenkung 306 zur Strahlumlenkung von aus der ersten refraktiven Linsengruppe
Sl eintreffendem Projektionslicht durch eine weitere refraktive Linse oder Linsengruppe S2 (mit Linse 307) zu einem Hohlspiegel Ml und dann zur Ablenkung des zurückkehrenden Projektionslichtes durch die zweite Linsengruppe S3 in Richtung zur Bildebene „Im" aufweist. Im Zwischenraum zwischen der bildebenenseitig letzten Linse 309 und der Bildebene „Im" (bzw. darauf angeordnetem Substrat mit lichtempfindlicher Schicht) befindet sich die über die (nicht dargestellte) Flüssigkeitszufuhr zugeführte Immersionsflüssigkeit 310, wobei die bildebenenseitig letzte
Linse 309 wiederum eine an die Immersionsflüssigkeit 310 angrenzende konkave Krümmung aufweist. Weitere zur Handhabung der Immersionsflüssigkeit 310 dienende und als solche bekannte Elemente (z.B. Vakuumsaugdüse, Auffangbecken etc.) können analog den Ausführungen zu Fig. 1 und 2 vorgesehen sein.
Die Darstellung des bildebenenseitig letzten optischen Elements als positive Meniskuslinse ist beispielhaft und nicht limitierend, und es kann an dieser Stelle auch ein anderweitiges optisches Element mit wenigstens bereichsweise konkaver Krümmung in Richtung zur Bildebene, also z.B. auch eine plankonkave Linse oder ein anderes optisches Element mit wenigstens bereichsweise konkaver Krümmung in Richtung zur Bildebene verwendet werden.
Ferner kann sich auch zwischen dem bildseitig letzten optischen Element des Projektionsobjektivs und der
Immersionsflüssigkeit eine nicht mit der Immersionsflussigkeit mischbare Zwischenflüssigkeit befinden, die in einem elektrischen Feld zu der Immersionsflüssigkeit eine gekrümmte Grenzfläche ausbildet, wozu beispielsweise die Zwischenflüssigkeit elektrisch leitfähig (z.B. mit Ionen versetztes Wasser) und die Immersionsflüssigkeit elektrisch isolierend (z.B. ein Öl oder Naphtalin) sein kann und eine ringförmige Kegelelektrode zwischen dem bildseitig letzten optischen Element und der Bildebene angeordnet sein kann, so dass sich durch Verändern einer an die Elektrode angelegten
Spannung die Krümmung der Grenzfläche verändern lässt, wie in der o.g., durch Verweis in Bezug genommenen US-Provisional- Patentanmeldung US-Serien-Nr. 60/544967 „Projektionsobjektiv für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage", eingereicht am 13. Februar 2004, im Detail erläutert.
Gemäß Fig. 3 sind nicht nur das bildebenenseitig letzte optische Element 309, sondern das gesamte Projektionsobjektiv 300 mitsamt Objektebene „Ob" und darin positionierbarer Maske (Retikel) „R" unterhalb, d.h. in Schwerkraftrichtung nachfolgend, zur Bildebene „Im" angeordnet. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt, sondern es ist grundsätzlich jeder Aufbau möglich, bei dem das bildebenenseitig letzte optische Element unterhalb, d.h. in Schwerkraftrichtung nachfolgend zur Bildebene „Im" angeordnet ist. Die übrigen optischen Elemente des Projektionsobjektivs und insbesondere die Objektebene „Ob" und die darin positionierbare Maske (Retikel) „R" können somit eine beliebige Orientierung aufweisen.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Einbeziehung des erfindungsgemäßen Abbildungssystems in eine Anlage zur mikrolithographischen Herstellung mikrostrukturierter
Bauelemente wie z.B. Wafer erläutert. Bei dieser Lösung können sämtliche, während des Scan-Prozesses der Belichtung im Projektionsob ektiv vor- und nachgeschaltete Arbeitsschritte (wie z.B. Aufbringen der lichtempfindlichen Schicht, thermische Behandlung, Messungen zur Prüfung der
Bauelemente etc.) in einer Orientierung des Substrats bzw. Wafers mit „obenliegender" lichtempfindlicher Schicht durchgeführt werden, bei der sich die lichtempfindliche Schicht auf der Oberseite (d.h. auf der entgegengesetzt zur Schwerkraftrichtung liegenden Substratfläche) befindet.
Infolgedessen ist keine Anpassung der zur Durchführung vor- und nachgeschalteter Arbeitsschritte verwendeter Geräte, die in der Regel für eine Orientierung des Substrats bzw. Wafers mit „obenliegender" lichtempfindlicher Schicht ausgelegt sind, erforderlich.
Gemäß Fig. 4 wird hierzu eine Wafer-Dreheinrichtung 400 verwendet, welche das die lichtempfindliche Schicht aufweisende Substrat „W" vor Durchführung des Belichtungsprozesses um eine horizontale Achse um im wesentlichen 180° dreht, so dass dieses während der Bel±chtung in der erfindungsgemäßen Orientierung mit „untenliegender" (d.h. dem letzten optischen Element des
Projektionsobjektivs zugewandter) lichtempfindlicher Schicht 401 angeordnet ist. Nach vollendeter Belichtung wird das Substrat gemäß dem rechten Teil von Fig. 4 wieder in die Orientierung mit „obenliegender" lichtempfindlicher Schicht 401 gedreht. Beide Drehungen können jeweils sowohl an dem einzelnen, einem Tracking-System entnommenen Substrat bzw. Wafer oder auch durch Drehen einer Waferladeeinheit, z.B. Waferkassette ( „wafer cartridge") erfolgen.
Die zuvor beschriebene Wafer-Dreheinrichtung 400 ist nicht auf den Einsatz in einem Abbildungssystem mit konkaver Krümmung des bildebenenseitig letzten optischen Elements (bzw. konvexer Krümmung der Immersionsflüssigkeit in zur Bildebene abgewandter Richtung) beschränkt, sondern ganz allgemein vorteilhaft in einem AbbildungsSystem mit im Sinne der Erfindung invertiertem Aufbau einsetzbar, bei dem die bildebenenseitig letzte Linse unterhalb, d.h. in Schvwerkraftrichtung nachfolgend zur Bildebene angeordnet ist. Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung somit auch ein Abbildungssystem mit einer Wafer-Dreheinrichtung, wobei die. bildebenenseitig letzte Linse beliebig (also z.B. planparallel oder bikonvex) ausgebildet sein kann.
Ficj . 5 zeigt beispielhaft eine Realisierung der Erfindung mit einem katadioptrischen Projektionsobjektiv, welches zwischen O jektebene „Ob" und hierzu paralleler Bildebene „Im" eine erste refraktive Linsengruppe Ll (mit Linsen 501-503), einen Stjtrahlteiler BS, eine weitere refraktive Linse/Linsengruppe L2 (mit Linse 504) und einen Hohlspiegel M2 aufweist. Das vom Hohlspiegel M2 reflektierte Projektionslicht wird nach Durchlaufen der Linse/Linsengruppe L2 teilweise an dem Strahlteiler BS reflektiert und erreicht durch eine weitere refraktive Linsengruppe L3 (mit Linsen 505-506) die Bildebene „Im", wobei sich wiederum im Zwischenraum zwischen bildebenenseitig letzter Linse 506 und Bildebene „Im" (bzw. darauf angeordnetem Substrat „W" mit lichtempfindlicher Schicht) eine Immersionsflüssigkeit 507 befindet und die bildebenenseitig letzte Linse 506 wiederum eine an die Immersionsflüssigkeit 507 angrenzende konkave Krümmung aufweist .
Gemäß Fig. 5 ist also zwar das bildebenenseitig letzte optische Element wiederum unterhalb, d.h. in
Schwerkraftrichtung nachfolgend, zur Bildebene angeordnet. Die Objektebene „Ob" bzw. die darin positionierbare Maske (Retikel) „R" sind jedoch infolge der erzielten Faltung des Strahlengangs senkrecht zur Bildebene „Im" angeordnet. In weiterer Abwandlung und bei alternativen Faltungen des
Strahlengangs sind beliebige Orientierungen der Objektebene in Bezug auf die Bildebene möglich. Ferner ist die Erläuterung der in den Figuren dargestellten Linsengruppen, Spiegel und weiteren optischen Elementen wie z.B. Strahlteiler beispielhaft und nicht limitierend, und die
Erfindung ist nicht auf irgendeine konkrete Anordnung dieser optischen Elemente oder deren konkrete Realisierung beschränkt .
Fig. 6 zeigt einen Meridional-Gesamtschnitt durch ein vollständiges katadioptrisches Projektionsobjektiv 600 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Die Designdaten des Projektionsobjektivs 600 sind in der Tabelle 1 aufgeführt; Radien und Dicken sind in Millimetern angegeben. Die Ziffern oberhalb des Pro ektionsobjektivs 600 weisen auf ausgewählte Flächen optischer Elemente hin. Flächen, die mit Gruppen kurzer waagerechter Linien gekennzeichnet sind, sind asphärisch gekrümmt. Die Krümmung dieser Flächen ist durch die nachfolgende Asphärenformel gegeben: ch2
Figure imgf000019_0001
Ät + Bh6 + Ch8 + Dh10 + Eh12 + Fh1A + Gh16 + Hh1B + Jh20
Dabei sind z die Pfeilhöhe der betreffenden Fläche parallel zur optischen Achse, h der radiale Abstand von der optischen Achse, c = 1/R die Scheitelkrümmung der betreffenden Fläche mit R als dem Krümmungsradius, k die konische Konstante und A, ' B, C, D, E, F, G, H und J die in der Tabelle 2 aufgeführten Asphärenkonstanten. Für die konische Konstante k gilt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel k = 0.
Das Projektionsobjektiv 600 enthält zwei . asphärische Spiegel Sl und S2, zwischen denen zwei (nicht optimal korrigierte) Zwischenbilder entstehen. Das Projektionsobjektiv 600 ist ausgelegt für eine Wellenlänge von 193nm und eine Brechzahl nL der Immersionsflüssigkeit von 1,6. Die Immersionsflüssigkeit ist in Fig. 6 mit 601 bezeichnet. Der Abbildungsmaßstab des Projektionsobjektivs 600 beträgt ß = - 0,25 und die numerische Apertur NA = 1,4. Durch einige zusätzliche Verbesserungen lässt sich aber ohne weiteres auch eine numerische Apertur NA erzielen, die knapp bis an die Brechzahl des Immersionsmediums heranreicht und somit nur geringfügig kleiner ist als 1,6. Tabelle 1: Desfgnciaten
Figure imgf000020_0001
T-tfrfrϊto l: Aspbarcπ1«ϊπ-ϊt--πl.cπ
Fläche 4 Fläche 5 Flache 1
A S.362252S8E.08 A 2.53854O10E-.08 A 4.51137087E-O7
B -£,17992581 E-12 B -1 ,22713179E-1 B 2,46833840E-11
C S,45599769E-16 C 1.2141734 E-15 C 5,7&49Ö960E-15
D -7,57832730E-2Q' D 1 !9247418GE-19 D -4,39tOT683E-18
E 3.S9228710E-24 E 2,08240691E-23 £ -5.6 853356E-22
F -9.16722201E-29 F -9.29639601 E-28 F 4.95744749E-26
Fläche 14 Flä ;che 18 FFff:äc e 19
Ä -8,48905023£-Ö9 A 1.04673D33E.08 A - .110ΘΘ367E-O9
B t,45061β22E-13 B 1,34351117E-13 B ^9.91 &28838E-14
C -6.34351367&-18 C 1,03389626E- 8 C -7.9361 779E-19
D 2,84301572E-22 D 5,16S47873E-23 D -1.66363646E-22
E ~8,2490265ÖE-2? E -1.23928686&27 E S.S6486530E-27
F 1.277983Q8E-3. F 3,099O4a27E-32 F -1,796B349QE-31
Räche 20 fläche 23 Fläche 26
A 11 M74964S£-07 A -2,87603531 E-OB A -4.3S42Ö7S9E-03
B -S.192483Ö7E-12 Ö -3.68432739E-12 B -6.70429494E-13
C 8r7B42ö843E-l6 C 6,88089Ö59E-16 C -4,058352255-17
O -1.39638210E-19 D -8.TO009838E-20 D .•1l 10SÖ8303ε-20
E 2.09064504E-23 E 9,598B432öE-Ä4 E 4,80978147E-25
F -2,159819 -=.-Z7 F -5,Ü7639229E»2S f -5.35014389E-29
Fiöche aa Flicht 31 Fläche 35
A -2,70764285E-08 A 4,38707762E-C1§ A t-737433Q3E-Q8
B -1,36708653E-12 B -3,69S93S05E-i3 B 1.60994523E- 2
C 2,46085©Ö6E-17 C -4.93747026E-18 C -1,7103S162E-Ϊ6
P 2,26651081E-21 O 05461849E-22 D T.26964535F-20
E -T,200Q9586E-25 E -7,5S6?4606E-27 E ^5,7749737BE-25 F 9,28622501^-30 F 5.58403314E-32 F 1.55390733E-29 G -1,78430224E-34 Fläche 37 A 1 ,04975421 E-07 B 1.94141448E-11 C -2,31145732E-15 D 4,57201996E-19 E -318235684S&23 F 2,35233647E-27

Claims

Patentansprüche
-L . Abbildungssystem einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit • einem Projektionsob ektiv (200, 300, 500, 600) zur Abbildung einer in einer Objektebene positionierbaren Maske auf eine in einer Bildebene positionierbare lichtempfindliche Schicht; und • einer Flüssigkeitszufuhr (205) zum Füllen eines Zwischenraums zwischen der Bildebene und einem bildebenenseitig letzten optischen Element (201, 309, 506) des Projektionsobjektivs mit Immersionsflüssigkeit (202, 310, 507, 601); • wobei das bildebenenseitig letzte optische Element des Projektionsobjektivs in Schwerkraftrichtung nachfolgend zur Bildebene angeordnet ist; und • wobei das Pro ektionsobjektiv derart ausgelegt ist, dass im Immersionsbetrieb die Immersionsflüssigkeit i zur Bildebene abgewandter Richtung wenigstens ■ bereichsweise konvex gekrümmt ist.
2. Abbildungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bildebenenseitig letzte optische Element (201, 309, 506) in Richtung zur Bildebene eine an die Immersionsflüssigkeit (202, 310, 507, 601) angrenzende konkave Krümmung aufweist.
3. AbbildungsSystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Krümmung des bildebenenseitig letzten optischen Elements (201, 309, 506) sich im wesentlichen über dessen gesamte Ausdehnung parallel zur Bildebene erstreckt.
4. Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die bildebenenseitige Fläche des bildebenenseitig letzten optischen Elements (201, 309, 506) zumindest im wesentlichen kugelschalenförmig ist.
5. Abbildungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius der bildebenenseitigen Fläche des bildebenenseitig letzten optischen Elements (201, 309, 506) zwischen dem 0.9- fachen und 1.5-fachen und vorzugsweise das 1.3-fache des axialen Abstandes zwischen dem bildebenenseitig letzten optischen Element und der Bildebene beträgt.
6. AbbildungsSystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein selektiv mit Haltekraft beaufschlagbarer Substrathalter zum Halten eines die lichtempfindliche Schicht aufweisenden Substrats in einer Belichtungsposition über dem bildebenenseitig letzten optischen Element (201, 309, 506) vorgesehen ist.
7. AbbildungsSystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Substrathalter eine Unterdruckansaugung aufweist.
8. AbbildungsSystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotator zum Drehen eines die lichtempfindliche Schicht (401) aufweisenden Substrats zwischen einer Transportorientierung, in der die lichtempfindliche Schicht auf einer entgegengesetzt zur Schwerkraftrichtung liegenden Substratoberfläche angeordnet ist, und einer Belichtungsorientierung, in welcher die lichtempfindliche Schicht (401) auf einer in Schwerkraftrichtung liegenden Substratoberfläche angeordnet ist, vorgesehen ist.
9. Abbildungssyste nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotator zum Drehen jeweils einzelner, einem Wafertracking entnehmbarer bzw. zuführbarer Wafer ausgelegt ist .
10. Abbildungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotator zum Drehen jeweils einer den Wafer tragenden Waferladeeinheit ausgelegt ist.
11. Abbildungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bildebenenseitige Fläche des bildebenenseitig letzten optischen Elements (201, 309, 506) umfangsseitig von einem Auffangbecken (203) für die Immersionsflüssigkeit (202) umgeben ist.
12. Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Objektebene und Bildebene parallel zueinander angeordnet sind.
13. AbbildungsSystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Objektebene und Bildebene zueinander senkrecht angeordnet sind.
14. Abbildungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Projektionsobjektiv (600) ein katadioptrisches Objektiv mit wenigstens zwei Konkavspiegeln (Sl, S2) ist, das mindestens zwei Zwischenbilder erzeugt.
15. Abbildungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Immersionsflüssigkeit (202, 310, 507) einen höheren Brechungsindex als das bildebenenseitig letzte optische Element (201, 309, 506) aufweist.
16. Abbildungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Projektionsobjektiv eine Numerische Apertur (NA) größer als 0.8, bevorzugt größer als 1.2, noch bevorzugter größer als 1.4 aufweist.
17. AbbildungsSystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Projektionsobjektiv für eine Wellenlänge von 248nm, bevorzugt 193nm, noch bevorzugter 157nm ausgelegt ist.
18. AbbildungsSystem einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit • einem Projektionsobjektiv (200, 300, 500, 600) zur Abbildung einer in einer Objektebene positionierbaren Maske auf eine in einer Bildebene positionierbare lichtempfindliche Schicht; und • einer Flüssigkeitszufuhr (205) zum Füllen eines Zwischenraums zwischen der Bildebene und einem bildebenenseitig letzten optischen Element (201, 309, 506) des Projektionsobjektivs mit Immersionsflüssigkeit (202, 310, 507, 601); • wobei das bildebenenseitig letzte optische Element (201, 309, 506) des Projektionsobjektivs unter der Bildebene derart angeordnet ist, dass die Immersionsflüssigkeit (202, 310, 507, 601) zumindest teilweise in einem im wesentlichen wannenförmigen Bereich auf dem bildebenenseitig letzten optischen Element angeordnet wird.
19. Abbildungssystem einer mikrolithographischen Proj ektionsbelichtungsanlage, mit • einem Projektionsobjektiv (200, 300, 500, 600) zur Abbildung einer in einer Objektebene positionierbaren Maske auf eine in einer Bildebene positionierbare lichtempfindliche Schicht; und • einer Flüssigkeitszufuhr (205) zum Füllen eines Zwischenraums zwischen der Bildebene und einem bildebenenseitig letzten optischen Element (201, 309, 506) des Projektionsobjektivs mit Immersionsflüssigkeit (202, 310, 507, 601); • wobei das bildebenenseitig letzte optische Element des Projektionsobjektivs in Schwerkraftrichtung nachfolgend zur Bildebene angeordnet ist; und • wobei ein Rotator zum Drehen eines die lichtempfindliche Schicht (401) aufweisenden Substrats zwischen einer Transportorientierung, in der die lichtempfindliche Schicht auf einer entgegengesetzt zur Schwerkraftrichtung liegenden Substratoberfläche angeordnet ist, und einer Belichtungsorientierung, in welcher die lichtempfindliche Schicht (401) auf einer in Schwerkraftrichtung liegenden Substratoberfläche angeordnet ist, vorgesehen ist.
20. Abbildungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotator zum Drehen jeweils einzelner, einem Wafertracking entnehmbarer bzw. zuführbarer Wafer ausgelegt ist.
21. Abbildungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotator zum Drehen jeweils einer den Wafer tragenden Waferladeeinheit ausgelegt ist.
22. Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein selektiv mit Haltekraft beaufschlagbarer Substrathalter zum Halten eines die lichtempfindliche Schicht aufweisenden Substrats in einer Belichtungsposition über dem bildebenenseitig letzten optischen Element (201, 309, 506) vorgesehen ist.
23. AbbildungsSystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Substrathalter eine Unterdruckansaugung aufweist.
24. AbbildungsSystem nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Projektionsobjektiv eine Numerische Apertur (NA) größer als 0.8, bevorzugt größer als 1.2, noch bevorzugter größer als 1.4 aufweist.
25. AbbildungsSystem nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Projektionsob ektiv für eine Wellenlänge von 248nm, bevorzugt 193nm, noch bevorzugter 157nm ausgelegt ist.
26. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage zur Herstellung mikrostrukturierter Bauteile, mit einem Abbildungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche .
27. Verfahren zur mikrolithographischen Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente mit folgenden Schritten: • Bereitstellen eines Substrats, auf das zumindest teilweise eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht ist; • Bereitstellen einer Maske, die abzubildende Strukturen aufweist; • Bereitstellen einer Projektionsbelichtungsanlage mit einem Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 25; • Projizieren wenigstens eines Teils der Maske auf einen Bereich der Schicht mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage, während die Schicht oberhalb des in Richtung zu der Schicht letzten optischen Elements (201, 309, 506) des Projektionsobjektivs (200, 300, 500, 600) angeordnet ist .
28. Mikrostrukturiertes Bauelement, das nach einem Verfahren nach Anspruch 27 hergestellt ist.
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