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DE10324477A1 - Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage - Google Patents

Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage Download PDF

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DE10324477A1
DE10324477A1 DE10324477A DE10324477A DE10324477A1 DE 10324477 A1 DE10324477 A1 DE 10324477A1 DE 10324477 A DE10324477 A DE 10324477A DE 10324477 A DE10324477 A DE 10324477A DE 10324477 A1 DE10324477 A1 DE 10324477A1
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DE
Germany
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projection
lens
exposure system
immersion liquid
light
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE10324477A
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English (en)
Inventor
Aurelian Dodoc
Wilhelm Ulrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
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Publication date
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Priority to US10/917,371 priority patent/US7532306B2/en
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Abstract

Eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage weist eine Beleuchtungseinrichtung (12) zur Erzeugung von Projektionslicht (13) und ein Projektionsobjektiv (20) mit mehreren Linsen (L1 bis L5) auf, mit dem sich ein in einer Objektebene (22) des Projektionsobjektivs (20) anordenbares Retikel (24) auf eine in einer Bildebene (28) des Projektionsobjektivs (20) anordenbare lichtempfindliche Oberfläche (26) abbilden läßt. Ferner umfaßt die Projektionsbelichtungsanlage eine Immersionseinrichtung (42) zum Einbringen einer Immersionsflüssigkeit (34) in einen Raum (64, 66) oberhalb der lichtempfindlichen Oberfläche (26). Zwischen der bildseitig letzten Linse (L5) des Projektionsobjektivs (20) und der lichtempfindlichen Oberfläche (26) ist ein für das Projektionslicht (13) durchlässiges Abschlußelement (44) derart befestigt, daß es zumindest mit seiner bildseitigen Grenzfläche (72) in die Immersionsflüssigkeit (34) eintaucht und ohne Demontage des Projektionsobjektivs (20) entfernt und montiert werden kann. Das Abschlußelement (44) schützt die bildseitig letzte Linse (L5) vor Verunreinigungen, so daß nur das leicht justierbare Abschlußelement (44), nicht aber die bildseitig letzte Linse (L5) nach einer Kontaminierung durch die Verunreinigungen gereinigt oder ausgetauscht werden muß.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung von Projektionslicht, einem Projektionsobjektiv mit mehreren Linsen, mit dem ein in einer Objektebene des Projektionsobjektivs anordenbares Retikel auf eine in einer Bildebene des Projektionsobjektivs anordenbare lichtempfindliche Oberfläche abbildbar ist, und mit einer Immersionseinrichtung zum Einbringen einer Immersionsflüssigkeit in einen Raum oberhalb der lichtempfindlichen Oberfläche.
  • Eine derartige mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage ist aus der EP 0 023 243 A1 bekannt. Sie weist zur Aufnahme eines Trägers für eine zu belichtende Halbleiterscheibe einen oben offenen Behälter aus, dessen oberer Rand höher liegt als die untere Grenzfläche der letzten bildseitigen Linse des Projektionsobjektivs. In den Behälter münden Zu- und Ableitungen für eine Immersionsflüssigkeit, die mit einer Pumpe, einer Temperiereinrichtung sowie einem Filter zur Reinigung der Immersionsflüssigkeit verbunden sind. Während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage wird die Immersionsflüssigkeit in einem Flüssigkeitskreislauf umgewälzt, wobei ein Zwischenraum ausgefüllt bleibt, der zwischen der unteren Grenzfläche der letzten bildseitigen Linse des Projektionsobjektivs und der zu belichtenden Halbleiterscheibe verbleibt.
  • Durch den höheren Brechungsindex der Immersionsflüssigkeit, der vorzugsweise dem Brechungsindex der auf der Halbleiterscheibe aufgebrachten lichtempfindlichen Schicht entspricht, wird das Auflösungsvermögen des Projektionsobjektivs vergrößert.
  • Es hat sich allerdings gezeigt, daß trotz der Reinigung der Immersionsflüssigkeit mit Hilfe des in dem Flüssigkeitskreislauf angeordneten Filters Verunreinigungen der bildseitig letzten Linse des Projektionsobjektivs nicht vermieden werden können. Diese Verunreinigungen können das Linsenmaterial derart angreifen, daß diese Linse durch eine neue Linse ersetzt oder zumindest außerhalb des Projektionsobjektivs einer gründlichen Reinigung unterzogen werden muß. In beiden Fällen ist ein Ausbau der letzten Linse und ein Einbau einer neuen oder gereinigten Linse mit vollständiger Neujustierung erforderlich. Da es sich bei der bildseitig letzten Linse im allgemeinen um eine hochaperturige dicke Linse handelt, ist deren Justierung mit einem erheblichen Aufwand verbunden. Da während des Austausches der Linse die Projektionsbelichtungsanlage nicht betrieben werden kann, führt dies auf Grund von Produktionsausfällen zu erheblichen Folgekosten.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die durch Verunreinigungen entstehenden Kosten verringert werden.
  • Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß bei einer solchen Projektionsbelichtungsanlage zwischen der bildseitig letzten Linse und der lichtempfindlichen Oberfläche ein für das Projektionslicht durchlässiges Abschlußelement derart befestigt ist, daß es zumindest mit seiner bildseitigen Grenzfläche in die Immersionsflüssigkeit eintaucht und ohne Demontage des Projektionsobjektivs entfernt und montiert werden kann.
  • Das Vorsehen eines Abschlußelements in dem Zwischenraum zwischen der bildseitig letzten Linse des Projektionsobjektivs und der lichtempfindlichen Oberfläche hat den Vorteil, daß aus der lichtempfindlichen Schicht austretende Bestandteile oder sonstige dort entstehende Verunreinigungen sich allenfalls noch zu einem vernachlässigbaren Teil an der bildseitig letzten Linse anlagern können, da das Abschlußelement, und zwar insbesondere dessen der lichtempfindlichen Oberfläche zugewandte Seite, wie ein Schutzschild für die bildseitig letzte Linse wirkt. Auf diese Weise muß nicht die letzte bildseitige Linse des Projektionsobjektivs, sondern nur noch das Abschlußelement gelegentlich entfernt und nach Reinigung oder Austausch wieder montiert werden. Da das Abschlußelement jedoch ohne Demontage des Projektionsobjektivs austauschbar ist, ist der hierfür erforderliche Aufwand vergleichsweise gering.
  • Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn zwischen der bildseitig letzten Linse des Projektionsobjektivs und dem Abschlußelement ein Zwischenraum verbleibt, der mit Immersi onsflüssigkeit auffüllbar ist. Das Abschlußelement taucht somit bei dieser Weiterbildung vollständig in Immersionsflüssigkeit ein, so daß es auch an der objektseitigen Grenzfläche des Abschlußelements nur zu einer geringen Lichtbrechung kommt. Dementsprechend gering sind die Anforderungen an die Justierung des Abschlußelements, wodurch der Aufwand bei dessen Reinigung oder Austausch weiter verringert wird.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausgestaltung weist das Projektionsobjektiv zum Einbringen von Immersionsflüssigkeit in den Zwischenraum zwischen der bildseitig letzten Linse und dem Abschlußelement eine erste Immersionseinrichtung auf, die von einer zweiten Immersionseinrichtung zum Einbringen von Immersionsflüssigkeit in den Zwischenraum zwischen dem letzten optischen Element und der lichtempfindlichen Oberfläche unabhängig ist, so daß kein Austausch von Immersionflüssigkeit zwischen den Zwischenräumen möglich ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß von der lichtempfindlichen Oberfläche ausgehende Verunreinigungen nicht über die Immersionsflüssigkeit zu der bildseitig letzten Linse des Projektionsobjektivs gelangen können.
  • Besonders günstig ist es, wenn das Abschlußelement brechkraftlos ist. Unter brechkraftlos wird hier die Eigenschaft eines optischen Elements verstanden, keine fokussierende oder defokussierende Wirkung zu haben. Ein Beispiel für ein solches optisches Element ist eine plan parallele Platte aus einem homogenen Material, die sich zwar auf die Lage der Bildebene des Projektionsobjektivs auswirkt und insofern bei dessen Auslegung berücksichtigt werden muß, jedoch unter einem Winkel auftreffende Strahlen lediglich parallel versetzt, sofern an den Grenzflächen eine Brechungsindexdifferenz besteht. Ein brechkraftloses Abschlußelement ist deswegen vorteilhaft, weil auf diese Weise die Anforderungen an dessen Justierung weiter gesenkt werden und somit der Aufwand bei Reinigung oder Austausch des Abschlußelements nochmals verringert wird.
  • Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung hat das Abschlußelement den gleichen Brechungsindex wie die bildseitig letzte Linse des Projektionsobjektivs und ist mit seiner objektseitigen Grenzfläche so optisch an diese Linse angekoppelt, daß durch das Projektionsobjektiv hindurchtretendes Projektionslicht zwischen der bildseitig letzten Linse und dem Abschlußelement nicht gebrochen wird. Das Fehlen jeglicher Brechung zwischen der letzten Linse und dem Abschlußelement führt zu einem noch geringeren Justierungsaufwand beim Austausch des Abschlußelements. Realisiert werden kann dies beispielsweise dadurch, daß die bildseitig letzte Linse, das Abschlußelement und auch die sich dazwischen befindende Immersionsflüssigkeit den gleichen Brechungsindex haben.
  • Eine Brechung des Projektionslichts zwischen der bildseitig letzten Linse und dem Abschlußelement wird auch dann unterbunden, wenn das Abschlußelement an die bildseitig letzte Linse angesprengt ist und beide Elemente den gleichen Brechungsindex haben. Ein Ansprengen ist aber auch bei unterschiedlichen Brechungsindizes ggf. sinnvoll, da auf diese Weise die bildseitig letzte Linse unmittelbar durch das daran angesprengte Abschlußelement vor Verunreinigungen geschützt ist. Besonders einfach läßt sich das Abschlußelement an die bildseitig letzte Linse ansprengen, wenn die beiden einander zugewandten Grenzflächen plan sind. Eine Justierung ist dann überflüssig, da die Lage des Abschlußelements entlang der optischen Achse sowie die Orientierung in der Ebene senkrecht dazu durch die planen Grenzflächen vorgegeben sind.
  • Da bei sehr kurzwelligem Projektionslicht im tiefen ultravioletten Spektralbereich herkömmliche optische Materialien nicht mehr ausreichend transparent sind, ist als Ersatz die Verwendung von Kalziumfluorid-, Bariumfluorid- oder Strontiumfluorid-Kristallen oder auch von Mischkristallen wie etwa Kalzium-Barium-Fluorid vorgeschlagen worden. Diese Materialien kommen auch für das Abschlußelement in Betracht. Allerdings weisen diese kubischen Kristalle eine intrinsische Doppelbrechung auf, die zu einer Verschlechterung der Abbildungseigenschaften des Projektionsobjektivs führen, sofern keine entsprechenden Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Vorzugsweise umfaßt deswegen das Abschlußelement mindestens zwei fugenlos aneinandergefügte Teilelemente aus einem der angeführten Kristalle, deren Dicken so gewählt und deren Kristallgitter so zueinander orientiert sind, daß der Einfluß intrinsischer Doppel brechung auf hindurchtretendes Projektionslicht zumindest annähernd kompensiert wird.
  • Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eine von Projektionslicht durchtretene Fläche des Abschlußelements zur Korrektur von Wellenfrontfehlern durch lokalen Materialabtrag nachbearbeitet. Dieses an sich bekannte Verfahren, durch geringfügigen Materialabtrag in der Größenordnung von wenigen Nanometern Wellenfrontdeformationen auszugleichen, ist bei dem Abschlußelement besonders wirkungsvoll einsetzbar, da sich dieses in unmittelbarer Nähe zur Bildebene befindet. Insbesondere dann, wenn es sich bei dem Abschlußelement um eine planparallele Platte handelt, gestaltet sich die Nachbearbeitung einer oder beider Flächen besonders einfach.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist auf wenigstens eine Oberfläche des Abschlußelements, die mit Immersionsflüssigkeit in Berührung gelangen kann, eine für Immersionsflüssigkeit undurchlässige Schutzschicht aufgebracht. Eine solche Schutzschicht ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn als Material für das Abschlußelement Fluorid-Kristalle verwendet werden, da diese eine relativ hohe Wasserlöslichkeit aufweisen. Durch das Aufbringen einer derartigen Schicht läßt sich verhindern, daß das Material angegriffen wird, wenn Wasser oder eine wasserhaltige Substanz als Immersionsflüssigkeit verwendet wird. Das Anbringen einer solchen Schutzschicht ist nicht nur in Verbindung mit einem Abschlußelement, sondern ganz allgemein bei allen optischen Elementen aus kubischen Fluorid-Kristallen, insbesondere bei Kalziumfluorid-Kristallen, vorteilhaft, die mit der Immersionsflüssigkeit in Berührung kommen können.
    •
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Darin zeigen:
  • 1 einen Meridionalschnitt durch eine erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage in stark vereinfachter, nicht maßstäblicher schematischer Darstellung;
  • 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem bildseitigen Ende eines Projektionsobjektivs, das Bestandteil der in 1 gezeigten Projektionsbelichtungsanlage ist;
  • 3 ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage in einer der 2 entsprechenden Darstellung
  • 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage in einer ausschnittsweisen, der 1 entsprechenden Darstellung.
  • 1 zeigt einen Meridionalschnitt durch eine insgesamt mit 10 bezeichnete mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage in stark vereinfachter schematischer Darstellung. Die Projektionsbelichtungsanlage 10 weist eine Beleuchtungseinrichtung 12 zur Erzeugung von Projektionslicht 13 auf, die u.a. eine Lichtquelle 14, eine mit 16 angedeutete Beleuchtungsoptik und eine Blende 18 umfaßt. Das Projektionslicht hat in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Wellenlänge von 157 nm.
  • Zur Projektionsbelichtungsanlage 10 gehört ferner ein Projektionsobjektiv 20, das eine Vielzahl von Linsen enthält, von denen der Übersichtlichkeit halber in 1 lediglich einige beispielhaft dargestellt und mit L1 bis L5 bezeichnet sind. Aufgrund der kurzen Wellenlänge des Projektionslichts 13 sind die Linsen L1 bis L5 aus Kalziumfluorid-Kristallen gefertigt, die auch bei diesen Wellenlängen noch ausreichend transparent sind. Das Projektionsobjektiv 20 dient dazu, ein in einer Objektebene 22 des Projektionsobjektivs 20 angeordnetes Retikel 24 verkleinert auf eine lichtempfindliche Oberfläche 26 abzubilden, die in einer Bildebene 28 des Projektionsobjektivs 20 angeordnet und auf einem Träger 30 aufgebracht ist.
  • Der Träger 30 ist am Boden eines wannenartigen, nach oben offenen Behälters 32 befestigt, der in nicht näher dargestellter Weise mit Hilfe einer Verfahreinrichtung parallel zur Bildebene 28 verfahrbar ist. Der Behälter 32 ist mit einer Immersionsflüssigkeit 34 so weit aufgefüllt, daß das Projektionsobjektiv 20 während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage 10 mit seiner bildseitig letzten Linse L5 in die Immersionsflüssigkeit 34 eintaucht. Bei dieser Linse L5 handelt es sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel um eine hochaperturige und vergleichsweise dicke Linse, von dem Begriff "Linse" soll hier aber auch eine planparallele Platte umfaßt sein.
  • Über eine Zuleitung 36 und eine Ableitung 38 ist der Behälter 32 mit einer Aufbereitungseinheit 40 verbunden, in der eine Umwälzpumpe, ein Filter zur Reinigung von Immersionsflüssigkeit 34 sowie eine Temperiereinrichtung in an sich bekannter und deswegen nicht näher dargestellter Weise enthalten sind. Die Aufbereitungseinheit 40, die Zuleitung 36, die Ableitung 38 sowie der Behälter 32 bilden insgesamt eine mit 42 bezeichnete Immersionseinrichtung, in der die Immersionsflüssigkeit 34 zirkuliert und dabei gereinigt und auf konstanter Temperatur gehalten wird. Die Immersionseinrichtung 42 dient in an sich bekannter Weise dazu, das Auflösungsvermögen des Projektionsobjektivs 20 zu erhöhen.
  • In einem zwischen der bildseitig letzten Linse L5 und der lichtempfindlichen Oberfläche 26 verbleibenden Zwischenraum 43 ist ein Austauschelement 44 angeordnet, dessen Einzelheiten im folgenden anhand der 2 erläutert werden.
  • Die 2 zeigt die bildseitige Stirnseite 45 des Projektionsobjektivs 20 in einem vergrößerten Ausschnitt aus 1. In der vergrößerten Darstellung ist erkennbar, daß das Abschlußelement 44 die Form einer planparallelen Platte mit z.B. kreisrunder oder rechteckiger Grundfläche hat und über zwei mit 46 und 48 angedeutete Befestigungselemente an der bildseitigen Stirnseite 45 des Projektionsobjektivs 20 lösbar und justierbar angebracht ist. Zur Veranschaulichung der Lösbarkeit ist bei dem Befestigungselement 46 eine Schraubverbindung 52 angedeutet. Zur Justierung sind Feintriebe vorgesehen, die in 2 durch Mikrometerschrauben 54 bis 57 angedeutet sind.
  • Das Abschlußelement 44 umfaßt zwei miteinander verbundene plattenförmige Teilelemente 44a und 44b, die die gleichen Abmessungen haben und fugenlos aufeinander aufliegen. Aufgrund der kurzen Wellenlänge des Projektionslichts 13 sind auch die beiden Teilelemente 44a und 44b jeweils aus Kalziumfluorid-Kristallen gefertigt. Die Kristallgitter der beiden Teilelemente 44a, 44b sind dabei so orientiert, daß sich insgesamt eine rotationssymmetrische intrinsische Doppelbrechungsverteilung für das Abschlußelement 44 ergibt. Alternativ hierzu kann das Abschlußelement 44 auch mehr als zwei Teilelemente mit unterschiedlichen Kristallorientierungen umfassen. Bei insgesamt vier planparallelen Teilelementen ist es z.B. möglich, die durch intrinsische Doppelbrechung verursachte Verzögerung sehr weitgehend für beliebige Einfallsrichtungen zu kompensieren. Beispiele für die hier angesprochenen Kristallorientierungen sind z.B. der WO 02/093209 A2, der WO 02/099450 A2 sowie der US 2003/0011896 A1 entnehmbar.
  • Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel umspült die Immersionsflüssigkeit 34 das Austauschelement 44 von allen Seiten und befindet sich insbesondere in den beiden spaltförmigen Zwischenräumen 64 und 66, die zwischen dem Abschlußelement 44 einerseits und der lichtempfindlichen Oberfläche 26 bzw. der bildseitig letzten Linse L5 andererseits verbleiben.
  • Kommt es während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage 10 zum Austritt von Substanzen aus der lichtempfindlichen Schicht 26 oder zu einer mechanischen Ablösung kleinerer Teile davon, so verhindert das Abschlußelement 44, daß in der Immersionsflüssigkeit 34 enthaltene Verunreinigungen ungehindert auf die plane bildseitige Grenzfläche 68 der letzten Linse L5 des Projektionsobjektivs 20 gelangen können. Zwar ist ein solcher Kontakt auch nicht vollkommen ausgeschlossen, da die beiden spaltförmigen Zwischenräume 64 und 66 nicht vollständig voneinander getrennt sind, doch ist ein Flüssigkeitsaustausch zwischen den spaltförmigen Zwischenräumen 64 und 66 durch das dazwischen liegende Abschlußelements 44 zumindest erheblich erschwert. Verunreinigte Immersionsflüssigkeit 34 steigt deswegen praktisch nicht zur letzten Linse L5 auf, sondern wird überwiegend über die Ableitung 38 der Aufbereitungseinheit 40 zugeführt und dort gereinigt.
  • Aufgrund der Schutzwirkung des Abschlußelements 44 ist es praktisch nicht mehr erforderlich, die letzte Linse L5 wegen Kontamination durch verunreinigte Immersionsflüssigkeit 34 aufzutauschen und im Zusammenhang damit aufwendig zu justieren.
  • Ein Austausch des Abschlußelements 44 hingegen, das in weit höherem Maße den von der lichtempfindlichen Oberfläche 26 ausgehenden Verunreinigungen ausgesetzt ist, gestaltet sich vergleichsweise einfach. Hierzu sind nämlich lediglich die Befestigungselemente 46 und 48 mit Hilfe der Schraubverbindungen 52 von dem Gehäuse des Projektionsobjektivs 20 zu lösen. Justagearm und deswegen einfach ist auch der sich an eine Reinigung oder einen Austausch anschließende Einbau des Abschlußelements 44. Auf Grund der Ausbildung als planparallele Platte ist das Abschlußelement 44 brechkraftlos und hat deswegen nur vergleichsweise geringe Auswirkungen auf die Abbildungseigenschaften. Dies gilt insbesondere auch deswegen, weil das Abschlußelement 44 in der Immersionsflüssigkeit 34 schwimmt, so daß sich bei geeigneter Wahl der Immersionsflüssigkeit nur eine sehr geringe oder sogar verschwindende Brechungswirkung an den dem Projektionslicht 13 ausgesetzten Grenzflächen einstellt.
  • Bei allen optischen Elementen, die aus Fluorid-Kristallen gefertigt sind und mit Immersionsflüssigkeit in Berührung kommen können, ist vorzugsweise zumindest auf den optisch wirksamen Flächen eine Schutzschicht aufgebracht, die die empfindlichen Kristalle vor der Immersionsflüssigkeit schützt. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind deswegen auf die plane bildseitige Grenzfläche 68 der Linse L5 sowie auf die Oberseite 70 und die Unterseite 72 des Abschlußelements 44 derartige Schutzschichten 74, 76 bzw. 78 aufgebracht.
  • Die Wahl der Materialien für die Schutzschichten 74, 76 und 78 hängt vor allem von der eingesetzten Immersionsflüssigkeit ab, die ihrerseits unter Berücksichtigung der Lichtwellenlänge des verwendeten Projektionslichts gewählt wird. Bei Lichtwellenlängen von 193 nm kommt z. B. Wasser als Immersionsflüssigkeit in Betracht, das kristallines Kalziumfluorid wegen dessen relativ hoher Wasserlöslichkeit rasch angreift. In diesem Fall bestehen die Schutzschichten 74, 76, 78 vorzugsweise aus SiO2 oder LaF3, da diese Materialien nicht wasserlöslich sind.
  • Bei einer Lichtwellenlänge von 157 nm, wie sie in dem vorstehend geschilderten Ausführungsbeispiel verwendet wird, haben bestimmte Öle eine höhere Transparenz als Wasser und sind deswegen als Immersionsflüssigkeit besser geeignet. Als Materialien für die Schutzschichten 74, 76, 78 kommen dann z.B. die bei dieser Wellenlänge ebenfalls hochtransparenten Materialien MgF2 und LaF3 in Betracht.
  • Die Schutzschichten 74, 76, 78 aus den genannten Materialien können durch Aufdampfen im Vakuum auf die Grenzflä chen der betreffenden optischen Elemente aufgebracht werden,
  • 3 zeigt in einer an die 2 angelehnten Darstellung ein anderes Ausführungsbeispiel einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, wobei für gleiche Teile die gleichen Bezugsziffern wie in 2 und für einander entsprechende Teile um 100 erhöhte Bezugsziffern verwendet werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Abschlußelement 144 nicht über einen Zwischenraum 66 von der bildseitig letzten Linse L105 getrennt, sondern unmittelbar an diese angesprengt. Sofern die Linse L105 und das Abschlußelement 144 aus einem Material mit dem gleichen Brechungsindex gefertigt sind, durchtritt das Projektionslicht 13 die Grenzfläche zwischen dem Abschlußelement 144 und der letzten Linse L105, ohne dabei gebrochen zu werden. Die Befestigung durch Ansprengen hat den Vorteil, daß keine Befestigungselemente 46, 48 erforderlich sind. Außerdem muß das Abschlußelement 144 nach einem Austausch praktisch nicht justiert werden, da die beiden planen einander zugewandten Grenzflächen 170 und 168 des Abschlußelements 144 bzw. der Linse L105 beim Ansprengen von allein die richtige Anordnung gewährleisten.
  • Die bildseitige Fläche 172 des Abschlußelements 144 ist an einigen Stellen 79a, 79b durch – in 3 stark übertrieben dargestellten – Materialabtrag von einigen Nanometern derart nachbearbeitet, daß durch das Projektionsobjektiv 20 verursachte Wellenfrontfehler korrigiert werden.
  • Da derartige Methoden der Nachbearbeitung an sich bekannt sind, wird auf eine eingehendere Erläuterung verzichtet.
  • 4 zeigt in einer an die 1 angelehnten Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Projektionsbelichtungsanlage, wobei für gleiche Teile die gleichen Bezugsziffern wie in 1 und für einander entsprechende Teile um 200 erhöhte Bezugsziffern verwendet werden. Die in 4 gezeigte Projektionsbelichtungsanlage unterscheidet sich von der in 1 gezeigten dadurch, daß diese nicht nur eine, sondern zwei voneinander unabhängige Immersionseinrichtungen 242a und 242b umfaßt. Der Behälter 232 ist hier horizontal so durch eine Trennwand 80 in zwei Teilbehälter 232a und 232b unterteilt, daß der spaltförmige Zwischenraum 266 zwischen dem Abschlußelement 44 und der bildseitig letzten Linse L5 vollständig in dem Teilbehälter 232a und der spaltförmige Zwischenraum 264 zwischen dem Abschlußelement 44 und der lichtempfindlichen Oberfläche 26 vollständig in dem Teilbehälter 232b angeordnet ist. Das Abschlußelement 44 ist mit Spiel in einem geeignet geformten Ausschnitt 82 in der Trennwand 80 zwischen den Teilbehältern 232a und 232b eingelassen.
  • Durch die Trennung der Immersionsflüssigkeiten 234a und 234b in getrennten Immersionseinrichtungen 242a und 242b wird verhindert, daß verunreinigte Immersionsflüssigkeit aus dem Teilbehälter 232b in den spaltförmigen Zwischenraum 266 zwischen dem Abschlußelement 44 und der Linse L5 gelangen und letztere auf diese Weise kontaminieren kann.

Claims (10)

  1. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungseinrichtung (12) zur Erzeugung von Projektionslicht (13), einem Projektionsobjektiv (20) mit mehreren Linsen (L1 bis L5; L105), mit dem ein in einer Objektebene (22) des Projektionsobjektivs (20) anordenbares Retikel (24) auf eine in einer Bildebene (28) des Projektionsobjektivs (20) anordenbare lichtempfindliche Oberfläche (26) abbildbar ist, und mit einer Immersionseinrichtung (42; 242a, 242b) zum Einbringen einer Immersionsflüssigkeit (34; 234a, 234b) in einen Raum (64, 66; 164; 264, 266) oberhalb der lichtempfindlichen Oberfläche (26), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der bildseitig letzten Linse (L5, L105) und der lichtempfindlichen Oberfläche (26) ein für das Projektionslicht (13) durchlässiges Abschlußelement (44, 144) derart befestigt ist, daß es zumindest mit seiner bildseitigen Grenzfläche (72; 172) in die Immersionsflüssigkeit (34; 234a, 243b) eintaucht und ohne Demontage des Projektionsobjektivs (20) entfernt und montiert werden kann.
  2. Projektionsobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußelement (144) an die bildseitig letzte Linse (L105) angesprengt ist.
  3. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der bildseitig letzten Linse (L5) des Projektionsobjektivs (20) und dem Abschlußelement (44) ein Zwischenraum (66; 166) verbleibt, der mit Immersionsflüssigkeit (34) auffüllbar ist.
  4. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Projektionsobjektiv (20) zum Einbringen von Immersionsflüssigkeit (234a) in den Zwischenraum (266) zwischen der bildseitig letzten Linse (L5) und dem Abschlußelement (44) eine erste Immersionseinrichtung (242a) aufweist, die von einer zweiten Immersionseinrichtung (242b) zum Einbringen von Immersionsflüssigkeit (234b) in einen Zwischenraum (264) zwischen dem letzten optischen Element (L5) und der lichtempfindlichen Oberfläche (26) unabhängig ist, so daß kein Austausch von Immersionsflüssigkeit (234a, 234b) zwischen den Zwischenräumen (266, 264) möglich ist.
  5. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußelement (44, 144) brechkraftlos ist.
  6. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußelement (144) den gleichen Brechungsindex wie die bildseitig letzte Linse (L105) des Projektionsobjektivs hat und mit seiner objektseitigen Grenzfläche (170) so optisch an diese angekoppelt ist, daß durch das Projektionsobjektiv hindurchtretendes Projektionslicht (13) zwischen der bildseitig letzten Linse (L105) und dem Abschlußelement (144) nicht gebrochen wird.
  7. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußelement (44; 144) eine planparallele Platte ist.
  8. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußelement (44) wenigstens zwei fugenlos aneinandergefügte Teilelemente (44a, 44b) aus doppelbrechenden kubischen Kristallen umfaßt, deren Dicken so gewählt und deren Kristallgitter so zueinander orientiert sind, daß sich der Einfluß intrinsischer Doppelbrechung auf hindurchtretendes Projektionslicht (13) zumindest annähernd kompensiert.
  9. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens eine Fläche (70, 72; 172) des Abschlußelements (44), die mit Immersionsflüssigkeit (34) in Berührung gelangen kann, eine für Immersionsflüssigkeit (34) undurchlässige Schutzschicht (76, 78; 178) aufgebracht ist.
  10. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine von Projektionslicht (13) durchtretene Oberfläche (172) oder eine darauf aufgebrachte Schutzschicht (178) des Abschlußelements (144) zur Korrektur von Wellenfront fehlern durch lokalen Materialabtrag (79a, 79b) nachbearbeitet ist.
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