DE102006035068A1 - Coherence reducer for e.g. microscope illumination, has lenses arranged in array, where normals of reference and array levels lie in level that intersects array level in array straight line - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Kohärenzminderer für ein zugeführtes kohärentes Strahlenbündel nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur Verringerung der Kohärenz eines kohärenten Strahlenbündels nach dem Oberbegriff des Anspruches 11.The The invention relates to a coherence reducer for a supplied coherent ray beam according to the preamble of claim 1 and a method for reducing of coherence a coherent beam after the preamble of claim 11.
Ein
solcher Kohärenzminderer
und ein solches Verfahren sind z.B. in der
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung einen Kohärenzminderer der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß unerwünschte Interferenzen bei der überlagernden Abbildung in die Feldebene so weit wie möglich vermieden werden. Ferner soll das Verfahren der eingangs genannten Art so weiter gebildet werden, daß unerwünschte Interferenzen bei der überlagernden Abbildung in die Feldebene verringert werden.outgoing It is the object of the invention to provide a coherence reducer of the type mentioned at the outset Refine the type so that unwanted interference at the overlaying Figure to be avoided in the field level as much as possible. Further should the process of the type mentioned so on formed be that unwanted interference at the overlaying Figure in the field level can be reduced.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Kohärenzminderer der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Normale einer Referenzebene, in der der Referenzquerschnitt des gebeugten Strahlenbündels liegt, mit der Normalen der Array-Ebene einen Winkel zwischen 0° und 90° aufspannt und in einer Ebene liegt, die die Array-Ebene in einer Array-Geraden schneidet, die mit der Spalten- und Zeilenrichtung in der Array-Ebene jeweils einen Winkel von ungleich 0° einschließt.According to the invention Task with a coherence reducer of the type mentioned above in that the normal of a reference plane, in which the reference cross-section of the diffracted beam is, spans an angle between 0 ° and 90 ° with the normal of the array plane and lies in a plane containing the array plane in an array line intersects with the column and row direction in the array plane each includes an angle of not equal to 0 °.
Damit wird vorteilhaft erreicht, daß sowohl in Zeilenrichtung als auch in Spaltenrichtung eine Phasenverschiebung des gebeugten Strahlenbündels relativ zum zugeführten Strahlenbündel vorliegt, so daß sowohl die Linsen in Zeilenrichtung als auch die Linsen in Spaltenrichtung mit zueinander inkohärenter Strahlung des gebeugten Strahlenbündels beaufschlagt werden.In order to is advantageously achieved that both in the row direction as well as in the column direction, a phase shift of the diffracted beam relative to the supplied ray beam is present, so that both the Lines in the row direction and the lenses in the column direction with each other incoherent Radiation of the diffracted beam are applied.
Insbesondere kann bei dem Kohärenzminderer das Beugungsgitter so angeordnet sein, daß aufgrund der Neigung des Referenzquerschnitts im gebeugten Strahlenbündel die zu einem Zeitpunkt auf den gleichen Ort zweier benachbarter Linsen einer Zeile treffende Strahlung des gebeugten Strahlenbündels eine der zeitlichen Kohärenzlänge des zugeführten Strahlenbündels entsprechende Phasenverschiebung aufweist. Unter zeitlicher Kohärenzlänge des Strahlenbündels wird hier die optische Weglänge verstanden, innerhalb der sich die Korrelation in einem vorgegebenen Maß verringert hat. Die zeitliche Kohärenzlänge kann z.B. ein Minimum der zeitlichen Kohärenzfunktion des zugeführten Strahlenbündels sein, wenn eine alternierende zeitliche Kohärenzfunktion vorliegt.Especially can at the coherence reducer the diffraction grating be arranged so that due to the inclination of the Reference cross-section in the diffracted beam at a time striking the same location of two adjacent lenses of a line Radiation of the diffracted beam one of the temporal coherence length of supplied beam has corresponding phase shift. Under temporal coherence length of the beam Here is the optical path length understood, within which the correlation in a given Reduced dimension Has. The temporal coherence length can e.g. be a minimum of the temporal coherence function of the supplied beam, if there is an alternating temporal coherence function.
Ferner kann das Beugungsgitter so angeordnet sein, daß aufgrund der Neigung des Referenzquerschnitts im gebeugten Strahlenbündel die zu einem Zeitpunkt auf den gleichen Ort zweier benachbarter Linsen einer Spalte treffende Strahlung des gebeugten Strahlenbündels eine Phasenverschiebung aufweist, die der Anzahl der Spalten des Linsenarrays mal der zeitlichen Kohärenzlänge des zugeführten Strahlenbündels entspricht. Damit wird sicher erreicht, daß die auf den gleichen Ort zweier beliebiger Linsen des Arrays treffende Strahlung des gebeugten Strahlenbündels stets zueinander inkohärent ist, so daß unerwünschte Interferenzeffekte in der Feldebene verringert bzw. verhindert werden können.Further the diffraction grating can be arranged so that due to the inclination of the Reference cross-section in the diffracted beam at a time striking the same location of two adjacent lenses of a column Radiation of the diffracted beam a phase shift having the number of columns of the lens array times the temporal Coherence length of the supplied beam equivalent. This will certainly ensure that the same place two arbitrary lenses of the array striking radiation of the diffracted beam always incoherent to each other is, so that unwanted interference effects can be reduced or prevented in the field level.
Bei dem Kohärenzminderer kann das Beugungsgitter so angeordnet sein, daß der Referenzquerschnitt des gebeugten Strahlenbündels die Array-Ebene in einer Referenzgeraden schneidet, die diagonal in einer Zeile verläuft. Damit kann die gewünschte unterschiedliche zeitliche Phasenverzögerung in Zeilen- und Spaltenrichtung realisiert werden.at the coherence reducer the diffraction grating can be arranged so that the reference cross section of the diffracted beam the array plane intersects in a reference line that is diagonal runs in a row. This can be the desired different temporal phase delay in the row and column direction will be realized.
Zwischen dem Beugungsgitter und dem Linsenarray kann eine Optik mit verstellbarem Vergrößerungsfaktor angeordnet sein, wobei über die Einstellung des Vergrößerungsfaktors die Neigung des Referenzquerschnitts im gebeugten Strahlenbündel veränderbar ist. Damit ist es möglich, die gewünschte Neigung unter Verwendung desselben Gitters frei einzustellen.Between The diffraction grating and the lens array can be an optic with adjustable magnification be arranged, with over the setting of the magnification factor the inclination of the reference cross-section in the diffracted beam changeable is. This makes it possible the desired To adjust the inclination freely using the same grid.
Das Beugungsgitter kann als reflektives Beugungsgitter ausgebildet sein, insbesondere in der Littrow-Anordnung. Ferner kann das Beugungsgitter als Liniengitter mit zueinander parallelen, geradlinig erstreckenden Gitterlinien ausgebildet sein. Das Beugungsgitter kann auch als geblaztes Gitter (mit Sägezahnprofil) ausgebildet sein.The Diffraction grating can be designed as a reflective diffraction grating, especially in the Littrow arrangement. Furthermore, the diffraction grating as a line grid with mutually parallel, rectilinearly extending Be formed grid lines. The diffraction grating can also be called blazed grid (with sawtooth) formed be.
Das zugeführte Strahlenbündel ist bevorzugt ein Laserstrahlenbündel. Der Kohärenzminderer kann eine Strahlungsquelle zur Erzeugung des kohärenten Strahlenbündels aufweisen. Die Strahlungsquelle kann insbesondere als Laser ausgebildet sein (z.B. Excimer-Laser). So gibt beispielsweise ein Argon-Fluorid-Excimer-Laser ein Strahlenbündel mit einer Wellenlänge von ca. 193 nm und einer zeitlichen Kohärenzlänge von ca. 100 μm ab.The supplied ray beam is preferably a laser beam. The coherence reducer may comprise a radiation source for generating the coherent beam. The radiation source can be designed in particular as a laser (e.g., excimer laser). For example, there is an argon-fluoride excimer laser a ray of light with one wavelength of about 193 nm and a temporal coherence length of about 100 microns from.
Der Kohärenzminderer kann als Teil einer Mikroskopbeleuchtung (dann ist die Feldebene z.B. die Objektebene) oder eines Inspektionssystems für Masken aus der Halbleiterfertigung ausgebildet sein.Of the coherence-reducing can be considered part of a microscope illumination (then the field level e.g. the object plane) or an inspection system for masks be formed from semiconductor manufacturing.
Die Aufgabe wird ferner gelöst, durch das Verfahren zur Verringerung der Kohärenz gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 11, bei dem das Gitter so angeordnet wird, daß die Normale einer Referenzebene, in der der Referenzquerschnitt des gebeugten Strahlenbündels liegt, mit der Normalen der Array-Ebene einen Winkel zwischen 0° und 90° aufspannt und in einer Ebene liegt, die die Array-Ebene in einer Array-Geraden schneidet, welche mit der Zeilen- und Spaltenrichtung in der Array-Ebene jeweils einen Winkel von ungleich 0° einschließt.The Task is further solved, by the method for reducing the coherence according to the preamble of the claim 11, in which the grating is arranged so that the normal of a reference plane, in which the reference cross-section of the diffracted beam is, spans an angle between 0 ° and 90 ° with the normal of the array plane and in a plane that intersects the array plane in an array line, which with the row and column direction in the array plane respectively includes an angle other than 0 °.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, unterschiedliche zeitliche Phasenverzögerungen bzw. unterschiedliche Steigungen der Phasenverzögerung in Zeilen- und Spaltenrichtung dem gebeugten Strahlenbündel einzuprägen, so daß die Strahlung, die auf die einzelnen Linsen fällt, zueinander inkohärent ist. Damit werden unerwünschte interferenzeffekte bei der überlagernden Abbildung in der Feldebene vermindert.With the method according to the invention Is it possible, different temporal phase delays or different Gradients of phase delay in row and column direction the diffracted beam inculcate So that the Radiation that falls on the individual lenses is incoherent to each other. This will be undesirable interference effects in the overlaying Figure reduced in the field level.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhalber noch näher erläutert. Es zeigen:The Invention will now be described by way of example with reference to the drawings even closer explained. Show it:
Bei
der in
Die
Mikrolinsenarrays
Wie
in
Das
gebeugte Strahlenbündel
P2 trifft auf den Wabenkondensor
Das
Beugungsgitter
Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf
Diese Neigung der Ebene E1 gegenüber der Arrayebene E2 läßt sich durch die Lage der Normalen N1 und N2 der Ebenen E1 und E2 wie folgt beschreiben. Die Normale N1 (entgegen der Ausbreitungsrichtung des gebeugten Strahlenbündels P2) der Ebene E1 schließt mit der Normalen N2 (entgegen der Ausbreitungsrichtung des gebeugten Strahlenbündels P2) der Arrayebene E2 einen Winkel α1 ein, der zwischen 0° und 90° liegt. Ferner spannen die beiden Normalen N1 und N2 eine Ebene E3 auf, die die Arrayebene E2 in eine Geraden G1 schneidet, die weder zur Spaltenrichtung (x-Richtung) noch zur Zeilenrichtung (y-Richtung) parallel ist. Die Gerade G1 schließt somit einen Winkel α2 mit der Spaltenrichtung sowie einen Winkel α3 mit der Zeilenrichtung ein. Mit den Winkeln α1 und α2 bzw. α1 und α3 läßt sich somit die Neigung der Ebene E1 gegenüber der Arrayebene E2 eindeutig beschreiben.This slope of the plane E1 with respect to the array plane E2 can be described by the position of the normal N1 and N2 of the planes E1 and E2 as follows. The normal N1 (opposite to the propagation direction of the diffracted beam P2) of the plane E1 includes with the normal N2 (contrary to the propagation direction of the diffracted beam P2) of the array plane E2 an angle α 1 , which lies between 0 ° and 90 °. Furthermore, the two normals N1 and N2 clamp a plane E3 which intersects the array plane E2 into a straight line G1 which is parallel neither to the column direction (x direction) nor to the row direction (y direction). The straight line G1 thus includes an angle α 2 with the column direction and an angle α 3 with the row direction. With the angles α 1 and α 2 or α 1 and α 3 , therefore, the inclination of the plane E1 relative to the array plane E2 can be clearly described.
In
Dies
ist in der Draufsicht auf das Mikrolinsenarray
Durch
den schrägen
Verlauf der Strahlung gleichen Emissionszeitpunktes in der Arrayebene
E2 des ersten Mikrolinsenarrays
Ferner
kann die Strahlung einer Linse
Die
Ausrichtung des Beugungsgitters
Um
das Beugungsgitter
In
Der
Kippwinkel ΘG von
Mit
den oben angegebenen Werten ergibt sich für ΘG ein
Neigungswinkel von 42°.
Nachdem bei dem hier verwendeten Gitter
Natürlich kann der beschriebene Berechnungsformalismus dazu genutzt werden, die von dem zu verwendenden Gitter zu erfüllende Parameter zu berechnen und dann das Gitter entsprechend den sich daraus ergebenden Abmessungen bzw. Design herzustellen. So können beispielsweise holographische Gitter oder Echelle-Gitter verwendet werden, bei der die erste oder eine andere, passende Bewegungsordnung genutzt wird. Das Gitter wird natürlich bevorzugt so ausgelegt, daß die verwendete Beugungsordnung eine möglichst hohe Beugungseffizient aufweist.Of course you can the computational formalism described can be used to to calculate parameters to be fulfilled by the grid to be used and then the grid according to the resulting dimensions or design. So can For example, holographic gratings or echelle gratings are used be, with the first or another, appropriate movement order is being used. Of course, the grid is preferably designed that the diffraction order used as high as possible diffraction efficiency having.
Falls
keine passende Beugungsordnung vorliegt, die mit dem berechneten
Winkel ΘG übereinstimmt, kann
zwischen dem Beugungsgitter
Nachdem
der Kippwinkel ΘG des Beugungsgitters
Bei
dem hier beschriebenen Beispiel ergibt sich ein Drehwinkel von δdreh von
4,2°, wobei δdreh dem
Winkel α4 in
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200610035068 DE102006035068A1 (en) | 2006-07-28 | 2006-07-28 | Coherence reducer for e.g. microscope illumination, has lenses arranged in array, where normals of reference and array levels lie in level that intersects array level in array straight line |
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Family
ID=38859408
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---|---|---|---|
DE200610035068 Ceased DE102006035068A1 (en) | 2006-07-28 | 2006-07-28 | Coherence reducer for e.g. microscope illumination, has lenses arranged in array, where normals of reference and array levels lie in level that intersects array level in array straight line |
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DE (1) | DE102006035068A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100195198A1 (en) * | 2007-06-12 | 2010-08-05 | Laengle Mario | Microscope illumination |
Citations (2)
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WO2003023833A1 (en) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | Micronic Laser Systems Ab | Homogenization of a spatially coherent radiation beam and printing and inspection, respectively, of a pattern on a workpiece |
EP1328128A1 (en) * | 2002-01-15 | 2003-07-16 | EASTMAN KODAK COMPANY (a New Jersey corporation) | Laser projection display system |
-
2006
- 2006-07-28 DE DE200610035068 patent/DE102006035068A1/en not_active Ceased
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: BURKHARDT, MATTHIAS, 07768 EICHENBERG, DE Inventor name: WALD, MATTHIAS, 07751 JENA, DE Inventor name: GREIF-WUESTENBECKER, JOERN, WIEN, AT Inventor name: PESCH, ALEXANDER, DIPL.-PHYS., 07745 JENA, DE Inventor name: RUDOLF, KLAUS, 07749 JENA, DE |
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