DE102008011134A1 - Method for adapting imaging characteristics, involves determining polarization distribution which is presented in predetermined level of illumination equipment of projection lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anpassen der Abbildungseigenschaften von wenigstens zwei mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlagen aneinander.The The invention relates to a method for adjusting the imaging properties of at least two microlithographic projection exposure machines together.
Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z. B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.microlithography is used for the production of microstructured components, such as integrated circuits or LCDs, applied. The microlithography process is carried out in a so-called projection exposure apparatus, which a lighting device and a projection lens having. The image of a lit by the illumination device Mask (= reticle) is here by means of the projection lens on a photosensitive layer (photoresist) coated and substrate disposed in the image plane of the projection lens (eg, a silicon wafer) projected around the mask pattern to transfer the photosensitive coating of the substrate.
Da das Retikel im Mikrolithographieprozess einen signifikanten Kostenbeitrag liefert, ist es wünschenswert, ein und dasselbe Retikel in zwei oder mehr Projektionsbelichtungsanlagen verwenden zu können. Um hierbei übereinstimmende Resultate bei der Belichtung auf Waferebene zu erzielen, ist es erforderlich, die Abbildungseigenschaften der Systeme aneinander anzupassen, d. h. wenigstens eine dieser Projektionsbelichtungsanlagen so zu modifizieren, dass die Kombination aus Beleuchtungseinrichtung, Retikel und Projektionsobjektiv auf Waferebene im Idealfall das gleiche Abbildungsergebnis bei Wechsel zwischen den beiden Systemen ergibt. Dieses Verfahren wird als „Tool-to-Tool-Matching" bezeichnet. Als geeignetes Kriterium für die Anpassung der Abbildungseigenschaften kann dabei die Abweichung der bei Abbildung der unterschiedlichen Linienabstände in den auf der Maske vorhandenen zweidimensionalen Strukturen erzielten Linienbreiten verwendet werden, welche nach dem „Tool-to-Tool-Matching" möglichst gering sein soll.There the reticle in the microlithography process a significant cost contribution it is desirable to have one and the same reticle to use in two or more projection exposure systems. To coincide results in the exposure At the wafer level, it is necessary to have the imaging properties adapt the systems to each other, d. H. at least one of these projection exposure systems to modify so that the combination of lighting device, reticle and projection lens at wafer level ideally the same Image result when switching between the two systems results. This process is called tool-to-tool matching suitable criterion for the adaptation of the imaging properties can the deviation of the image of the different Line spacing in the two-dimensional ones present on the mask Structures achieved line widths are used, which after the tool-to-tool matching as low as possible should.
Aus
Aus
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Anpassen der Abbildungseigenschaften von wenigstens zwei mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlagen aneinander bereitzustellen, welches bei einfacher Handhabung eine flexible und genaue Anpassung ermöglicht.task The present invention is a method for adjusting the Imaging properties of at least two microlithographic projection exposure machines to provide each other, which with ease of use a flexible and accurate adjustment allows.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Anpassen der Abbildungseigenschaften von wenigstens zwei mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlagen aneinander, von denen jede eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist, weist folgende Schritte auf:
- – Ermitteln einer ersten Polarisationsverteilung, welche in einer vorbestimmten Ebene der Beleuchtungseinrichtung einer ersten Projektionsbelichtungsanlage vorliegt;
- – Ermitteln einer zweiten Polarisationsverteilung, welche in einer vorbestimmten Ebene der Beleuchtungseinrichtung einer zweiten Projektionsbelichtungsanlage vorliegt; und
- – Manipulieren der in einer Pupillenebene von wenigstens einer dieser Beleuchtungseinrichtungen vorliegenden Polarisationsverteilung in Abhängigkeit von der ermittelten ersten Polarisationsverteilung und der ermittelten zweiten Polarisationsverteilung,
- – wobei dieses Manipulieren durch Einbringen wenigstens eines Polarisationsmanipulators in den Strahlengang der betreffenden Beleuchtungseinrichtung erfolgt, wobei die Dicke des Polarisationsmanipulators in einer zur optischen Systemachse der Beleuchtungseinrichtung senkrechten Ebene variiert und über den gesamten optisch wirksamen Bereich des Polarisationsmanipulators um nicht mehr als 50 μm von der Dicke einer Planplatte abweicht, welche den Polarisationszustand für senkrecht hindurchtretendes Licht einer Arbeitswellenlänge unverändert lässt.
- Determining a first polarization distribution which is present in a predetermined plane of the illumination device of a first projection exposure apparatus;
- - Determining a second polarization distribution, which is present in a predetermined plane of the illumination device of a second projection exposure system; and
- Manipulating the polarization distribution present in a pupil plane of at least one of these illumination devices as a function of the determined first polarization distribution and the determined second polarization distribution,
- - Wherein this manipulation is carried out by introducing at least one polarization manipulator in the beam path of the relevant illumination device, wherein the thickness of the polarization manipulator in a plane perpendicular to the optical system axis of the illumination device level varies and over the entire optically effective range of the polarization manipulator by not more than 50 microns in thickness deviates from a plane plate, which leaves unchanged the polarization state for vertically passing light of a working wavelength.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden somit, nach Ermittlung des Unterschiedes zwischen den ermittelten Polarisationsverteilungen der beiden aneinander anzupassenden Systeme, zur An passung der beiden Systeme ein oder mehrere Polarisationsmanipulatoren bzw. polarisationsbeeinflussende Elemente verwendet, welche einen vergleichsweise geringen Dickenunterschied gegenüber einer den Polarisationszustand unverändert lassenden Planplatte aufweisen. Mittels eines solchen Polarisationsmanipulators, welcher insbesondere als den optisch wirksamen Bereich der Pupille ausfüllendes, einzelnes Element mit der besagten Dickenvariation ausgebildet sein kann, kann in flexibler Weise eine Orts- bzw. pupillenaufgelöste Veränderung des IPS-Wertes erreicht werden, wobei der betreffende Polarisationsmanipulator auch je nach Bedarf in den Strahlengang eingeschoben bzw. ausgetauscht werden kann.Thus, according to the present invention, after determining the difference between the determined polarization distributions of the two systems to be matched, one or more polarization manipulators or polarization-influencing elements are used for matching the two systems, which have a comparatively small difference in thickness relative to a plane plate that leaves the polarization state unchanged , By means of such polarization manipulators, which may be formed in particular as the optically effective area of the pupil filling, single element with said thickness variation, a spatially or pupil resolved change in the IPS value can be achieved in a flexible manner, the respective polarization manipulator also as needed in the beam path can be inserted or replaced.
Der gemäß der Erfindung eingesetzte Polarisationsmanipulator kann ein polarisationsbeeinflussendes Element sein, welches insbesondere einstückig ausgebildet sein kann, oder als eine Anordnung aus einer Mehrzahl von Teilelementen ausgebildet sein.Of the According to the invention used polarization manipulator may be a polarization-influencing element, which in particular may be formed integrally, or as an arrangement of be formed of a plurality of sub-elements.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weicht die Dicke des Polarisationsmanipulators über dessen gesamten optisch wirksamen Bereich bzw. über dessen gesamte optisch wirksame Fläche um nicht mehr als 30 μm, bevorzugt um nicht mehr als 10 μm von der Dicke einer Planplatte ab, welche den Polarisationszustand für senkrecht hindurchtretendes Licht einer Arbeitswellenlänge unverändert lässt.According to one preferred embodiment, the thickness of the polarization manipulator deviates over the entire optically effective area or over its entire optically effective area of not more than 30 μm, preferably not more than 10 μm from the thickness of a plane plate indicating the polarization state for light passing vertically a working wavelength remains unchanged.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Manipulieren der in der betreffenden Pupillenebene vorliegenden Polarisationsverteilung zumindest überwiegend durch Änderung der Elliptizität des Polarisationszustandes, im Folgenden kurz Polarisationselliptizität genannt. Die Polarisationsorientierung wird dabei um nicht mehr als 1°, bevorzugt um nicht mehr als 0.5°, geändert.According to one preferred embodiment, the manipulation of the polarization distribution present in the relevant pupil plane at least predominantly by changing the ellipticity of the Polarization state, in the following short polarization ellipticity called. The polarization orientation is no longer around changed by 1 °, preferably by not more than 0.5 °.
Eine Änderung der Polarisationselliptizität kann gegenüber einer reinen Drehung des Polarisationszustandes, also einer Änderung der Polarisationsorientierung, insofern von Vorteil sein, als keine Asymmetrie in das System eingeführt wird, welche bei Abbildung von auf dem Retikel vorhandenen, voneinander verschieden orientierten Strukturen zu einer unterschiedlichen Abbildung dieser Strukturen und damit zu Bildfehlern führen kann.A change the polarization ellipticity can be compared to a pure rotation of the polarization state, ie a change the polarization orientation, to the extent of advantage, as no asymmetry is introduced into the system, which when mapping from present on the reticle, mutually differently oriented Structures to a different picture of these structures and can lead to image errors.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Schritt des Manipulierens derart durchgeführt, dass dabei die erste und die zweite Polarisationsverteilung wenigstens bereichsweise in Übereinstimmung gebracht werden.According to one Embodiment becomes the step of manipulating such performed in that case the first and the second polarization distribution at least be brought into line in certain areas.
Gemäß einer Ausführungsform wird beim Ermitteln der ersten Polarisationsverteilung und der zweiten Polarisationsverteilung jeweils eine örtliche Verteilung einer für den Grad der Verwirkli chung eines bestimmten Polarisationszustandes charakteristischen Größe bestimmt, wobei der Schritt des Manipulierens derart durchgeführt wird, dass eine Differenzverteilung dieser Verteilungen nach dem Manipulieren zumindest bereichsweise geringere Werte aufweist als vor dem Manipulieren. Dabei kann es sich bei der für den Grad der Verwirklichung eines bestimmten Polarisationszustandes charakteristischen Größe beispielsweise um den sogenannten IPS-Wert handeln, welcher das energetische Verhältnis der Lichtintensität mit einer Polarisationsvorzugsrichtung in Sollrichtung zur Gesamtintensität angibt.According to one Embodiment is when determining the first polarization distribution and the second polarization distribution each have a local distribution one for the degree of realization of a particular one Polarization state characteristic size determined, wherein the step of manipulating carried out such is that a difference distribution of these distributions after the Manipulating has at least partially lower values than before manipulating. It may be in the for the Degree of realization of a certain polarization state characteristic size for example around the so-called IPS value, which is the energetic ratio the light intensity with a polarization preferential direction in Specified target direction to total intensity.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Polarisationsmanipulator ein doppelbrechendes Kristallmaterial mit einer optischen Kristallachse auf, welche in der zur optischen Systemachse dieser Beleuchtungseinrichtung senkrechten Ebene orientiert ist. In diesem Falle handelt es sich bei der den Polarisationszustand für senkrechten Lichtdurchtritt unverändert lassenden Planplatte, gegenüber der der Polarisationsmanipulator eine geringfügige Dickenvariation aufweist, um eine sogenannte Lambda-Platte („Full-Wave-Plate"), also eine Planplatte, welche zwischen orthogonalen bzw. zueinander senkrechten Polarisationszuständen eine Phasendifferenz von 360° oder ein ganzzahliges Vielfaches hiervon einführt.According to one Embodiment, the polarization manipulator birefringent crystal material with an optical crystal axis on which in the optical system axis of this lighting device oriented perpendicular plane. In this case it is at the polarization state for vertical light passage unchanged plan plate, opposite the the polarization manipulator has a slight thickness variation, to a so-called lambda plate ("full-wave plate"), ie a plane plate, which between orthogonal and mutually perpendicular polarization states a phase difference of 360 ° or an integer multiple introduces thereof.
Bei dieser Ausführungsform wird ausgenutzt, dass eine durch das doppelbrechende Kristallmaterial eingeführte Verzögerung bei geeigneter Orientierung der optischen Kristallachse (nämlich unter einem Winkel von 45° zwischen der schnellen Achse der Doppelbrechung und der Polarisationsvorzugsrichtung des auftreffenden Lichtes) zur Einführung einer Polarisationselliptizität führt, wobei die Polarisationsorientierung erhalten bleibt. Dabei besteht (wie weiter unten näher erläutert) ein definierter Zusammenhang zwischen der eingeführten Polarisationselliptizität und dem IPS-Wert, so dass die erforderliche Dickenvariation des Polarisationsmanipulators bei Kenntnis der notwendigen Änderung der IPS-Verteilung berechnet werden kann.at This embodiment is exploited that a through the birefringent crystal material introduced delay with suitable orientation of the optical crystal axis (viz at an angle of 45 ° between the fast axis of the Birefringence and the polarization preferred direction of the impinging Light) to introduce a polarization ellipticity leads, wherein the polarization orientation is maintained. It consists (as explained in more detail below) a defined relationship between the introduced Polarization ellipticity and the IPS value, so that the required thickness variation of the polarization manipulator in knowledge necessary change in the IPS distribution can.
Des Weiteren können auch sowohl ein oder mehrere die Polarisationselliptizität ändernde Polarisationsmanipulatoren als auch ein oder mehrere die Polarisationsorientierung drehende Polarisationsmanipulatoren eingesetzt werden. Diese Polarisationsmanipulatoren können sowohl in Lichtausbreitungsrichtung direkt hintereinander oder auch ggf. in unterschiedlichen Pupillenebenen der Beleuchtungseinrichtung angeordnet sein. Insbesondere kann auch z. B. mit einem oder mehreren Polarisationsmanipulator(en) die Polarisationselliptizität geändert und mit einem anderen oder mehreren Polarisationsmanipulator(en) unabhängig hiervon der Polarisationszustand gedreht werden.Of Further, both one or more polarization ellipticity changing ones may also be used Polarization manipulators and one or more the polarization orientation rotating polarization manipulators are used. These polarization manipulators can both directly behind each other in the direction of light propagation or possibly in different pupil planes of the illumination device be arranged. In particular, z. B. with one or more Polarization manipulator (s) the polarization ellipticity modified and with another or more polarization manipulator (s) regardless of this, the polarization state can be rotated.
Bei dem doppelbrechenden Kristallmaterial kann es sich beispielsweise um kristallines Quarz, aber auch um ein anderes optisch einachsiges Kristallmaterial wie z. B. Magnesium-Fluorid (MgF2) oder Saphir (Al2O3) handeln, welches bei der Arbeitswellenlänge (z. B. ca. 193 nm) eine hinreichende Transmission aufweist.The birefringent crystal material may be, for example, crystalline quartz, but also another optically uniaxial crystal material such as. As magnesium fluoride (MgF 2 ) or sapphire (Al 2 O 3 ), which at the operating wavelength (eg., About 193 nm) a sufficient trans mission.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Polarisationsmanipulator ein optisch aktives Kristallmaterial mit einer optischen Kristallachse auf, welche parallel zur optischen Systemachse dieser Beleuchtungseinrichtung orientiert ist. In diesem Falle handelt es sich bei der den Polarisationszustand für senkrechten Lichtdurchtritt unverändert lassenden Planplatte, gegenüber der der Polarisationsmanipulator eine geringfügige Dickenvariation aufweist, um eine Planplatte, welche die Polarisationsorientierung des hindurch tretenden Lichtes um 180° oder ein ganzzahliges Vielfaches hiervon dreht.According to one Another embodiment, the polarization manipulator an optically active crystal material having an optical crystal axis, which parallel to the optical system axis of this lighting device is oriented. In this case, it is the polarization state for vertical passage of light leaving unchanged Planplatte, opposite the polarization manipulator has a slight thickness variation around a plane plate, which the polarization orientation of the passing light rotates by 180 ° or an integer multiple thereof.
Bei dem optisch aktiven Kristallmaterial kann es sich beispielsweise um kristallines Quarz handeln.at The optically active crystal material may be, for example to act crystalline quartz.
Bei dieser weiteren Ausführungsform erfolgt die Anpassung der Polarisationsverteilungen der beiden Systeme aneinander mittels einer Drehung der Polarisationsorientierung, die durch das optisch aktive Kristallmaterial proportional zu seiner Dicke bewirkt wird, wobei wiederum ein definierter Zusammenhang zwischen der erzeugten Änderung der Polarisationsvorzugsrichtung und dem IPS-Wert besteht, so dass die erforderliche Dickenvariation des Polarisationsmanipulators bzw. des polarisationsbeeinflussenden Elementes bei Kenntnis der notwendigen Änderung der IPS-Verteilung berechnet werden kann.at this further embodiment, the adaptation of the Polarization distributions of the two systems to each other by means a rotation of the polarization orientation, by the optical active crystal material is effected in proportion to its thickness, again a defined relationship between the generated change the polarization preferred direction and the IPS value, so that the required thickness variation of the polarization manipulator or the polarization-influencing element with knowledge of necessary change of the IPS distribution can be calculated.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Polarisationsmanipulator bzw. das polarisationsbeeinflussende Element in Abhängigkeit von der ermittelten ersten Polarisationsverteilung und der ermittelten zweiten Polarisationsverteilung aus einem Vorrat von unterschiedlichen polarisationsbeeinflussenden Elementen ausgewählt.According to one Embodiment, the polarization manipulator or the polarization-influencing element in dependence from the determined first polarization distribution and the determined second Polarization distribution from a supply of different polarization-influencing Elements selected.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Polarisationsmanipulator eine Mehrzahl von Teilelementen auf, welche in der betreffenden Pupillenebene unabhängig voneinander bewegbar sind.According to one Another embodiment, the polarization manipulator a plurality of sub-elements, which in the respective pupil plane are independently movable.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Verfahren weiter den Schritt auf: Manipulieren einer in einer Pupillenebene von wenigstens einer dieser Beleuchtungseinrichtungen vorliegenden Intensitätsverteilung derart, dass die in den Pupillenebenen der beiden Beleuchtungseinrichtungen vorliegenden Intensitätsverteilungen wenigstens bereichsweise in Übereinstimmung gebracht werden. Hierdurch wird dem Umstand Rechnung getragen, dass mittels der vorstehend be schriebenen Anpassung der Polarisationsverteilung noch keine -ebenfalls wünschenswerte- Anpassung der Intensitätsverteilung erfolgt. Letztere Anpassung kann beispielsweise mittels eines Elementes mit in einer zur optischen Systemachse senkrechten Ebene variierender Transmission (z. B. einem Graustufenfilter) erzielt werden.According to one preferred embodiment, the method continues the step of: manipulating one in a pupil plane of at least one of these illumination devices present intensity distribution such that in the pupil planes of the two illumination devices present intensity distributions at least partially be reconciled. This will be the Taking into account that by means of the above-described be Adaptation of the polarization distribution still no-also desirable- Adjustment of the intensity distribution takes place. Latter adjustment For example, by means of an element with in an optical System axis vertical plane of varying transmission (eg Grayscale filter).
Das erfindungsgemäße Konzept der Pupillen- bzw. ortsaufgelösten Veränderung der Polarisationsverteilung bzw. des IPS-Wertes mittels wenigstens eines Polarisationsmanipulators, welcher einen vergleichsweise geringen Dickenunterschied gegenüber einer den Polarisationszustand unverändert lassenden Planplatte aufweist, lässt sich nicht nur auf die Anpassung zweier Projektionsbelichtungsanlagen aneinander, sondern auch auf die Manipulation der Abbildungseigenschaften einer einzelnen Projektionsbelichtungsanlage anwenden.The inventive concept of pupil or spatially resolved Change in the polarization distribution or the IPS value by means of at least one polarization manipulator, which has a comparatively small difference in thickness compared to a polarization state Having left unaltered plan plate leaves not only the adaptation of two projection exposure systems to each other, but also to the manipulation of the imaging properties a single projection exposure system.
Die Erfindung betrifft daher gemäß einem weiteren Aspekt auch ein Verfahren zum Manipulieren der Abbildungseigenschaften einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, wobei die Projektionsbelichtungsanlage eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist, wobei das Verfahren den Schritt aufweist:
- – Einbringen wenigstens eines Polarisationsmanipulators in den Strahlengang der Beleuchtungseinrichtung, wobei die Dicke des Polarisationsmanipulators in einer zur optischen Systemachse der Beleuchtungseinrichtung senkrechten Ebene variiert und über den gesamten optisch wirksamen Bereich des Polarisationsmanipulators um nicht mehr als 50 μm von der Dicke einer Planplatte abweicht, welche den Polarisationszustand für senkrecht hindurchtretendes Licht einer Arbeitswellenlänge unverändert lässt.
- Introducing at least one polarization manipulator into the beam path of the illumination device, wherein the thickness of the polarization manipulator varies in a plane perpendicular to the optical system axis of the illumination device and does not deviate over the entire optically active region of the polarization manipulator by more than 50 μm from the thickness of a plane plate which Polarization state for perpendicular passing light of a working wavelength leaves unchanged.
Die Erfindung betrifft ferner einen Polarisationsmanipulator, welcher zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Verfahren ausgelegt ist, sowie eine Beleuchtungseinrichtung bzw. eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einem solchen Polarisationsmanipulator. Zu bevorzugten Ausgestaltungen wird auf die Ausführungen im Zusammenhang mit den vorstehend beschriebenen Verfahren Bezug genommen.The The invention further relates to a polarization manipulator, which for use in a method according to the invention is designed, and a lighting device or a microlithographic Projection exposure apparatus with such a polarization manipulator. Preferred embodiments of the embodiments in connection with the above described methods taken.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.Further Embodiments of the invention are the description and the dependent claims refer to.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The Invention is described below with reference to the attached Figures illustrated embodiments closer explained.
Es zeigen:It demonstrate:
Nachfolgend
wird zunächst der prinzipielle Ablauf des erfindungsgemäßen
Verfahrens unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von
Hierzu
werden zunächst in Schritten S10 bzw. S20 gemäß
Die Beschreibung der betreffenden Polarisationsverteilungen erfolgt typischerweise auch als sogenannte IPS-Verteilung, wobei die in der Verteilung wiedergegebenen IPS-Werte jeweils den Grad der Verwirklichung eines gewünschten Polarisationszustandes an dem betreffenden Ort bezeich nen, d. h. das energetische Verhältnis der Lichtintensität mit einer Polarisationsvorzugsrichtung in Sollrichtung zur Gesamtintensität angeben.The Description of the relevant polarization distributions takes place typically also called IPS distribution, where the in The distribution of IPS values reflects the degree of realization a desired polarization state at the relevant Designate place, d. H. the energetic ratio of light intensity with a polarization preferred direction in the desired direction to the total intensity specify.
Beispielhafte,
als Ergebnis der Schritte S10 bzw. S20 erhaltene IPS-Verteilungen
In
einem nächsten Schritt S30 wird nun die sich aus den o.
g. Polarisationsverteilungen ergebende Differenzverteilung ermittelt.
Hierbei wird jedem Ort der Pupillenebene der sich aus Subtraktion
der in
In einem weiteren Schritt S40 wird nun ein geeigneter Polarisationsmanipulator ausgewählt bzw. angepasst, um im nachfolgenden Schritt S50 die erste Polarisationsverteilung und/oder die zweite Polarisationsverteilung -zwecks Anpassung dieser beiden Polarisationsverteilungen aneinander- zu manipulieren.In a further step S40 will now be a suitable polarization manipulator selected or adjusted to in the subsequent step S50 the first polarization distribution and / or the second polarization distribution in order to adapt these two polarization distributions to one another to manipulate.
Ein
entsprechender beispielhafter Aufbau eines Polarisationsmanipulators
Der
betreffende Polarisationsmanipulator
Grundsätzlich ermöglichen die erfindungsgemäß geeigneten Polarisationsmanipulatoren somit jeweils eine ortsaufgelöste Manipulation des Polarisationszustandes bzw. IPS-Wertes in der Pupillenebene. Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung erfolgt diese ortsaufgelöste Manipulation des Polarisationszustandes zumindest überwiegend durch eine gezielte Veränderung der Polarisationselliptizität.in principle allow the invention suitable Polarization manipulators thus each a spatially resolved Manipulation of the polarization state or IPS value in the pupil plane. According to a first embodiment of the Invention is this spatially resolved manipulation of the polarization state at least predominantly through a targeted change the polarization ellipticity.
Zur
Erläuterung eines konkreten Ausführungsbeispiels
zeigen
Gemäß einer
ersten, unter Bezugnahme auf
Der Polarisationsmanipulator weist, wie im Weiteren erläutert, einen vergleichsweise geringen Dickenunterschied (gemäß diesem Ausführungsbeispiel weniger als 10 μm) gegenüber einer den Polarisationszustand unverändert lassenden Planplatte auf. Bei Verwendung von kristallinem Quarz beträgt die Dicke d einer entsprechenden „Lambda-Platte" bei einer Arbeitswellenlänge von 193 nm d= λ/(n0 – ne) ≈ 193 nm/0.012 ≈ 16.1 μm, wobei ein ganzzahliges Vielfaches dieser Dicke zum Erhalt einer entsprechenden Lambda-Platte höherer Ordnung addiert werden kann.As explained below, the polarization manipulator has a comparatively small difference in thickness (less than 10 μm according to this exemplary embodiment) with respect to a plane plate which leaves the polarization state unchanged. When using crystalline quartz, the thickness d of a corresponding "lambda plate" at a working wavelength of 193 nm d = λ / (n 0 - n e ) ≈ 193 nm / 0.012 ≈ 16.1 microns, where an integer multiple of this thickness to obtain a corresponding lambda plate of higher order can be added.
Das doppelbrechende Kristallmaterial führt eine Verzögerung ein, die bei geeigneter Orientierung der optischen Kristallachse (nämlich unter einem Winkel von 45° zwischen der schnellen Achse der Doppelbrechung und der Polarisationsorientierung des auftreffenden Lichtes) zur Einführung einer Polarisationselliptizität führt, wobei die Polarisationsorientierung erhalten bleibt. Wegen des nachfolgend erläuterten Zusammenhanges zwischen der eingeführten Polarisationselliptizität und dem IPS-Wert kann die erforderliche Dickenvariation des Polarisationsmanipulators bei Kenntnis der notwendigen Änderung der IPS-Verteilung berechnet werden.The birefringent crystal material causes a delay a, with a suitable orientation of the optical crystal axis (namely at an angle of 45 ° between the fast axis of birefringence and polarization orientation the incident light) to introduce a polarization ellipticity leads, wherein the polarization orientation is maintained. Because of the relationship between the introduced polarization ellipticity and The IPS value can be the required thickness variation of the polarization manipulator knowing the necessary change in the IPS distribution be calculated.
Für polarisiertes Licht mit einem Polarisationsgrad von Eins sowie der o. g. Polarisationsvorzugsrichtung besteht folgender Zusammenhang zwischen dem IPS-Wert und der Polarisationselliptizität ε = tan χ: For polarized light with a degree of polarization of one and the polarization preferential direction mentioned above, the following relationship exists between the IPS value and the polarization ellipticity ε = tan χ:
In diesem Falle bewirkt eine in dem Polarisationsmanipulator erzeugte Verzögerung (Retardierung) Δ eine Polarisationselliptizität wobei die Polarisationsvorzugsrichtung im Falle der o. g. Orientierung der Kristallachse relativ zur Polarisationsvorzugsrichtung erhalten bleibt.In this case, a retardation Δ produced in the polarization manipulator causes a polarization ellipticity wherein the polarization preferred direction in the case of the above-mentioned orientation of the crystal axis relative to the Polari preferred direction.
Die entsprechende Dickenvariation des Polarisationsmanipulators bezogen auf die Dicke einer Lambda-Platte nullter oder höherer Ordnung beträgt: The corresponding thickness variation of the polarization manipulator based on the thickness of a zeroth or higher order lambda plate is:
Hierbei wird die Retardierung oder Verzögerung Δ in Grad (°) angegeben.in this connection becomes the retardation or delay Δ in degrees (°).
In
Gemäß
Gemäß einer
weiteren, unter Bezugnahme auf
Bei dem optisch aktiven Kristallmaterial kann es sich beispielsweise um kristallines Quarz handeln. In diesem Falle erfolgt somit die Anpassung der Polarisationsverteilungen der beiden Systeme aneinander mittels einer Drehung des Polarisationszustandes, die durch das optisch aktive Kristallmaterial proportional zu seiner Dicke bewirkt wird, wobei wiederum ein definierter Zusammenhang zwischen der erzeugten Abweichung der Polarisationsorientierung und dem IPS-Wert besteht, so dass die erforderliche Dickenvariation des Polarisationsmanipulators bei Kenntnis des notwendigen Änderung der IPS-Verteilung berechnet werden kann.at The optically active crystal material may be, for example to act crystalline quartz. In this case, therefore, the Adaptation of the polarization distributions of the two systems to each other by means of a rotation of the polarization state passing through the optically active crystal material proportional to its thickness causes is, again with a defined relationship between the generated Deviation of the polarization orientation and the IPS value, so that the required thickness variation of the polarization manipulator with knowledge of the necessary change of the IPS distribution can be calculated.
Für
polarisiertes Licht mit einem Polarisationsgrad von Eins besteht
folgender Zusammenhang zwischen dem IPS-Wert und der Abweichung Δψ zwischen
der durch den Polarisationsmanipulator infolge Drehung eingestellten
Polarisationsorientierung ψ und der ursprünglichen
Polarisationsorientierung
Die entsprechende Dickenvariation des Polarisationsmanipulators bezogen auf die Dicke einer den Polarisationszustand unverändert lassenden (d. h. im vorliegenden Falle eine Drehung der Polarisationsorientierung um 180° oder ein ganzzahliges Vielfaches hiervon bewirkenden) Planplatte beträgt: The corresponding thickness variation of the polarization manipulator relative to the thickness of a plane plate which leaves the polarization state unchanged (ie in the present case a rotation of the polarization orientation by 180 ° or an integral multiple thereof) is:
Hierbei wird Δψ in Einheiten von rad angegeben; falls Δψ in Einheiten von Grad (°) angegeben wird, entfällt der Faktor 180°/π. Mit a ist das spezifische Drehvermögen des optisch aktiven Kristallmaterials bezeichnet. Für kristallines Quarz beträgt a bei einer Wellenlänge von 193 nm etwa 323.67°/mm.in this connection Δψ is given in units of rad; if Δψ in Units of degrees (°) is specified, is omitted the factor 180 ° / π. With a is the specific turning ability of the optically active crystal material. For crystalline Quartz is a at a wavelength of 193 nm about 323.67 ° / mm.
In
Der jeweils geeignete Polarisationsmanipulator kann in Abhängigkeit von der ermittelten Differenzverteilung beispielsweise aus einem Vorrat („Bibliothek") von unterschiedlichen Polarisationsmanipulatoren bzw. polarisationsbeeinflussenden Elementen ausgewählt werden.Of the Each suitable polarization manipulator can be dependent from the determined difference distribution, for example from a Stock ("library") of different polarization manipulators or polarization-influencing elements selected become.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann zur lokalen Manipulation der Polarisationsverteilung in wenigstens einer der beiden Beleuchtungseinrichtungen auch eine polarisationsbeeinflussende Anordnung verwendet werden, welche eine Mehrzahl von in der betreffenden Pupillenebene unabhängig voneinander bewegbaren polarisationsbeeinflussenden (Teil-)Elementen aufweist.According to one Another embodiment may be for local manipulation the polarization distribution in at least one of the two illumination devices also a polarization-influencing arrangement can be used, which a plurality of independent in the pupil plane in question having movable polarization-influencing (part) elements.
Dementsprechend
kann in einer weiteren, in
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wurde jeweils für eines der beiden aneinander anzupassenden Systemen ein System mit konstanter IPS-Verteilung gewählt, wobei ein Polarisationsmanipulator jeweils nur in dem Strahlengang dieses Systems zur Anpassung an ein System mit über die Pupillenebene variierender IPS-Verteilung angeordnet wurde. Die Erfindung ist jedoch selbstverständlich hierauf nicht beschränkt, so dass alternativ und in analoger Weise auch eine Anpassung zwischen zwei Systemen mit über die Pupillenebene variierenden Polarisationsverteilungen erfolgen kann und/oder Polarisationsmanipulatoren im Strahlengang beider Systeme positioniert werden können.at The embodiments described above were respectively for one of the two systems to be adapted chosen a system with constant IPS distribution, where a polarization manipulator only in the beam path this System for adapting to a system at the pupil level varying IPS distribution. The invention is but of course not limited thereto so that alternatively and in an analogous way, an adaptation between two systems with polarization distributions varying across the pupil plane can take place and / or polarization manipulators in the beam path Both systems can be positioned.
Die
mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage weist eine Beleuchtungseinrichtung
Das
parallele Lichtbüschel der Lichtquelleneinheit
Auf
die Lichtmischeinrichtung
Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z. B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.If the invention also with reference to specific embodiments described, will be apparent to those skilled in the art numerous variations and alternative embodiments, z. B. by combination and / or exchange of features of individual embodiments. Accordingly, it is understood by those skilled in the art that such variations and alternative embodiments are covered by the present invention, and the range the invention only in the sense of the appended claims and their equivalents are limited.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - WO 2006/077849 A1 [0004] WO 2006/077849 A1 [0004]
- - WO 2005/069081 A2 [0005] WO 2005/069081 A2 [0005]
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Cited By (1)
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US8982324B2 (en) | 2009-12-15 | 2015-03-17 | Asml Holding N.V. | Polarization designs for lithographic apparatus |
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WO2005069081A2 (en) | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Carl Zeiss Smt Ag | Polarization-modulating optical element |
WO2006077849A1 (en) | 2005-01-21 | 2006-07-27 | Nikon Corporation | Method of adjusting lighting optical device, lighting optical device, exposure system, and exposure method |
-
2008
- 2008-02-26 DE DE102008011134A patent/DE102008011134A1/en not_active Withdrawn
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8130 | Withdrawal |