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Die
Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen
Projektionsbelichtungsanlage.
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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 mittels des Projektionsobjektivs auf ein
mit einer lichtempfindlichen Schicht (z. B. Photoresist) beschichtetes
und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat
(z. B. einen Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf
die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
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Es
sind verschiedene Ansätze bekannt, in der Beleuchtungseinrichtung
zur Optimierung des Abbildungskontrastes gezielt bestimmte Polarisationsverteilungen
in der Pupillenebene und/oder in der Retikelebene einzustellen.
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Aus
WO 2005/069081 A2 ist
u. a. ein polarisationsbeeinflussendes optisches Element bekannt, welches
aus einem optisch aktiven Kristall besteht und ein in Richtung der
optischen Achse des Kristalls variierendes Dickenprofil aufweist.
Das Dickenprofil kann insbesondere so ausgestaltet sein, dass eine lineare
Eingangspolarisationsverteilung mit konstanter Polarisationsvorzugsrichtung
in eine zumindest näherungsweise tangentiale oder radiale
Polarisationsverteilung umgewandelt wird.
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Aus
WO 2005/116772 A1 ist
u. a. zur Einstellung einer quasitangentialen Polarisationsverteilung der
Einsatz einer polarisationsbeeinflussenden optischen Anordnung mit
zwei 90°-Rotatorelementen aus optisch aktivem Material
bekannt.
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Aus
WO 2006/040184 A2 ist
es u. a. bekannt, in einer Beleuchtungseinrichtung zur flexiblen Anpassung
der Polarisationsverteilung an unterschiedliche Retikel insbesondere
in der Nähe eines diffraktiven optischen Elementes eine
Polarisationsdreheinrichtung anzuordnen, um die Polarisationsvorzugsrichtung
global um 90° zu drehen.
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Aus
US 2003/0086156 A1 ist
es u. a. bekannt, ein optisches System wie z. B. ein Projektionsobjektiv
mit einem 90°-Rotatorelement in eine vordere und eine hintere
Gruppe zu unterteilen, um die in der vorderen Gruppe erzeugte Verzögerung
durch die in der hinteren Gruppe erzeugte Verzögerung auszugleichen.
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Aus
EP 1 367 446 A1 ist
es bekannt, zur Bereitstellung eines gewünschten Beleuchtungsmodus in
einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage ein optisches
Element aus einer Vielzahl vorgefertigter optischer Komponenten
zusammensetzen, von denen zumindest einige das hindurchtretende
Licht in voneinander verschiedener Weise hinsichtlich Strahlablenkung
und/oder einer Änderung des Polarisationszustandes beeinflussen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beleuchtungseinrichtung
einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage bereitzustellen, welche
mit geringem Aufwand je nach gewünschtem Beleuchtungssetting
eine flexible Anpassung der Polarisationsverteilung ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des unabhängigen
Anspruchs 1 gelöst.
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Eine
erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung einer
mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage umfasst:
- – ein polarisationsbeeinflussendes
Element, welches eine lineare Polarisationsverteilung mit konstanter
Polarisationsvorzugsrichtung eines durch dieses polarisationsbeeinflussende
Element hindurchtretenden Lichtbündels in eine zumindest näherungsweise
tangentiale Polarisationsverteilung umwandelt; und
- – ein diffraktives optisches Element, welches in Lichtausbreitungsrichtung
vor dem polarisationsbeeinflussenden Element positionierbar ist
und unterschiedliche Bereiche eines durch dieses diffraktive optische
Element hindurchtretenden Lichtbündels in unterschiedliche
Ablenkrichtungen ablenkt;
- – wobei das diffraktive optische Element für
in wenigstens zwei unterschiedlichen Ablenkrichtungen voneinander
abgelenkte Lichtstrahlen des Lichtbündels verschiedene
Polarisationszustände einstellt.
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Dadurch,
dass bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung
zusätzlich zu einem eine zumindest näherungsweise
tangentiale Polarisationsverteilung einstellenden polarisationsbeeinflussenden
Element ein in unterschiedlichen Ablenkrich tungen verschiedene Polarisationszustände
erzeugendes diffraktives optisches Element (im Folgenden auch "polarisierendes
DOE") bereitgestellt wird, wird die Möglichkeit geschaffen,
das besagte polarisationsbeeinflussende Element dauerhaft im Strahlengang
zu belassen bzw. fest in der Beleuchtungseinrichtung eingebaut zu
installieren und das polarisierende DOE, welches vorzugsweise selektiv
in den Strahlengang einfahrbar bzw. aus diesem herausfahrbar angeordnet
sein kann, (nur) in solchen Situationen einzusetzen, in welchen
das gewünschte polarisierte Beleuchtungssetting nicht vollständig
mit dem polarisationsbeeinflussenden Element erzeugbar (bzw. mit
diesem „verträglich") ist.
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Zugleich
wird mit der erfindungsgemäßen Kombination aus
dem die zumindest näherungsweise tangentiale Polarisationsverteilung
einstellenden polarisationsbeeinflussenden Element einerseits und dem
polarisierenden DOE andererseits – und den hiermit ermöglichten
festen Einbau des besagten polarisationsbeeinflussenden Elementes – dem
Umstand Rechnung getragen, dass in der Praxis in der weitaus überwiegenden
Mehrheit der Fälle das gewünschte polarisierte
Beleuchtungssetting mit dem besagten polarisationsbeeinflussenden
Element einstellbar bzw. mit diesem verträglich ist. Im
Ergebnis wird dabei durch das polarisierende DOE mit geringem Aufwand
je nach gewünschtem Beleuchtungssetting eine flexible Anpassung
der Polarisationsverteilung ermöglicht.
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Im
Sinne der vorliegenden Anmeldung ist unter dem Begriff „zumindest
näherungsweise tangentiale Polarisationsverteilung" jede
Polarisationsverteilung zu verstehen, bei der die Polarisationsvorzugsrichtung
der einzelnen Lichtstrahlen entweder exakt oder näherungsweise
senkrecht zum auf die optische Achse gerichteten Radius orientiert
ist. Insbesondere wird unter einer „zumindest näherungsweise
tangentialen Polarisationsverteilung" auch eine Polarisationsverteilung
verstanden, bei welcher innerhalb einzelner Quadranten bzw. Beleuchtungspole
des Beleuchtungssettings (z. B. innerhalb zweier einander gegenüberliegender
Quadranten oder Beleuchtungspole in einem Quadrupol-Beleuchtungssetting)
eine Polarisationsverteilung eingestellt wird, bei der die Polarisationsvorzugsrichtung
in jedem einzelnen der betreffenden Quadranten bzw. Beleuchtungspole konstant
ist, wobei sie insbesondere in der Mittenebene des jeweiligen Quadranten
exakt und an den übrigen Positionen näherungsweise
senkrecht zum auf die optische Achse OA gerichteten Radius orientiert
sein kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist das diffraktive optische
Element in den Strahlengang selektiv ein- und ausfahrbar. Auf diese
Weise kann es aus dem Strahlengang für den Fall entfernt werden,
dass sich durch die Wirkung des polarisationsbeeinflussenden Elementes
bereits die gewünschte Polarisationsverteilung in der Retikelebene ergibt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Umwandlung in die
zumindest näherungsweise tangentiale Polarisationsverteilung
durch das polarisationsbeeinflussende Element mit Ausnahme eines
Teilbereichs des Lichtbündelquerschnitts. In diesem Falle
ist die Bereitstellung des polarisierenden DOE's insofern besonders
vorteilhaft, als das polarisierende DOE dann z. B. zur Einstellung
eines einheitlich polarisierten Beleuchtungssettings auch in den
nicht von dem polarisationsbeeinflussenden Element erfassten Bereichen
des Lichtbündelquerschnitts verwendet werden kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist das polarisationsbeeinflussende
Element in einer Pupillenebene der Beleuch tungseinrichtung oder
in unmittelbarer Nähe dieser Pupillenebene, also an einer
Position mit vergleichsweise geringer Winkelbelastung, angeordnet.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform weist die Beleuchtungseinrichtung
ferner einen Depolarisator, insbesondere einen Hanle-Depolarisator auf,
um erforderlichenfalls ein unpolarisiertes Beleuchtungssetting einstellen
zu können. Dabei wird die depolarisierende Wirkung in bekannter
Weise durch Zusammenwirken des Depolarisators (auch „Pseudo-Depolarisator")
mit der Lichtmischeinrichtung der Beleuchtungseinrichtung erzielt,
wie z. B. in der
DE
198 29 612 A1 beschrieben ist. Als Lichtmischeinrichtung
kann insbesondere ein Stabintegrator eingesetzt werden.
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Durch
die Kombination des Depolarisators mit einem polarisationsbeeinflussenden
Element gemäß der Erfindung wird außerdem
erreicht, dass ein vorhandener Restpolarisationsgrad, welcher z.
B. durch polarisationsabhängige Transmissionseigenschaften
von AR- und/oder HR-Schichten verursacht wird, im nach dem polarisationsbeeinflussenden
Element befindlichen zweiten Abschnitt der Beleuchtungseinrichtung
infolge der durch dieses Element bereichsweise oder vollständig
bewirkten 90°-Drehung der Polarisationsvorzugsrichtung
teilweise oder vollständig kompensiert werden kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist der Hanle-Depolarisator
mit einer diffraktiven Struktur versehen. Auf diese Weise kann die
Wirkung eines DOE mit der Wirkung eines Depolarisators kombiniert
werden, wobei das so gebildete integrale Element wiederum vorzugsweise
selektiv in dem Strahlengang ein- und ausfahrbar ausgebildet sein kann.
Eine zu sätzliche Austauschvorrichtung („Exchanger")
für den Depolarisator kann so eingespart werden.
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Die
Erfindung betrifft auch eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage,
ein Verfahren zur mikrolithographischen Herstellung mikrostrukturierter
Bauelemente und ein mikrostrukturiertes Bauelement.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten
Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Beleuchtungseinrichtung gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung in schematischer Darstellung;
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2 eine
schematische Darstellung des in der Beleuchtungseinrichtung von 1 eingesetzten polarisationsbeeinflussenden
Elementes;
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3a–d unterschiedliche polarisierte
Beleuchtungssettings, welche mit dem polarisationsbeeinflussenden
Element aus 2 in der Beleuchtungseinrichtung
von 1 ohne Einschub des erfindungsgemäß bereitgestellten,
polarisationsbeeinflussenden DOE's einstellbar sind;
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4a–b zur Erläuterung
der Wirkung eines polarisierenden DOE's unterschiedliche in der
Beleuchtungsein richtung von 1 einstellbare
Polarisationsverteilungen;
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5a–b schematische Darstellungen
zur Erläuterung des Aufbaus unterschiedlicher Ausführungsformen
von DOE's ohne (5a) bzw. mit Polarisationsbeeinflussung
(5b);
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6 ein
weiteres polarisiertes Beleuchtungssetting, welches mit dem polarisationsbeeinflussenden
Element aus 2 in der Beleuchtungseinrichtung
von 1 einstellbar ist; und
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7–8 schematische
Darstellungen jeweils einer Beleuchtungseinrichtung gemäß weiterer
bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung.
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1 zeigt
in schematischer Darstellung eine Beleuchtungseinrichtung 10 einer
Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage. Die Beleuchtungseinrichtung 10 dient
zum Beleuchten einer in einer Retikelebene 19 angeordneten,
Struktur tragenden Maske, deren Struktur mit einem (in 1 nicht dargestellten)
Projektionsobjektiv auf ein lichtempfindliches Substrat abgebildet
wird.
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Von
einer Lichtquelleneinheit 10, die eine Lichtquelle (beispielsweise
einen ArF-Laser für eine Arbeitswellenlänge von
193 nm oder einen F2-Laser für
eine Arbeitswellenlänge von 157 nm) sowie eine Strahlformungsoptik,
welche ein paralleles Lichtbüschel erzeugt, wird ein paralleles
Lichtbündel erzeugt.
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Dieses
parallele Lichtbüschel trifft gemäß dem
Ausführungsbeispiel zunächst auf ein im Weiteren
noch näher erläutertes diffraktives optisches
Element (DOE) 12, welches in Verbindung mit einem nachfolgenden,
in bekannter Weise angeordneten Zoom-Axikon 13 in der nach
einem Umlenkspiegel 14 angeordneten Pupillenebene PP1 je
nach Zoom-Stellung und Position der Axikonelemente unterschiedliche
Beleuchtungskonfigurationen erzeugt. In Nähe der Pupillenebene
PP1 oder auch in der Pupillenebene PP1 selbst befindet sich ein
polarisationsbeeinflussendes Element 15, dessen Aufbau
und Wirkung im Weiteren unter Bezugnahme auf 2 und 3 ebenfalls
noch näher erläutert wird. Lediglich schematisch
dargestellt ist weiter ein Lichtmischsystem 16, welches
hier in für sich bekannter Weise eine zur Erzielung einer
Lichtmischung geeignete Anordnung aus mikrooptischen Elementen aufweist, alternativ
jedoch auch als Wabenkondensator oder als Stabintegrator aus für
Licht der Arbeitswellenlänge transparentem Material wie
z. B. Quarzglas oder auch kristallinem Kalzium-Fluorid ausgebildet
sein kann. Eine nach einer darauf folgenden Abbildungsoptik 17 angeordnete
Zwischenfeldebene wird in grundsätzlich bekannter Weise
durch ein (lediglich schematisch angedeutetes) REMA-Objektiv 18 auf die
sich in der Retikelebene 19 befindende, Struktur tragende
Maske (Retikel) abgebildet. Die Struktur tragende Maske wird mit
einem (in 1 nicht dargestellten) Projektionsobjektiv
auf ein lichtempfindliches Substrat abgebildet.
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Das
polarisationsbeeinflussende Element 15 umfasst gemäß 2 gemäß dem
Ausführungsbeispiel zwei Teilelemente 15a und 15b,
welche die Polarisationsvorzugsrichtung des hindurchtretenden, linear
polarisierten Lichtes effektiv um 90° drehen. Die Teilelemente 15a und 15b können
beispielsweise als Planplatten aus optisch aktivem Quarz hergestellt sein,
bei denen die optische Kristallachse parallel zur optischen Achse
OA der Beleuchtungseinrichtung orientiert ist (sog. optischer Rotator)
und deren Dicke so gewählt ist, dass die Polarisationsvorzugsrichtung von
hindurchtretendem, linear polarisiertem Licht durch den Effekt der
zirkularen Doppelbrechung um 90° (oder allgemeiner 90° +
N·180°) gedreht wird. Bei Verwendung von synthetischem,
optisch aktivem kristallinem Quarz mit dem spezifische Drehvermögen α von
etwa 323.1°/mm bei einer Wellenlänge von 193 nm
und einer Temperatur von 21.6°C entspricht diese Bedingung
einer Dicke der Planplatte von etwa d ≈ (278.5 + N·557) μm.
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Gemäß einer
weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform kann das
polarisationsbeeinflussende Element
15 auch über
seinen Querschnitt eine zumindest bereichsweise kontinuierliche
Dickenänderung derart aufweisen, dass auftreffendes linear polarisiertes
Licht von konstanter linearer Polarisationsverteilung in eine tangentiale
Polarisationsverteilung umgewandelt wird. Entsprechende Ausführungsformen
solcher „Spiralrotator"-Elemente sind in
WO 2005/069081 A2 beschrieben.
In diesem Falle sind vorzugsweise auch die in
2 frei
gelassenen Bereiche mit entsprechenden „Spiralrotator"-Segmenten
aufgefüllt.
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Die
von dem polarisationsbeeinflussenden Element 15 erzeugte
Polarisationsverteilung ist, für den Fall einer bei Eintritt
in das Element 15 linearen Polarisation mit konstanter
Polarisationsvorzugsrichtung in y-Richtung, eine „quasi-tangentiale"
Polarisationsverteilung in einem Beleuchtungssetting 330 wie in 3c dargestellt, wobei die Polarisationsvorzugsrichtung,
welche in jedem einzelnen der vier eingezeichneten Quadranten konstant
ist, in der Mittenebene des jeweiligen Quadranten exakt und an den übrigen
Positionen nä herungsweise senkrecht zum auf die optische
Achse OA (welche in z-Richtung im eingezeichneten Koordinatensystem
verläuft) gerichteten Radius orientiert ist.
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Infolge
der durch das polarisationsbeeinflussende Element 15 bereichsweise
bewirkten Drehung der Polarisationsvorzugsrichtung um 90° ergibt
sich in der Retikelebene 19 ohne Berücksichtigung
einer polarisierenden Wirkung des DOE's 12, d. h. bei Verwendung
eines herkömmlichen DOES, welches ohne Beeinflussung des
Polarisationszustandes das hindurchtretende Licht in unterschiedliche
Richtungen ablenkt, die „quasi-tangentiale" Polarisationsverteilung
von 3c, falls durch das DOE eine entsprechende
Strahlablenkung zur Erzeugung des dargestellten, sogenannten C-Quad-Beleuchtungssettings,
eingestellt wird.
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Entsprechend
lassen sich mittels des polarisationsbeeinflussenden Elementes 15 von 2 auch
die übrigen, in 2a, 2b und 2d dargestellten Beleuchtungssettings
in Verbindung mit einem geeigneten herkömmlichen, nicht
polarisierenden DOE einstellen. Im Einzelnen wird dabei das Beleuchtungssetting 310 von 2a auch als „Dipol-Y"-Setting,
das Beleuchtungssetting 320 von 2b auch als „Dipol-X"-Setting
und das Beleuchtungssetting 340 von 2d auch
als „Low-Sigma"-Setting (d. h. ein Beleuchtungssetting
mit „kleinem Sigma", in dem der ausgeleuchtete Bereich
klein gegen den Pupillendurchmesser ist), bezeichnet. Des Weiteren
lässt sich auch ein „Low-Sigma"-Setting mit um
90° gedrehter (d. h. in x-Richtung orientierter) Polarisationsvorzugsrichtung
einstellen, indem z. B. ein 90°-Rotatorelement vorzugsweise
in unmittelbarer Nähe des DOE's in den Strahlengang eingeführt
wird oder indem das DOE selbst durch ein polarisierendes, die Polarisationsvorzugsrichtung
des hindurchtretenden Lichtes um 90° drehen des DOE ersetzt
wird. Des Weiteren ist das polarisationsbeeinflussende Element 15 von 2 auch
in Verbindung mit einem in 6 dargestellten
Beleuchtungssetting 600 geeignet, in welchem die Beleuchtungspole 601–604 nur teilweise
durch die Teilelemente 15a und 15b abgedeckt werden.
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Gemäß der
Erfindung wird nun als DOE 12 ein selektiv in den Strahlengang
ein- bzw. aus diesem herausfahrbares polarisierendes DOE eingesetzt. Zur
Erläuterung von dessen Aufbau und Wirkung wird im Weiteren
beispielhaft davon ausgegangen, dass die sich vor dem polarisierenden
DOE 12 ergebende Polarisationsverteilung eine lineare Polarisationsverteilung
mit konstanter Polarisationsvorzugsrichtung in y-Richtung bezogen
auf das z. B. in 2 und 3 eingezeichnete
Koordinatensystem ist.
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Das
polarisierende DOE
12 weist eine Rasterstruktur mit Bereichen
12a und
12b auf,
welche eine unterschiedliche Wirkung auf die Polarisation des hindurchtretenden
Lichtes haben. Derartige polarisierende DOE's sind grundsätzlich
sich aus der
EP 1 367
446 A1 bekannt. Genauer drehen die Bereiche
12a die
Polarisationsvorzugsrichtung des hindurchtretenden Lichtes um 90°,
wohingegen die Bereiche
12b die Polarisationsvorzugsrichtung
des hindurchtretenden Lichtes nicht verändern. Außerdem weisen
die Bereiche
12a und
12b eine unterschiedliche
strahlablenkende Wirkung auf, wie im Weiteren unter Bezugnahme auf
4 noch
näher erläutert wird.
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Wie
aus
EP 1 367 446 A1 grundsätzlich
bekannt ist, können solche polarisierenden DOE's beispielsweise
als matrix- bzw. rasterförmige Anordnung einer Vielzahl
von beispielsweise jeweils rechteckige Geometrie aufweisenden, die
Strahlablenkung bewirkenden diffraktiven Einzelelementen zusammengesetzt sein,
wobei die Einzelelemente z. B. typische Abmessungen von 2 mm·3
mm aufweisen und zu einem rechteckförmigen Raster z. B.
mit den Abmessungen 24 mm·24 mm zusammengesetzt sein können.
Die gewünschte polarisierende Wirkung kann durch zusätzliche
Bereitstellung polarisierender Einzelelemente erzielt werden, welche
beispielsweise unmittelbar auf den besagten diffraktiven Einzelelementen
angeordnet und z. B. als in unterschiedlichen Richtungen orientierte
Lambda/2-Platten ausgebildet sein können, um die strahlablenkende
Wirkung mit der polarisierenden Wirkung zu kombinieren.
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Im
Weiteren wird nun davon ausgegangen, dass in der Beleuchtungseinrichtung 10 von 1 ein
Beleuchtungssetting gewünscht wird, welches ausgeleuchtete
Bereiche auch außerhalb der Teilelemente 15a, 15b des
polarisationsbeeinflussenden Elementes 15 von 2 aufweist.
Ein Beispiel hierfür ist in 4 gezeigt,
wobei die Positionen der Teilelemente 15 wiederum mit 15a, 15b bezeichnet
sind, und wobei die gepunkteten Bereiche die in dem gewünschten
Beleuchtungssetting auszuleuchtenden Bereiche darstellen. 4a zeigt die Situation im Falle der Verwendung
eines herkömmlichen, nicht polarisierenden DOE's (in 5a mit 510 bezeichnet). Unter
der Annahme, dass in den auszuleuchtenden Bereichen eine einheitliche
Polarisationsverteilung (mit Polarisationsvorzugsrichtung in x-Richtung, also „quasi-tangentiale"
Polarisation) gewünscht ist, wird in den Teilelementen 15a und 15b die
Polarisationsvorzugsrichtung von „y" nach „x"
gedreht und weist im Falle von 4a in
den auszuleuchtenden Bereichen außerhalb der Teilelemente 15a, 15b die Polarisationsvorzugsrichtung
in y-Richtung, so dass in den auszuleuchtenden Bereichen außerhalb
der Teilelemente 15a, 15b die „falsche"
Polarisationsverteilung erhalten wird.
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4b zeigt die Situation im Falle der Verwendung
eines polarisierenden DOE's (in 5b mit 520 bezeichnet).
Dabei sind nur zwei Bereiche 521, 522 der Rasterstruktur
des DOE's 520 dargestellt, wobei die Bereiche 522 des
DOE's 520 die Polarisationsvorzugsrichtung des hindurchtretenden
Lichtes um 90° drehen und das Licht auf die in 4b mit 421 bezeichneten (jeweils
von einem der Teilelemente 15a, 15b überdeckten)
Bereiche lenken, wohingegen die Bereiche 521 des DOE's 520 die
Polarisationsvorzugsrichtung des hindurchtretenden Lichtes nicht
verändern und das Licht auf die in 4b mit 422 bezeichneten
(von keinem der Teilelemente 15a, 15b überdeckten)
Bereiche lenken. Im Ergebnis wird über den gesamten Querschnitt
eine einheitliche Polarisationsverteilung mit quasi-tangentialer
Polarisation erhalten.
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Hierbei
wird der Vorteil erzielt, dass das polarisationsbeeinflussende Element 15 dauerhaft
im Strahlengang verbleiben kann, so dass aufwändige Maßnahmen
wie die Verwendung einer Austauschvorrichtung („Exchanger")
für das polarisationsbeeinflussende Element oder die Bereitstellung
einer Vielzahl alternativer DOE's entbehrlich wird.
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7 zeigt
in schematischer Darstellung eine Beleuchtungseinrichtung 70 gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei zur Ausführungsform
von 1 im Wesentlichen funktionsgleiche Elemente mit
um 60 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind.
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Gemäß 7 ist
anstelle des diffraktiven optischen Elementes 12 von 1 ein
Hanle-Depolarisator 72a vorgesehen, welcher in für
sich bekannter Weise aus zwei doppelbrechenden Keilplatten zusammengesetzt
ist. Auf der Lichtaustrittsfläche des Hanle-Depolarisators 72a (d.
h. der zur optischen Achse OA senkrechten Planfläche der
zweiten Keilplatte des Hanle-Depolarisators 72a) ist eine DOE-Struktur 72b aufgebracht,
so dass das optische Element 72 insgesamt eine Kombination
aus Hanle-Depolarisator und DOE darstellt. Die DOE-Struktur 72b kann
selbstverständlich alternativ auch auf einer anderen planen
Oberfläche von einer der Keilplatten des Hanle-Depolarisators 72a vorgesehen
sein.
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In
der Pupillenebene PP1 befindet sich gemäß 7 wiederum
ein polarisationsbeeinflussendes Element 75, welches insbesondere
den in 2 gezeigten Aufbau haben kann, d. h. aus wenigstens zwei
Teilelementen zusammengesetzt ist, welche jeweils für sich
ein 90°-Rotatorelement bilden. Alternativ können
diese 90°-Rotatorelemente jedoch auch einen größeren
Bereich der Pupillenebene PP1 ausfüllen. Insbesondere kann
das polarisationsbeeinflussende Element 75 auch ein 90°-Rotatorelement sein,
welches sich über den gesamten Lichtbündelquerschnitt
erstreckt, also den ausgeleuchteten Bereich der Pupillenebene vollständig
abdeckt.
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Die
Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung 70 von 7 ist
für den Fall geeignet und vorteilhaft, dass eine unpolarisierte
Beleuchtung der in der Retikelebene 79 angeordneten Maske
gewünscht ist. Unpolarisiertes Licht wird dabei in bekannter
Weise durch Zusammenwirken des Hanle-Depolarisators 72a mit
dem Lichtmischsystem 76 erzeugt. Durch die Kombination
des Hanle-Depolarisators 72a mit dem polarisationsbeeinflussenden Element 75 gemäß 7 wird
nun erreicht, dass ein vorhandener Restpolarisationsgrad, welcher
im vor dem polarisationsbeeinflussenden Element 75 befindlichen
ersten Abschnitt der Beleuchtungseinrichtung z. B. aufgrund von
polarisationsabhängigen Transmissionseigenschaften von
AR- und/oder HR-Schichten verursacht wird, im nach dem polarisationsbeein flussenden
Element 75 befindlichen zweiten Abschnitt der Beleuchtungseinrichtung
infolge der durch das Element 75 bereichsweise oder vollständig
bewirkten 90°-Drehung der Polarisationsvorzugsrichtung
teilweise oder vollständig kompensiert wird.
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Die „integrale"
Ausgestaltung von DOE 72b und Hanle-Depolarisator 72a gemäß 7 hat
den Vorteil, dass eine zusätzliche Austauschvorrichtung („Exchanger")
für den Depolarisator nicht benötigt wird und
daher eingespart werden kann. Die Erfindung ist jedoch nicht auf
diese integrale Ausführung beschränkt, so dass
in einer weiteren (ansonsten zu 7 analogen)
Ausführungsform gemäß 8,
in welcher wiederum zur Ausführungsform von 1 im
Wesentlichen funktionsgleiche Elemente mit um 70 erhöhten
Bezugsziffern bezeichnet sind, das DOE 82b und der Hanle-Depolarisator 82a auch
als separate Bauteile vorgesehen sein können.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2005/069081
A2 [0004, 0035]
- - WO 2005/116772 A1 [0005]
- - WO 2006/040184 A2 [0006]
- - US 2003/0086156 A1 [0007]
- - EP 1367446 A1 [0008, 0040, 0041]
- - DE 19829612 A1 [0018]