Die
Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung
eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer derartigen Beleuchtungsoptik
sowie ein Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Bauelements
mit einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage.The
The invention relates to an illumination optics for a projection exposure apparatus
according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates
a projection exposure system with such illumination optics
and a method of manufacturing a microstructured device
with such a projection exposure system.
Eine
Beleuchtungsoptik der eingangs genannten Art ist bekannt aus der DE 195 20 563 A1 . Es
besteht im Zusammenhang mit der Herstellung mikro- bzw. nanostrukturierter
Bauelemente der Bedarf nach einer möglichst flexiblen Einstellung
einer Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung, mit der das zu projizierende
Objekt ausgeleuchtet wird.An illumination optics of the type mentioned is known from the DE 195 20 563 A1 , In connection with the production of microstructured or nanostructured components, there is a need for the most flexible possible setting of an illumination light beam angle distribution with which the object to be projected is illuminated.
Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsoptik
der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass Parameter, die
eine Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung über ein
durch die Projektionsbelichtungsanlage nutzbares Objektfeld charakterisieren,
einerseits flexibel und andererseits präzise vorgegeben
werden können.It
is therefore an object of the present invention, an illumination optics
of the type mentioned in such a way that parameters, the
an illumination light beam angle distribution over
characterize the object field usable by the projection exposure apparatus,
Flexible and precise
can be.
Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch
eine Beleuchtungsoptik mit einem manipulierbaren optischen Element
nach dem Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1.These
The object is achieved by
an illumination optics with a manipulatable optical element
according to the characterizing part of claim 1.
Erfindungsgemäß wurde
erkannt, dass eine Verlagerung eines optischen Elements, welches
beispielsweise in einer linearverlagerbaren oder einer verkippbaren
Halterung gehalten ist, zur Möglichkeit führt,
insbesondere die NA (numerische Apertur) eines Beleuchtungslicht-Strahlbündels
am Ort des zu projizierenden Objekts in zwei aufeinander senkrecht stehenden Ebenen
unterschiedlich zu beeinflussen. Anders ausgedrückt führt
die Verlagerung des optischen Elements, bei dem es sich um ein zusätzliches optisches
Element handeln kann, zu einer in zwei aufeinander senkrecht stehenden
Ebenen unterschiedlichen Beeinflussung einer Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung
am Ort des zu projizierenden Objekts. Dabei kann entweder ein die
Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung vorgebendes optisches Element
selbst oder ein zusätzliches optisches Element verlagert,
also linear verlagert oder verkippt werden. Wenn das die Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung
selbst vorgebende optische Element manipuliert wird, muss keine
zusätzliche Komponente in den Strahlengang des Beleuchtungslicht-Strahlungsbündels,
das mit der Beleuchtungsoptik geführt werden soll, eingeführt
werden, was die möglichen Lichtverluste beim Durchgang
des Beleuchtungslicht-Strahlungsbündels durch die Beleuchtungsoptik
minimiert. Alternativ ermöglicht die Zuweisung der unterschiedlichen
Beeinflussung der Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung in zwei
aufeinander senkrecht stehenden Ebenen durch ein zusätzliches
optisches Element einen weiteren Freiheitsgrad, was die Flexibilität
des Designs der Beleuchtungsoptik erhöht.According to the invention was
realized that a displacement of an optical element, which
for example, in a linearly displaceable or tiltable
Holder is held, leads to the possibility
in particular the NA (numerical aperture) of an illumination light beam
at the location of the object to be projected in two mutually perpendicular planes
to influence differently. In other words, leads
the displacement of the optical element, which is an additional optical
Element can act to one in two mutually perpendicular
Levels different influencing an illumination light beam angle distribution
at the location of the object to be projected. It can either be a the
Illumination light beam angle distribution predetermining optical element
shifting itself or an additional optical element,
that is, linear shift or tilt. If that is the illumination light beam angle distribution
self-predetermining optical element is manipulated, no need
additional component in the beam path of the illumination light radiation beam,
which is to be guided with the illumination optics introduced
what are the possible light losses during the passage
of the illumination light radiation beam through the illumination optics
minimized. Alternatively, the assignment allows the different
Influencing the illumination light beam angle distribution in two
mutually perpendicular planes by an additional
optical element another degree of freedom, giving the flexibility
of the design of the illumination optics increased.
Überraschend
hat sich herausgestellt, dass ein diffraktives optisches Element
nach Anspruch 2 als zur erfindungsgemäßen Manipulation
der Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung nutzbares Element herangezogen
werden kann. Die Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung wird in
diesem Fall mit genau dem Element in aufeinander senkrecht stehenden
Ebenen unterschiedlich beeinflusst, mit dem die Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung
alleine oder im Zusammenspiel mit anderen optischen Elementen vorgegeben
wird. Bei den die Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung zusätzlich
vorgebenden Elementen kann es sich beispielsweise um ein Axikon
und/oder um ein Zoom-Objektiv handeln.Surprised
has been found to be a diffractive optical element
according to claim 2 as for the manipulation according to the invention
the illumination light beam angle distribution useful element used
can be. The illumination light beam angle distribution is in
In this case with exactly the element in mutually perpendicular
Levels influenced differently, with which the illumination light beam angle distribution
alone or in combination with other optical elements
becomes. In addition, the illumination light beam angle distribution
predetermining elements may, for example, be an axicon
and / or act around a zoom lens.
Die
Nutzung des diffraktiven optischen Elements einerseits zur Erzeugung
und andererseits zur erfindungsgemäßen Manipulation
der Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung ermöglicht
eine kompakte Ausgestaltung einer dennoch flexibel beeinflussbaren
Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilungs-Erzeugung.The
Use of the diffractive optical element on the one hand for generating
and on the other hand for manipulation according to the invention
the illumination light beam angle distribution allows
a compact design of a still flexibly influenced
Illuminating light beam angle distribution generation.
Eine
Kipp-Manipulation nach Anspruch 3 lässt sich mechanisch
präzise und kompakt ausführen.A
Tilting manipulation according to claim 3 can be mechanical
precise and compact.
Eine
Kipp-Manipulation nach Anspruch 4 ermöglicht eine unabhängige
Beeinflussung der Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung in den
beiden aufeinander senkrecht stehenden Ebenen.A
Tilting manipulation according to claim 4 allows an independent
Influencing the illumination light beam angle distribution in the
two mutually perpendicular planes.
Ein
Kippwinkelbereich nach Anspruch 5 hat sich zur Herbeiführung
einer für die Praxis ausreichenden Beeinflussung der Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung
als genügend herausgestellt.One
Tilt angle range according to claim 5 has been found to cause
a sufficient influence for practice on the illumination light beam angle distribution
as enough turned out.
Ein
optisches Element nach Anspruch 6 ermöglicht, soweit dieses
optische Element manipulierbar ausgeführt wird, eine signifikante
Beeinflussung der Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung in zwei aufeinander
senkrecht stehenden Ebenen. Bevorzugt ist, wenn das optische Element
zumindest in einem Bündelanteil einen ausfallenden Strahl-Divergenzwinkel
hat, der größer ist als 15 mrad und noch mehr
bevorzugt größer ist als 20 mrad.One
optical element according to claim 6 allows, as far as this
optical element is carried out manipulatable, a significant
Influencing the illumination light beam angle distribution in two successive
vertical planes. It is preferred if the optical element
at least in a bundle fraction, an emergent beam divergence angle
has, which is larger than 15 mrad and more
preferably greater than 20 mrad.
Bei
einem optischen Element nach Anspruch 7 lässt sich insbesondere
der ringförmige Bündelanteil in seiner Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung
in zwei aufeinander senkrecht stehenden Ebenen unterschiedlich beeinflussen.
Dies kann für bestimmte Projektionsbelichtungsanwendungen
genutzt werden. Das erfindungsgemäße optische
Element kann alterna tiv auch so ausgebildet sein, dass es aus einem
einfallenden Nutz-Strahlungsbündel mit zusammenhängendem
Bündelquerschnitt ein ausfallendes Nutz-Strahlungsbündel
mit einer Quadrupol-Beleuchtungswinkelverteilung erzeugt. Auch die
Erzeugung einer Dipol- oder anderweitigen Multipol-Beleuchtungswinkelverteilung
ist durch weitere Varianten des erfindungsgemäßen
optischen Elements möglich.In an optical element according to claim 7, in particular the annular bundle component can be differently influenced in its illumination light beam angle distribution in two mutually perpendicular planes. This can be for be voted projection exposure applications. The optical element according to the invention can also alternately be designed such that it generates an outgoing useful radiation bundle with a quadrupole illumination angle distribution from an incident useful radiation bundle with a coherent bundle cross section. The generation of a dipole or other multipole illumination angle distribution is possible by further variants of the optical element according to the invention.
Ein
diffraktives optisches Element nach Anspruch 8 ermöglicht
eine präzise Vorgabe einer Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung.One
diffractive optical element according to claim 8 allows
a precise specification of an illumination light beam angle distribution.
Prismenpaare
nach Anspruch 9 stellen eine Realisierung eines zusätzlichen
optischen Elements zur in zwei aufeinander senkrecht stehenden Ebenen unterschiedlichen
Beeinflussung der Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung dar,
mit dem eine feine derartige Beeinflussung möglich ist.prism pairs
according to claim 9 represent an implementation of an additional
optical element for in two mutually perpendicular planes different
Influencing the illumination light beam angle distribution,
with a fine such influence is possible.
Ein
Axikon nach Anspruch 10 ermöglicht eine rotationssymmetrische
Beeinflussung der Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung. Insbesondere kann
ein Zoom-Axikon zur stufenlosen rotationssymmetrischen Vorgabe eines
Beleuchtungslicht-Strahlwinkels einer ringförmigen Beleuchtung
genutzt werden.One
Axicon according to claim 10 allows a rotationally symmetrical
Influencing the illumination light beam angle distribution. In particular, can
a zoom axicon for stepless rotationally symmetrical specification of a
Illumination light beam angle of an annular illumination
be used.
Die
Vorteile einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 11 sowie
eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 12 entsprechen denen,
die vorstehend im Zusammenhang mit der Beleuchtungsoptik bereits
erläutert wurden. Als Lichtquelle kann insbesondere eine
DUV-Lichtquelle, beispielsweise mit einer Wellenlänge von
193 nm, zum Einsatz kommen. Prinzipiell kann die erfindungsgemäße Manipulation
der Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung in zwei aufeinander
senkrecht stehenden Ebenen in unterschiedlichem Maße auch
im Zusammenspiel mit einer EUV- Lichtquelle zum Einsatz kommen. In
diesem Fall werden in der Regel keine transmissiven, sondern reflektive
optische Komponenten zur Führung, also zur Umlenkung und/oder zur
Bündelformung, des EUV-Lichts eingesetzt.The
Advantages of a projection exposure apparatus according to claim 11 and
a manufacturing method according to claim 12 correspond to those
the above in connection with the illumination optics already
were explained. As a light source, in particular a
DUV light source, for example with a wavelength of
193 nm, are used. In principle, the manipulation according to the invention
the illumination light beam angle distribution in two successive
vertical planes to varying degrees too
used in conjunction with an EUV light source. In
In this case, as a rule, they are not transmissive but reflective
optical components for guidance, ie for deflection and / or for
Bundle forming, the EUV light used.
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher
erläutert. In dieser zeigen:embodiments
The invention will be described below with reference to the drawing
explained. In this show:
1 eine
schematische Übersicht einer Mikrolithografie-Projektionsbelichtungsanlage
mit einem zur unterschiedlichen Beeinflussung einer Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung
in zwei aufeinander senkrecht stehenden Ebenen verlagerbaren optischen
Element; 1 a schematic overview of a microlithography projection exposure system with a different influence on an illumination light beam angle distribution in two mutually perpendicular planes displaceable optical element;
2 und 3 Ausführungsbeispiele
von Rasterelementen des diffraktiv ausgeführten optischen
Elements zur Erzeugung der Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung; 2 and 3 Embodiments of raster elements of the diffractive optical element for generating the illumination light beam angle distribution;
4 eine
Ausschnittsvergrößerung aus 1 zur
Erläuterung der Funktion des diffraktiv ausgeführten
optischen Elements zur Erzeugung der vorgegebenen Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung; 4 an excerpt from 1 to explain the function of the diffractive optical element for generating the predetermined illumination light beam angle distribution;
5 einen
Schnitt durch ein Beleuchtungslicht-Strahlbündel in einer
Pupillenebene einer Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage, die
hinter dem optischen Element nach 4 zur Erzeugung
der vorgegebenen Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung angeordnet
ist; 5 a section through an illumination light beam in a pupil plane of an illumination optical system of the projection exposure system, behind the optical element according to 4 arranged to generate the predetermined illumination light beam angle distribution;
6 in
einer zu 5 ähnlichen Darstellung
die Auswirkungen einer Verkippung des optischen Elementes zur Erzeugung
der vorgegebenen Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung auf die
Intensitätsverteilung des Beleuchtungslicht-Strahlungsbündels
in der Pupillenebene; 6 in one too 5 similar representation of the effects of tilting of the optical element for generating the predetermined illumination light beam angle distribution on the intensity distribution of the illumination light radiation beam in the pupil plane;
7 einen
Schnitt durch die Intensitätsverteilung des Beleuchtungslicht-Strahlungsbündels längs
einer der Linie VII-VII in 6 entsprechenden Ebene; 7 a section through the intensity distribution of the illumination light radiation beam along one of the line VII-VII in 6 appropriate level;
8 einen
Schnitt durch die Intensitätsverteilung des Beleuchtungslicht-Strahlungsbündels längs
einer der Linie VIII-VIII in 6 entsprechenden
Ebene; 8th a section through the intensity distribution of the illumination light radiation beam along one of the line VIII-VIII in 6 appropriate level;
9 in
einer zu 1 ähnlichen Übersicht eine
Mikrolithografie-Projektionsbelichtungsanlage mit einer Variante
einer Beleuchtungsoptik; 9 in one too 1 similar overview of a microlithography projection exposure system with a variant of a lighting optical system;
10 eine
weitere Ausführung eines zur unterschiedlichen Manipulation
der Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung in zwei aufeinander
senkrecht stehenden Ebenen manipulierbaren optischen Elements; 10 a further embodiment of an optical element manipulable for different manipulation of the illumination light beam angle distribution in two mutually perpendicular planes;
11 eine
zu 4 ähnliche Darstellung zur Erläuterung
der Funktion einer weiteren Ausführung eines diffraktiv
ausgeführten optischen Elements zur Erzeugung einer vorgegebenen
Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung in Form eines Quadrupols; 11 one too 4 similar illustration for explaining the function of a further embodiment of a diffractive optical element for generating a predetermined illumination light beam angle distribution in the form of a quadrupole;
12 in
einer zu 5 ähnlichen Darstellung
einen Schnitt durch ein Beleuchtungs-Strahlungsbündel in
einer Pupillenebene einer Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage
hinter dem optischen Element nach 11; 12 in one too 5 similar representation of a section through an illumination radiation beam in a pupil plane of an illumination optical system of the projection exposure system behind the optical element according to 11 ;
13 in
einer zu 12 ähnlichen Darstellung
einen Schnitt durch das Beleuchtungslicht-Strahlungsbündel
in der Pupillenebene der Beleuchtungsoptik hinter dem gegenüber
der Orientierung nach 12 um 20° um eine x-Achse
verkippten optischen Element nach 11; 13 in one too 12 Similarly, a section through the illuminating light radiation beam in the pupil plane of Be illumination optics behind the opposite orientation 12 after 20 ° tilted about an x-axis optical element after 11 ;
14 einen
Schnitt durch die Intensitätsverteilung des Beleuchtungslicht-Strahlungsbündels längs
einer den Linien XIV-XIV (durchgezogen) und XIV-XIV (gestrichelt)
in den 12 und 13 entsprechenden
Ebene; und 14 a section through the intensity distribution of the illuminating light beam along one of the lines XIV-XIV (solid) and XIV-XIV (dashed) in the 12 and 13 appropriate level; and
15 einen
Schnitt durch die Intensitätsverteilung des Beleuchtungslicht-Strahlbündels
längs einer den Linien XV-XV in den 12 und 13 entsprechenden
Ebene. 15 a section through the intensity distribution of the illumination light beam along one of the lines XV-XV in the 12 and 13 appropriate level.
Eine
Mikrolithografie-Projektionsbelichtungsanlage 1 hat ein
Beleuchtungssystem mit einer Beleuchtungsoptik 2 zur Ausleuchtung
eines definierten Beleuchtungs- oder Objektfeldes 3 am
Ort eines Retikels 4, welches für die Produktion
mikrostrukturierter bzw. mikroelektronischer Bauelemente eine zu projizierende
Vorlage darstellt.A microlithography projection exposure machine 1 has a lighting system with a lighting optics 2 for illuminating a defined illumination or object field 3 at the place of a reticle 4 , which represents a template to be projected for the production of microstructured or microelectronic components.
Als
Lichtquelle 5 für das Beleuchtungssystem dient
ein Laser im tiefen Ultraviolett (DUV). Hierbei kann es sich um
einen ArF-Excimer-Laser mit einer Wellenlänge von 193 nm
handeln. Auch andere DUV-Lichtquellen sind möglich.As a light source 5 The illumination system uses a deep ultraviolet (DUV) laser. This can be an ArF excimer laser with a wavelength of 193 nm. Other DUV light sources are possible.
Ein
Strahlaufweiter 6, z. B. eine aus der DE-A 41 24 311 bekannte Spiegelanordnung,
dient zur Kohärenzreduktion und zur Erzeugung eines aufgeweiteten,
kollimierten, rechteckigen Querschnitts eines Beleuchtungslicht-Strahlungsbündels 7.A beam expander 6 , z. B. one from the DE-A 41 24 311 known mirror arrangement, serves to reduce the coherence and to produce an expanded, collimated, rectangular cross-section of an illumination light radiation beam 7 ,
Zur
Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen innerhalb der
Projektionsbelichtungsanlage 1 werden nachfolgend zwei
Koordinatensysteme verwendet. Ein erstes xyz-Koordinatensystem dient
zur Beschreibung von Lagebeziehungen ab der Lichtquelle 5 und
bis zu einer 90°-Umlenkung des Beleuchtungslicht-Strahlungsbündels 7. Die
x-Achse steht senkrecht auf der Zeichenebene der 1 und
läuft in diese hinein. Die y-Achse verläuft in
der 1 nach oben und die z-Achse verläuft in
der 1 nach rechts. Ab der 90°-Umlenkung des Beleuchtungslicht-Strahlungsbündels 7 wird
ein x', y', z'-Koordinatensystem zur Beschreibung von Lagebeziehungen
verwendet. Die x'-Achse steht senkrecht auf der Zeichenebene und
läuft in diese hinein. Die y-Achse verläuft nach
rechts und die z-Achse verläuft in der 1 nach
unten. Die Strahlrichtung des Beleuchtungslicht-Strahlungsbündels 7 verläuft
bis zur 90°-Umlenkung in z-Richtung und nach der 90°-Umlenkung
in z'-Richtung.To facilitate the description of positional relationships within the projection exposure apparatus 1 Below two coordinate systems are used. A first xyz coordinate system is used to describe positional relationships from the light source 5 and up to a 90 ° deflection of the illumination light beam 7 , The x-axis is perpendicular to the plane of the 1 and runs into it. The y-axis runs in the 1 upwards and the z-axis runs in the 1 to the right. From the 90 ° deflection of the illumination light radiation beam 7 an x ', y', z 'coordinate system is used to describe positional relationships. The x'-axis is perpendicular to the drawing plane and runs into it. The y-axis runs to the right and the z-axis runs in the 1 downward. The beam direction of the illumination light radiation beam 7 runs up to the 90 ° deflection in the z direction and after the 90 ° deflection in the z 'direction.
Ein
erstes diffraktives optisches Rasterelement (DOE) 8 ist
in einer Objektebene eines nachgelagerten Kondensors 9 angeordnet.
Das DOE 8 dient zur Erzeugung einer vorgegebenen Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung
des Beleuchtungslicht-Strahlungsbündels 7 über
das Objektfeld 3. Das DOE 8 ist mit einem Zweiachs-Kipp-Aktuator 10 mechanisch
verbunden, wie in der 1 angedeutet.A first diffractive optical grating element (DOE) 8th is in an object plane of a downstream condenser 9 arranged. The DOE 8th serves to generate a predetermined illumination light beam angle distribution of the illumination light radiation beam 7 over the object field 3 , The DOE 8th is with a two-axis tilt actuator 10 mechanically connected, as in the 1 indicated.
Mit
Hilfe des Zweiachs-Kipp-Aktuators 10 kann das erste DOE 8 um
zwei Achsen, nämlich einerseits um eine zur x-Achse parallele
Achse 10a und andererseits um eine zur y-Achse parallele
Achse 10b unabhängig verkippt werden. Die x-Verkippung
ist durch einen Richtungs-Doppelpfeil 11 und die y-Verkippung
durch einen Richtungspfeil 12 angedeutet. Mit dem Zweiachs-Kipp-Aktuator 10 kann um
beide Achsen 10a, 10b ein Kipp-Winkelbereich von
20° mit einer Kipp-Positioniergenauigkeit von 0,2° abgedeckt
werden.Using the two-axis tilt actuator 10 can the first DOE 8th around two axes, namely on the one hand to an axis parallel to the x-axis 10a and on the other hand about an axis parallel to the y-axis 10b independently tilted. The x-tilt is by a direction double arrow 11 and the y-tilt by a directional arrow 12 indicated. With the two-axis tilt actuator 10 can be around both axes 10a . 10b a tilt angle range of 20 ° can be covered with a tilting accuracy of 0.2 °.
Das
erste DOE 8 kann als Computer-generiertes Hologramm (CGH)
ausgeführt sein. Entsprechende diffraktive optische Elemente
und die hierdurch erzeugten Lichtverteilungen sind beschrieben in Rian
Rubingh; Marco Moers; Manfred Suddendorf, Peter Vanoppen; Aernout
Kisteman, Michael Thier; Vladan Blahnik; Eckhard Piper, Proceedings
Vol. 5754, Optical Microlithography XVIII, Bruce W. Smith, Editors,
Seiten 681 bis 692, 12. Mai 2004 .The first DOE 8th can be implemented as a computer-generated hologram (CGH). Corresponding diffractive optical elements and the light distributions produced thereby are described in US Pat Rian Rubingh; Marco Moers; Manfred Suddendorf, Peter Vanoppen; Aernout Kisteman, Michael Thier; Vladan Blahnik; Eckhard Piper, Proceedings Vol. 5754, Optical Microlithography XVIII, Bruce W. Smith, Editors, pp. 681-692, May 12, 2004 ,
Der
Kondensor 9 umfasst ein Axikon-Paar 13 und eine
Linse 14 mit positiver Brennweite. Der Abstand der Axikon-Elemente
des Axikon-Paars 13 zueinander in z-Richtung sowie die
z-Position der Linse 14 sind längs einer optischen
Achse 15 der Beleuchtungsoptik 2 verstellbar,
wie in der 1 durch Doppelpfeile 16, 17 angedeutet.
Der Kondensor 9 hat daher eine Zoom-Funktion.The condenser 9 includes an axicon pair 13 and a lens 14 with positive focal length. The distance of the axicon elements of the axicon-pair 13 to each other in the z-direction and the z-position of the lens 14 are along an optical axis 15 the illumination optics 2 adjustable, as in the 1 by double arrows 16 . 17 indicated. The condenser 9 therefore has a zoom function.
In
einer Austritts-Pupillenebene 18 des Kondensors 9 ist
ein zweites optisches Rasterelement 19 angeordnet. Das
Rasterelement 19 kann als diffraktives oder refraktives
Linsenarray ausgeführt sein.In an exit pupil plane 18 of the condenser 9 is a second optical raster element 19 arranged. The grid element 19 can be designed as a diffractive or refractive lens array.
Eine
dem zweiten Rasterelement 19 nachgeordnete Einkoppeloptik 20 überträgt
das Beleuchtungslicht-Strahlungsbündel 7 auf eine
Eintrittsfläche 21 eines Glasstabs 22,
der durch mehrfache innere Reflexion das Beleuchtungslicht-Strahlungsbündel 7 mischt
und homogenisiert. Unmittelbar einer Austrittsfläche 23 des
Glasstabs 22 nachgeordnet liegt eine Zwischenfeldebene,
in der ein System 24 zum Abblenden des Retikels 4 (Retikel-Masking-System, REMA)
angeordnet ist. Das REMA-System 24 ist als verstellbare
Feldblende ausgeführt.A second grid element 19 Subordinate coupling optics 20 transmits the illumination light radiation beam 7 on an entrance area 21 a glass rod 22 by multiple inner reflection the illuminating light radiation beam 7 mixed and homogenized. Immediately an exit surface 23 of the glass rod 22 downstream is an intermediate field level in which a system 24 for dimming the reticle 4 (Reticle Masking System, REMA) is arranged. The REMA system 24 is designed as an adjustable field stop.
Ein
nachfolgendes Objektiv 25 mit Linsengruppen 26, 27, 28,
einem für die 90°-Umlenkung des Beleuchtungslicht-Strahlungsbündels 7 sorgenden Umlenkspiegel 29 und
einer weiteren Linsengruppe 30 bildet die Zwischenfeldebene
des REMA-Systems 24 auf das Retikel 4 ab.A subsequent lens 25 with lens groups 26 . 27 . 28 , one for the 90 ° deflection of the illumination light radiation beam 7 caring deflection mirror 29 and another lens group 30 forms the intermediate field level of the REMA system 24 on the reticle 4 from.
Ein
Projektionsobjektiv 31 bildet die Objektebene, in der die
zu projizierende Oberfläche des Retikels 4 liegt,
in eine Bildebene 32 ab, in der eine zu belichtende Oberfläche
eines Wafers 33 angeordnet ist, die wiederum mit einer
für das Beleuchtungs- bzw. Nutzlicht empfindlichen Beschichtung
versehen ist.A projection lens 31 forms the object plane in which the surface of the reticle to be projected forms 4 lies in an image plane 32 in which a surface of a wafer to be exposed 33 is arranged, which in turn is provided with a sensitive for the illumination or Nutzlichtlicht coating.
Bei
nicht dargestellten Ausführungen des Beleuchtungssystems
können alternativ oder zusätzlich zum Glasstab 22 auch
andere Komponenten zur Lichthomogenisierung herangezogen werden,
beispielsweise ein Wabenkondensor oder mehrere Wabenkondensoren.
Es sind also verschiedene technische Ausführungen einer
nachgelagerten Optik zur Erzeugung einer homogen ausgeleuchteten
Feldebene möglich, in der sich das Retikel 4,
also das abzubildende Objekt, befindet.In embodiments of the illumination system not shown may alternatively or additionally to the glass rod 22 Other components are used for light homogenization, for example, a honeycomb condenser or more honeycomb condensers. So there are various technical versions of a downstream optics for generating a homogeneously illuminated field level possible in which the reticle 4 , that is the object to be imaged.
2 und 3 zeigen
beispielhaft zwei Ausführungen von Rasterelementen bzw.
Phasenstrukturen, aus denen die optisch wirksame Fläche des
ersten DOE 8 aufgebaut sein kann. Ein Rasterelement 34 nach 2 hat
eine hexagonale äußere Form. Ein Seitenabstand
r einander gegenüberliegender Kanten des Rasterelementes 34 beträgt
typisch 1 mm. Benachbarte Rasterelemente schließen sich
an das Rasterelement 34 nach Art einer Wabenstruktur an.
Das Rasterelement 34 hat eine Mehrzahl von konzentrisch
um ein Zentrum 35 des Rasterelementes herum angeordneten
ringförmigen Beugungsstrukturen 36. Mit den Abständen
der Beugungsstrukturen 36 zueinander, im Falle der ringförmigen
Beugungsstrukturen 36 beim Rasterelement 34 also
mit dem Ringabstand, korreliert ein Beugungswinkel, den das Rasterelement 34 dem
einfallenden Beleuchtungslicht-Strahlungsbündel aufprägt. 2 and 3 show by way of example two embodiments of raster elements or phase structures, from which the optically effective area of the first DOE 8th can be constructed. A raster element 34 to 2 has a hexagonal outer shape. A side distance r of opposing edges of the grid element 34 is typically 1 mm. Adjacent raster elements close to the raster element 34 in the manner of a honeycomb structure. The grid element 34 has a plurality of concentric around a center 35 the raster element arranged around annular diffraction structures 36 , With the distances of the diffraction structures 36 to each other, in the case of the annular diffraction structures 36 at the grid element 34 So with the ring spacing, a diffraction angle correlated to the grid element 34 imprinting the incident illumination light radiation beam.
3 zeigt
eine weitere Ausführung eines Rasterelements 34,
das rechteckig ausgeführt ist. Eine erste Kantenlänge
x beträgt beispielsweise 1,5 mm und eine zweite Kantenlänge
y 2 mm. Das Rasterelement 34 kann beispielsweise als das
feldformende Rasterelement 19 eingesetzt werden. Beim Aufbau
des ersten DOE 8 aus Rasterelementen 34 nach Art
desjenigen nach 3 ist die optisch wirksame Fläche
des ersten DOE 8 mit einem zeilen- und spaltenweisen Raster
aus den rechteckigen Rasterelementen 34 nach 3 belegt. 3 shows a further embodiment of a raster element 34 which is rectangular. A first edge length x is for example 1.5 mm and a second edge length y 2 mm. The grid element 34 may, for example, as the field-forming raster element 19 be used. Building the first DOE 8th from raster elements 34 according to the type of person 3 is the optically effective area of the first DOE 8th with a row and column-wise grid of the rectangular grid elements 34 to 3 busy.
Beim
Aufbau des ersten DOE 8 als Computer-generiertes Hologramm
(CGH) kann mit einem iterativen Berechnungsprozess eine Phasenstruktur bestimmt
werden, die im Fernfeld eine gewünschte Intensitätsverteilung
des Beleuchtungslichts erzeugt. Die Phasenstruktur kann beispielsweise
unter +/–45° laufende Balken unterschiedlicher
Breite und Länge aufweisen, die die optisch nutzbare Fläche
des DOE 8 vollständig belegen, wobei sich jeweils
benachbarte dieser Balken in ihrer Phasenwirkung auf das Beleuchtungslicht
unterscheiden. Mit einem derartigen CGH kann beispiels weise eine
Quadrupol-Lichtverteilung erzeugt werden, bei der das Objekt aus
vier unterschiedlichen, diskreten Richtungen beleuchtet wird.Building the first DOE 8th As a computer-generated hologram (CGH), an iterative calculation process can be used to determine a phase structure that generates a desired intensity distribution of the illumination light in the far field. The phase structure can have, for example, under +/- 45 ° running beams of different width and length, which is the optically usable area of the DOE 8th fully occupy, with each adjacent these bars differ in their phase effect on the illumination light. With such a CGH example, a quadrupole light distribution can be generated, in which the object is illuminated from four different, discrete directions.
4 zeigt
beispielhaft die beugende Wirkung des ersten DOE 8. Dargestellt
ist die Wirkung des ersten DOE 8 auf einen zentralen Anteil 37 eines einfallenden
Nutz-Strahlungsbündels 38, also des Beleuchtungslicht-Strahlungsbündels 7 vor
dem ersten DOE 8. Durch die beugende Wirkung des ersten DOE 8 wird
der zentrale Anteil 37 aufgefächert in einen gebeugten
Strahl 39, der zusammen mit entsprechend gebeugten Strahlen
der anderen Anteile des einfallenden Nutz-Strahlungsbündels 38 ein
ausfallendes, gebeugtes Nutz-Strahlungsbündel 40 erzeugt.
Alle vom ersten DOE 8 gebeugten Strahlenbüschel
haben die gleiche Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung, wie
nachfolgend anhand des gebeugten Strahls 39 und der 4 und 5 erläutert wird.
Der gebeugte Strahl 39 ist aufgeteilt in einen Kernanteil 41 mit
vergleichsweise geringer Divergenz und einen Ringanteil 42 mit
im Vergleich hierzu größerer Divergenz. Ein äußerer
Divergenzwinkel des Kernanteils 41, der durch das erste
DOE 8 erzeugt wird, beträgt 15 mrad. Ein innerer
Divergenzwinkel des Ringanteils 42 beträgt 30
mrad. Ein äußerer Divergenzwinkel des Ringanteils 42 beträgt
43 mrad. 4 shows by way of example the diffractive effect of the first DOE 8th , Shown is the effect of the first DOE 8th to a central portion 37 an incident useful radiation beam 38 , So the illumination light radiation beam 7 before the first DOE 8th , By the diffractive effect of the first DOE 8th becomes the central part 37 fanned out into a diffracted beam 39 , which together with corresponding diffracted beams of the other portions of the incident useful radiation beam 38 a failing, diffracted useful radiation beam 40 generated. All from the first DOE 8th diffracted ray clusters have the same illumination light beam angle distribution, as below by the diffracted beam 39 and the 4 and 5 is explained. The diffracted beam 39 is divided into a core share 41 with comparatively low divergence and a ring portion 42 with greater divergence compared to this. An outer divergence angle of the core portion 41 who by the first DOE 8th is generated, is 15 mrad. An inner divergence angle of the ring portion 42 is 30 mrad. An outer divergence angle of the ring portion 42 is 43 mrad.
5 zeigt
die Intensitätsverteilung des Beleuchtungslicht-Strahlungsbündels 7 in
der Pupillenebene 18. Die Überlagerung aller Kernanteile 41 des
ausfallenden Nutz-Strahlungsbündels 40 führt
zu einem zentralen Intensitätsanteil 43 und die Überlagerung
aller Ringanteile 42 des ausfallenden Nutz-Strahlungsbündels 40 führt
zu einem den zentralen Intensitätsanteil 43 umgebenden
ringförmigen Intensitätsanteil 44 in
der Pupillenebene 18. Die Intensitätsverteilung
nach 5 ist mit einer Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung
in den der Pupillenebene 18 nachgeordneten Feldebenen der
Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage 1, also insbesondere
einer Strahlwinkelverteilung in der Objektebene, in der das Retikel 4 angeordnet
ist, eindeutig korreliert. 5 shows the intensity distribution of the illumination light radiation beam 7 in the pupil plane 18 , The superposition of all core shares 41 the failing payload beam 40 leads to a central intensity component 43 and the superposition of all ring portions 42 the failing payload beam 40 leads to a central intensity component 43 surrounding annular intensity component 44 in the pupil plane 18 , The intensity distribution after 5 is with an illumination light beam angle distribution in the pupil plane 18 Subordinate field levels of the illumination optics of the projection exposure system 1 , ie in particular a beam angle distribution in the object plane in which the reticle 4 is arranged, uniquely correlated.
Mit
dem Axikon-Paar 13 kann der Radius des ringförmigen
Intensitätsanteils 44 stufenlos variiert werden.
Mit dieser Radiusvariation einhergeht entsprechend eine Variation
der Beleuchtungslicht-Strahlwinkel auf dem Retikel 4.With the axicon pair 13 may be the radius of the annular intensity component 44 be varied steplessly. A corresponding variation of the illumination light beam angle on the reticle accompanies this radius variation 4 ,
Anhand
der 6 bis 8 wird nachfolgend der Effekt
einer Verkippung des ersten DOE 8 um 10° um die
x-Achse erläutert.Based on 6 to 8th is the effect of tilting the first DOE below 8th explained by 10 ° about the x-axis.
6 zeigt
eine Differenz einer Intensitätsverteilung in der Pupillenebene 18 nach
erfolgter Verkippung des DOE 8 um 10° mit der
unverkippten Intensitätsverteilung nach 5.
Im äußeren Ring schraffiert sind Bereiche, in
denen nach der Verkippung in der Pupillenebene 18 eine
höhere Intensität vorliegt als vorher. Im nächsten,
weiter innen liegenden Ring schraffiert sind Bereiche, in denen
nach der Verkippung eine geringere Intensität in der Pupillenebene 18 vorliegt
als vor der Verkippung. 6 shows a difference of an intensity distribution in the pupil plane 18 after completion of Ver tilting the DOE 8th by 10 ° with the un-tilted intensity distribution after 5 , In the outer ring are hatched areas in which after tilting in the pupil plane 18 a higher intensity than before. In the next, inner ring shaded areas are, in which after tilting a lower intensity in the pupil plane 18 present as before tilting.
Der
Effekt der Verkippung des ersten DOE 8 äußerst
sich primär in der Verteilung des ringförmigen
Intensitätsanteils 44. Bei den größten
absoluten y-Werten nimmt die Intensität als Folge der Verkippung
am äußeren Rand des ringförmigen Intensitätsanteils 44 zu.
Bei y-Werten, die dem inneren Rand des ringförmigen Intensitätsanteils 44 entsprechen, nimmt
die Intensität bei der Verkippung entsprechend ab. Nach
der Verkippung liegt also ein in y-Richtung gedehnter ringförmiger
Intensitätsanteil 44 vor. Anschaulich verdeutlichen
diesen Effekt auch die beiden Schnittdarstellungen der 7 und 8. 7 zeigt
eine Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichts in einer
Pupillenebene entlang der y-Richtung, also in der yz-Ebene.The effect of tilting the first DOE 8th extremely primarily in the distribution of the annular intensity component 44 , For the largest absolute y values, the intensity decreases as a result of the tilt at the outer edge of the annular intensity component 44 to. At y values, the inner edge of the annular intensity component 44 correspond, the intensity decreases at the tilt accordingly. After tilting, therefore, there is an annular intensity component which is stretched in the y-direction 44 in front. Vividly illustrate this effect, the two sectional views of 7 and 8th , 7 shows an intensity distribution of the illumination light in a pupil plane along the y-direction, ie in the yz plane.
8 zeigt
eine Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichts in einer
Pupillenebene entlang der x-Richtung, also in der xz-Ebene Durchgezogen sind
die Intensitätswerte vor der Verkippung des ersten DOE 8 und
gestrichelt die Intensitätswerte nach der Verkippung des
DOE 8 dargestellt. Eine Differenzbildung, bei der die durchgezogen
dargestellten Intensitätswerte von den gestrichelten Intensitätswerten
abgezogen werden, führt zu den Intensitäten nach 6.
Im Zentrum des Kernanteils 41 wird bei der Verkippung des
DOE 8 eine geringfügige Intensitätsüberhöhung 45 (Hot
Spot) erzeugt. 8th shows an intensity distribution of the illumination light in a pupil plane along the x-direction, ie in the xz plane. The intensity values are drawn through before the tilting of the first DOE 8th and dashed the intensity values after tilting the DOE 8th shown. Difference formation, in which the intensity values shown in solid lines are subtracted from the dashed intensity values, leads to the intensities 6 , At the center of the core share 41 is at the tilt of the DOE 8th a slight increase in intensity 45 (Hot Spot) generated.
Durch
die Verkippung des ersten DOE 8 werden die äußeren
Divergenzwinkel der Ringanteile 42 selektiv, nämlich
abhängig vom Abstand von Einzelstrahlen der Ringanteile 42 von
der yz-Ebene, vergrößert. Diese Vergrößerung
ist umso stärker, je größer der Winkel
der Einzelstrahlen der Ringanteile 42 zur xz-Ebene ist. 7 zeigt
dabei den Maximaleffekt dieser Vergrößerung des
Divergenzwinkels des ringförmigen Intensitätsanteils 44.
Die Änderung des Beleuchtungswinkels ist in der yz-Ebene
am größten und hängt zudem proportional
davon ab, wie groß der Divergenzwinkel absolut in einer
Projektion auf die yz-Ebene ist. Daher werden die Divergenzwinkel
des Ringanteils 42 durch eine Verkippung des ersten DOE 8 stärker
beeinflusst als diejenigen des Kernanteils 41. Durch die
Verkippung des ersten DOE 8 um 10° vergrößert
sich in der yz-Ebene der äußere Divergenzwinkel
um etwa 2,5%. 8 zeigt, dass in der xz-Ebene
praktisch keine Beeinflussung der Strahlwinkel sowohl des Kernanteils 41 als
auch des Ringanteils 42 des ausfallenden Nutz-Strahlungsbündels 40 erfolgt,
da dort der zentrale Intensitätsanteil 43 und
der ringförmige Intensitätsanteil 44 von der
Verkippung des ersten DOE 8 praktisch unbeeinflusst bleiben. 9 zeigt
eine weitere Ausführung einer Beleuchtungsoptik 2 einer
Projektionsbelichtungsanlage 1. Komponenten, die denjenigen
entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 bereits
erläutert wur den, tragen die gleichen Bezugsziffern und
werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.By tilting the first DOE 8th become the outer divergence angles of the ring portions 42 selectively, namely depending on the distance of individual rays of the ring portions 42 from the yz plane, magnified. This magnification is stronger, the greater the angle of the individual rays of the ring portions 42 to the xz-plane. 7 shows the maximum effect of this increase in the divergence angle of the annular intensity component 44 , The change in the illumination angle is greatest in the yz plane, and also depends proportionally on how large the divergence angle is in a projection on the yz plane. Therefore, the divergence angles of the ring portion become 42 by tilting the first DOE 8th more strongly influenced than those of the core share 41 , By tilting the first DOE 8th by 10 °, the outer divergence angle increases by about 2.5% in the yz plane. 8th shows that in the xz plane there is practically no influence on the beam angles of both the core component 41 as well as the ring portion 42 the failing payload beam 40 takes place, since there the central intensity portion 43 and the annular intensity component 44 from the tilting of the first DOE 8th remain virtually unaffected. 9 shows a further embodiment of a lighting optical system 2 a projection exposure system 1 , Components which correspond to those described above with reference to 1 to 8th have already been explained, bear the same reference numbers and will not be discussed again in detail.
Im
Unterschied zur Beleuchtungsoptik 2 nach 1 hat
die Beleuchtungsoptik 2 nach 9 kein Axikon-Paar 13.In contrast to the illumination optics 2 to 1 has the illumination optics 2 to 9 no axicon pair 13 ,
Bei
der Beleuchtungsoptik 2 nach 9 entfällt
also die stufenlose Radiusvariation des ringförmigen Intensitätsanteils 44 in
der Pupillenebene 18. Ansonsten entspricht die Beleuchtungsoptik 2 nach 9 derjenigen
nach 1. Insbesondere das erste DOE 8 hat beim
Verkippen einen Effekt, der demjenigen entspricht, der vorstehend
im Zusammenhang insbesondere mit den 6 bis 8 erläutert wurde.In the illumination optics 2 to 9 thus eliminates the stepless radius variation of the annular intensity component 44 in the pupil plane 18 , Otherwise corresponds to the illumination optics 2 to 9 those after 1 , Especially the first DOE 8th has an effect when tilting, which corresponds to the one mentioned above in connection with the particular 6 to 8th was explained.
10 zeigt
eine Variante eines optischen Elementes, bei dem eine Beleuchtungslicht-Strahlwinkelverteilung
in zwei aufeinander senkrecht stehenden Ebenen unterschiedlich beeinflussbar
ist. Das xyz-Koordinatensystem in der 10 entspricht demjenigen
der 1. Das optische Element 46 kann als zusätzliches
optisches Element in der Beleuchtungsoptik 2 beispielsweise
zwischen dem ersten DOE 8 und dem Kondensor 9 oder
auch innerhalb des Kondensors 9 beispielsweise anstelle
des Axikon-Paars 13 angeordnet sein. Das optische Element 46 weist
zwei Prismenpaare 47, 48 auf. 10 shows a variant of an optical element in which an illumination light beam angle distribution in two mutually perpendicular planes can be influenced differently. The xyz coordinate system in the 10 corresponds to the one of 1 , The optical element 46 can as an additional optical element in the illumination optics 2 for example, between the first DOE 8th and the condenser 9 or inside the condenser 9 for example, instead of the axicon pair 13 be arranged. The optical element 46 has two prism pairs 47 . 48 on.
Das
erste, in Strahlrichtung des Beleuchtungslicht-Strahlungsbündels 7 zuerst
kommende Prismenpaar 47 hat ein erstes Prisma 49 mit
einer in der xy-Ebene liegenden Einfallsfläche 50 und
einer um einen Winkel α zur xy-Ebene geneigten Austrittsfläche 51.
Ein zweites Prisma 52 des ersten Prismenpaars 47 hat
eine parallel zur Austrittsfläche 51 des ersten
Prismas 49 um einen Abstand z0 in
z-Richtung beabstandete Eintrittsfläche 53 und
eine wiederum parallel zur xy-Ebene angeordnete Austrittsfläche 54. Die
Flächen 51, 53 stehen senkrecht auf der
yz-Ebene. Das erste Prismenpaar 47 beeinflusst daher die numerische
Apertur bzw. die Strahlwinkelverteilung des Beleuchtungs-Strahlungsbündels 7 am
Retikel 4 ausschließlich in der yz-Ebene. Die
yz-Ebene stellt daher eine Einfallsebene des ersten Prismenpaars 47 dar.The first, in the beam direction of the illumination light radiation beam 7 first coming prism pair 47 has a first prism 49 with an incident surface lying in the xy plane 50 and an exit surface inclined at an angle α to the xy plane 51 , A second prism 52 of the first pair of prisms 47 has a parallel to the exit surface 51 of the first prism 49 by a distance z 0 in the z-direction spaced entrance surface 53 and an exit surface arranged in turn parallel to the xy plane 54 , The surfaces 51 . 53 are perpendicular to the yz plane. The first pair of prisms 47 therefore influences the numerical aperture or the beam angle distribution of the illumination radiation beam 7 on the reticle 4 exclusively in the yz plane. The yz plane therefore represents an incidence plane of the first prism pair 47 represents.
Das
zweite Prismenpaar 48 ist genauso aufgebaut wie das erste
Prismenpaar 47 und gegenüber diesem um 90° um
die z-Achse verdreht angeordnet. Die einander zugewandten Flächen 51, 53 des
zweiten Prismenpaars 48 sind daher ebenfalls zur xy-Ebene
geneigt, stehen aber senkrecht auf der xz-Ebene. Damit beeinflusst
das zweite Prismenpaar 48 die numerische Apertur bzw. die
Strahlwinkelverteilung des Beleuchtungslicht-Strahlungsbündels 7 am
Retikel 4 ausschließlich in der xz-Ebene. Die
Einfallsebene des zweiten Prismenpaars 48 ist daher die xz-Ebene.The second prism pair 48 is the same as the first pair of prisms 47 and arranged opposite to this rotated by 90 ° about the z-axis. The facing surfaces 51 . 53 of the second prism pair 48 are therefore also for xy plane inclined, but are perpendicular to the xz plane. This affects the second pair of prisms 48 the numerical aperture or the beam angle distribution of the illumination light radiation beam 7 on the reticle 4 exclusively in the xz-plane. The plane of incidence of the second prism pair 48 is therefore the xz plane.
Die
Beeinflussung der numerischen Apertur bzw. der Strahlwinkelverteilung
durch das jeweilige Prismenpaar 47, 48 hängt
ab vom Abstand z0 der beiden Prismen 49, 52 des
jeweiligen Prismenpaars 47, 48 und vom Winkel α der
beiden Prismen der Prismenpaare 47, 48. Damit
ist durch das zusätzliche optische Element 46 eine
unabhängige Beeinflussung der numerischen Apertur bzw.
der Strahlwinkelverteilung in der xz- und in der yz-Ebene möglich.
Eine bestimmte Einstellung der Abstände z0 der
Prismen 49, 52 der beiden Prismenpaare 47, 48 hat
dabei eine zu einer Verkippung des ersten DOE 8 vergleichbare Wirkung
auf die Beleuchtungslicht-Strahlungswinkelverteilung des Beleuchtungslicht-Strahlbündels 7 in der
Objektebene, in der das Retikel 4 angeordnet ist.The influence of the numerical aperture or the beam angle distribution by the respective prism pair 47 . 48 depends on the distance z 0 of the two prisms 49 . 52 of the respective prism pair 47 . 48 and the angle α of the two prisms of the prism pairs 47 . 48 , This is due to the additional optical element 46 an independent influencing of the numerical aperture or the beam angle distribution in the xz and in the yz plane possible. A specific setting of the distances z 0 of the prisms 49 . 52 the two prism pairs 47 . 48 has one to a tilt of the first DOE 8th comparable effect on the illumination light beam angle distribution of the illumination light beam 7 in the object plane in which the reticle 4 is arranged.
Anhand
der 11 bis 15 wird
nachfolgend der Effekt einer Verkippung eines weiteren DOE 55,
welches anstelle des ersten DOS 8 bei den Beleuchtungssystemen 1 nach
den 1 und 9 zum Einsatz kommen kann, um
20° um die x-Achse erläutert.Based on 11 to 15 Subsequently, the effect of tilting another DOE 55 which instead of the first DOS 8th in the lighting systems 1 after the 1 and 9 can be used, explained by 20 ° around the x-axis.
11 zeigt
schematisch die bündelformende Wirkung des DOE 55 anhand
eines Strahlbüschels. Das DOE 55 beugt die Strahlbüschel
des Beleuchtungslicht-Strahlungsbündels 7, also
des einfallenden Nutz-Strahlungsbündels 38, in
jeweils vier in einem Ring 56 liegende Quadrupol-Anteile 57, 58, 59, 60,
die in den Pupillenebenen-Darstellungen nach den 12 und 13 beginnend
mit dem rechts, also bei positiven x-Werten dargestellten Quadrupol-Anteil 57 entgegen
dem Uhrzeigersinn durchnummeriert sind. 11 schematically shows the bundle-forming effect of the DOE 55 by means of a bundle of tufts. The DOE 55 bends the tufts of the illumination light radiation beam 7 , ie the incident useful radiation beam 38 , in four each in a ring 56 lying quadrupole shares 57 . 58 . 59 . 60 , which in the pupil-level representations after the 12 and 13 starting with the quadrupole component shown on the right, ie at positive x values 57 numbered counterclockwise.
Durch
einen Vergleich der 12 und 13 wird
die Wirkung einer Verkippung des DOE 55 um die x-Achse
um 20° deutlich. Hierdurch bleiben die Quadrupol-Anteile 57, 59 in
ihrer Position unverändert. Die von der x-Achse beabstandeten
Quadrupol-Anteile 58, 60 verlagern sich durch
die Verkippung um ein Stück weit nach außen, also
von der x-Achse weg.By comparing the 12 and 13 will the effect of tilting the DOE 55 around the x-axis by 20 ° clearly. This leaves the quadrupole components 57 . 59 unchanged in their position. The quadrupole portions spaced from the x-axis 58 . 60 shift by tilting a bit outward, so away from the x-axis.
Anschaulich
verdeutlichen diesen Effekt auch die beiden Schnittdarstellungen
der 14 und 15. 14 zeigt ähnlich
der 7 die Intensitätsverteilung in einer
Pupillenebene entlang der y-Richtung. 15 zeigt ähnlich
der 8 die Intensitätsverteilung in einer
Pupillenebene entlang der x-Richtung. Durchgezogen sind die Intensitätswerte vor
der Verkippung des DOE 55 und gestrichelt die Intensitätswerte
nach der Verkippung dargestellt. 15 zeigt,
dass in der x-Richtung aufgrund der Verkippung des DOE 55 praktisch
kein Effekt auf die Intensitätswerte resultiert. Im Zentrum
der Darstellungen nach den 14 und 15 ist
eine geringfügige Inten sitätsüberhöhung 61 (hot
spot) zu erkennen.Vividly illustrate this effect, the two sectional views of 14 and 15 , 14 shows similar to the 7 the intensity distribution in a pupil plane along the y-direction. 15 shows similar to the 8th the intensity distribution in a pupil plane along the x-direction. The intensity values are pulled through before the tilting of the DOE 55 and dashed the intensity values after the tilt shown. 15 shows that in the x-direction due to the tilting of the DOE 55 practically no effect on the intensity values results. In the center of the representations after the 14 and 15 is a slight increase in intensity 61 to recognize (hot spot).
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
-
- Rian Rubingh;
Marco Moers; Manfred Suddendorf, Peter Vanoppen; Aernout Kisteman,
Michael Thier; Vladan Blahnik; Eckhard Piper, Proceedings Vol. 5754,
Optical Microlithography XVIII, Bruce W. Smith, Editors, Seiten
681 bis 692, 12. Mai 2004 [0038] - Rian Rubingh; Marco Moers; Manfred Suddendorf, Peter Vanoppen; Aernout Kisteman, Michael Thier; Vladan Blahnik; Eckhard Piper, Proceedings Vol. 5754, Optical Microlithography XVIII, Bruce W. Smith, Editors, pp. 681-692, May 12, 2004 [0038]