DE102009025362A1 - Variably adjustable diffusion plate for illumination system of projection exposure system for microlithography, has scattering centers arranged in or at plate volume, where scattering effect of scattering centers is variably adjustable - Google Patents
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Abstract
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Streuscheibe für optische Anwendungen, insbesondere für Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie und insbesondere Beleuchtungssysteme für Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur variablen Einstellung des Intensitätsverlaufs des Lichts in einer Pupillenebene in einem Beleuchtungssystem einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie bei veränderter Beleuchtungseinstellung und ein entsprechendes Beleuchtungssystem.The The present invention relates to a lens for optical Applications, especially for projection exposure systems for microlithography and in particular lighting systems for projection exposure systems for microlithography. Moreover, the present invention relates to a method for variable adjustment of the intensity profile of the light in a pupil plane in an illumination system of a projection exposure apparatus for microlithography with modified illumination setting and a corresponding lighting system.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Projektionsbelichtungsanlagen
für die Mikrolithographie und entsprechende Beleuchtungssysteme sind
allgemein bekannt. Beleuchtungssysteme für Projektionsbelichtungsanlagen
sind beispielsweise aus der
Bei
vielen Beleuchtungssystemen, die für Projektionsbelichtungsanlagen
in der Mikrolithographie eingesetzt werden, ist es möglich,
unterschiedliche Beleuchtungseinstellungen, beispielsweise in Form
einer ringförmigen Beleuchtung, einer Dipolbeleuchtung,
einer Quadrupolbeleuchtung oder einer Mehrfachpolbeleuchtung in
einer Pupillenebene des Beleuchtungssystems einzustellen. Obwohl
durch die schräge Ausleuchtung des abzubildenden Retikels,
die mittels derartiger Beleuchtungseinstellungen erzielbar ist,
eine weitere Verbesserung der Abbildungsmöglichkeiten kleinster
Strukturen erzielbar ist, können die unterschiedlichen
Beleuchtungseinstellungen zu Inhomogenitäten in der Beleuchtungsverteilung
führen. Um diese Inhomogenitäten der Beleuchtung
bzw. den Mangel an Uniformität der Beleuchtung auszuschalten,
sind verschie dene Maßnahmen vorgeschlagen worden. Entsprechende
Beispiele sind in den Patentanmeldungen
Somit kommt es bei der Anordnung von Streuscheiben in Feldebenen bzw. feldnahen Ebenen zu dem Effekt, dass die Winkelverteilung des Lichts beeinflusst wird, was in einer entsprechenden Pupillenebene zu einer Beeinflussung der Intensitätsverteilung führt. Insbesondere kann der Rand eines Beleuchtungspols oder einer beliebigen Intensitätsverteilung in einer Pupillenebene unscharf werden, was bedeutet, dass bzgl. der Intensitätsverteilung in einer Pupillenebene es zu einer Verschmierung des Randes der Intensitätsverteilung, z. B. eines Beleuchtungspols kommt. Entsprechend kann man auch davon sprechen, dass es zu einer Beeinflussung des Kantengradienten der Intensität in einer Pupillenebene kommen kann.Consequently it comes with the arrangement of spreading discs in field levels or near-field planes to the effect that the angular distribution of light what is at a corresponding pupil level to a Influencing the intensity distribution leads. In particular, the edge of a lighting pole or any Intensity distribution in a pupil plane become blurred, which means that regarding the intensity distribution in one Pupil plane it to a smearing of the edge of the intensity distribution, z. B. a Beleuchtungspols comes. Accordingly one can also of it speak that it influences the edge gradient of the Intensity can occur in a pupil plane.
Damit wird auch der partielle Kohärenzgrad σ, der die relative Ausleuchtung einer Objektivpupille definiert und für die Abbildungseigenschaften bedeutsam ist, beeinflusst.In order to is also the partial degree of coherence σ, which is the defined relative illumination of a lens pupil and for the imaging properties are significant.
Für eine effektive Abbildung des Retikels in einer Projektionsbelichtungsanlage auf einen Wafer sollte jedoch vermieden werden, dass bei veränderten Beleuchtungseinstellungen eine zu starke Veränderung des partiellen Kohärenzgrades σ auftritt bzw. der Kantengradient von Beleuchtungspolen in einer Pupillenebene bei unterschiedlichen Beleuchtungseinstellungen zu starke Unterschiede aufweist.For an effective image of the reticle in a projection exposure machine On a wafer, however, should be avoided when changed Lighting settings too much change of the partial Degree of coherence σ occurs or the edge gradient of illumination poles in a pupil plane at different Lighting settings has too strong differences.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, entsprechende Verfahren und Vorrichtungen bereitzustellen, mit denen auf einfache und effektive Weise für verschiedene Beleuchtungseinstellungen bei einem Beleuchtungssystem einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie die Intensitätsverteilung in einer Pupillenebene variiert und angepasst werden kann und insbesondere ein gewünschter Kantengradient an einem Beleuchtungspol eingestellt werden kann.It is therefore an object of the present invention, corresponding method and provide devices with which simple and effective Way for different lighting settings at one Illumination system of a projection exposure apparatus for Microlithography the intensity distribution in one Pupil level varies and can be adjusted and in particular a desired edge gradient at a lighting pole can be adjusted.
TECHNISCHE LÖSUNGTECHNICAL SOLUTION
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Streuscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine optische Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 9, ein Verfahren zur Einstellung des Intensitätsverlaufs in einer Pupillenebene in einem Beleuchtungssystem einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit den Merkmalen des Anspruchs 12 sowie einem Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit den Merkmalen des Anspruchs 21. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These Task is solved by a diffuser with the features of claim 1, an optical arrangement having the features of the claim 9, a method for adjusting the intensity profile in a pupil plane in an illumination system of a projection exposure apparatus for microlithography with the features of the claim 12 and a lighting system for a projection exposure system for microlithography with the features of the claim 21. Advantageous embodiments are the subject of the dependent Claims.
Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass mittels einer Streuscheibe in einer Feldebene oder einer feldnahen Ebene der Intensitätsverlauf in der Pupillenebene beeinflusst werden kann, so dass durch eine Veränderung der Streuwirkung der Intensitätsverlauf in einer Pupillenebene an eine veränderte Beleuchtungseinstellung angepasst werden kann.The Invention is based on the knowledge that by means of a lens in a field level or a field near the intensity level can be influenced in the pupil plane, so by a change the scattering effect of the intensity course in a pupil plane adapted to a changed lighting setting can.
Entsprechend kann durch Anpassung der Streuwirkung einer Streuscheibe in einer Feldebene oder feldnahen Ebene ein definierter Intensitätsverlauf eingestellt werden. Insbesondere kann der definierte Intensitätsverlauf so eingestellt werden, dass der partielle Kohärenzgrad σ für unterschiedliche Beleuchtungseinstellungen konstant oder zumindest weitgehend konstant gehalten wird.Corresponding can by adjusting the scattering effect of a lens in one Field level or near-field level a defined intensity profile be set. In particular, the defined intensity profile be set so that the partial degree of coherence σ for different lighting settings constant or at least is kept largely constant.
Die Feldebene oder feldnahe Ebene kann über das paraxiale Subaperturverhältnis definiert werden, wobei Ebenen, deren paraxiales Subaperturverhältnis sich um weniger als 10%, insbesondere 5% von dem paraxialen Subaperturverhältnis einer Feldebene unterscheidet, noch als feldnah angesehen werden können.The Field level or near field level can be via the paraxial subaperture ratio be defined, where planes whose paraxial Subaperturverhältnis less than 10%, in particular 5%, of the paraxial subaperture ratio A field level differs, still be considered field close can.
Letztendlich können auch weiter von einer Feldebene entfernt angeordnete Streuscheiben erfindungsgemäß eingesetzt werden, wenn durch die Variation der Streuwirkung ein ausreichender Einfluss auf den Intensitätsverlauf der Pupillenebene gegeben ist und damit durch eine Variation der Streuwirkung der Streuscheibe der Intensitätsverlauf in der Pupillenebene an veränderte Beleuchtungseinstellungen angepasst werden kann.At long last can also be located farther away from a field level Spreading discs are used according to the invention, if by the variation of the scattering effect a sufficient influence is given to the intensity profile of the pupil plane and thus by a variation of the scattering effect of the lens the intensity course in the pupil plane to changed Lighting settings can be adjusted.
Bei der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff „Licht” jede elektromagnetische Strahlung verstanden, die erfindungsgemäß eingesetzt werden kann.at of the present invention, by the term "light" is meant any understood electromagnetic radiation used in the invention can be.
Um für unterschiedliche Beleuchtungseinstellungen gleiche Abbildungsbedingungen zu definieren, kann auf eine Intensitätsverteilung einer Referenzpupille bei einer bestimmten Beleuchtungseinstellung abgestellt werden, wobei diese Referenzintensitätsverteilung als Zielgröße für die Einstellung des definierten Intensitätsverlaufs bei abgeänderter Beleuchtungseinstellung genommen werden kann. Insbesondere kann hier ein definierter Kantengradient für Beleuchtungspole oder beliebiger Ränder einer Intensitätsverteilung im Hinblick auf den Intensitätsverlauf in einer Pupillenebene bestimmt werden.Around same for different lighting settings Defining imaging conditions can be based on an intensity distribution a reference pupil at a particular illumination setting be turned off, this reference intensity distribution as the target size for the setting of the defined intensity curve with modified Lighting setting can be taken. In particular, can here a defined edge gradient for lighting poles or any edges of an intensity distribution with regard to the intensity course in a pupil plane be determined.
Um die Streuwirkung auf die unterschiedlichen Beleuchtungseinstellungen anpassen zu können, können auswechselbare Streuscheiben mit unterschiedlicher Streuwirkung vorgehalten werden oder es kann eine Streuscheibe vorgesehen sein, die eine variabel einstellbare Streuwirkung aufweist.Around the scattering effect on the different lighting settings to be able to adapt, can be replaced exchangeable lenses be held with different scattering effect or it can a diffuser be provided, which is a variably adjustable Has scattering effect.
Bei auswechselbaren Streuscheiben kann ein Magazin mit einer Vielzahl von Streuscheiben unterschiedlicher Streuwirkung bzw. Streufunktion bereitgehalten werden, so dass die Streuscheibe mit der erforderlichen Streufunktion, welche genau den Anforderungen entspricht oder diesen am Nächsten kommt, in den entsprechenden Strahlengang eingeführt werden kann.at Interchangeable lenses can be a magazine with a variety of spreading discs of different scattering effect or scattering function be kept ready so that the lens with the required Scattering function, which exactly meets the requirements or this next comes, introduced in the corresponding beam path can be.
Bei einer variabel einstellbaren Streuscheibe kann die Streuwirkung durch Variation von Einstellungen an der Streuscheibe verändert werden.at a variably adjustable diffuser can the scattering effect changed by varying settings on the lens become.
Hierzu wird erfindungsgemäß nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine variabel einstellbare Streuscheibe vorgeschlagen, für die im Zusammenhang mit den anderen Aspekten der vorliegenden Erfindung und selbstständig Schutz begehrt wird.For this is according to the invention according to a further aspect the present invention, a variably adjustable lens suggested for those related to the others Aspects of the present invention and self-protection is desired.
Gemäß der Erfindung weist die Streuscheibe für optische Anwendungen ein Scheibenvolumen auf, welches für Licht durchstrahlbar ist und ein Trägermedium umfasst, wobei in oder an dem Scheibenvolumen Streuzentren für das Licht angeordnet sind und die Streuwirkung der Streuzentren variabel einstellbar ist.According to the Invention has the lens for optical applications a disk volume, which can be irradiated for light is and comprises a carrier medium, wherein in or on the Disk volume scattering centers are arranged for the light and the scattering effect of the scattering centers is variably adjustable.
Die Variabilität der Streuwirkung der Streuzentren kann eine zeitliche und/oder räumliche Variation der Eigenschaftsparameter der Streuzentren und/oder eines mit den Streuzentren zusammenwirkenden Trägermediums umfassen. Gemäß den bekannten physikalischen Prinzipien zur Streuung von elektromagnetischer Strahlung, d. h. Licht, an entsprechenden Objekten, hängt die Streuwirkung von der Form, Größe und den beteiligten, d. h. umgebenden Medien sowie der Wellenlänge des entsprechenden Lichtes ab.The variability of the scattering effect of the scattering centers can be a temporal and / or spatial variation of the Include property parameters of the scattering centers and / or a carrier medium interacting with the scattering centers. According to the known physical principles for scattering of electromagnetic radiation, ie light, on corresponding objects, the scattering effect depends on the shape, size and the involved, ie surrounding media as well as the wavelength of the corresponding light.
Entsprechend kann die Streuwirkung von Streuzentren einer variabel einstellbaren Streuscheibe auf vielerlei Art und Weise beeinflusst werden.Corresponding can the scattering effect of scattering centers of a variably adjustable Diffuser be influenced in many ways.
So kann im einfachsten Fall bei einer Streuscheibe mit fest an der Streuscheibe angeordneten Streuzentren, wie beispielsweise festen Partikeln oder dergleichen, eine Variation des an der Streuscheibe vorliegenden Mediums z. B. durch Änderung des Brechungsindexes des an der Streuscheibe vorliegenden Mediums zu einer Veränderung der Streuwirkung der an sich unveränderten Streuzentren führen. Entsprechend wird als Trägermedium jedes Medium aufgefasst, welches mit den die Streuung verursachenden Objekten, d. h. den Streuzentren, zusammenwirkt, um die Streuwirkung zu beeinflussen. Es kommt also nicht darauf an, dass die Streuzentren in dem Trägermedium aufgenommen sind oder durch dieses gelagert werden.So can in the simplest case with a diffuser with firmly attached to the Diffuser arranged scattering centers, such as solid Particles or the like, a variation of the on the diffuser present medium z. B. by changing the refractive index of the medium present on the lens to a change the scattering effect of the essentially unchanged scattering centers to lead. Accordingly, as a carrier medium each Medium understood, which with the scattering causing objects, d. H. the scattering centers, cooperates to influence the scattering effect. So it does not matter that the scattering centers in the carrier medium are recorded or stored by this.
Darüber hinaus kann das Trägermedium im engeren Sinne jedoch als das Medium verstanden werden, welches die Streuzentren aufnimmt oder umgibt. So können beispielsweise Partikel in Form von festen Partikeln in gasförmigen oder flüssigen Trägermedien vorgesehen sein, wobei die Partikel in einer feinen Dispersion in dem Trägermedium verteilt sind, um dort als entsprechende Streuzentren für die elektromagnetische Strahlung zu wirken. Neben festen Partikeln können beispielsweise auch flüssige Partikel, d. h. Tröpfchen in einer Gasphase oder in einem flüssigen Trägermedium vorgesehen sein, genauso wie Gasblasen in einer Flüssigkeit als Streuzentren wirken können. Letztendlich kann jeder Phasenübergang zwischen zwei Medien als Streuzentrum wirken, so dass hier vielfältige Kombinationen denkbar sind.About that However, in the narrower sense, the carrier medium can be considered as the medium to be understood, which accommodates the scattering centers or surrounds. For example, particles in the form of solid particles in gaseous or liquid Carrier media may be provided, wherein the particles in a fine dispersion in the carrier medium are distributed to there as corresponding scattering centers for the electromagnetic radiation to act. In addition to solid particles, for example also liquid particles, d. H. Droplets in one Gas phase or in a liquid carrier medium be provided, as well as gas bubbles in a liquid can act as scattering centers. In the end everyone can Phase transition between two media act as scattering center, so that a variety of combinations are possible here.
Entsprechend können auch vielfältige Variationen der Eigenschaftsparameter vorgenommen werden. So kann die Größe der Streuzentren, die Form der Streuzentren, der Radius der Streuzentren, der Streuquerschnitt, die Anzahl der Streuzentren, die Dichte der Streuzentren bezogen auf das Volumen der Streuscheibe oder die vom Licht durchstrahlte Fläche, die örtliche Verteilung der Streuzentren im Scheibenvolumen, die Zusammensetzung der Streuzentren bzw. die Zusammensetzung des Scheibenvolumens und die Verteilung der Größe oder der Streuquerschnitte der im Scheibenvolumen vorgesehenen Streuzentren, etc. als Eigenschaftsparameter mit Auswirkung auf die Streuwirkung bzw. Streufunktion variiert werden.Corresponding can also have varied variations of the property parameters be made. So the size of the scattering centers, the shape of the scattering centers, the radius of the scattering centers, the scattering cross section, the number of scattering centers, the density of the scattering centers related on the volume of the lens or the radiated by the light Area, the local distribution of the scattering centers in the disk volume, the composition of the scattering centers or the Composition of the disc volume and the distribution of the size or the scattering cross sections of the scattering centers provided in the disk volume, etc. as property parameters with effect on the scattering effect or scattering function can be varied.
So kann beispielsweise die Größe der in einem Trägermedium dispergierten Partikel, Öltröpfchen, Gasblasen usw. variiert werden oder die entsprechende Form der Streuzentren. Mit der Änderung der Größe der Streuzentren korreliert auch die Änderung des Radius der Streuzentren oder des Streuquerschnitts.So for example, the size of the in a carrier medium dispersed particles, oil droplets, gas bubbles etc. are varied or the appropriate form of scattering centers. With the change in the size of the scattering centers also correlates the change of the radius of the scattering centers or the scattering cross section.
Neben der direkten Beeinflussung der Streuzentren kann die Streuwirkung auch dadurch beeinflusst werden, dass die Anzahl der Streuzentren in der Streuscheibe, also die Dichte der Streuzentren bezogen auf das Scheibenvolumen oder auf die vom Licht durchstrahlbare Fläche verändert wird. Auch die örtliche Verteilung der Streuzentren kann beeinflusst werden.Next the direct influence on the scattering centers can be caused by the scattering effect also be influenced by the fact that the number of scattering centers in the diffuser, so the density of the scattering centers relative to the Disk volume or on the radiated by the light surface is changed. Also the local distribution of Scattering centers can be influenced.
Darüber hinaus kann sowohl die Zusammensetzung der die Streuzentren bildenden Partikel, Tröpfchen, Blasen und dergleichen als auch des umgebenden Mediums variiert und verändert werden, so dass die Streuwirkung verändert wird. Ferner kann auch bei Verwendung von unterschiedlichen Streuzentren die Verteilung der verwendeten unterschiedlichen Streuzentren beeinflusst werden, z. B. hinsichtlich der Verteilung der Größe. Beispielsweise kann eine breite Größenverteilung, also mit vielen unterschiedlich großen Streuzentren, eine andere Steuwirkung hervorrufen als eine enge Größenverteilung mit einem schmalen Band an eingesetzten Streuzentrengrößen.About that In addition, both the composition of the scattering centers forming Particles, droplets, bubbles and the like as well as the surrounding medium varies and changed so that the scattering effect is changed. Furthermore, it can also be used of different scattering centers the distribution of the used different scattering centers are influenced, z. B. in terms the distribution of size. For example, can a wide size distribution, so with many different sized scattering centers, another control effect cause as a narrow size distribution with a narrow band of inserted scatter center sizes.
Insgesamt können alle erdenklichen Variationen vorgenommen werden, um die Streuwirkung zu beeinflussen.All in all every conceivable variation can be made, to influence the scattering effect.
Um beispielsweise unterschiedliche Streuzentren in einer variabel einstellbaren Streuscheibe vorsehen zu können, kann eine entsprechende reversible oder irreversible Einstellung bzw. Aufarbeitung der Streuzentren für die Streuscheibe erfolgen.Around For example, different scattering centers in a variably adjustable Can provide a lens, a corresponding reversible or irreversible adjustment or processing of the scattering centers done for the diffuser.
Beispielsweise kann die Streuscheibe so aufgebaut sein, dass zwischen zwei Glasscheiben ein Volumen definiert ist, in welchem ein Trägermedium angeordnet ist, wie z. B. Wasser, Öl, Gas oder auch Vakuum. In dieses Trägermedium können unterschiedliche Streuzentren dispergiert werden, beispielsweise flüssige Tröpfchen, die z. B. aus einer Dosiereinheit injiziert werden. Dies kann beispielsweise nach dem Prinzip eines Tintenstrahldruckers erfolgen. Die injizierten tröpfchenförmigen Streuzentren können beispielsweise schwerer als das Trägermedium, z. B. Wasser, sein, so dass sie absinken und am Boden der Streuscheibe abgesaugt werden können. Dagegen können auch Öltröpfchen, die leichter sind als das Trägermedium, also beispielsweise Wasser, eingesetzt werden, so dass die Öltröpfchen nach einer bestimmten Zeit auf dem Wasser aufschwimmen und dort ebenfalls entfernt werden können. Eine derartige Aufbereitung oder Einstellung der Streuzentren, bei der die entsprechenden Materialien nicht wiederverwertet werden, kann als irreversibel bezeichnet werden. Sofern die Tröpfchen, wie beispielsweise das Öl, nach dem Absaugen von dem flüssigen Trägermedium wieder in das Trägermedium injiziert werden, spricht man von einer reversiblen Aufbereitung. Bei der Injizierung der Tröpfchen in das flüssige Trägermedium können die Tröpfchen in unterschiedlicher Größe injiziert werden, um dadurch die Streuwirkung zu beeinflussen.For example, the lens may be constructed so that between two glass panes, a volume is defined in which a carrier medium is arranged, such. As water, oil, gas or vacuum. In this carrier medium different scattering centers can be dispersed, for example, liquid Droplets, the z. B. be injected from a metering unit. This can be done, for example, on the principle of an inkjet printer. For example, the injected droplet scattering centers may be heavier than the support medium, e.g. As water, so that they sink and can be sucked off at the bottom of the lens. In contrast, oil droplets, which are lighter than the carrier medium, so for example water, can be used, so that the oil droplets after a certain time float on the water and can also be removed there. Such treatment or adjustment of the scattering centers, in which the corresponding materials are not recycled, can be described as irreversible. If the droplets, such as, for example, the oil, are again injected into the carrier medium after aspiration from the liquid carrier medium, this is referred to as reversible processing. When injecting the droplets into the liquid carrier medium, the droplets can be injected in different sizes to thereby influence the scattering effect.
Die Größe von Streuzentren kann auch dadurch eingestellt werden, dass ein kontinuierlicher Streumediumstrahl, der in ein Trägermedium dispergiert werden soll, in Volumenpartitionen unterteilt wird, welche sich dann als Streuzentren in dem Trägermedium verteilen. Durch unterschiedliche Größe der Volumenpartition, beispielsweise durch unterschiedlich schnelles Abschneiden oder Zerhacken des Streumediumstrahls, kann auch hier eine Variation der Streuwirkung erzielt werden.The Size of scattering centers can also be adjusted be that a continuous scattered medium beam in a Carrier medium is to be dispersed in volume partitions is divided, which then as scattering centers in the carrier medium to distribute. By different size of the volume partition, for example by cutting off or chopping the scattered medium jet at different speeds, can be achieved here, a variation of the scattering effect.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, z. B. bei Gasblasen in einer Flüssigkeit den Druck zu variieren, so dass sich die Gasblasen ebenfalls in ihrer Größe verändern.A Another possibility is z. B. in gas bubbles in a liquid to vary the pressure, so that The gas bubbles also change in size.
Darüber hinaus sind weitere Einflussmöglichkeiten, wie beispielsweise die Verwendung von Ultraschallhomogenisiergeräten und dergleichen denkbar.About that In addition, other influence options, such as the use of ultrasonic homogenizers and the like conceivable.
Allgemein können sich somit die Streuzentren in zumindest einem Teil des Scheibenvolumens frei bewegen, um als Dispersion die Streuwirkung bereitzustellen. Darüber hinaus ist es möglich, einen Austauschmechanismus zum Austausch der Streuzentren vorzusehen, um bei entsprechenden Systemen, bei denen sich z. B. die Dispersion über die Zeit auflösen würde, einen entsprechenden Nachschub an Streuzentren bereitstellen zu können. Außerdem erfordert die variable Einstellbarkeit der Streuwirkung unter Umständen einen Austausch der Streuzentren.Generally Thus, the scattering centers can be in at least one part of the disc volume move freely to dispersion as the scattering effect provide. In addition, it is possible to provide an exchange mechanism for exchanging the scattering centers, in such systems, in which z. B. over the dispersion would dissolve the time, a corresponding one Supply replenishment to scattering centers. Furthermore requires the variable adjustability of the scattering effect under certain circumstances an exchange of the scattering centers.
Für den Fall, dass die Streuzentren erst unmittelbar an der Streuscheibe erzeugt werden, kann eine entsprechenden Aufbereitungsvorrichtung bereitgestellt werden, die eine Einstellung der Streuzentren zur Erzielung der Streufunktion übernehmen kann. Die Aufbereitungsvorrichtung kann dabei in der Weise arbeiten, dass eine entsprechende Aufbereitung der Streuzentren einmalig erfolgt oder die entsprechenden Materialien wiederholt aufbereitet werden, um wiederholt als Streuzentren eingesetzt zu werden.For the case that the scattering centers only directly on the lens can be generated, a corresponding processing device provided an adjustment of the scattering centers to Achieving the scatter function can take over. The processing device can work in such a way that a corresponding treatment the scattering centers once or repeated the corresponding materials be prepared to repeatedly used as a scattering center become.
Als Aufbereitungsvorrichtungen kommen alle Komponenten und Gerätschaften in Frage, die je nach Aufbau der variabel einstellbaren Streuscheibe eine entsprechende Bereitstellung von Streuzentren vornehmen können, wie beispielsweise Dosiereinheiten zum definierten Injizieren eines Streumediums in ein Trägermedium, Zerhacker zum definierten Trennen eines kontinuierlichen Streumittelstroms in einem Trägermedium, Ultraschallhomogenisierer, Druckeinstellrichtungen für das Trägermedium oder entsprechende Zuführeinrichtungen für unterschiedliche Trägermedien an statische Streuzentren.When Reprocessing devices come all components and equipment in question, depending on the structure of the variably adjustable lens be able to make appropriate provision of scattering centers, such as dosing units for defined injection of a Scattering medium into a carrier medium, chopper to the defined Separating a continuous scattering agent stream in a carrier medium, ultrasonic homogenizer, Druckeinstellrichtungen for the carrier medium or corresponding feeders for different Carrier media to static scattering centers.
Um zu wissen, welche Streuwirkung bei einem Beleuchtungssystem einer Projektionsbelichtungsanlage oder allgemein einem Beleuchtungssystem einer optischen Anordnung eingestellt werden muss, um die gewünschte Beeinflussung des Intensitätsverlaufs in einer Pupillenebene zu erzielen, kann für das Beleuchtungssystem bzw. die optische Anordnung für eine gegebene Beleuchtungseinstellung die Intensitätsverteilung in einer Pupillenebene sowie die Streufunktion einer Streuscheibe bestimmt werden.Around to know what scattering effect a lighting system has Projection exposure system or generally a lighting system an optical arrangement must be adjusted to the desired Influencing the intensity course in a pupil plane can achieve for the lighting system or the optical Arrangement for a given lighting setting Intensity distribution in a pupil plane and the Spreading function of a lens to be determined.
Die Streufunktion lässt sich durch Messung bestimmter Parameter und mathematischer Beschreibung anhand der Parameter bestimmen. So kann beispielsweise die Streufunktion durch eine Linearkombination einer Gaußfunktion und einer exponentiellen Dämpfung beschrieben werden, wie nachfolgend für ein Ausführungsbeispiel in Formel 5 dargestellt. Die Parameter können durch entsprechende Fernfeldmessungen bestimmt werden.The Scattering function can be determined by measuring certain parameters and mathematical description based on the parameters. For example, the scattering function can be achieved by a linear combination a Gaussian and an exponential damping will be described, as below for an embodiment represented in formula 5. The parameters can be adjusted by appropriate Far field measurements are determined.
Die Intensitätsverteilung in der Pupillenebene kann ebenfalls durch Messung bestimmt werden, wobei aus der ermittelten Intensitätsverteilung und der ermittelten Streufunktion einer Streuscheibe eine streuscheibenunabhängige Systemintensitätsverteilung für eine gegebene Beleuchtungseinstellung berechnet werden kann.The Intensity distribution in the pupil plane can also be determined by measurement, wherein from the determined intensity distribution and the determined scattering function of a diffusing screen a scatter disc independent System intensity distribution for a given Lighting setting can be calculated.
Mit der streuscheibenunabhängigen Systemintensitätsverteilung kann bei einer definierten Referenzintensitätsverteilung auf die Streufunktion einer Streuscheibe zurückgerechnet werden, die erforderlich ist, um die gewünschte Referenzintensitätsverteilung einzustellen.With the lens independent system intensity distribution can at a defined reference intensity distribution calculated back to the scattering function of a diffuser which is required to the desired reference intensity distribution adjust.
Mit dieser Information kann eine entsprechende Streuscheibe aus einer Vielzahl von verschiedenen Streuscheiben ausgewählt oder die variabel einstellbare Streuscheibe entsprechend eingestellt werden.With This information can be a corresponding lens from a Variety of different diffusers selected or set the variably adjustable lens accordingly become.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich. Die Zeichnungen zeigen hierbei in rein schematischer Weise inFurther Advantages, characteristics and features of the present invention in the following detailed description of embodiments clearly with reference to the attached drawings. The painting show here in a purely schematic way in
Die
Neben
festen Partikeln in einer Flüssigkeit wäre es
beispielsweise vorstellbar, schwebende feste Partikel in einer Gasatmosphäre,
Gasblasen in einem flüssigen Trägermedium, flüssige
Tröpfchen in einem ebenfalls flüssigen Trägermedium
oder dergleichen vorzusehen. Wesentlich ist, dass es bei der vorgesehenen
elektromagnetischen Strahlung
Wie
sich aus der um 90° gedrehten Seitendarstellung der Streuscheibe
gemäß
Während
des Durchlaufens des Aufbereitungsbereichs
Hierbei
werden die Partikel
Die
Die
Die
Streuscheibe
Die
Streuscheibe
Die
fein dispergierten Öltröpfchen
Aus
dem Ölvorratsbereich
Damit steht eine Streuscheibe zur Verfügung, die es ermöglicht, unterschiedliche Streuwirkungen zu erzeugen.In order to there is a lens available that makes it possible generate different scattering effects.
Eine
derartige Streuscheibe kann erfindungsgemäß in
einem Beleuchtungssystem einer Projektionsbelichtungsanlage für
die Mikrolithographie eingesetzt werden. Die
Das
Beleuchtungssystem
Der
grundsätzliche Aufbau eines derartigen Beleuchtungssystems
ist beispielsweise aus der
Durch
das Zoom-Axikon-System
Die erforderliche Streuwirkung bzw. Streufunktion der Streuscheibe lässt sich durch Bestimmung bzw. Messung der Intensitätsverteilung des Lichts in einer maskenseitigen Pupillenebene und einer entsprechenden Ermittlung der Charakteristik bzw. Streufunktion einer verwendeten Streuscheibe ermitteln.The required scattering effect or scattering function of the lens by determining or measuring the intensity distribution of the light in a mask-side pupil plane and a corresponding one Determination of the characteristic or spreading function of a used Determine diffuser.
Die
Intensität in einer maskenseitigen Pupillenebene sei gegeben
durch
Die
Streufunktion g einer Streuscheibe charakterisiert das Streuverhalten
der Streuzentren der Streuscheibe als relativ gestreute Leistung
pro Raumwinkel α. Damit ist die Streufunktion ebenfalls über
die Richtung parametrisiert. Bezogen auf das Koordinatensystem der
Maske skalieren die Variablen sin(α'x) und sin(α'y) der
Streufunktion mit dem inversen Abbildungsmaßstab β–1 eines zwischen Streuscheibe und
Maske angeordneten optischen Systems. Die Streufunktion ergibt sich
somit zu
Die Streufunktion g(sin(α'x), sin(α'y)) und der Abbildungsmaßstab β können über Messungen ermittelt werden, so dass die Streufunktion g(u, v) der maskenseitigen Pupille ermittelbar ist.The scattering function g (sin (α 'x), sin (α' y)) and the imaging scale β can be determined by measurements, so that the scattering function g (u, v) can be determined the mask-side pupil.
Die
Intensitätsverteilung I(u, v) der maskenseitigen Beleuchtungspupille
ergibt sich somit als Faltung der Intensitätsverteilung
IS(x, y) in der maskenseitigen Beleuchtungspupille
ohne Streuscheibe mit der entsprechend skalierten Streufunktion
g(u, v) der Streuscheibe
Damit lässt sich die systemimmanente Intensitätsverteilung IS(u, v) in der maskenseitigen Pupillenebene ohne Streuscheibe für eine bestimmte Beleuchtungseinstellung folgendermaßen mit einer Dekonvolution ermitteln, da die Streufunktion g(u, v) bekannt ist: wobei das Integralmaß d2k entsprechend dkudkv ist und wobei die Fouriertransformierten von g(u, v) und I(u, v) definiert sind durch In this way, the system-immanent intensity distribution I S (u, v) in the mask-side pupil plane without scattering lens for a specific illumination setting can be determined with a deconvolution as follows, since the scattering function g (u, v) is known: where the integral measure d 2 k is dk u dk v and where the Fourier transforms of g (u, v) and I (u, v) are defined by
Da g(u, v) und I(u, v) stets beschränkt und quadratintegrierbar sind, existieren die beiden Integrale.There g (u, v) and I (u, v) always limited and square integrable are, the two integrals exist.
Die
Streufunktion g(u, v) lässt sich als Linearkombination
einer Gaußfunktion und einer exponentiellen Dämpfung
beschreiben:
Mit dieser mathematischen Beschreibung ist garantiert, dass die Funktion g(u, v) ein positiv definites Spektrum g(ku, kv) hat. Deshalb ist IS(u, v) wohldefiniert.This mathematical description guarantees that the function g (u, v) has a positive definite spectrum g (k u , k v ). Therefore I S (u, v) is well defined.
Wird nun ein gewünschtes Intensitätsprofil, beispielsweise mit einem entsprechenden Kantengradienten definiert, lässt sich aus einer definierten Referenzintensitätsverteilung IR(x, y) und der systemimmanenten Intensitätsverteilung IS(x, y) ohne Streuscheibe die erforderliche Streufunktion bestimmen. Anders formuliert kann bei einer gegebenen Intensitätsverteilung in einer Beleuchtungspupille eines Referenzsystems IR(u, v) die Intensitätsverteilung I(u, v) eines veränderten Systems durch Einstellung der Streuung angepasst werden. Die Streufunktion kann hierbei wie folgt gewählt werden: wobei das Integralmaß d2k entsprechend dkudkv ist.If a desired intensity profile is now defined, for example with a corresponding edge gradient, the required scattering function can be determined from a defined reference intensity distribution I R (x, y) and the system-inherent intensity distribution I S (x, y) without a diffuser. In other words, for a given intensity distribution in an illumination pupil of a reference system I R (u, v), the intensity distribution I (u, v) of a changed system can be adjusted by adjusting the scattering. The scatter function can be selected as follows: where the integral measure d 2 k is dk u dk v .
Um
lokale Strukturen in den Funktionen IR(u,
v), IS(u, v) sowie I(u, v) zu reduzieren
und somit störende Frequenzanteile in den Fouriertransformierten
zu beseitigen, kann eine Mittelung über das Azimut durchgeführt
werden, um eine rotationssymmetrische Funktion zu erhalten.
Bei diskreten Daten kann die Mittelung auch aus der Encircled Energy ee(r) berechnet werden: wobei RAP den maximalen Pupillenradius, Δr die Schrittweite der numerisch berechneten Encircled Energy und ΔA die Fläche des bei r liegenden Kreisrings mit Breite Δr bezeichnet. Die Integrale sind hierbei als diskrete Summen zu verstehen.For discrete data, the averaging can also be calculated from the Encircled Energy ee (r): where R AP is the maximum pupil radius, Δr is the increment of the numerically calculated encircled energy, and ΔA is the area of the annulus at width Δr. The integrals are to be understood as discrete sums.
Mit der Kenntnis zur geforderten Streufunktion lassen sich entsprechende Streuscheiben, die die entsprechende Streufunktion aufweisen oder dieser entsprechend nahe kommen, aus einem Vorrat an Streuscheiben auswählen oder es kann bei der erfindungsgemäßen variabel einstellbaren Streuscheibe eine entsprechende Streuwirkung eingestellt werden, so dass zumindest eine quasilokale Übereinstimmung von IR(u, v) und I(u, v) vorliegt.With the knowledge of the required scattering function, it is possible to select corresponding scattering disks which have the corresponding scattering function or come close to it from a supply of scattering disks or a corresponding scattering effect can be set in the variably adjustable scattering disk according to the invention, so that at least one quasi-minor match of I R (u, v) and I (u, v) is present.
Damit lässt sich der Kohärenzgrad σ, welcher als relative Ausleuchtung der Objektivpupille definiert ist, für unterschiedliche Beleuchtungseinstellungen des Beleuchtungssystems einer Projektionsbelichtungsanlage für verschiedene Beleuchtungseinstellungen konstant halten bzw. nahezu konstant halten.This makes it possible to define the degree of coherence σ, which defines the relative illumination of the objective pupil is for different illumination settings of the illumination system of a projection exposure system for different lighting settings hold constant or nearly constant.
Der partielle Kohärenzgrad wird über sog. Encircled Energy-Niveaus (EE) definiert, wobei für eine konventionelle Beleuchtung ein 90%-EE-Wert (σ out) und bei ringförmiger Beleuchtung ein 10%-EE-Wert (σ in) herangezogen wird, die wie folgt definiert sind: wobei I(r) das Intensitätsprofil in der Objektivpupille und R(NAPO) den Radius der Objektivblende bezeichnen.The partial degree of coherence is defined by the so-called encircled energy levels (EE), where a conventional illumination is given a 90% ee value (σ out) and in the case of annular illumination a 10% ee value (σ in) is used, which are defined as follows: where I (r) denotes the intensity profile in the objective pupil and R (NA PO ) the radius of the objective diaphragm.
Entsprechend ist mit der erfindungsgemäßen Lösung eine Möglichkeit geschaffen, den Intensitätsverlauf der Pupille und insbesondere den Kantengradienten an den Beleuchtungspolen in einer Pupillenebene eines Beleuchtungssystems für eine Projektionsbelichtungsanlage der Mikrolithographie an entsprechende Anforderungen anpassen zu können. Die vorliegende Erfindung gibt hierzu ein entsprechendes Verfahren zur Bestimmung der Streuwirkung bzw. Streufunktion einer erforderlichen Streuscheibe sowie die Realisierung einer variabel einstellbaren Streuscheibe an.Corresponding is with the inventive solution created a way the intensity course the pupil and in particular the edge gradient at the illumination poles in a pupil plane of a lighting system for a Projection exposure system of microlithography to corresponding To be able to adapt requirements. The present invention there is a corresponding method for determining the scattering effect or scattering function of a required lens and the realization a variably adjustable lens.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der beigefügten Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen und Änderungen der Erfindung möglich sind, ohne den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche zu verlassen. Entsprechende Änderungen oder Abwandlungen der Erfindungen betreffen insbesondere eine unterschiedliche Kombination einzelner vorgestellter Merkmale als auch das Weglassen einzelner Merkmale. Insbesondere sind sämtliche Kombinationen aller offenbarten Merkmale als zur Erfindung gehörig zu betrachten.Even though the present invention with reference to the accompanying embodiments has been described in detail, is for the expert of course, that the invention is not limited to this Embodiments is limited, but that rather, modifications and variations of the invention possible are without the scope of the appended claims to leave. Corresponding changes or modifications The inventions relate in particular to a different combination individual features presented as well as the omission of individual Characteristics. In particular, all combinations are all disclosed features as belonging to the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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