DE102009025362A1

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

Info

Publication number: DE102009025362A1
Application number: DE102009025362A
Authority: DE
Inventors: Markus Schwab; Stig Bieling; Gerhard-Wilhelm Ziegler
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2008-08-01
Filing date: 2009-06-18
Publication date: 2010-02-04

Abstract

The plate (1) has scattering centers for light arranged in or at a plate volume, where scattering effect of the scattering centers is variably adjustable. A carrier medium (5) cooperates with the scattering centers, where variability of the scattering effect has temporal or spatial variation of a characteristic parameter e.g. radius, of the scattering centers or the carrier medium. The centers are freely movable in a part of the plate volume, and formed from particles (6) of gas, liquid or solid. An exchange mechanism exchanges the scattering centers. Independent claims are also included for the following: (1) a method for variable adjustment of intensity characteristics of light in a pupil plane in an illumination system (2) an illumination system comprising a diffusion plate.

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 US 2007/0165202 A1 oder der US 6,285,443 B1 bekannt.Projection exposure equipment for microlithography and related lighting systems are well known. Lighting systems for projection exposure systems are, for example, from US 2007/0165202 A1 or the US 6,285,443 B1 known.

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 US 2007/211231 A1 , US 2007/0024839 A1 und EP 1 798 758 A1 beschrieben. Des Weiteren ist es aus dem Stand der Technik bekannt, bei Beleuchtungssystemen, wie sie beispielsweise in der US 6,285,443 B1 beschrieben sind, Streuscheiben in Feldebenen bzw. feldnahen Ebenen, beispielsweise vor einem Lichtmischstab, einzusetzen, um entweder bei Anordnung in einer Feldebene eine Beeinflussung der Winkelverteilung des Lichts in der Feldebene bzw. Beleuchtungsverteilung in einer Pupillenebene dazu und/oder eine Glättung bzw. Homogenisierung der Feldausleuchtung bei feldnaher Anordnung zu erzielen.In many illumination systems used for microlithographic projection exposure apparatuses, it is possible to set different illumination settings, for example in the form of an annular illumination, dipole illumination, quadrupole illumination or multiple pole illumination in a pupil plane of the illumination system. Although the oblique illumination of the reticle to be imaged, which can be achieved by means of such illumination settings, makes it possible to further improve the imaging possibilities of very small structures, the different illumination settings can lead to inhomogeneities in the illumination distribution. In order to eliminate these inhomogeneities of lighting or the lack of uniformity of lighting, various measures have been proposed. Corresponding examples are in the patent applications US 2007/211231 A1 . US 2007/0024839 A1 and EP 1 798 758 A1 described. Furthermore, it is known from the prior art, in lighting systems, as used for example in the US 6,285,443 B1 to use scattering disks in field levels or near-field planes, for example in front of a light mixing rod, either to influence the angular distribution of the light in the field level or illumination distribution in a pupil plane to this and / or a smoothing or homogenization of the field in a field level Field illumination to achieve near-field arrangement.

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

1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen variabel einstellbaren Streuscheibe; 1 a side view of a variably adjustable lens according to the invention;

2 eine Seitenansicht der Streuscheibe aus 1 um 90° gedreht; 2 a side view of the lens 1 turned by 90 degrees;

3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen variabel einstellbaren Streuscheibe; 3 a side view of a second embodiment of a variably adjustable lens according to the invention;

4 eine schematische Darstellung eines Beleuchtungssystems für eine Projektionsbelichtungsanlage gemäß der vorliegenden Erfindung; und 4 a schematic representation of a lighting system for a projection exposure apparatus according to the present invention; and

5 eine Darstellung eines Beleuchtungssystems gemäß dem Stand der Technik, bei dem die vorliegende Erfindung eingesetzt werden kann. 5 a representation of a lighting system according to the prior art, in which the present invention can be used.

Die 1 zeigt in einer Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer variabel einstellbaren Streuscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung. Die variabel einstellbare Streuscheibe 1 umfasst ein Scheibenvolumen, welches durch eine vordere Glasscheibe 2 und eine hintere Glasscheibe 3 bezogen auf die Lichteintrittsrichtung 7 sowie eine stirnseitige Abdeckung 4 definiert ist. Zwischen den Glasscheiben 2 und 3 ist ein Hohlraum gebildet, welcher mit einem Trägermedium 5 ausgefüllt ist. Bei dem Trägermedium 5 kann es sich um ein gasförmiges oder flüssiges Trägermedium handeln oder es kann in dem entsprechenden Hohlraum ein Vakuum eingestellt werden. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein flüssiges Trägermedium, in welchem beispielsweise feste Partikel 6 als Streuzentren schwimmen. Die Streuwirkung der Streuzentren ist durch die Pfeile 8 beispielhaft für ein Partikel 6 dargestellt.The 1 shows a side view of a first embodiment of a variably adjustable lens according to the present invention. The variably adjustable lens 1 comprises a volume of the disc, which passes through a front glass pane 2 and a rear glass pane 3 relative to the light entry direction 7 and a frontal cover 4 is defined. Between the glass panes 2 and 3 a cavity is formed, which with a carrier medium 5 is filled. In the carrier medium 5 it may be a gaseous or liquid carrier medium or it may be set in the corresponding cavity a vacuum. In the embodiment shown, it is a liquid carrier medium in which, for example, solid particles 6 swim as scattering centers. The scattering effect of the scattering centers is indicated by the arrows 8th exemplary of a particle 6 shown.

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 7, die auf die Streuscheibe 1 trifft, zu einer entsprechenden Streuwirkung kommt. Folglich können die verwendeten Partikel oder allgemein Streuzentren eine entsprechend an die Wellenlänge des Lichts angepasste Größe und Form aufweisen, um die gewünschte Streuwirkung einzustellen.In addition to solid particles in a liquid, for example, it would be conceivable to provide suspended solid particles in a gas atmosphere, gas bubbles in a liquid carrier medium, liquid droplets in a likewise liquid carrier medium or the like. It is essential that it is at the intended electromagnetic radiation 7 on the lens 1 meets, comes to a corresponding scattering effect. Consequently, the particles used or, more generally, scattering centers may have a size and shape adapted to the wavelength of the light in order to set the desired scattering effect.

Wie sich aus der um 90° gedrehten Seitendarstellung der Streuscheibe gemäß 2 ergibt, ist die erfindungsgemäße Streuscheibe 1 zweigeteilt aufgebaut, und zwar mit einem Durchstrahlungsbereich 10 und einem Aufbereitungsbereich 11. Wie die Pfeile 13 und 14 anzeigen, wird die Trägerflüssigkeit 5 mit den Partikeln 6 in einem Kreislauf in der Streuschreibe 1 bewegt, so dass das Trägermedium 5 mit den Streuzentren 6 an der Oberseite in den Aufbereitungsbereich 11 eingeführt wird und nach Durchlaufen desselben am unteren Bereich der Streuscheibe 1 aus diesem wieder in den Durchstrahlungsbereich 10 eingeführt wird. Im Durchstrahlungsbereich 10 ist mit gestrichelter Darstellung ein optisch genutzter Bereich 9 gezeigt, der von dem Licht 7 durchstrahlt wird, wobei die Partikel bzw. Streuzentren 6, die sich in diesem Bereich befinden, zur Streuwirkung der Streuscheibe 1 beitragen.As can be seen from the 90 ° rotated side view of the lens according to 2 results is the diffuser according to the invention 1 constructed in two parts, with a transmission area 10 and a treatment area 11 , Like the arrows 13 and 14 show, the carrier liquid 5 with the particles 6 in a cycle in spreading writing 1 moved so that the carrier medium 5 with the scattering centers 6 at the top into the treatment area 11 is introduced and after passing through it at the bottom of the lens 1 out of this back into the transmission area 10 is introduced. In the transmission area 10 is a dashed line an optically used area 9 shown by the light 7 is irradiated, the particles or scattering centers 6 , which are in this area, to the scattering effect of the lens 1 contribute.

Während des Durchlaufens des Aufbereitungsbereichs 11 können die Partikel 6 entsprechend so aufbereitet werden, dass eine gewünschte Streuwirkung bzw. Streufunktion eingestellt werden kann. Beispielsweise kann in dem Aufbereitungsbereich die Menge bzw. Größenverteilung der in das Trägermedium 5 eingegebenen Partikel 6 variiert werden und damit die Streuwirkung der Streuscheibe 1 verändert werden.While going through the treatment area 11 can the particles 6 be prepared in such a way that a desired scattering effect or scattering function can be adjusted. For example, in the processing area, the amount or size distribution of the into the carrier medium 5 entered particles 6 be varied and thus the scattering effect of the lens 1 to be changed.

Hierbei werden die Partikel 6 im Kreislauf geführt, so dass sie immer wieder als Streuzentren eingesetzt werden und somit eine reversible Aufbereitung der Streuzentren erfolgt. Alternativ wäre es auch denkbar, aus einem externen Vorrat neue Partikel 6 in die Streuscheibe entsprechend den Anforderungen einzugeben, und die bisher verwendeten Streuzentren aus der Streuscheibe 1 zu entfernen, so dass sich eine irreversible Aufbereitung ergibt, bei der einmal verwendete Streuzentren der Entsorgung zugeführt werden.Here are the particles 6 run in the cycle, so that they are used again and again as a scattering centers and thus takes place a reversible processing of the scattering centers. Alternatively, it would also be conceivable new particles from an external supply 6 enter into the diffuser according to the requirements, and the previously used scattering centers from the lens 1 to remove, so that an irreversible treatment results in the once used scattering centers are disposed of.

Die 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, variabel einstellbaren Streuscheibe 31, die ähnlich der Streuscheibe 1 aus den 1 und 2 aufgebaut ist, so dass identische Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Diese Komponenten werden somit nicht wiederholt beschrieben, sondern hier wird auf die Beschreibung der 1 und 2 verwiesen.The 3 shows a further embodiment of a variably adjustable lens according to the invention 31 similar to the lens 1 from the 1 and 2 is constructed so that identical components are provided with identical reference numerals. These components are thus not described repeatedly, but here is the description of the 1 and 2 directed.

Die 3 entspricht hierbei der Seitenansicht der 2, so dass die Vorderseite mit der Glasscheibe 2 in Draufsicht zu sehen ist, wie sie auch von Licht im Strahlengang einer optischen Anordnung beaufschlagt wird.The 3 corresponds to the side view of 2 , leaving the front side with the glass pane 2 can be seen in plan view, as it is also acted upon by light in the beam path of an optical arrangement.

Die Streuscheibe 31 umfasst wiederum einen Durchlichtbereich 10 und einen Aufbereitungsbereich 11, in welchem die Streuzentren entsprechend variabel aufbereitet werden.The diffuser 31 again comprises a transmitted light area 10 and a treatment area 11 , in which the scattering centers are prepared according to variable.

Die Streuscheibe 31 verwendet wiederum ein flüssiges Trägermedium 15, z. B. Wasser. Diesem Trägermedium 15 sind nunmehr, nicht wie im Ausführungsbeispiel der Streuscheibe 1, feste Partikel beigegeben, sondern ebenfalls flüssige Partikel in Form von flüssigen Tröpfchen 16, z. B. Öltröpfchen, wobei sich das Öl nicht in dem Wasser löst, sondern eine Emulsion bildet.The diffuser 31 in turn uses a liquid carrier medium 15 , z. B. water. This carrier medium 15 are now, not as in the embodiment of the lens 1 , added solid particles, but also liquid particles in the form of liquid droplets 16 , z. As oil droplets, wherein the oil does not dissolve in the water, but forms an emulsion.

Die fein dispergierten Öltröpfchen 16 bilden die Streuzentren in dem Trägermedium 15 Wasser. Ähnlich der Ausführungsform der 1 und 2 werden die dispergierten Öltröpfchen 16 im unteren Bereich der Streuscheibe 31 in den Durchlichtbereich 10 eingebracht, wobei die Öltröpfchen 16 in der Streuscheibe 31 nach oben steigen und sich im oberen Bereich der Streuscheibe 31 in einem Ölvorratsbereich 17 entmischen, so dass das leichtere Öl auf dem Wasser aufschwimmt.The finely dispersed oil droplets 16 form the scattering centers in the carrier medium 15 Water. Similar to the embodiment of the 1 and 2 become the dispersed oil droplets 16 in the lower part of the lens 31 in the transmitted light area 10 introduced, the oil droplets 16 in the diffuser 31 rise to the top and in the upper part of the lens 31 in an oil storage area 17 demix so that the lighter oil floats on the water.

Aus dem Ölvorratsbereich 17 wird das Öl von einer Pumpe 18 mit einem Ansaugstutzen 19 im Aufbereitungsbereich 11 wieder in den unteren Bereich der Streuscheibe 31 gepumpt, wobei ein kontinuierlicher Ölstrom 21, der die Pumpe 18 an der Austrittsöffnung 20 verlässt, durch ein Schaufelrad in definierten Intervallen geschnitten wird, so dass der Ölstrom 21 zerhackt wird. Die voneinander getrennten Ölvolumina bilden im Trägermedium Wasser 15 die entsprechenden Öltröpfchen 16, die als Streuzentren dienen. Durch die Drehgeschwindigkeit des Schaufelrads 22, dessen Drehrichtung durch einen Pfeil in der 3 angedeutet ist, kann die Größe der Öltröpfchen 16 und damit deren Streuwirkung variiert werden. Je schneller sich das Schaufelrad 22 dreht, desto kleiner sich die Volumina der abgetrennten Ölstrompartikel und somit auch die Volumina der Öltröpfchen und die Radien der dadurch gebildeten Ölkügelchen 16. Damit lässt sich durch eine derartige einfache Anordnung eine unterschiedliche Streuwirkung der Streuscheibe 31 je nach eingestellter Größe der Öltröpfchen 16 bewirken.From the oil storage area 17 The oil is from a pump 18 with an intake manifold 19 in the treatment area 11 back to the bottom of the lens 31 pumped, being a continuous flow of oil 21 who is the pump 18 at the exit opening 20 leaves, is cut by a paddle wheel at defined intervals, so that the oil flow 21 is hacked. The separate oil volumes form water in the carrier medium 15 the corresponding oil droplets 16 that serve as scattering centers. By the rotational speed of the paddle wheel 22 whose direction of rotation is indicated by an arrow in the 3 is suggested, the size of the oil droplets 16 and thus their scattering effect can be varied. The faster the paddle wheel 22 turns, the smaller the volumes of the separated oil stream particles and thus also the volumes of the oil droplets and the radii of the resulting oil globules 16 , This makes it possible by such a simple arrangement, a different scattering effect of the lens 31 depending on the set size of the oil droplets 16 cause.

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 4 zeigt eine schematische Darstellung eines entsprechenden Beleuchtungssystems 100.According to the invention, such a diffusing screen can be used in an illumination system of a microlithography projection exposure apparatus. The 4 shows a schematic representation of a corresponding illumination system 100 ,

Das Beleuchtungssystem 100, wie es in 4 dargestellt ist, weist eine Lichtquelle in Form eines Lasers 101 auf, dessen Licht über eine Strahlaufbereitungseinrichtung 102 auf ein erstes diffraktives optisches Element 103 gelenkt wird. Von dem diffraktiven optischen Element 103 gelangt das Licht über ein Axikon 104 und ein Zoomobjektiv 105 auf ein zweites diffraktives optisches Element 106, von dem das Licht über eine Einkoppeloptik 107 auf eine erfindungsgemäße Streuscheibe 108 gelangt, die vor dem Lichteintritt in einen Lichtmischstab 109 angeordnet ist. Nach dem Lichtmischstab 109, bei dem durch mehrfache innere Reflexion des Lichts das Licht homogenisiert wird, ist ein Retikel-Masking-System (REMA) mit entsprechenden REMA-Blenden 110 sowie ein REMA-Objektiv 111 vorgesehen, welches letztendlich das Beleuchtungs licht auf das Retikel 112 lenkt, welches die Struktur aufweist, die mit einem nachfolgenden, nicht dargestellten Projektionsobjektiv auf einen Wafer abgebildet werden soll.The lighting system 100 as it is in 4 is shown, has a light source in the form of a laser 101 on, its light through a Strahlaufbereitungseinrichtung 102 to a first diffractive optical element 103 is steered. From the diffractive optical element 103 the light passes over an axicon 104 and a zoom lens 105 to a second diffractive optical element 106 from which the light is via a Einkoppeloptik 107 on a diffusing screen according to the invention 108 which passes before the light enters a light mixing rod 109 is arranged. After the light mixing rod 109 , in which the light is homogenized by multiple internal reflection of light, is a reticle masking system (REMA) with corresponding REMA diaphragms 110 as well as a REMA lens 111 provided, which ultimately the illumination light on the reticle 112 directs, which has the structure to be imaged with a subsequent, not shown projection lens on a wafer.

Der grundsätzliche Aufbau eines derartigen Beleuchtungssystems ist beispielsweise aus der DE 195 20 563 A1 bekannt. Eine entsprechende zeichnerische Darstellung ist in 5 wiedergegeben, wobei die Bezugszeichen der Darstellung der 4 in identischer Weise bei der Darstellung der 5 Verwendung finden und somit zur Vermeidung von Wiederholung auf die entsprechende Beschreibung der 4 verwiesen wird. Lediglich die Streuscheibe 108 ist bei dem Beleuchtungssystem der 5 nicht dargestellt. Der entsprechende Ort, an dem die erfindungsgemäße Streuscheibe 108 angeordnet werden kann, ist durch einen Pfeil dargestellt. Außerdem unterscheidet sich die Darstellung der 5 lediglich im Bezug auf das REMA-Objektiv 111, welches gemäß der Ausführungsform der 5 einen Umlenkspiele 113 und ein Teilobjektiv 114 umfasst, welches in der schematischen Darstellung der 4 nicht wiedergegeben ist.The basic structure of such a lighting system is for example from the DE 195 20 563 A1 known. A corresponding graphic representation is in 5 reproduced, wherein the reference numerals of the representation of 4 in an identical way in the presentation of the 5 Find use and thus to avoid repetition to the corresponding description of 4 is referenced. Only the diffuser 108 is in the lighting system of 5 not shown. The appropriate place where the diffuser invention 108 can be arranged is shown by an arrow. In addition, the presentation of the differs 5 only in relation to the REMA lens 111 , which according to the embodiment of the 5 a diversion games 113 and a partial lens 114 comprising, which in the schematic representation of 4 is not reproduced.

Durch das Zoom-Axikon-System 104, 105 lassen sich in dem Beleuchtungssystem 100, wie es in den 4 und 5 dargestellt ist, unterschiedliche Beleuchtungseinstellungen einstellen. Beispielsweise können durch Verstellung des in 5 dargestellten Axikonpaars (siehe Doppelpfeil) bzw. entsprechende Verstellung des Zoomobjektivs 105 (siehe Doppelpfeil) unterschiedliche Beleuchtungseinstellungen mit einer ring- oder kreisförmigen Beleuchtung mit unterschiedlichem Beleuchtungsdurchmesser oder unter Verwendung zusätzlicher Blenden oder dergleichen Multipol- bzw. insbesondere Quadrupolbeleuchtungseinstellungen in einer Pupillenebene eingestellt werden. Um bei diesen unterschiedlichen Beleuchtungseinstellungen eine entsprechend angepasste Intensitätsverteilung des Lichts in der Pupillenebene mit insbesondere scharfen Übergängen, sog. Kantengradienten, an den Beleuchtungspolen zu erzielen, kann erfindungsgemäß die Streuwirkung der Streuscheibe 108 angepasst werden. Dies kann mittels der oben beschriebenen variabel einstellbaren Streuscheibe 1 bzw. 31 erfolgen oder durch auswechselbare Streuscheiben, die entsprechend ihrer Streuwirkung bzw. Streufunktion bei unterschiedlichen Beleuchtungseinstellungen in den Strahlengang des Beleuchtungssystems 100 eingebracht werden können.Through the Zoom Axicon System 104 . 105 can be in the lighting system 100 as it is in the 4 and 5 is shown, set different lighting settings. For example, by adjusting the in 5 Axikonpaars shown (see double arrow) or corresponding adjustment of the zoom lens 105 (see double arrow) different illumination settings with a circular or circular illumination with different illumination diameter or using additional apertures or the like multipole or in particular quadrupole illumination settings can be adjusted in a pupil plane. In order to achieve a correspondingly adapted intensity distribution of the light in the pupil plane with in particular sharp transitions, so-called edge gradients, at the illumination poles at these different illumination settings, the scattering effect of the lens can be achieved according to the invention 108 be adjusted. This can be done by means of the variably adjustable diffuser described above 1 respectively. 31 or by exchangeable lenses, according to their scattering or scattering function at different illumination settings in the beam path of the lighting system 100 can be introduced.

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 I = I(sin(αx), sin(αy)) := I(u, v) (1)wobei sin(α_x) und sin(α_y) die Komponenten eines normierten Richtungsvektors im lokalen kartesischen Koordinatensystem KS mit den Koordinaten (x, y, z) der Maske und (u, v) die Koordinaten der Pupillenebene sind. Eine Abhängigkeit vom Ort der Maske wird hierbei nicht berücksichtigt, da die Streuscheiben keine feldabhängige Modifikation der Beleuchtungspupille erzeugen. Damit kann eine entsprechende Messung auch in der Feldmitte erfolgen.The intensity in a mask-side pupil plane is given by I = I (sin (α x ), sin (α y )): = I (u, v) (1) where sin (α _x ) and sin (α _y ) are the components of a normalized direction vector in the local Cartesian coordinate system KS with the coordinates (x, y, z) of the mask and (u, v) the coordinates of the pupil plane. A dependency on the location of the mask is not taken into account, since the lenses do not produce a field-dependent modification of the illumination pupil. Thus, a corresponding measurement can also be done in the middle of the field.

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 g = g(sin(αx), sin(αy)) = g(β–1·sin(α'x)β–1·sin(α'y)) := g(u, v) (2) The scattering function g of a scattering disk characterizes the scattering behavior of the scattering centers of the scattering disk as a relatively scattered power per solid angle α. Thus, the scatter function is also parameterized via the direction. Based on the coordinate system of the mask, the variable scale sin (α _'x) and sin (α' _y) of the scattering function with the inverse of a magnification β ^-1 arranged between the lens and mask optical system. The scattering function thus results too g = g (sin (α x ), sin (α y )) = g (β -1 · Sin (α ' x ) β -1 · Sin (α ' y )): = g (u, v) (2)

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 I_S(x, y) in der maskenseitigen Beleuchtungspupille ohne Streuscheibe mit der entsprechend skalierten Streufunktion g(u, v) der Streuscheibe I(u, v) = ∫ APdF'g(u – u', v – v')IS(u', v') (3)wobei der Integrationsbereich die gesamte Austrittspupille AP ist. Das Integralmaß dF' ist entsprechend du'dv'.The intensity distribution I (u, v) of the mask-side illumination pupil thus results as convolution of the intensity distribution I _S (x, y) in the mask-side illumination pupil without lens with the correspondingly scaled scattering function g (u, v) of the lens I (u, v) = ∫ APdF'g (u - u ', v - v') I S (u ', v') (3) wherein the integration region is the entire exit pupil AP. The integral measure dF 'is corresponding to du'dv'.

Damit lässt sich die systemimmanente Intensitätsverteilung I_S(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 dk_udk_v 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: g(u, v) = N[exp(–0,5u² + v²σ² ) + cexp(–γ√u² + v²) (5)mit reellen Zahlen N, σ_o, c und γ. Die Parameter N, σ_o, c und γ können durch geeignete nichtlineare Fit-Algorithmen bestimmt werden, um die mittels Messung ermittelte und mit β^–1 skalierte Streufunktion g(u, v) optimal durch die Linearkombination der Gleichung (5) darzustellen. Zusätzlich können die Funktionen g(u, v) und I(u, v) re-normiert werden.The scattering function g (u, v) can be described as a linear combination of a Gaussian function and an exponential damping: g (u, v) = N [exp (-0.5 u² + v² σ² ) + cexp (-γ√ u² + v² ) (5) with real numbers N, σ _o , c and γ. The parameters N, σ _o , c and γ can be determined by suitable nonlinear fit algorithms to optimally represent the scattered function g (u, v) determined by measurement and scaled by β ^-1 by the linear combination of equation (5). In addition, the functions g (u, v) and I (u, v) can be re-normalized.

Mit dieser mathematischen Beschreibung ist garantiert, dass die Funktion g(u, v) ein positiv definites Spektrum g(k_u, k_v) hat. Deshalb ist I_S(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 I_R(x, y) und der systemimmanenten Intensitätsverteilung I_S(x, y) ohne Streuscheibe die erforderliche Streufunktion bestimmen. Anders formuliert kann bei einer gegebenen Intensitätsverteilung in einer Beleuchtungspupille eines Referenzsystems I_R(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 dk_udk_v 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 I_R(u, v), I_S(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. I(u, v) → I(r) = 12π ∫dφI(r, φ) (7)wobei r und φ die Polarkoordinaten in der Pupillenebene (u, v) bezeichnen. Die Mittelung kann in gleicher Weise für I_R(u, v) und I_S(u, v) erfolgen.In order to reduce local structures in the functions I _R (u, v), I _S (u, v) and I (u, v) and thus eliminate interfering frequency components in the Fourier transforms, an averaging over the azimuth can be performed to obtain a rotationally symmetric function. I (u, v) → I (r) = 1 2π ∫dφI (r, φ) (7) where r and φ denote the polar coordinates in the pupil plane (u, v). The averaging can be carried out in the same way for I _R (u, v) and I _S (u, v).

Bei diskreten Daten kann die Mittelung auch aus der Encircled Energy ee(r) berechnet werden:

wobei R_AP 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 I_R(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(NA_PO) 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.

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Claims

Lens for optical applications with a disc volume, which is durchstrahlbar for light and comprises a carrier medium, wherein in or on the disc volume scattering centers are arranged for the light, characterized in that the scattering effect of the scattering centers is variably adjustable.

Lens according to claim 1, characterized that the variability of the scattering effect of the scattering centers the temporal or spatial variation of the property parameters the scattering centers or a cooperating with the scattering centers Carrier medium includes.

Lens according to claim 2, characterized that the property parameters at least one property from the Group comprising 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 disc or the area through which light can pass, the local distribution of the scattering centers in the pane volume, the composition of the scattering centers, the composition of the disc volume and the distribution of size or scattering cross sections the scattering centers provided in the disc volume comprises.

Lens according to one of the preceding claims, characterized in that the scattering centers in at least one Part of the disc volume are freely movable.

Lens according to one of the preceding claims, characterized in that the scattering centers are made of particles of gas, Liquid or solid bodies are formed, which in or on a carrier medium of gas or liquid or are provided in a vacuum.

Lens according to one of the preceding claims, characterized in that the lens is an exchange mechanism for the replacement of the scattering centers. the

Lens according to one of the preceding claims, characterized in that the lens is a treatment device for adjusting or for reprocessing the scattering centers.

Lens according to one of the preceding claims, characterized in that the processing device at least a component of the group comprising a dosing unit for the defined Injecting a scattering medium into a carrier medium, a Chopper for the defined separation of a scattering agent stream in a Carrier medium, a Ultraschallhomogenisierer, a pressure adjustment for a carrier medium and a feeder for different carrier media to static Includes scattering centers.

Optical arrangement for a projection exposure apparatus for microlithography with a diffuser with a Disk volume, which can be irradiated for light and a carrier medium, wherein in or on the disc volume Scattering centers are arranged for the light, characterized in that the scattering effect of the scattering centers is variably adjustable.

Optical arrangement according to Claim 9, characterized that the optical arrangement is a lighting system in which arranged the diffuser in a field level or near-field level is.

Optical arrangement according to claim 9 or 10, characterized in that the diffuser in the beam path in front of a Integrator rod is arranged for light homogenization.

Method for variably setting the intensity profile of the light in a pupil plane in an illumination system of a projection exposure apparatus for microlithography when the illumination setting is changed, characterized in that by means of at least one diffuser ( 108 ) in a field plane or near-field level, the scattering effect is adjusted so that a defined intensity profile is adjusted, which is adapted to the changed illumination setting.

Method according to claim 12, characterized in that that the defined intensity curve on an intensity distribution a reference pupil is adjusted.

Method according to one of claims 12 or 13, characterized in that the defined intensity profile includes a defined edge gradient at the illumination pole.

Method according to one of claims 12 to 14, characterized in that interchangeable lenses with different scattering effect or a diffuser with variable adjustable scattering effect is used.

Method according to one of claims 12 to 15, characterized in that for the lighting system for a given illumination setting, the intensity distribution determined in the pupil plane and the scattering function of a lens become.

Method according to claim 16, characterized in that that the scattering function of a lens by measuring parameters and mathematical modeling is determined.

Method according to claim 16, characterized in that that the intensity distribution in the pupil plane through Measurement is determined.

Method according to one of claims 16 to 18, characterized in that 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 is calculated, which is used for a reference intensity distribution the required scatter function calculate a lens, so that these adjusted can be.

Method according to one of claims 12 to 19, characterized in that the determination of the required Scattering effect of a lens automatically for entered Measured values and automatically a selection of available Spreading discs hit or an adjustable lens accordingly is set.

Illumination system for a projection exposure apparatus for microlithography with a replaceable and / or adjustable lens, a first measuring device for the measurement of the intensity distribution in one Pupil plane of the illumination system, a second measuring device for the measurement of parameters for determining the scattering function the diffuser, a pupil shaping device for variable Setting a lighting setting, and an evaluation unit for receiving the measured values of the first and second measuring device and to determine or adjust one to the illumination setting customized diffuser, allowing for different Illumination settings of the pupil shaping device a defined Intensity curve in the pupil plane is adjustable.