DE102011080614A1

DE102011080614A1 - Illumination device for use in micro-lithographic projection lighting system for illuminating reticule, has depolarizer arranged around rotational axis and partially causing effective depolarization of linearly polarized light

Info

Publication number: DE102011080614A1
Application number: DE201110080614
Authority: DE
Inventors: Michael Patra
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2012-04-26

Abstract

The device has a depolarizer that partially causes an effective depolarization of linearly polarized light impinged on the depolarizer while connecting with a light mixing system in a light propagation direction (L). Optically effective light emission surfaces (312, 321) of the depolarizer are formed as the non-planar surface. The depolarizer is rotatably arranged around a rotational axis. The rotational axis runs perpendicular to an optical axis. The depolarizer is formed from two partial elements (310, 320) with a complementary thickness profile. An independent claim is also included for a micro-lithographic projection lighting method.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Beleuchtungseinrichtung, in welcher weitgehend unpolarisiertes Licht gewünscht wird und in der eine in einer Pupillenebene der Beleuchtungseinrichtung erhaltene Restpolarisationsverteilung weitgehend oder vollständig eliminiert werden kann.The invention relates to a lighting device of a microlithographic projection exposure apparatus. In particular, the invention relates to an illumination device in which substantially unpolarized light is desired and in which a residual polarization distribution obtained in a pupil plane of the illumination device can be largely or completely eliminated.

Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z. B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.Microlithography is used to fabricate microstructured devices such as integrated circuits or LCDs. The microlithography process is carried out in a so-called projection exposure apparatus which has an illumination device and a projection objective. The image of a mask (= reticle) illuminated by means of the illumination device is hereby projected onto a substrate (eg a silicon wafer) coated with a photosensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection objective in order to place the mask structure onto the mask transfer photosensitive coating of the substrate.

In der Projektionsbelichtungsanlage ist für manche Anwendungen die Erzeugung von möglichst unpolarisiertem Licht erwünscht. Hierzu ist es z. B. aus WO 00/02092 und US 5,253,110 bekannt, das von der Laserquelle ausgehende linear polarisierte Licht mittels eines Hanle-Depolarisators und eines diesem nachgeordneten Lichtmischsystems zu depolarisieren. Ein solcher Hanle-Depolarisator umfasst zumindest eine erste Keilplatte aus doppelbrechendem und für Licht der Arbeitswellenlänge transparentem Material, sowie typischerweise auch eine zweite Keilplatte, welche die Strahlablenkung der ersten Keilplatte kompensiert und aus doppelbrechendem oder nicht-doppelbrechendem, für Licht der Arbeitswellenlänge transparentem Material hergestellt ist. Die erste Keilplatte des Hanle-Depolarisators ist üblicherweise so angeordnet, dass der Winkel zwischen der optischen Kristallachse des doppelbrechenden Materials und der Schwingungsrichtung des elektrischen Feldstärkevektors des von der Laserquelle kommenden linear polarisierten Lichtes im Wesentlichen 45° betragt.In the projection exposure apparatus, the generation of as unpolarized light as possible is desired for some applications. This is z. B. off WO 00/02092 and US 5,253,110 It is known to depolarize the linearly polarized light emanating from the laser source by means of a Hanle depolarizer and a light mixing system arranged downstream of it. Such a hanle depolarizer comprises at least a first wedge plate of birefringent and working wavelength light transparent material, and typically also a second wedge plate which compensates the beam deflection of the first wedge plate and is made of birefringent or non-birefringent material transparent to working wavelength light , The first wedge plate of the Hanle depolarizer is usually arranged such that the angle between the optical crystal axis of the birefringent material and the oscillation direction of the electric field intensity vector of the linearly polarized light coming from the laser source is substantially 45 °.

Es hat sich jedoch herausgestellt, dass das Licht trotz Verwendung eines Hanle-Depolarisators noch eine Restpolarisation in der Pupillenebene der Beleuchtungseinrichtung aufweisen kann, wobei diese Restpolarisation insbesondere einen periodischen, streifenförmigen Anteil aufweisen kann. Diese örtliche und gegebenenfalls periodische Variation überlagert sich mit weiteren Restpolarisationseffekten, welche durch in der Beleuchtungseinrichtung vorhandene antireflektierende Schichten (AR-Schichten) sowie hochreflektierende Schichten (HR-Schichten) verursacht werden, so dass sich im Ergebnis in der Beleuchtungsperformance stark beeintrachtigende Schwankungen im Restpolarisationsgrad ergeben.However, it has been found that, despite the use of a Hanle depolarizer, the light may still have a residual polarization in the pupil plane of the illumination device, wherein this residual polarization may in particular have a periodic, strip-shaped component. This local and possibly periodic variation is superimposed with further residual polarization effects, which are caused by antireflecting layers (AR layers) and highly reflecting layers (HR layers) present in the illumination device, so that, as a result, fluctuations in the degree of residual polarization are greatly impaired in the illumination performance ,

Ansätze zur Reduzierung der Restpolarisationsverteilung oder einer Vorzugsrichtung der Polarisation sind z. B. aus WO 2006/131517 A2 , DE 10 2007 019 831 A1 , DE 10 2006 031 807 A1 und DE 10 2007 010 650 A1 bekannt.Approaches for reducing the Restpolarisationsverteilung or a preferred direction of polarization are z. B. off WO 2006/131517 A2 . DE 10 2007 019 831 A1 . DE 10 2006 031 807 A1 and DE 10 2007 010 650 A1 known.

Ein in der Praxis auftretendes Problem bei einem herkömmlichen, in 1 schematisch dargestellten und aus zwei Keilplatten 110, 120 aufgebauten Depolarisator 100 ist, dass ein bei Eintritt des Beleuchtungslichtes in den Depolarisator 100 vorhandener, inhomogener und insbesondere asymmetrischer Intensitätsverlauf I₀ dazu führt, dass bei Austritt aus dem Depolarisator 100 die Intensitätsanteile, die durch den Depolarisator 100 für unterschiedliche Polarisationszustände erzeugt werden, nicht mehr gleich groß sind. Dem lässt sich auch nicht im Wege einer in 2 schematisch dargestellten Drehung des Depolarisators 100 begegnen, da eine solche Drehung lediglich zu einer Verschiebung bzw. Stauchung der durch den Depolarisator 100 erzeugten Polarisationszustände führt, ohne dass ein angestrebter Ausgleich zwischen den durch den Depolarisator 100 erzeugten Polarisationszuständen hinsichtlich deren Intensitätsanteils erzielt wird. Mit anderen Worten ist dann, wenn für die in 1 gezeigte Ausgangsstellung bei Austritt aus dem Depolarisator 100 die Intensitätsanteile, die durch den Depolarisator 100 für unterschiedliche Polarisationszustände erzeugt werden, nicht gleich groß sind, eine Ungleichverteilung auch nach einer Drehung des Depolarisators 100 (etwa gemäß 2) noch vorhanden.A problem occurring in practice in a conventional, in 1 shown schematically and two wedge plates 110 . 120 constructed depolarizer 100 is that when entering the illumination light in the depolarizer 100 existing inhomogeneous and in particular asymmetrical intensity course I ₀ causes that when exiting the depolarizer 100 the intensity components passing through the depolarizer 100 are generated for different polarization states are no longer equal. This can not be done by way of a 2 schematically illustrated rotation of the depolarizer 100 encounter, since such a rotation only to a shift or compression of the depolarizer 100 produced polarization states, without any desired balance between the by the depolarizer 100 generated polarization states in terms of their intensity component is achieved. In other words, if for in 1 shown starting position when exiting the depolarizer 100 the intensity components passing through the depolarizer 100 are generated for different polarization states are not the same size, an unequal distribution even after a rotation of the depolarizer 100 (according to 2 ) still there.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage bereitzustellen, welche eine verbesserte Depolarisation der in einer Pupillenebene der Beleuchtungseinrichtung erhaltenen Beleuchtung ermöglicht.The object of the present invention is to provide a lighting device of a microlithographic projection exposure apparatus which enables an improved depolarization of the illumination obtained in a pupil plane of the illumination device.

Diese Aufgabe wird gemaß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the features of independent claim 1.

Eine Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage weist auf:

– einen Depolarisator, welcher in Verbindung mit einem in Lichtausbreitungsrichtung nachfolgenden Lichtmischsystem zumindest zum Teil eine effektive Depolarisation von auf den Depolarisator auftreffendem, linear polarisiertem Licht bewirkt;
– wobei wenigstens eine optisch wirksame Fläche des Depolarisators eine zumindest bereichsweise nicht-ebene Fläche ist; und
– wobei der Depolarisator um eine Drehachse drehbar angeordnet ist.

An illumination device of a microlithographic projection exposure apparatus has:

A depolarizer which, in conjunction with a light mixing system following in the light propagation direction, effects at least in part an effective depolarization of linearly polarized light impinging on the depolarizer;
- Wherein at least one optically active surface of the depolarizer is an at least partially non-planar surface; and
- Wherein the depolarizer is arranged rotatably about a rotation axis.

Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, einen in der Beleuchtungseinrichtung zur (in Verbindung mit dem Lichtmischsystem erzielten) effektiven Depolarisation verwendeten Depolarisator mit einer zumindest bereichsweise nicht-ebenen optisch wirksamen Fläche auszugestalten und zugleich den Depolarisator drehbar anzuordnen. Infolge der nicht-ebenen optischen Wirkfläche hat nun eine Drehung des Depolarisators zur Folge, dass nicht nur eine Änderung der absoluten Dicke des Depolarisators, sondern auch eine Änderung der Form bzw. Geometrie des Verlaufs der auf das Beleuchtungslicht wirkenden bzw. effektiven optischen Dicke erfolgt. Mit anderen Worten erfolgt anders als bei einer Keilform der Teilelemente des Depolarisators gemäß 1 und 2 nicht lediglich eine Stauchung oder Verschiebung der sich bei Lichtaustritt aus dem Depolarisator ergebenden Aufeinanderfolge von Polarisationszuständen (unter weiterhin in geometrischer Hinsicht gleichförmiger Verteilung der Polarisationszustände auf der Lichtaustrittsfläche des Depolarisators), sondern es existieren Bereiche von unterschiedlich großer Polarisationsänderung pro Einheitsabstand. In Verbindung mit der Mischung dieser Polarisationszustände durch das Lichtmischsystem kann im Ergebnis je nach Auslegung der nicht-ebenen optischen Wirkfläche des Depolarisators und dessen Verdrehung eine Einstellung erzielt werden, in welcher der Depolarisator für eine vorgegebene Eingangsintensitätsverteilung jeden der unterschiedlichen Polarisationszustände mit dem gleichen Intensitätsanteil erzeugt.In particular, the invention is based on the concept of designing a depolarizer used in the illumination device for effective depolarization (achieved in conjunction with the light mixing system) with an optically active surface which is at least partially non-planar and at the same time rotatably arranging the depolarizer. As a result of the non-planar optical active surface, rotation of the depolarizer results in not only a change in the absolute thickness of the depolarizer, but also a change in the shape or geometry of the course of the optical thickness acting on the illumination light. In other words, differently than in a wedge shape of the sub-elements of the depolarizer according to 1 and 2 not merely a compression or displacement of the resulting from light emission from the depolarizer succession of polarization states (under further geometrically uniform distribution of the polarization states on the light exit surface of the depolarizer), but there are areas of different size polarization change per unit distance. In connection with the mixture of these polarization states by the light mixing system can be achieved as a result, depending on the design of the non-planar optical active surface of the depolarizer and its rotation in which the depolarizer for a given input intensity distribution generates each of the different polarization states with the same intensity component.

Auf diese Weise können die eingangs erläuterten Effekte einer bei Eintritt in den Depolarisator inhomogenen Lichtverteilung kompensiert werden. Des Weiteren können auch (Material-)Effekte aufgrund der zwischen Depolarisator und Retikel vorhandenen optischen Elemente bzw. Schichten, z. B. antireflektierende Schichten (AR-Schichten) auf den Linsen oder hochreflektierende Schichten (HR-Schichten) auf den Spiegeln, welche zu Intensitätsunterschieden für unterschiedliche Polarisationszustände führen, vorgehalten bzw. kompensiert werden.In this way, the effects explained in the introduction of a light distribution inhomogeneous when entering the depolarizer can be compensated. Furthermore, (material) effects due to the existing between the depolarizer and reticle optical elements or layers, for. B. antireflective layers (AR layers) on the lenses or high-reflective layers (HR layers) on the mirrors, which lead to intensity differences for different polarization states, be kept or compensated.

Gemäß einer Ausfuhrungsform ist die Drehachse so angeordnet, dass diese nicht mit der optischen Achse der Beleuchtungseinrichtung zusammenfällt. Hierbei ist die optische Achse in üblicher Weise als Symmetrieachse der rotationssymmetrischen optischen Elemente der Beleuchtungseinrichtung definiert.According to one embodiment, the axis of rotation is arranged so that it does not coincide with the optical axis of the illumination device. Here, the optical axis is defined in the usual way as the axis of symmetry of the rotationally symmetrical optical elements of the illumination device.

Die Drehachse kann insbesondere senkrecht zur Lichtausbreitungsrichtung verlaufen. In weiteren Ausführungsformen kann die Drehachse auch parallel zur optischen Achse der Beleuchtungseinrichtung in endlichem Abstand zu dieser optischen Achse verlaufen.The axis of rotation can in particular run perpendicular to the light propagation direction. In further embodiments, the axis of rotation may also run parallel to the optical axis of the illumination device at a finite distance from this optical axis.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Drehachse in einer Ebene angeordnet, welche keine Symmetrieebene der zumindest bereichsweise nicht-ebenen Fläche ist.According to one embodiment, the axis of rotation is arranged in a plane which is not a plane of symmetry of the at least partially non-planar surface.

Die zumindest bereichsweise nicht-ebene Fläche kann insbesondere so ausgestaltet sein, dass sie keine Symmetrieebene besitzt. In weiteren Ausführungsformen kann auch eine Symmetrieebene der Fläche vorhanden sein, wobei in diesem Falle die erfindungsgemäß vorgesehene Drehachse nicht in dieser Symmetrieebene angeordnet ist, damit der erwünschte Effekt der Erzeugung unterschiedlich großer Polarisationsänderungen pro Einheitsabstand erzielt wird.The at least partially non-planar surface can in particular be designed so that it has no plane of symmetry. In further embodiments, a plane of symmetry of the surface may also be present, in which case the rotation axis provided according to the invention is not arranged in this plane of symmetry in order to achieve the desired effect of producing differently large polarization changes per unit distance.

Insbesondere kann die zumindest bereichsweise nicht-ebene Fläche eine nicht-sphärische Fläche, insbesondere eine Freiformfläche sein.In particular, the at least partially non-planar surface may be a non-spherical surface, in particular a free-form surface.

Des Weiteren ist vorzugsweise die zweite Ableitung dieser Fläche monoton, also monoton steigend oder monoton fallend. Wenn also die optische Achse der Beleuchtungseinrichtung entlang der z-Achse verläuft, steigt für die Fläche in der x-z-Ebene oder y-z-Ebene die Pfeilhöhe immer stärker an bzw. wird immer steiler (im Unterschied zur Bewegung entlang eines Kreisumfanges, welcher durch eine konstante zweite Ableitung gekennzeichnet ist). Dies hat den Vorteil, dass der durch das erfindungsgemäße Verdrehen erzielte Effekt maximiert wird.Furthermore, the second derivative of this area is preferably monotonic, ie monotonically increasing or monotonically decreasing. Thus, if the optical axis of the illumination device runs along the z-axis, the height of the surface increases in the xz-plane or yz-plane or becomes steeper and steeper (as opposed to movement along a circumference, which is characterized by a constant second derivative is marked). This has the advantage that the effect achieved by the twisting according to the invention is maximized.

Des Weiteren ist die zumindest bereichsweise nicht-ebene Fläche vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie eine kontinuierliche Steigung besitzt. Vorzugsweise ist die Fläche wenigstens einmal stetig differenzierbar.Furthermore, the at least partially non-planar surface is preferably designed such that it has a continuous slope. Preferably, the surface is continuously differentiable at least once.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Depolarisator aus zwei Teilelementen mit zueinander komplementärem Dickenprofil aufgebaut.According to one embodiment, the depolarizer is composed of two sub-elements with mutually complementary thickness profile.

Gemäß einer Ausführungsform besitzt ein erstes Teilelement dieser Teilelemente eine ebene Lichteintrittsfläche, und ein zweites Teilelement dieser Teilelemente besitzt eine ebene Lichtaustrittsfläche.According to one embodiment, a first subelement of these subelements has a planar light entry surface, and a second subelement of these subelements has a planar light exit surface.

Gemäß einer Ausführungsform ist wenigstens eines dieser Teilelemente aus doppelbrechendem Material hergestellt. Bei dieser Ausgestaltung wird durch die mit der erfindungsgemäßen Drehung des Depolarisators einhergehende Änderung der Differenz zwischen ordentlicher Brechzahl n_o und außerordentlicher Brechzahl n_e der im Rahmen der Erfindung gerade erwünschte Effekt der Erzeugung unterschiedlich großer Polarisationsänderungen pro Einheitsabstand sogar verstärkt. Des Weiteren sind bei dieser Ausgestaltung je nach effektiver optischer Dicke des durchlaufenen Materials die erzeugten Polarisationszustände solche mit zirkularer Polarisation, für welche eine gegebenenfalls verbleibende, zirkulare Restpolarisation sich infolge der fehlenden Polarisationsvorzugsrichtung weniger nachteilig auswirkt als etwa eine lineare Restpolarisation.According to one embodiment, at least one of these partial elements is made of birefringent material. In this embodiment, the accompanying with the rotation of the depolarizer according to the invention change the Difference between ordinary refractive index n _o and extraordinary refractive index n _e of the invention just desired effect of generating different sized polarization changes per unit distance even reinforced. Furthermore, in this embodiment, depending on the effective optical thickness of the material passed through, the polarization states produced are those with circular polarization, for which an optionally remaining, circular residual polarization is less disadvantageous than, for example, a linear residual polarization as a result of the missing polarization preferred direction.

In weiteren Ausführungsformen kann wenigstens eines dieser Teilelemente auch aus optisch aktivem Material hergestellt sein, insbesondere aus kristallinem Quarz, wobei die optische Kristallachse in einer Ausgangsstellung des Depolarisators parallel zur Lichtausbreitungsrichtung bzw. zur optischen Achse der Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist. In diesem Falle ist es günstig, wenn die Drehachse parallel zur optischen Achse sowie in endlichem Abstand zu dieser verläuft, da dann die erwähnte Parallelität zwischen optischer Kristallachse und Lichtausbreitungsrichtung bzw. optischer Achse der Beleuchtungseinrichtung und damit die optische Aktivität des Materials auch bei der erfindungsgemäßen Verdrehung des Depolarisators um diese Drehachse erhalten bleibt.In further embodiments, at least one of these sub-elements can also be made of optically active material, in particular of crystalline quartz, wherein the optical crystal axis is arranged in an initial position of the depolarizer parallel to the light propagation direction or to the optical axis of the illumination device. In this case, it is advantageous if the axis of rotation is parallel to the optical axis and at a finite distance to this, since then the mentioned parallelism between optical crystal axis and light propagation direction or optical axis of the illumination device and thus the optical activity of the material even in the rotation of the invention the depolarizer is maintained around this axis of rotation.

Gemäß einer Ausführungsform weisen die zwei Teilelemente einen konstanten Abstand voneinander auf. Die zwei Teilelemente können insbesondere auch aneinander angesprengt sein.According to one embodiment, the two sub-elements at a constant distance from each other. The two sub-elements can in particular also be sprinkled against one another.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Beleuchtungseinrichtung ferner eine Spiegelanordnung mit einer Mehrzahl voneinander unabhängig einstellbarer Spiegelelemente auf. Der Einsatz solcher Spiegelanordnungen zur flexiblen Einstellung unterschiedlicher Beleuchtungssettings (d. h. Intensitätsverteilungen in der Pupillenebene) ist grundsätzlich z. B. aus WO 2005/026843 A2 bekannt. Während mittels einer solchen Spiegelanordnung prinzipiell nur ein Umsortierung der einzelnen in der Pupillenebene erzeugten Lichtflecke bzw. „Spots” erzielt wird, hat die Kombination der Spiegelanordnung mit einem erfindungsgemäßen, drehbaren Depolarisator, welcher zusatzlich auch die Einstellung der mittleren Polarisation in der Pupillenebene ermöglicht, zur Folge, dass mittels der Spiegelanordnung nicht nur eine im Mittel exakte Depolarisation in der Pupillenebene eingestellt werden kann, sondern diese Depolarisation auch für jeden einzelnen Ort in der Pupillenebene erzielbar ist.According to one embodiment, the illumination device further has a mirror arrangement with a plurality of mutually independently adjustable mirror elements. The use of such mirror arrangements for flexible adjustment of different illumination settings (ie intensity distributions in the pupil plane) is basically z. B. off WO 2005/026843 A2 known. While in principle only a resorting of the individual spots or "spots" generated in the pupil plane is achieved by means of such a mirror arrangement, the combination of the mirror arrangement with a rotatable depolarizer according to the invention, which additionally enables the adjustment of the mean polarization in the pupil plane, Consequence that not only an average exact depolarization in the pupil plane can be adjusted by means of the mirror arrangement, but this depolarization is also achievable for each individual place in the pupil plane.

Die Erfindung betrifft ferner eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage.The invention further relates to a microlithographic projection exposure apparatus.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein mikrolithographisches Belichtungsverfahren, wobei mittels einer Beleuchtungseinrichtung eine Maske beleuchtet wird und wobei Strukturen auf der Maske mittels eines Projektionsobjektivs auf eine auf einem Substrat aufgebrachte Schicht aus einem lichtempfindlichen Material projiziert wird,

– wobei mittels eines Depolarisators, welcher wenigstens eine zumindest bereichsweise nicht-ebene Fläche aufweist, in Verbindung mit einem in Lichtausbreitungsrichtung nachfolgenden Lichtmischsystem in die Beleuchtungseinrichtung eintretendes linear polarisiertes Licht vor Auftreffen auf die Maske zumindest zum Teil depolarisiert wird, und
– wobei der Depolarisator zur Veränderung der in einer Pupillenebene der Beleuchtungseinrichtung eingestellten Polarisationsverteilung um eine Drehachse verdreht wird.

Furthermore, the invention relates to a microlithographic exposure method, wherein a mask is illuminated by means of a lighting device and wherein structures on the mask are projected by means of a projection lens onto a layer of a photosensitive material applied to a substrate,

- Is at least partially depolarized by means of a depolarizer, which has at least one at least partially non-planar surface, in conjunction with a subsequent in Lichtausbreitungsrichtung light mixing system entering the illumination device linearly polarized light before striking the mask, and
- Wherein the depolarizer is rotated to change the set in a pupil plane of the illumination device polarization distribution about an axis of rotation.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.Further embodiments of the invention are described in the description and the dependent claims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.

Es zeigen:Show it:

1–2 schematische Darstellungen eines herkömmlichen Hanle-Depolarisators zur Erläuterung eines der Erfindung zugrunde liegenden Problems; 1 - 2 schematic representations of a conventional Hanle depolarizer for explaining an underlying problem of the invention;

3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Depolarisators in einer beispielhaften Ausführungsform; 3 a schematic representation of a depolarizer according to the invention in an exemplary embodiment;

4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Konzeptes; 4 a schematic representation for explaining the inventive concept;

5 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung; und 5 a schematic representation of the structure of a microlithographic projection exposure apparatus with a lighting device according to the invention; and

6 eine schematische Darstellung einer Beleuchtungseinrichtung zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 6 a schematic representation of a lighting device for explaining a further embodiment of the invention.

3 zeigt in schematischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Depolarisator 300, welcher in Verbindung mit einem in Lichtausbreitungsrichtung nachfolgenden Lichtmischsystem zumindest zum Teil eine effektive Depolarisation von auf den Depolarisator 300 auftreffendem, linear polarisiertem Licht bewirkt. 3 shows a schematic representation of a depolarizer according to the invention 300 which, in conjunction with a subsequent in the light propagation direction light mixing system at least partially effective depolarization of the depolarizer 300 incident, linearly polarized light causes.

Der Depolarisator 300 ist aus zwei Teilelementen 310, 320 mit zueinander komplementärem Dickenprofil aufgebaut, von denen das erste Teilelement 310 eine ebene Lichteintrittsfläche 311 und das zweite Teilelement 320 eine ebene Lichtaustrittsfläche 322 besitzt, wobei die Lichtausbreitungsrichtung durch den mit „L” bezeichneten Pfeil angedeutet ist. Die Lichtaustrittsfläche 312 des ersten Teilelementes 310 und die Lichteintrittsfläche 321 des zweiten Teilelementes 320 sind hingegen nicht-ebene Oberflächen und in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Freiformflächen gestaltet.The depolarizer 300 is made up of two subelements 310 . 320 constructed with mutually complementary thickness profile, of which the first subelement 310 a flat light entry surface 311 and the second subelement 320 a level light exit surface 322 has, wherein the light propagation direction is indicated by the arrow denoted by "L". The light exit surface 312 of the first subelement 310 and the light entry surface 321 of the second subelement 320 On the other hand, non-planar surfaces and in the illustrated embodiment are designed as free-form surfaces.

Dabei erganzen sich in der in 3 gezeigten Ausgangsstellung beide Teilelemente 310, 320 zu einer planparallelen Geometrie, indem nämlich die Lichtaustrittsfläche 312 des ersten Teilelementes 310 und die Lichteintrittsfläche 321 des zweiten Teilelementes 320 durch einen Spalt konstanter Dicke voneinander getrennt sind. Demgegenüber verlaufen die Lichteintrittsfläche 311 des ersten Teilelementes 310 und die Lichtaustrittsfläche 322 des zweiten Teilelementes 320 jeweils parallel zueinander sowie in einer Ausgangsstellung des Depolarisators 300 senkrecht zu der (in z-Richtung angeordneten) optischen Achse OA. In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform können die beiden Teilelemente 310, 320 auch aneinander angesprengt sein.This is complemented in the in 3 shown starting position both sub-elements 310 . 320 to a plane-parallel geometry, namely by the light exit surface 312 of the first subelement 310 and the light entry surface 321 of the second subelement 320 separated by a gap of constant thickness. In contrast, the light entry surface run 311 of the first subelement 310 and the light exit surface 322 of the second subelement 320 each parallel to each other and in an initial position of the depolarizer 300 perpendicular to the (in the z-direction) arranged optical axis OA. In a further, not shown embodiment, the two sub-elements 310 . 320 also be sprinkled together.

Im Ausführungsbeispiel kann wenigstens eines der beiden Teilelemente 310, 320, z. B. das Teilelement 310, aus doppelbrechendem Material, z. B. kristallinem Quarz oder Magnesiumfluorid (MgF₂), hergestellt sein. Hierbei ist die optische Kristallachse in diesem Teilelement 310 in der in 3 gezeigten Ausgangsstellung des Depolarisators 300 senkrecht zur optischen Achse OA der Beleuchtungseinrichtung so angeordnet, dass der Winkel zwischen der optischen Kristallachse des doppelbrechenden Materials und der Schwingungsrichtung des elektrischen Feldstärkevektors des von der Laserquelle kommenden linear polarisierten Lichtes im Wesentlichen 45° beträgt. Das andere (im Beispiel zweite) Teilelement 320 kann aus optisch isotropem Material (z. B. Quarzglas, SiO₂) hergestellt sein. In weiteren Ausführungsformen kann das zweite Teilelement 320 auch ebenfalls aus doppelbrechendem Material, z. B. kristallinem Quarz oder Magnesiumfluorid (MgF₂), hergestellt sein, wobei in diesem Falle die optische Kristallachse des doppelbrechenden Materials in diesem Teilelement vorzugsweise (wie aus DE 10 2007 019 831 A1 bekannt) senkrecht oder parallel zur Polarisationsvorzugsrichtung des auf den Depolarisator treffenden polarisierten Lichtes verläuft.In the embodiment, at least one of the two sub-elements 310 . 320 , z. B. the sub-element 310 , made of birefringent material, eg. Crystalline quartz or magnesium fluoride (MgF ₂ ). Here, the optical crystal axis is in this subelement 310 in the in 3 shown starting position of the depolarizer 300 arranged perpendicular to the optical axis OA of the illumination device so that the angle between the optical crystal axis of the birefringent material and the oscillation direction of the electric field intensity vector of the linearly polarized light coming from the laser source is substantially 45 °. The other (in the example second) subelement 320 may be made of optically isotropic material (eg quartz glass, SiO ₂ ). In further embodiments, the second sub-element 320 also also made of birefringent material, eg. As crystalline quartz or magnesium fluoride (MgF ₂ ), be prepared, in which case the optical crystal axis of the birefringent material in this partial element preferably (as DE 10 2007 019 831 A1 known) perpendicular or parallel to the polarization preferred direction of the polarizer light striking the depolarizer.

In einer weiteren Ausführungsform kann wenigstens eines der beiden Teilelemente (z. B. das Teilelement 310) auch aus optisch aktivem Material hergestellt sein, insbesondere aus kristallinem Quarz, wobei die optische Kristallachse in der in 3 gezeigten Ausgangsstellung des Depolarisators 300 parallel zur optischen Achse OA der Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist. In diesem Falle kann das andere (im Beispiel zweite) Teilelement 320 entweder aus optisch isotropem Material (z. B. Quarzglas, SiO₂) oder (wie aus DE 10 2006 031 807 A1 bekannt) ebenfalls aus optisch aktivem Material, jedoch mit entgegengesetztem Drehsinn, hergestellt sein, in welchem Falle also eines der Teilelemente 310, 320 aus rechtsdrehendem Quarz und das andere der Teilelemente 310, 320 aus linksdrehendem Quarz hergestellt ist. Die beiden Ausführungen von links- bzw. rechtsdrehendem Quarz (sog. „Optische Isomere” oder „Enantiomere”) enthalten bekanntermaßen zwar identische Moleküle (SiO₂), jedoch in spiegelbildlicher Anordnung, und lassen sich durch entsprechende Wahl der Impfkristalle herstellen.In a further embodiment, at least one of the two subelements (eg the subelement 310 ) may also be made of optically active material, in particular of crystalline quartz, wherein the optical crystal axis in the in 3 shown starting position of the depolarizer 300 is arranged parallel to the optical axis OA of the illumination device. In this case, the other (in the example second) subelement 320 either optically isotropic material (eg quartz glass, SiO ₂ ) or (as shown in FIG DE 10 2006 031 807 A1 Also known to be made of optically active material, but with opposite rotational direction, in which case, therefore, one of the sub-elements 310 . 320 from right-handed quartz and the other of the sub-elements 310 . 320 made of left-handed quartz. The two versions of left- or right-handed quartz (so-called "optical isomers" or "enantiomers") are known to contain identical molecules (SiO ₂ ), but in a mirror-image arrangement, and can be prepared by appropriate choice of the seed crystals.

4 dient lediglich zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Konzeptes, wozu ein durch Freiformflächen begrenztes (und im Beispiel „bananenförmiges) Element 400 in zwei unterschiedlich stark um eine entlang der x-Achse verlaufende und mit „R” bezeichnete Drehachse verdrehten Positionen gezeigt ist. Infolge der Freiformfläche(n) ändert sich bei Verdrehung des Elementes 400 nicht nur die absolute Dicke (wie im Falle des herkömmlichen Hanle-Depolarisators 100 aus 1 und 2 mit keilförmigen Teilelementen), sondern auch die Form bzw. Geometrie des Dickenverlaufes. 4 serves only to illustrate the concept according to the invention, including a limited by free-form surfaces (and in the example "banana-shaped" element) 400 is shown in two different positions about a rotated along the x-axis and denoted by "R" axis of rotation positions. As a result of the free-form surface (s) changes when the element is rotated 400 not only the absolute thickness (as in the case of the conventional Hanle depolarizer 100 out 1 and 2 with wedge-shaped partial elements), but also the shape or geometry of the thickness profile.

Entsprechendes gilt auch für die Teilelemente 310, 320 des Depolarisators 300 aus 3, welche wie vorstehend erlautert aus optisch aktivem oder doppelbrechendem Material hergestellt sind. Für diesen Depolarisator 300 ist nun unmittelbar ersichtlich, dass die Verdrehung des (gesamten) Depolarisators 300 nicht lediglich eine Stauchung oder Verschiebung der sich bei Lichtaustritt aus dem Depolarisator 300 ergebenden Aufeinanderfolge von Polarisationszuständen (unter weiterhin gleichförmiger Verteilung der Polarisationszustände auf der Lichtaustrittsfläche des Depolarisators) zur Folge hat, sondern vielmehr Bereiche mit unterschiedlich großer Polarisationsänderung pro Einheitsabstand existieren.The same applies to the sub-elements 310 . 320 of the depolarizer 300 out 3 which, as explained above, are made of optically active or birefringent material. For this depolarizer 300 is now immediately apparent that the rotation of the (entire) depolarizer 300 not just a compression or displacement of the light emitted from the depolarizer 300 resulting sequence of polarization states (under further uniform distribution of the polarization states on the light-emitting surface of the depolarizer) result, but instead regions with different degrees of polarization change per unit distance exist.

In Verbindung mit der Mischung dieser Polarisationszustände durch das Lichtmischsystem einer Beleuchtungseinrichtung kann nun im Ergebnis je nach Auslegung der nicht-ebenen optischen Wirkfläche des Depolarisators 300 und dessen Verdrehung eine Einstellung erzielt werden, in welcher der Depolarisator 300 für eine vorgegebene Eingangsintensitätsverteilung jeden der unterschiedlichen Polarisationszustände mit dem gleichen (Intensitäts-)Anteil erzeugt.In conjunction with the mixture of these polarization states by the light mixing system of a lighting device can now in the result depending on the design of the non-planar optical effective surface of the depolarizer 300 and whose twisting adjustment is achieved in which the depolarizer 300 for a given input intensity distribution, generates each of the different polarization states with the same (intensity) component.

5 zeigt zur Erläuterung der Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung in schematischer Darstellung eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage 133 mit einer Lichtquelleneinheit 135, einer Beleuchtungseinrichtung 139, einer strukturtragenden Maske 153, einem Projektionsobjektiv 155 und einem zu belichtenden Substrat 159. Die Lichtquelleneinheit 135 kann als Lichtquelle beispielsweise einen ArF-Laser für eine Arbeitswellenlänge von 193 nm sowie eine Strahlformungsoptik, welche ein paralleles Lichtbüschel erzeugt, umfassen. 5 to illustrate the application of the arrangement according to the invention in a schematic representation of a microlithographic projection exposure apparatus 133 with a light source unit 135 , a lighting device 139 one structure-bearing mask 153 , a projection lens 155 and a substrate to be exposed 159 , The light source unit 135 For example, the light source may comprise an ArF laser for a working wavelength of 193 nm and a beam shaping optics which generates a parallel pencil of light.

Das parallele Lichtbüschel trifft gemäß dem Ausführungsbeispiel zunächst auf ein diffraktives optisches Element 137. Das diffraktive optische Element 137 erzeugt über eine durch die jeweilige beugende Oberflächenstruktur definierte Winkelabstrahlcharakteristik in einer Pupillenebene 145 eine gewünschte Intensitätsverteilung, z. B. Dipol- oder Quadrupolverteilung. In Lichtausbreitungsrichtung nach dem diffraktiven optischen Element 137 befindet sich gemäß 5 der erfindungsgemäße Depolarisator 300 in um die optische Achse OA verdrehbarer Anordnung.The parallel light pencil meets according to the embodiment, first on a diffractive optical element 137 , The diffractive optical element 137 generated via a defined by the respective diffractive surface structure Winkelabstrahlcharakteristik in a pupil plane 145 a desired intensity distribution, e.g. B. dipole or quadrupole distribution. In the light propagation direction after the diffractive optical element 137 is in accordance with 5 the depolarizer according to the invention 300 in about the optical axis OA rotatable arrangement.

Der Verdrehwinkel des Depolarisators 300 kann vorzugsweise mittels einer nicht dargestellten Steuereinrichtung und geeigneten Aktuatoren in Abhängigkeit von der in der Pupillenebene 145 erzielten Depolarisation flexibel eingestellt werden. Gemäß einer weiteren Anwendung des erfindungsgemäßen Depolarisators 300 kann auch zunächst eine in der Beleuchtungseinrichtung 139 anderenorts vorhandene (z. B. durch Spiegel, AR-Schichten etc. hervorgerufene), zu kompensierende Restpolarisation ermittelt, dann die geeignete Drehposition des Depolarisators 300 entsprechend gewählt und dieser in einer entsprechenden, feststehenden Position in der Beleuchtungseinrichtung 139 eingebaut werden.The twist angle of the depolarizer 300 can preferably by means of a control device, not shown, and suitable actuators in dependence on the in the pupil plane 145 achieved depolarization can be adjusted flexibly. According to a further application of the depolarizer according to the invention 300 can also first one in the lighting device 139 determined elsewhere (eg caused by mirrors, AR layers, etc.) to be compensated residual polarization determined, then the appropriate rotational position of the depolarizer 300 chosen accordingly and this in a corresponding fixed position in the lighting device 139 to be built in.

Ein im Strahlengang entlang der optischen Achse OA nachfolgendes Objektiv 140 ist als Zoom-Objektiv ausgelegt, welches ein paralleles Lichtbüschel mit variablem Durchmesser erzeugt. Das parallele Lichtbüschel wird durch einen Umlenkspiegel 141 auf eine optische Einheit 142 gerichtet, die ein Axikon 143 aufweist. Durch das Zoom-Objektiv 140 in Verbindung mit dem vorgeschalteten DOE 137 und dem Axikon 143 werden in der Pupillenebene 145 je nach Zoom-Stellung und Position der Axikonelemente unterschiedliche Beleuchtungskonfigurationen erzeugt. Die optische Einheit 142 umfasst nach dem Axikon 143 ein im Bereich der Pupillenebene 145 angeordnetes Lichtmischsystem 148, welches hier in für sich bekannter Weise eine zur Erzielung einer Lichtmischung geeignete Anordnung aus mikrooptischen Elementen (in 5 durch die Elemente 146 und 147 repräsentiert) aufweist. Bei dem Lichtmischsystem kann es sich alternativ auch um einen Wabenkondensator oder einen Stabintegrator aus für Licht der Arbeitswellenlänge transparentem Material wie z. B. Quarzglas oder auch kristallinem Kalzium-Fluorid handeln. Auf die optische Einheit 142 folgt ein Retikel-Maskierungssystem (REMA) 149, welches durch ein REMA-Objektiv 151 auf die strukturtragende Maske (Retikel) 153 abgebildet wird und dadurch den ausgeleuchteten Bereich auf dem Retikel 153 begrenzt. Die strukturtragende Maske 153 wird mit einem Projektionsobjektiv 155 auf ein zu belichtendes Substrat 159 abgebildet. Zwischen einem letzten optischen Element 157 des Projektionsobjektivs und dem lichtempfindlichen Substrat 159 befindet sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Immersionsflüssigkeit 161 mit einem von Luft verschiedenen Brechungsindex.A subsequent in the beam path along the optical axis OA objective 140 is designed as a zoom lens, which generates a parallel tuft of light with variable diameter. The parallel tuft of light is through a deflection mirror 141 on an optical unit 142 directed, which is an axicon 143 having. Through the zoom lens 140 in conjunction with the upstream DOE 137 and the axicon 143 be at the pupil level 145 depending on the zoom position and position of Axikonelemente different lighting configurations generated. The optical unit 142 includes the axicon 143 one at the pupil level 145 arranged light mixing system 148 which here in a manner known per se suitable for obtaining a light mixture arrangement of micro-optical elements (in 5 through the elements 146 and 147 represented). The light mixing system may alternatively be a honeycomb capacitor or a rod integrator made of light transparent to the working wavelength material such. As quartz or crystalline calcium fluoride act. On the optical unit 142 follows a reticle masking system (REMA) 149 which is powered by a REMA lens 151 on the structure-bearing mask (reticle) 153 and thereby the illuminated area on the reticle 153 limited. The structure-bearing mask 153 is using a projection lens 155 on a substrate to be exposed 159 displayed. Between a last optical element 157 of the projection lens and the photosensitive substrate 159 is located in the illustrated embodiment, an immersion liquid 161 with a refractive index different from air.

In einer weiteren Ausführungsform erfolgt der Einsatz des erfindungsgemäßen Depolarisators in Kombination mit einer Spiegelanordnung mit einer Mehrzahl unabhängig voneinander einstellbarer Spiegelelemente. Der Einsatz solcher Spiegelanordnungen in der Beleuchtungseinrichtung (anstelle der Verwendung diffraktiver optischer Elemente) zur gezielten Einstellung definierter Beleuchtungssettings, d. h. Intensitätsverteilungen in einer Pupillenebene der Beleuchtungseinrichtung, ist z. B. aus WO 2005/026843 A2 bekannt. Solche Spiegelanordnungen umfassen eine Vielzahl unabhängig voneinander einstellbarer Mikrospiegel, welche jeweils individuell in einem Winkelbereich von einigen Grad verkippt werden können. Durch eine bestimmte Verkippungsanordnung der Spiegelelemente kann eine gewunschte Lichtverteilung (z. B. ein Dipol-Setting, Quadrupol-Setting oder annulares Beleuchtungssetting) in der Pupillenebene geformt werden, indem das zuvor homogenisierte und kollimierte Laserlicht je nach gewünschtem Beleuchtungssetting in die entsprechende Richtung gelenkt wird.In a further embodiment, the use of the depolarizer according to the invention in combination with a mirror arrangement with a plurality of independently adjustable mirror elements. The use of such mirror arrangements in the illumination device (instead of the use of diffractive optical elements) for the targeted setting of defined illumination settings, ie intensity distributions in a pupil plane of the illumination device, is, for. B. off WO 2005/026843 A2 known. Such mirror assemblies include a plurality of independently adjustable micromirrors, each of which can be tilted individually in an angular range of a few degrees. By means of a specific tilting arrangement of the mirror elements, a desired light distribution (eg a dipole setting, quadrupole setting or annular illumination setting) can be formed in the pupil plane by directing the previously homogenized and collimated laser light in the corresponding direction depending on the desired illumination setting ,

Ein entsprechender Aufbau ist schematisch in 6 dargestellt, welche eine Beleuchtungseinrichtung 600 zeigt, die im Strahlengang eines durch eine Laserlichtquelle 601 erzeugen Laserstrahls aufeinanderfolgend zunachst eine Strahlaufweitungseinheit 602, einen Umlenkspiegel 603, eine Mikrolinsenanordnung 604 und die zuvor beschriebene Spiegelanordnung 605 aufweist, wobei die Mikrolinsenanordnung 604 eine Vielzahl von Mikrolinsen zur gezielten Fokussierung auf die Mikrospiegel der Spiegelanordnung 605 aufweist. In Lichtausbreitungsrichtung folgen auf die Spiegelanordnung 605 eine Sammellinse 607, ein optischer Integrator 608, eine Pupillenebene PP, eine weitere Sammellinse 609 sowie eine in einer Zwischenbildebene IMI angeordnete Blende 610, die durch ein Objektiv 611 auf die Maske 612 abgebildet wird.A corresponding structure is shown schematically in FIG 6 which is a lighting device 600 shows, in the beam path through a laser light source 601 generate laser beam successively first a beam widening unit 602 , a deflecting mirror 603 , a microlens array 604 and the mirror assembly described above 605 wherein the microlens array 604 a plurality of microlenses for targeted focusing on the micromirrors of the mirror assembly 605 having. Follow in the light propagation direction on the mirror assembly 605 a condenser lens 607 , an optical integrator 608 , a pupil plane PP, another convex lens 609 and a diaphragm arranged in an intermediate image plane IMI 610 passing through a lens 611 on the mask 612 is shown.

Der erfindungsgemäße Depolarisator 300 kann in diesem Aufbau bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung unmittelbar am Eintritt der Beleuchtungseinrichtung 600 in um die optische Achse verdrehbarer Anordnung angeordnet sein bzw. das erste auf die Laserlichtquelle 602 folgende optische Element bilden. Infolge der Kombination der Spiegelanordnung 605 mit dem erfindungsgemäßen, drehbaren Depolarisator 300, welcher die Einstellung der mittleren Polarisation in der Pupillenebene PP ermöglicht, kann mittels der Spiegelanordnung 605 nicht nur eine im Mittel exakte Depolarisation in der Pupillenebene PP eingestellt werden, sondern diese Depolarisation ist auch für jeden einzelnen Ort in der Pupillenebene PP erzielbar.The depolarizer according to the invention 300 can in this structure based on the light propagation direction directly at the entrance of the illumination device 600 be arranged in the rotatable about the optical axis arrangement or the first to the laser light source 602 form the following optical element. As a result of the combination of mirror arrangement 605 with the rotatable depolarizer according to the invention 300 , which allows the adjustment of the mean polarization in the pupil plane PP, can by means of the mirror arrangement 605 not only an average exact depolarization in the pupillary plane PP can be set, but this depolarization is also achievable for each individual location in the pupil plane PP.

Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z. B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.While the invention has been described with reference to specific embodiments, numerous variations and alternative embodiments will become apparent to those skilled in the art. B. by combination and / or exchange of features of individual embodiments. Accordingly, it will be understood by those skilled in the art that such variations and alternative embodiments are intended to be embraced by the present invention, and the scope of the invention is limited only in terms of the appended claims and their equivalents.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 00/02092 [0003]
US 5253110 [0003]
WO 2006/131517 A2 [0005]
DE 102007019831 A1 [0005, 0038]
DE 102006031807 A1 [0005, 0039]
DE 102007010650 A1 [0005]
WO 2005/026843 A2 [0024, 0047]

Claims

Illumination device of a microlithographic projection exposure apparatus, with a depolarizer ( 300 ), which in conjunction with a subsequent in Lichtausbreitungsrichtung light mixing system ( 148 . 608 ) at least in part an effective depolarization of the depolarizer ( 300 ) causes incident, linearly polarized light; Wherein at least one optically effective surface ( 312 . 321 ) of the depolarizer ( 300 ) is an at least partially non-planar surface; and wherein the depolarizer ( 300 ) is arranged rotatably about a rotation axis.

Lighting device according to claim 1, characterized in that it has an optical axis (OA), wherein the axis of rotation does not coincide with this optical axis (OA).

Lighting device according to claim 2, characterized in that the axis of rotation is perpendicular to the optical axis (OA).

Lighting device according to claim 2, characterized in that the axis of rotation is parallel to the optical axis (OA) and at a finite distance to this.

Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the axis of rotation is arranged in a plane which does not have a plane of symmetry of the at least partially non-planar surface ( 312 . 321 ).

Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least partially non-planar surface ( 312 . 321 ) has no plane of symmetry.

Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least partially non-planar surface ( 312 . 321 ) is a non-spherical surface, in particular a free-form surface.

Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least partially non-planar surface ( 312 . 321 ) has a continuous slope.

Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least partially non-planar surface ( 312 . 321 ) is continuously differentiable at least once.

Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the depolarizer ( 300 ) of two subelements ( 310 . 320 ) is constructed with mutually complementary thickness profile.

Lighting device according to claim 10, characterized in that a first sub-element ( 310 ) of these sub-elements a flat light entry surface ( 311 ) and a second subelement ( 320 ) of these sub-elements a flat light-emitting surface ( 322 ) owns.

Lighting device according to claim 10 or 11, characterized in that the two sub-elements ( 310 . 320 ) have a constant distance from each other.

Lighting device according to claim 10 or 11, characterized in that the two sub-elements are sprinkled together.

Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the depolarizer ( 300 ) at least one subelement ( 310 . 320 ) of optically active material.

Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the depolarizer ( 300 ) at least one subelement ( 310 . 320 ) of birefringent material.

Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a mirror arrangement ( 605 ) having a plurality of mutually independently adjustable mirror elements.

Microlithographic projection exposure apparatus comprising a lighting device ( 139 . 600 ) according to one of the preceding claims.

Microlithographic exposure method, wherein by means of a lighting device a mask ( 153 . 612 ) and structures on the mask ( 153 . 612 ) by means of a projection objective ( 155 ) on a substrate ( 159 ) layer of a photosensitive material is projected, wherein by means of a depolarizer ( 300 ), which has at least one at least partially non-flat surface, in conjunction with a light mixing system following in the light propagation direction (US Pat. 148 . 608 ) into the illumination device ( 139 . 600 ) entering linearly polarized light before striking the mask ( 153 . 612 ) is at least partially depolarized; and wherein the depolarizer ( 300 ) for changing the in a pupil plane of the illumination device set polarization distribution is rotated about an axis of rotation.

A method according to claim 18, characterized in that the axis of rotation is perpendicular to the light propagation direction.