DE102012212864A1

DE102012212864A1 - Optical system for microlithographic projection exposure system for manufacture of e.g. LCD, has polarization manipulator whose two sub-elements are made of respective optical positive and negative uniaxial crystal materials

Info

Publication number: DE102012212864A1
Application number: DE201210212864
Authority: DE
Inventors: Ingo Sänger; Frank Schlesener
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2013-08-22

Abstract

The system has a polarization optical system comprising a polarization manipulator (110) for time-varying adjustment of light beams entering into a subsystem (120) of the optical system in a polarization direction during an operation of the optical system. The optical system comprises another polarization manipulator (130) for converting polarization exiting from the subsystem into predetermined output polarization. The latter manipulator comprises two sub-elements, which are made of optical positive uniaxial crystal material and optical negative uniaxial crystal material, respectively. The optical positive uniaxial crystal material is selected from a group consisting of crystalline quartz (SiO 2) and magnesium fluoride (MgF 2). The optical negative uniaxial crystal material is selected from a group consisting of sapphire (Al 2O 3) and lanthanum fluoride (LaF 3). An independent claim is also included for a method for microlithographic manufacture of microstructured components.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage. Insbesondere betrifft die Erfindung ein optisches System, welches eine Reduzierung des Einflusses der intrinsischen Doppelbrechung auf die Abbildungseigenschaften ermöglicht.The invention relates to an optical system of a microlithographic projection exposure apparatus. In particular, the invention relates to an optical system which enables a reduction of the influence of the intrinsic birefringence on the imaging properties.

Stand der TechnikState of the art

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. In this case, the image of a mask (= reticle) illuminated by the illumination device is projected onto a substrate (eg a silicon wafer) coated with a photosensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection objective to project the mask structure onto the mask transfer photosensitive coating of the substrate.

Ein im Betrieb einer Projektionsbelichtungsanlage auftretendes Problem ist die sogenannte polarisationsinduzierte Doppelbrechung, welche im Material der optischen Komponenten auftritt, wenn diese über einen langen Zeitraum elektromagnetischer Strahlung von hoher Intensität und konstanter Polarisationsrichtung ausgesetzt werden und welche auf durch diese Strahlung im Material hervorgerufene Dichteschwankungen zurückzuführen ist.A problem occurring in the operation of a projection exposure apparatus is the so-called polarization-induced birefringence which occurs in the material of the optical components when exposed to electromagnetic radiation of high intensity and constant polarization direction over a long period of time and which is due to density variations caused by this radiation in the material.

Zur Begrenzung von mit dieser polarisationsinduzierten Doppelbrechung einhergehenden Lebensdauerverlusten ist es bekannt, die Projektionsbelichtungsanlage derart zu betreiben, dass die Richtung des elektrischen Feldstärkevektors zeitlich variiert. Hierzu kann beispielsweise ein Teilbereich der Projektionsbelichtungsanlage mit zirkular polarisiertem Licht durchlaufen werden. Dieses Konzept ist lediglich schematisch in 7 dargestellt, wobei ursprünglich (in y-Richtung bezogen auf das eingezeichnete Koordinatensystem) linear polarisiertes Licht mittels einer ersten Lambda/4-Platte 710 vor Eintritt in ein Teilsystem 720 in zirkular polarisiertes Licht umgewandelt wird, und wobei das zirkular polarisierte Licht nach Austritt aus dem Teilsystem 720 mittels einer zweiten Lambda/4-Platte 730 wieder in den ursprünglichen (linearen) Polarisationszustand zurücktransformiert wird. Die Orientierung der schnellen Achse der Doppelbrechung der Lambda/4-Platten 710, 730 ist hier und im Folgenden durch schwarze Balken angedeutet und mit „fa” bezeichnet.To limit associated with this polarization induced birefringence lifetime losses, it is known to operate the projection exposure system such that the direction of the electric field intensity vector varies over time. For this purpose, for example, a portion of the projection exposure apparatus can be traversed with circularly polarized light. This concept is only schematic in 7 represented, wherein originally (in the y direction with respect to the drawn coordinate system) linearly polarized light by means of a first lambda / 4 plate 710 before entering a subsystem 720 is converted into circularly polarized light, and wherein the circularly polarized light after exiting the subsystem 720 by means of a second lambda / 4 plate 730 is transformed back to the original (linear) polarization state. The orientation of the fast axis of birefringence of the lambda / 4 plates 710 . 730 is indicated here and below by black bars and denoted by "fa".

Ein hierbei in der Praxis auftretendes Problem ist jedoch, dass beim Betreiben eines Teilsystem der Projektionsbelichtungsanlage mit zirkular polarisiertem Licht zwecks Erhöhung der Lebensdauer die notwendige Rücktransformation in den ursprünglichen Polarisationszustand in der Regel in einem Bereich hoher Strahlwinkel zu erfolgen hat. Dies hat bei dem vorstehend beschriebenen Konzept zur Folge, dass der eigentlich gewünschte (Ausgangs-)Polarisationszustand (z. B. in der Retikelebene) nicht mehr wie gewünscht hergestellt wird. Dieses Problem kann insbesondere in Verbindung mit der Erzeugung bestimmter (z. B. tangentialer) Polarisationsverteilungen innerhalb des optischen Systems (z. B. in der Pupillenebene und/oder im Retikel) auftreten. So ist es sowohl in der Beleuchtungseinrichtung als auch im Projektionsobjektiv bekannt, für eine kontrastreiche Abbildung eine tangentiale Polarisationsverteilung einzustellen. Unter „tangentialer Polarisation” (oder „TE-Polarisation”) wird eine Polarisationsverteilung verstanden, bei der die Schwingungsebenen der elektrischen Feldstärkevektoren der einzelnen linear polarisierten Lichtstrahlen annähernd senkrecht zum auf die optische Systemachse gerichteten Radius orientiert sind. Hingegen wird unter „radialer Polarisation” (oder „TM-Polarisation”) eine Polarisationsverteilung verstanden, bei der die Schwingungsebenen der elektrischen Feldstärkevektoren der einzelnen linear polarisierten Lichtstrahlen annähernd radial zur optischen Systemachse orientiert sind.However, a problem occurring in practice in this case is that when operating a subsystem of the projection exposure apparatus with circularly polarized light, in order to increase the service life, the necessary back transformation into the original polarization state generally has to take place in a region of high beam angle. With the concept described above, this has the consequence that the actually desired (initial) polarization state (eg in the reticle plane) is no longer produced as desired. This problem can especially occur in connection with the generation of certain (eg tangential) polarization distributions within the optical system (eg in the pupil plane and / or in the reticle). Thus, it is known both in the illumination device and in the projection objective to set a tangential polarization distribution for a high-contrast image. "Tangential polarization" (or "TE polarization") is understood to mean a polarization distribution in which the oscillation planes of the electric field strength vectors of the individual linearly polarized light beams are oriented approximately perpendicular to the radius directed onto the optical system axis. By contrast, "radial polarization" (or "TM polarization") is understood to mean a polarization distribution in which the oscillation planes of the electric field strength vectors of the individual linearly polarized light beams are oriented approximately radially to the optical system axis.

In Verbindung mit der Einstellung solcher Polarisationsverteilungen kann der zuvor beschriebene Betrieb eines Teilbereichs der Projektionsbelichtungsanlage mit zirkular polarisiertem Licht führen, dass die jeweiligen (z. B. zur Erzeugung von tangentialer Polarisation) eingesetzten polarisationsbeeinflussenden Elemente ihre Wirkung verfehlen, wie dies anhand eines Beispiels in 8 dargestellt ist. Dabei ist mit „840” ein polarisationsbeeinflussendes Element bezeichnet, wie dies aus WO 2005/069081 A2 bekannt ist und welches aus optisch aktivem kristallinem Quarz mit in solcher Weise variierendem Dickenprofil hergestellt ist, dass eine lineare Eingangspolarisationsverteilung durch das Element 840 in eine tangentiale Ausgangspolarisationsverteilung umgewandelt wird. Wie aus 8 ersichtlich ist, führt jedoch die gemäß dem zuvor beschriebenen Konzept mittels der ersten Lambda/4-Platte 810 erzeugte tangentiale Eingangspolarisationsverteilung dazu, dass die besagte tangentiale Polarisation und damit die eigentlich beabsichtigte Wirkung des Elements 840 nicht mehr erreicht wird.In conjunction with the adjustment of such polarization distributions, the above-described operation of a portion of the circularly polarized light projection exposure apparatus may cause the respective polarization-influencing elements (eg, for tangential polarization) to fail, as illustrated by an example in FIG 8th is shown. It is with " 840 "Denotes a polarization-influencing element, as is known from WO 2005/069081 A2 is known and which is made of optically active crystalline quartz with varying thickness profile in such a way that a linear input polarization distribution through the element 840 is converted into a tangential output polarization distribution. How out 8th can be seen, but leads according to the concept described above by means of the first lambda / 4-plate 810 generated tangential input polarization distribution that said tangential polarization and thus the actual intended effect of the element 840 no longer be achieved.

Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf WO 2005/069081 A2 , WO 2005/031467 A2 , DE 101 24 566 A1 , WO 2006/077849 A1 und US 2006/0055909 A1 verwiesen.The prior art is merely an example WO 2005/069081 A2 . WO 2005/031467 A2 . DE 101 24 566 A1 . WO 2006/077849 A1 and US 2006/0055909 A1 directed.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches System insbesondere einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage bereitzustellen, welches auch in Verbindung mit der Erzeugung bestimmter (z. B. tangentialer) Polarisationsverteilungen innerhalb des optischen Systems eine Erhöhung der Lebensdauer bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der gewünschten Polarisationsverteilung ermöglicht.Against the above background, it is an object of the present invention to provide an optical system, in particular a microlithographic projection exposure apparatus, which, in conjunction with the creation of certain (eg tangential) polarization distributions within the optical system, increases the lifetime while maintaining the desired Polarization distribution allows.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of independent claim 1.

Ein optisches System, insbesondere einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, weist auf:

– eine Polarisationsoptik aus einem ersten Polarisationsmanipulator und einem zweiten Polarisationsmanipulator;
– wobei für in ein Teilsystem des optischen Systems eintretende Lichtstrahlen mittels des ersten Polarisationsmanipulators eine während des Betriebs des optischen Systems zeitlich variierende Polarisationsrichtung einstellbar ist;
– wobei mittels des zweiten Polarisationsmanipulators eine in dem Teilsystem vorhandene Polarisation nach Austritt aus dem Teilsystem in eine vorgegebene Ausgangspolarisation überführbar ist; und
– wobei der zweite Polarisationsmanipulator wenigstens ein erstes Teilelement aus optisch positiv einachsigem Kristallmaterial und wenigstens ein zweites Teilelement aus optisch negativ einachsigem Kristallmaterial aufweist.

An optical system, in particular a microlithographic projection exposure apparatus, comprises:

A polarization optics comprising a first polarization manipulator and a second polarization manipulator;
- Wherein for entering into a subsystem of the optical system light beams by means of the first polarization manipulator during the operation of the optical system temporally varying polarization direction is adjustable;
- In which by means of the second polarization manipulator present in the subsystem polarization after exiting the subsystem in a predetermined output polarization can be transferred; and
- Wherein the second polarization manipulator has at least a first sub-element of optically positive uniaxial crystal material and at least a second sub-element of optically negative einachsigem crystal material.

Unter einem optisch positiv einachsigen Kristallmaterial (auch: doppelbrechendes Material von optisch positivem Charakter) wird vorliegend ein optisch einachsiges Kristallmaterial verstanden, für das die außerordentliche Brechzahl n_e größer als die ordentliche Brechzahl n_o ist. Entsprechend wird unter einem optisch negativ einachsigen Kristallmaterial (auch: doppelbrechendes Material von optisch negativem Charakter) ein optisch einachsiges Kristallmaterial verstanden, für das die außerordentliche Brechzahl n_e kleiner als die ordentliche Brechzahl n_o ist.An optically positive uniaxial crystal material (also: birefringent material of optically positive character) is understood herein to mean an optically uniaxial crystal material for which the extraordinary refractive index n _{e is} greater than the ordinary refractive index n _o . Accordingly, an optically negative uniaxial crystal material (also: birefringent material of optically negative character) is understood to mean an optically uniaxial crystal material for which the extraordinary refractive index n _{e is} less than the ordinary refractive index n _o .

Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, eine im Rahmen einer zur Vermeidung polarisationsinduzierter Doppelbrechung und damit einhergehender Begrenzung der Lebensdauer des optischen Systems erfolgenden bereichsweisen Einstellung einer zeitlich variierenden Polarisationsrichtung erforderliche Transformation des Polarisationszustandes in den (z. B. innerhalb der Retikelebene) gewünschten Polarisationszustand – beispielsweise als Rücktransformation in einen zuvor bereits eingestellten Polarisationszustand – mittels eines Polarisationsmanipulators vorzunehmen, welcher optisch einachsige Kristallmaterialien von entgegengesetztem optischem Charakter (d. h. optisch positiv einachsiges und optisch negativ einachsiges Kristallmaterial) miteinander kombiniert.The invention is based in particular on the concept that a transformation of the polarization state into the desired polarization state (eg within the reticle plane), which is required in order to avoid polarization-induced birefringence and concomitant limitation of the lifetime of the optical system. For example, as a back transformation into a previously set polarization state - make by means of a polarization manipulator, which optically uniaxial crystal materials of opposite optical character (ie, optically positive uniaxial and optically negative uniaxial crystal material) combined.

Auf diese Weise kann eine Unabhängigkeit der durch den zweiten Polarisationsmanipulator erzielten polarisationsbeeinflussenden Wirkung von der Winkelverteilung der auftreffenden Lichtstrahlen erzielt werden. Hierdurch wird es insbesondere ermöglicht, den zweiten Polarisationsmanipulator in einer Ebene einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage anzuordnen, in welcher die Lichtstrahlen nicht sämtlich zueinander parallel sind, sondern eine Winkelverteilung aufweisen. Insbesondere kann die (z. B. Rück-)Transformation des Polarisationszustandes mittels des zweiten Polarisationsmanipulators damit in einer Ebene erfolgen, die entweder nicht einer Pupillenebene entspricht (also etwa einer Feldebene oder einer zwischen Pupillenebene und Feldebene befindlichen Ebene) oder aber eine Pupillenebene darstellt, welche nach bereits erfolgter Felderzeugung (in welchem Falle die Orte im Feld als Winkel in der Pupillenebene vorliegen) vom Licht durchlaufen wird.In this way, an independence of the polarization-influencing effect achieved by the second polarization manipulator can be achieved from the angular distribution of the incident light beams. This makes it possible, in particular, to arrange the second polarization manipulator in a plane of a microlithographic projection exposure apparatus in which the light beams are not all parallel to one another but have an angular distribution. In particular, the (eg, back) transformation of the polarization state by means of the second polarization manipulator can thus take place in a plane which either does not correspond to a pupil plane (that is to say about a field plane or a plane located between the pupil plane and field plane) or represents a pupil plane, which after the field has already been generated (in which case the locations in the field are present as angles in the pupil plane) are traversed by the light.

Die Unabhängigkeit der durch den zweiten Polarisationsmanipulator erzielten polarisationsbeeinflussenden Wirkung von der Winkelverteilung der auftreffenden Lichtstrahlen ist insbesondere im Hinblick darauf vorteilhaft, als es für eine möglichst wirksame Vermeidung von polarisationsinduzierter Doppelbrechung im System wünschenswert ist, die Einstellung der zeitlich variierenden Polarisationsrichtung „möglichst früh” (bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung) im optischen System und die Rücktransformation in den ursprünglich gewünschten Polarisationszustand „möglichst spät” (bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung) vorzunehmen, so dass infolge der damit erforderlichen Platzierung des für die Rücktransformation des Polarisationszustandes zuständigen zweiten Polarisationsmanipulators z. B. in Nähe der Retikelebene (und insbesondere nach der in Lichtausbreitungsrichtung ersten Pupillenebene) eine Winkelverteilung der auf den zweiten Polarisationsmanipulator auftreffenden Lichtstrahlen in der Regel unvermeidbar ist.The independence of the polarization-influencing effect achieved by the second polarization manipulator from the angular distribution of the incident light beams is advantageous in particular for the most effective avoidance of polarization-induced birefringence in the system, the setting of the time-varying polarization direction "as early as possible" on the light propagation direction) in the optical system and the inverse transformation into the originally desired polarization state "as late as possible" (based on the direction of light propagation), so that, due to the placement of the second polarization manipulator responsible for the inverse transformation of the polarization state. B. in the vicinity of the reticle plane (and in particular after the first pupil plane in the direction of light propagation) an angular distribution of incident on the second polarization manipulator light rays is usually unavoidable.

Gemäß einer Ausführungsform wandelt der erste Polarisationsmanipulator eine vor Eintritt in den ersten Polarisationsmanipulator vorhandene Eingangspolarisation wenigstens bereichsweise über den Lichtbündelquerschnitt in zirkulare Polarisation um. In diesem Falle wird somit die erfindungsgemäß innerhalb des Teilsystems erzeugte zeitliche Variation der Polarisationsrichtung durch die bei zirkular polarisiertem Licht erfolgende Rotation des elektrischen Feldstärkevektors erzielt.According to one embodiment, the first polarization manipulator converts an input polarization present in front of the first polarization manipulator into circulatory polarization at least regionally over the light bundle cross section. In this case, therefore, the temporal generated according to the invention within the subsystem Variation of the polarization direction achieved by the taking place in circularly polarized light rotation of the electric field strength vector.

Gemäß einer Ausführungsform beträgt hierzu die durch den ersten Polarisationsmanipulator bewirkte Verzögerung ein ungeradzahliges Vielfaches von einem Viertel der Arbeitswellenlänge des optischen Systems.According to one embodiment, for this purpose, the delay caused by the first polarization manipulator is an odd multiple of one quarter of the operating wavelength of the optical system.

Gemäß einer Ausführungsform beträgt ferner auch die durch die Teilelemente des zweiten Polarisationsmanipulators gemeinsam bewirkte Verzögerung ein ungeradzahliges Vielfaches von einem Viertel der Arbeitswellenlänge des optischen Systems. Durch die gemeinsame Wirkung der Teilelemente des zweiten Polarisationsmanipulators kann somit insbesondere eine durch den ersten Polarisationsmanipulator eingestellte zirkulare Polarisation in eine ursprünglich vorhandene, konstant lineare Polarisation zurücktransformiert werden.According to one embodiment, the delay caused by the subelements of the second polarization manipulator is also an odd multiple of one quarter of the operating wavelength of the optical system. Due to the joint action of the subelements of the second polarization manipulator, in particular a circular polarization set by the first polarization manipulator can be transformed back into an originally present, constant linear polarization.

Gemäß einer Ausführungsform sind der erste und der zweite Polarisationsmanipulator zwischen einer Position innerhalb des optischen Strahlenganges und einer Position außerhalb des optischen Strahlenganges verschiebbar. Bei dieser Ausgestaltung kann die erfindungsgemäße Realisierung einer zeitlichen Variation der Polarisationsrichtung innerhalb des Teilsystems somit durch Herein- bzw. Herausschieben des ersten und zweiten Polarisationsmanipulators in den Strahlengang realisiert werden.According to one embodiment, the first and the second polarization manipulator are displaceable between a position within the optical beam path and a position outside the optical beam path. In this embodiment, the realization according to the invention of a temporal variation of the polarization direction within the subsystem can thus be realized by moving the first and second polarization manipulator in or out of the beam path.

Insbesondere (jedoch ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre) kann innerhalb des Teilsystems, und über die Lebensdauer des optischen Systems hinweg durch Herein- bzw. Herausschieben der Polarisationsmanipulatoren in den optischen Strahlengang zwischen einer innerhalb des Teilsystems vorliegenden tangentialen Polarisationsverteilung (bei aus dem Strahlengang herausgefahrenen Polarisationsmanipulatoren) und einer innerhalb des Teilsystems vorliegenden radialen Polarisationsverteilung (bei in den Strahlengang hereingefahrenen Polarisationsmanipulatoren) umgeschaltet werden, wodurch im Ergebnis ebenfalls das Vorhandensein einer fortwährend konstanten Polarisationsrichtung innerhalb des Teilsystems und eine damit einhergehende ausgeprägte polarisationsinduzierte Doppelbrechung vermieden werden kann.In particular (but without the invention being limited thereto), it is possible within the subsystem, and over the lifetime of the optical system, to move the polarization manipulators into or out of the optical beam path between a tangential polarization distribution (within the subsystem) Polarization manipulators) and a present within the subsystem radial polarization distribution (in the beam path in driven polarization manipulators) are switched, which in the result also the existence of a constantly constant polarization direction within the subsystem and a concomitant pronounced polarization-induced birefringence can be avoided.

Hierzu können der erste und/oder der zweite Polarisationsmanipulator insbesondere wenigstens einen 90°-Rotator aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform kann hierbei der erste Polarisationsmanipulator wenigstens zwei Lambda/2-Platten aufweisen, deren schnelle Achsen der Doppelbrechung in einem Winkel von 45° zueinander angeordnet sind. Entsprechend kann der zweite Polarisationsmanipulator jeweils zwei als Lambda/2-Platte wirkende Verzögerungselemente aufweisen, wobei jede dieser Lambda/2-Platten aus Teilelementen von entgegengesetztem optischen Charakter zusammengesetzt ist und wobei die (resultierenden) schnellen Achsen der Doppelbrechung in diesen Lambda/2-Platten in einem Winkel von 45° zueinander angeordnet sind. Bei dieser Ausgestaltung ist gewährleistet, dass die polarisationsbeeinflussende Wirkung des ersten bzw. zweiten Polarisationsmanipulators unabhängig von der Polarisationsrichtung des auftreffenden Lichtes ist, was insbesondere in Verbindung mit den vorstehend genannten (radialen oder tangentialen) Polarisationsverteilungen mit über den Lichtbündelquerschnitt variierender Polarisationsrichtung von Bedeutung ist.For this purpose, the first and / or the second polarization manipulator can in particular have at least one 90 ° rotator. According to one embodiment, in this case, the first polarization manipulator can have at least two lambda / 2 plates whose fast axes of birefringence are arranged at an angle of 45 ° to one another. Accordingly, the second polarization manipulator may each comprise two delay elements acting as a lambda / 2 plate, each of these lambda / 2 plates being composed of subelements of opposite optical character and the (resulting) fast axes of birefringence in these lambda / 2 plates are arranged at an angle of 45 ° to each other. In this embodiment, it is ensured that the polarization-influencing effect of the first and second polarization manipulator is independent of the polarization direction of the incident light, which is particularly important in connection with the above-mentioned (radial or tangential) polarization distributions with varying over the light beam cross-section polarization direction.

Gemäß einer Ausführungsform ist der erste und/oder der zweite Polarisationsmanipulator drehbar angeordnet. Auf diese Weise kann, wie im Weiteren noch näher erläutert, z. B. eine Anpassung der Bereiche, innerhalb derer eine Umwandlung von linearer Polarisation in zirkulare Polarisation oder umgekehrt erfolgt, an das jeweils eingesetzte Beleuchtungssetting (etwa bei Umstellung von einem Quadrupol-Beleuchtungssetting mit zwei horizontal bzw. vertikal ausgerichteten Beleuchtungs-Dipolen auf ein Quasar-Beleuchtungssetting mit unter 45° zur Horizontalen bzw. Vertikalen ausgerichteten Beleuchtungs-Dipolen) vorgenommen werden.According to one embodiment, the first and / or the second polarization manipulator is rotatably arranged. In this way, as explained in more detail below, z. As an adaptation of the areas within which a conversion of linear polarization in circular polarization or vice versa, to the lighting setting used in each case (such as when switching from a quadrupole illumination setting with two horizontally or vertically aligned illumination dipoles on a quasi-illumination setting with below 45 ° to the horizontal or vertical aligned lighting dipoles) are made.

Gemäß einer Ausführungsform weist das optische System ferner ein polarisationsbeeinflussendes optisches Element auf, welches eine Umwandlung einer linearen Polarisationsverteilung in eine tangentiale Polarisationsverteilung oder eine radiale Polarisationsverteilung bewirkt.According to one embodiment, the optical system further comprises a polarization-influencing optical element which causes a conversion of a linear polarization distribution into a tangential polarization distribution or a radial polarization distribution.

Gemäß einer Ausführungsform ist dieses polarisationsbeeinflussende optische Element in Lichtausbreitungsrichtung vor dem ersten Polarisationsmanipulator angeordnet.According to one embodiment, this polarization-influencing optical element is arranged in the light propagation direction in front of the first polarization manipulator.

Gemäß einer Ausführungsform überführt der zweite Polarisationsmanipulator die Polarisation des aus dem Teilsystem austretenden Lichtes zurück in die vor Eintritt in den ersten Polarisationsmanipulator vorhandene Eingangspolarisation. Diese Eingangspolarisation kann insbesondere eine zumindest näherungsweise tangentiale Polarisationsverteilung sein. Die Erfindung ist jedoch hierauf (insbesondere auf eine durch den zweiten Polarisationsmanipulator bewirkte Rücktransformation des Polarisationszustandes in eine bereits zuvor eingestellte Polarisation) nicht beschränkt. So kann in Ausführungsformen auch durch den zweiten Polarisationsmanipulator eine tangentiale Polarisationsverteilung erstmals – als in der Retikelebene gewünschte Polarisation – z. B. aus einer innerhalb des Teilsystems eingestellten radialen Polarisationsverteilung im optischen System eingestellt werden.According to one embodiment, the second polarization manipulator converts the polarization of the light emerging from the subsystem back into the input polarization present before entering the first polarization manipulator. This input polarization can in particular be an at least approximately tangential polarization distribution. However, the invention is not limited thereto (in particular to a back transformation of the polarization state caused by the second polarization manipulator into a previously set polarization). Thus, in embodiments, by the second polarization manipulator, a tangential polarization distribution for the first time - as desired in the reticle plane polarization - z. B. can be set from a set within the subsystem radial polarization distribution in the optical system.

Gemäß einer Ausführungsform weist der erste Polarisationsmanipulator und/oder der zweite Polarisationsmanipulator eine segmentierte Anordnung aus einer Mehrzahl von Verzögerungselementen auf, wobei die Richtung der schnellen Achse der Doppelbrechung über diese segmentierte Anordnung variiert. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass – z. B. in Verbindung mit einer im optischen System erwünschten tangentialen Polarisationsverteilung – der Anteil an zirkularer Polarisation, welcher über den Lichtbündelquerschnitt hinweg erzeugt wird, aufgrund der in den einzelnen Segmenten ermöglichten Anpassung der Ausrichtung der optischen Kristallachsen an die jeweilige Polarisationsrichtung des auftreffenden Lichtes vergrößert wird. According to one embodiment, the first polarization manipulator and / or the second polarization manipulator has a segmented arrangement of a plurality of delay elements, wherein the direction of the fast axis of the birefringence varies over this segmented arrangement. Such a configuration has the advantage that -. B. in conjunction with a desired in the optical system tangential polarization distribution - the proportion of circular polarization, which is generated across the Lichtbündelquerschnitt away, is increased due to the individual segments made possible adjustment of the orientation of the optical crystal axes to the respective polarization direction of the incident light.

Die Erfindung betrifft ferner eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie ein Verfahren zur mikrolithographischen Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente.The invention further relates to a microlithographic projection exposure apparatus and to a method for microlithographic production of microstructured components.

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.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus eines optischen Systems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; 1 a schematic representation for explaining the structure of an optical system according to a first embodiment of the invention;

2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; 2 a schematic representation for explaining a further embodiment of the invention;

3a–b schematische Darstellungen von innerhalb des optischen Systems aus 1 einstellbaren Polarisationsverteilungen; 3a -B schematic representations from within the optical system 1 adjustable polarization distributions;

4–5 schematische Darstellungen weiterer Ausführungsformen der Erfindung; 4 - 5 schematic representations of further embodiments of the invention;

6 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage; 6 a schematic representation of the structure of a microlithographic projection exposure apparatus;

7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines herkömmlichen Konzepts zur Erhöhung der Lebensdauer eines optischen Systems; und 7 a schematic representation for explaining a conventional concept for increasing the life of an optical system; and

8 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines im Rahmen des herkömmlichen Konzepts auftretenden Problems. 8th a schematic representation for explaining a problem occurring in the context of the conventional concept.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

6 zeigt zunächst in schematischer Darstellung eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage 600 mit einer Lichtquelleneinheit 601, einer Beleuchtungseinrichtung 610, einer abzubildende Strukturen aufweisenden Maske 625, einem Projektionsobjektiv 630 und einem zu belichtenden Substrat 640. Die Lichtquelleneinheit 601 umfasst als Lichtquelle einen DUV- oder VUV-Laser, beispielsweise einen ArF-Laser für 193 nm, einen F₂-Laser für 157 nm, einen Ar₂-Laser für 126 nm oder einen Ne₂-Laser für 109 nm, und eine Strahlformungsoptik, welche ein paralleles Lichtbüschel erzeugt. Die Strahlen des Lichtbüschels weisen eine lineare Polarisationsverteilung auf, wobei die Schwingungsebenen des elektrischen Feldvektors der einzelnen Lichtstrahlen in einheitlicher Richtung verlaufen. 6 first shows a schematic representation of a microlithographic projection exposure apparatus 600 with a light source unit 601 , a lighting device 610 , a mask having structures to be imaged 625 , a projection lens 630 and a substrate to be exposed 640 , The light source unit 601 comprises as light source a DUV or VUV laser, for example an ArF laser for 193 nm, an F ₂ laser for 157 nm, an Ar ₂ laser for 126 nm or a Ne ₂ laser for 109 nm, and a beam shaping optics which produces a parallel tuft of light. The beams of the light pencil have a linear polarization distribution, wherein the vibration planes of the electric field vector of the individual light beams run in a uniform direction.

Das parallele Lichtbüschel trifft auf ein Divergenz erhöhendes optisches Element 611. Als Divergenz erhöhendes optisches Element 611 kann beispielsweise ein diffraktives optisches Element (DOE) eingesetzt werden. Auf dieses folgt ein Zoom-Objektiv 612, welches ein paralleles Lichtbüschel mit variablem Durchmesser erzeugt. Das parallele Lichtbüschel wird durch einen Umlenkspiegel 613 auf eine optische Einheit 614 gerichtet, die ein Axikon 615 enthält. Durch das Zoom-Objektiv 612 in Verbindung mit dem Axikon 615 werden in einer in Lichtausbreitungsrichtung ersten Pupillenebene PP1 je nach Zoom-Stellung und Position der Axikonelemente unterschiedliche Beleuchtungskonfigurationen erzeugt.The parallel tuft of light encounters a divergence-enhancing optical element 611 , Divergence enhancing optical element 611 For example, a diffractive optical element (DOE) can be used. This is followed by a zoom lens 612 which produces a parallel tuft of light of variable diameter. The parallel tuft of light is through a deflection mirror 613 on an optical unit 614 directed, which is an axicon 615 contains. Through the zoom lens 612 in conjunction with the axicon 615 In a first pupil plane PP1 in the light propagation direction, different illumination configurations are generated depending on the zoom position and position of the axicon elements.

In weiteren Ausführungsformen kann die Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung unterschiedlicher Beleuchtungskonfigurationen auch (anstelle des Divergenz erhöhenden optischen Elementes 611 und des Zoom-Objektivs 612 in Verbindung mit dem Axikon 115) eine Spiegelanordnung aufweisen, welche eine Vielzahl unabhängig voneinander einstellbarer Spiegelelemente umfasst und wie sie z. B. aus WO 2005/026843 A2 bekannt ist. Diese Spiegelelemente können jeweils individuell, z. B. in einem Winkelbereich von –2° bis +2°, insbesondere –5° bis +5°, weiter insbesondere –10° bis +10°, verkippt werden. Durch eine geeignete Verkippungsanordnung der Spiegelelemente in der Spiegelanordnung kann in der Pupillenebene PP1 ebenfalls eine gewünschte Lichtverteilung, z. B. ein annulares Beleuchtungssetting oder auch ein Dipol-Setting oder ein Quadrupol-Setting, ausgebildet werden, indem das zuvor homogenisierte und kollimierte Laserlicht je nach gewünschtem Beleuchtungssetting durch die Spiegelelemente jeweils in die entsprechende Richtung gelenkt wird.In further embodiments, the illumination device for generating different illumination configurations also (instead of the divergence-increasing optical element 611 and the zoom lens 612 in conjunction with the axicon 115 ) have a mirror assembly comprising a plurality of independently adjustable mirror elements and how they z. B. off WO 2005/026843 A2 is known. These mirror elements can each individually, z. B. in an angular range of -2 ° to + 2 °, in particular -5 ° to + 5 °, more particularly -10 ° to + 10 °, tilted. By a suitable Verkippungsanordnung the mirror elements in the mirror assembly can in the pupil plane PP1 also a desired light distribution, for. B. an annular illumination setting or a dipole setting or a quadrupole setting, are formed by the previously homogenized and collimated laser light is directed in each case in the appropriate direction depending on the desired lighting setting by the mirror elements.

Auf die optische Einheit 614 folgt ein Retikel-Maskierungssystem (REMA) 618, welches durch ein REMA-Objektiv 619 auf die die abzubildenden Strukturen tragende Maske (Retikel) 625 abgebildet wird und dadurch den ausgeleuchteten Bereich auf der Maske 625 begrenzt. Die Maske 625 wird mit dem Projektionsobjektiv 630 auf das lichtempfindliche Substrat 640 abgebildet. Mit PP2 ist eine Pupillenebene innerhalb des Projektionsobjektivs 630 bezeichnet. Zwischen einem letzten optischen Element 635 des Projektionsobjektivs 630 und dem lichtempfindlichen Substrat 640 befindet sich im Beispiel eine Immersionsflüssigkeit 636 mit einem von Luft verschiedenen Brechungsindex.On the optical unit 614 follows a reticle masking system (REMA) 618 which through a REMA lens 619 on the mask bearing the structures to be imaged (reticle) 625 and thereby the illuminated area on the mask 625 limited. The mask 625 becomes with the projection lens 630 on the photosensitive substrate 640 displayed. With PP2, there is a pupil plane within the projection lens 630 designated. Between a last optical element 635 of the projection lens 630 and the photosensitive substrate 640 is in the example an immersion liquid 636 with a refractive index different from air.

1 zeigt in lediglich schematischer Darstellung einen Ausschnitt einer Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage zur Erläuterung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 shows only a schematic representation of a section of a lighting device of a microlithographic projection exposure apparatus for explaining a first embodiment of the present invention.

Gemäß 1 tritt linear polarisiertes Licht (mit im Ausführungsbeispiel in y-Richtung orientierter Polarisationsrichtung) zunächst durch eine erste Lambda/4-Platte 104, wobei die schnelle Achse der Doppelbrechung dieser Lambda/4-Platte 104 hier und im Folgenden jeweils durch schwarze Balken angedeutet und mit „fa” bezeichnet ist. In Lichtausbreitungsrichtung nach der ersten Lambda/4-Platte 104 folgt ein erstes Teilsystem 105, in welches das Licht infolge der polarisationsbeeinflussenden Wirkung der ersten Lambda/4-Platte 104 zirkular polarisiert eintritt. Nach Austritt aus dem ersten Teilsystem 105 durchläuft das Licht eine zweite Lambda/4-Platte 106, welche eine Rücktransformation des Polarisationszustandes in eine konstant lineare Polarisation (mit in y-Richtung verlaufender Polarisationsrichtung) bewirkt.According to 1 occurs linearly polarized light (with in the exemplary embodiment in the y direction oriented polarization direction) first through a first lambda / 4 plate 104 where the fast axis is the birefringence of this lambda / 4 plate 104 here and below indicated in each case by black bars and denoted by "fa". In the direction of light propagation after the first lambda / 4 plate 104 follows a first subsystem 105 , in which the light due to the polarization-influencing effect of the first lambda / 4 plate 104 circularly polarized entry. After leaving the first subsystem 105 the light passes through a second lambda / 4 plate 106 , which causes a back transformation of the polarization state into a constant linear polarization (with polarization direction running in the y direction).

In Lichtausbreitungsrichtung nach der zweiten Lambda/4-Platte 106 folgt ein polarisationsbeeinflussendes optisches Element 140, welches eine Umwandlung der linearen Polarisationsverteilung in eine tangentiale Polarisationsverteilung bewirkt und beispielsweise – wie aus WO 2005/069081 A2 bekannt – aus optisch aktivem kristallinem Quarz mit variierendem Dickenprofil hergestellt sein kann.In the light propagation direction after the second lambda / 4 plate 106 follows a polarization-influencing optical element 140 which causes a conversion of the linear polarization distribution in a tangential polarization distribution and, for example - as out WO 2005/069081 A2 known - may be made of optically active crystalline quartz with varying thickness profile.

Vor Eintritt in ein zweites Teilsystem 120 durchläuft das Licht nun zunächst einen ersten Polarisationsmanipulator 110 einer Polarisationsoptik, welcher im Ausführungsbeispiel ebenfalls als Lambda/4-Platte ausgestaltet ist und welcher wie in 1 angedeutet – je nach Orientierung der schnellen Achse der Doppelbrechung relativ zur Eingangspolarisation des auf den ersten Polarisationsmanipulator 110 auftreffenden Lichtes – über den Lichtbündelquerschnitt unterschiedliche Polarisationszustände erzeugt. Diese Polarisationszustände entsprechen – wie in 1 angedeutet – in Teilbereichen des Lichtbündelquerschnitts ebenfalls zirkularer Polarisation, so dass auch das zweite Teilsystem 120 nach Lichtdurchtritt durch ein mit „150” bezeichnetes felddefinierendes Element (kurz: FDE), welches beispielsweise als Anordnung aus einer Vielzahl mikrooptischer Elemente ausgebildet sein kann, zumindest teilweise von zirkular polarisiertem Licht durchlaufen wird.Before entering a second subsystem 120 The light now passes through a first polarization manipulator 110 a polarization optics, which is also configured in the embodiment as a lambda / 4-plate and which as in 1 indicated - depending on the orientation of the fast axis of birefringence relative to the input polarization of the first polarization manipulator 110 incident light - generated via the light beam cross section different polarization states. These polarization states correspond - as in 1 indicated - in partial areas of the light beam cross-section also circular polarization, so that the second subsystem 120 after passing through a light with " 150 "Designated field-defining element (short: FDE), which may be formed, for example, as an arrangement of a plurality of micro-optical elements is at least partially traversed by circularly polarized light.

Die zuvor erwähnte Polarisationsoptik umfasst gemäß 1 außer dem ersten Polarisationsmanipulator 110 einen zweiten Polarisationsmanipulator 130, welcher das aus dem zweiten Teilsystem 120 austretende Licht in seinem Polarisationszustand insofern zurück transformiert, als die durch den zweiten Polarisationsmanipulator 130 eingestellte Ausgangspolarisation wieder der (tangentialen) Eingangspolarisation vor Eintritt in den ersten Polarisationsmanipulator entspricht. Der zweite Polarisationsmanipulator 130 ist im Ausführungsbeispiel ebenfalls so ausgestaltet, dass seine polarisationsbeeinflussende Wirkung derjenigen einer Lambda/4-Platte entspricht, wobei jedoch diese polarisationsbeeinflussende Wirkung unabhängig von der Winkelverteilung der auf den zweiten Polarisationsmanipulator auftreffenden Lichtstrahlen ist. Hierzu kann der zweite Polarisationsmanipulator 130 insbesondere ein erstes Teilelement aus optisch positiv einachsigem Kristallmaterial und ein zweites Teilelement aus optisch negativ einachsigem Kristallmaterial aufweisen, wie dies aus DE 10 2007 059258 A1 bekannt ist.The aforementioned polarization optics comprises according to 1 except the first polarization manipulator 110 a second polarization manipulator 130 that from the second subsystem 120 emerging light in its polarization state insofar as transformed by the second polarization manipulator 130 set output polarization again corresponds to the (tangential) input polarization before entering the first polarization manipulator. The second polarization manipulator 130 is also configured in the exemplary embodiment such that its polarization-influencing effect corresponds to that of a lambda / 4 plate, although this polarization-influencing effect is independent of the angular distribution of the light beams incident on the second polarization manipulator. For this purpose, the second polarization manipulator 130 In particular, a first subelement made of optically positive uniaxial crystal material and a second subelement made of optically negative uniaxial crystal material, as is apparent from DE 10 2007 059258 A1 is known.

Infolge der einfallswinkelunabhängigen Ausgestaltung des zweiten Polarisationsmanipulators 130 der die zumindest teilweise zirkulare Polarisation des das zweite Teilsystem 120 durchlaufenden Lichtes einstellenden Polarisationsoptik wird es ermöglicht, die besagte Rücktransformation mittels des zweiten Polarisationsmanipulators 130 auch in einer Ebene der Projektionsbelichtungsanlage vorzunehmen, in welcher die Lichtstrahlen nicht sämtlich zueinander parallel sind, sondern eine Winkelverteilung aufweisen. Insbesondere kann der zweite Polarisationsmanipulator 130 wahlweise in einer Pupillenebene, einer Feldebene oder einer Zwischenebene (zwischen Pupillen- und Feldebene) angeordnet sein, da die polarisationsbeeinflussende Wirkung des zweiten Polarisationsmanipulators 130 lediglich polarisationssensitiv, jedoch nicht orts- oder winkelsensitiv ist.As a result of the angle of incidence-independent configuration of the second polarization manipulator 130 the at least partially circular polarization of the second subsystem 120 continuous light-adjusting polarization optics, it is made possible, said back transformation by means of the second polarization manipulator 130 also in a plane of the projection exposure apparatus in which the light beams are not all parallel to each other, but have an angular distribution. In particular, the second polarization manipulator 130 optionally in a pupil plane, a field plane or an intermediate plane (between the pupil and field plane), since the polarization-influencing effect of the second polarization manipulator 130 is only polarization-sensitive, but not location or angle sensitive.

Hinsichtlich geeigneter (optisch positiver bzw. optisch negativer) einachsiger Kristallmaterialien zur Realisierung der den zweiten Polarisationsmanipulator 130 ausbildenden Teilelemente sowie geeigneter Materialdicken wird auf die o. g. DE 10 2007 059 258 A1 verwiesen.With regard to suitable (optically positive or optically negative) uniaxial crystal materials for the realization of the second polarization manipulator 130 forming sub-elements and suitable material thicknesses is on the above DE 10 2007 059 258 A1 directed.

Die vorstehend beschriebene Anordnung von Lambda/4-Platten 104 und 106 bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung vor einem ersten Teilsystem 105 zwecks Erzeugung zirkularer Polarisation innerhalb dieses Teilsystems 105 ist lediglich optional und erfolgt in grundsätzlich bekannter Weise.The above-described arrangement of lambda / 4 plates 104 and 106 relative to the light propagation direction before a first subsystem 105 for generating circular polarization within this subsystem 105 is only optional and takes place in a basically known manner.

Gemäß einer Ausführungsform sind der erste und zweite Polarisationsmanipulator 110, 130 drehbar angeordnet. Auf diese Weise kann wie im Weiteren erläutert eine Anpassung der Bereiche, innerhalb derer eine Umwandlung von linearer Polarisation in zirkulare Polarisation oder umgekehrt erfolgt, an das jeweils eingesetzte Beleuchtungssetting vorgenommen werden. According to one embodiment, the first and second polarization manipulators are 110 . 130 rotatably arranged. In this way, as explained below, an adaptation of the regions within which a conversion from linear polarization to circular polarization or vice versa takes place can be made to the lighting setting used in each case.

In 3a ist eine sich in Lichtausbreitungsrichtung nach dem ersten Polarisationsmanipulator 110 ergebende Polarisationsverteilung 315 schematisch dargestellt. Wie in 3a angedeutet eignet sich diese Polarisationsverteilung 315 (und damit die in 1 gewählte Anordnung der schnellen Achse der Doppelbrechung) insbesondere für ein (x- oder y-)Dipol-Beleuchtungssetting, da in diesem Falle an den ausgeleuchteten (und in 3a hervorgehobenen) Pupillenbereichen die wie eingangs erläutert gewünschte, zirkulare Polarisation vorliegt. Hingegen kann im Falle eines Beleuchtungssettings, welches einem Dipol-Beleuchtungssetting mit (bezogen auf die x- oder y-Richtung) unter 45° angeordneten Beleuchtungspolen oder auch einem Quasar-Beleuchtungssetting entspricht, die gewünschte zirkulare Polarisation innerhalb der Beleuchtungspole durch geeignete Drehung des ersten Polarisationsmanipulators 110 sowie des zweiten Polarisationsmanipulators 130 um die optische Systemachse (entsprechend der z-Achse im eingezeichneten Koordinatensystem) erzielt werden, wie dies in 3b angedeutet ist.In 3a is a direction in the light propagation direction after the first polarization manipulator 110 resulting polarization distribution 315 shown schematically. As in 3a indicated this polarization distribution is suitable 315 (and thus the in 1 selected arrangement of the fast axis of birefringence) in particular for a (x or y) dipole illumination setting, since in this case the illuminated (and in 3a highlighted) pupil areas which, as explained above, is present in the desired circular polarization. On the other hand, in the case of a lighting setting which corresponds to a dipole illumination setting with illumination poles arranged at 45 ° relative to the x or y direction or else to a quasi-illumination setting, the desired circular polarization within the illumination poles can be achieved by suitable rotation of the first polarization manipulator 110 and the second polarization manipulator 130 around the optical system axis (corresponding to the z-axis in the drawn coordinate system) are achieved, as in 3b is indicated.

In einer weiteren Ausführungsform kann das polarisationsbeeinflussende optische Element 140 auch derart aus optisch aktivem kristallinem Quarz mit variierendem Dickenprofil hergestellt sein, dass es eine Umwandlung einer linearen Eingangspolarisationsverteilung in eine quasi-tangentiale Polarisationsverteilung bewirkt (wie beispielsweise in 4f der o. g. WO 2005/069081 A2 gezeigt), so dass in den Beleuchtungspolen eines gemäß 5d erzeugten Quadrupol-Beleuchtungssettings 501 (mit in x- bzw. y-Richtung einander gegenüberliegenden Beleuchtungspolen) die einander in y-Richtung gegenüberliegenden Beleuchtungspole x-polarisiert sind (d. h. die Schwingungsrichtung des elektrischen Feldstärkevektors in x-Richtung orientiert ist), wohingegen die einander in x-Richtung gegenüberliegenden Beleuchtungspole y-polarisiert sind (d. h. die Schwingungsrichtung des elektrischen Feldstärkevektors in y-Richtung orientiert ist). Hierdurch kann erreicht werden, dass sich durch die polarisationsbeeinflussende Wirkung des ersten Polarisationsmanipulators 110 (als Lambda/4-Platte) die gewünschte, zirkulare Polarisation innerhalb des Teilsystems 120 nicht nur bereichsweise (wie in 3a, b gezeigt), sondern im gesamten optisch genutzten Pupillenbereich ergibt.In a further embodiment, the polarization-influencing optical element 140 also be made of optically active crystalline quartz with varying thickness profile such that it causes a conversion of a linear input polarization distribution into a quasi-tangential polarization distribution (such as in FIG 4f the above WO 2005/069081 A2 shown), so that in the lighting poles of a according 5d generated quadrupole illumination settings 501 (With opposite in the x- and y-direction illumination poles) which are mutually polarized in the y-direction illumination poles are polarized (ie, the direction of vibration of the electric field strength vector in the x-direction), whereas the mutually opposite in the x-direction illumination poles are y-polarized (ie, the direction of vibration of the electric field strength vector is oriented in the y-direction). In this way it can be achieved that the polarization-influencing effect of the first polarization manipulator 110 (as lambda / 4-plate) the desired, circular polarization within the subsystem 120 not only regionally (as in 3a , b), but throughout the optically used pupil area.

Im Weiteren wird unter Bezugnahme auf 2a und 2b eine weitere Ausführungsform der Erfindung erläutert. Die Ausführungsform gemäß 2a unterscheidet sich von derjenigen aus 1 insbesondere dadurch, dass die zum Zwecke der Lebensdauererhöhung realisierte zeitliche Variation der Polarisationsrichtung des in das Teilsystem 220 eintretenden Lichtes nicht durch die Einstellung zirkularer Polarisation, sondern durch das Herein- bzw. Herausschieben der den ersten und zweiten Polarisationsmanipulator 210, 230 aufweisenden Polarisationsoptik in den Strahlengang realisiert wird.In addition, with reference to 2a and 2 B a further embodiment of the invention explained. The embodiment according to 2a is different from the one 1 in particular in that the time variation of the polarization direction of the subsystem, which is realized for the purpose of increasing the service life, is realized 220 entering light not by setting circular polarization, but by the insertion and removal of the first and second polarization manipulator 210 . 230 having polarizing optics is realized in the beam path.

Gemäß dem Aufbau von 2a durchläuft das analog zu 1 zunächst linear (in y-Richtung) polarisierte Licht zunächst ein polarisationsbeeinflussendes Element 240, welches analog zu dem Aufbau von 1 ausgebildet ist und die lineare Eingangspolarisation in eine tangentiale Polarisationsverteilung umwandelt. Sowohl der erste Polarisationsmanipulator 210 als auch der zweite Polarisationsmanipulator 230 jeweils als 90°-Rotator ausgebildet, so dass jeder der Polarisationsmanipulatoren 210, 230 eine Drehung der Polarisationsrichtung um 90° über den gesamten Lichtbündelquerschnitt bewirkt. Die den ersten bzw. zweiten Polarisationsmanipulator 210, 230 jeweils bildenden 90°-Rotatoren sind jeweils zur Erzielung des gewünschten Polarisationsdrehwinkels von 90° unabhängig von der Polarisationsrichtung des auf den jeweiligen Polarisationsmanipulator 210, 230 auftreffenden Lichtes aus Lambda/2-Platten mit gegeneinander um 45° verdrehten schnellen Achsen der Doppelbrechung ausgebildet, wobei die Lambda/2-Platten aus beliebigem geeigneten optisch einachsigem Kristallmaterial, z. B. Magnesiumfluorid (MgF₂) oder Saphir (Al₂O₃), hergestellt sein können.According to the construction of 2a goes through this analogous to 1 initially linear (in the y direction) polarized light first polarization-influencing element 240 , which is analogous to the structure of 1 is formed and converts the linear input polarization into a tangential polarization distribution. Both the first polarization manipulator 210 as well as the second polarization manipulator 230 each formed as a 90 ° rotator, so that each of the polarization manipulators 210 . 230 causes a rotation of the polarization direction by 90 ° over the entire light beam cross section. The first and second polarization manipulator 210 . 230 each forming 90 ° rotators are each to achieve the desired polarization rotation angle of 90 ° regardless of the polarization direction of the respective polarization manipulator 210 . 230 Lambda / 2 plate light formed with fast axes of birefringence twisted at 45 ° relative to each other, the lambda / 2 plates being formed of any suitable optically uniaxial crystal material, e.g. For example, magnesium fluoride (MgF ₂ ) or sapphire (Al ₂ O ₃ ) can be prepared.

Wie in 2a angedeutet bewirkt folglich der erste Polarisationsmanipulator 210 eine Umwandlung der durch das polarisationsbeeinflussende optische Element 240 eingestellten tangentialen Polarisationsverteilung in eine radiale Polarisationsverteilung, und der zweite Polarisationsmanipulator 230 bewirkt nach Lichtdurchtritt durch das Teilsystem 220 eine Rücktransformation dieser radialen Polarisationsverteilung in die ursprüngliche tangentiale Polarisationsverteilung.As in 2a implied thus causes the first polarization manipulator 210 a conversion of the polarization-influencing optical element 240 set tangential polarization distribution in a radial polarization distribution, and the second polarization manipulator 230 causes light to pass through the subsystem 220 a back transformation of this radial polarization distribution in the original tangential polarization distribution.

Der Betrieb des optischen Systems bzw. der Projektionsbelichtungsanlage umfasst nun gemäß dem in 2a dargestellten Konzept sowohl Betriebsphasen, in welchen (bei Platzierung der Polarisationsmanipulatoren 210, 230 außerhalb des optischen Strahlengangs) das Teilsystem 220 von Licht mit tangentialer Polarisationsverteilung durchlaufen wird, als auch Betriebsphasen, bei welchen (mittels Platzierung der Polarisationsmanipulatoren 210, 230 innerhalb des optischen Strahlengangs) das Teilsystem 220 von Licht mit einer radialer Polarisationsverteilung durchlaufen wird.The operation of the optical system or the projection exposure apparatus now comprises according to the in 2a illustrated concept both operating phases, in which (when placing the polarization manipulators 210 . 230 outside the optical path) the subsystem 220 is traversed by light with tangential polarization distribution, as well as operating phases, in which (by placing the polarization manipulators 210 . 230 within the optical path) the subsystem 220 is traversed by light with a radial polarization distribution.

In weiteren Ausführungsformen kann sowohl in der Ausführungsform von 2a–b als auch in den übrigen Ausführungsformen der erste Polarisationsmanipulator 210 bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung auch vor dem polarisationsbeeinflussenden Element 240 angeordnet sein. Insbesondere kann der erste Polarisationsmanipulator 210 bereits unmittelbar am Eingang der Beleuchtungseinrichtung (z. B. in Lichtausbreitungsrichtung vor oder nach einem zur Erzeugung einer Winkelverteilung eingesetzten diffraktiven optischen Element) eingesetzt werden. Auf diese Weise kann beispielsweise eine ursprünglich (d. h. vor Eintritt in den ersten Polarisationsmanipulator 210) vorhandene lineare x-Polarisation zunächst mittels des als 90°-Rotator ausgeführten ersten Polarisationsmanipulators 210 in eine lineare y-Polarisation und dann über das polarisationsbeeinflussende Element 240 in eine innerhalb des Teilsystems 220 vorhandene radiale Polarisation umgewandelt werden, aus welcher dann der zweite Polarisationsmanipulator 230 die in der Retikelebene erwünschte tangentiale Polarisationsverteilung erzeugt. In further embodiments, both in the embodiment of 2a -B and in the other embodiments, the first polarization manipulator 210 in relation to the light propagation direction, also in front of the polarization-influencing element 240 be arranged. In particular, the first polarization manipulator 210 already be used directly at the entrance of the illumination device (eg in the direction of light propagation before or after a diffractive optical element used to generate an angular distribution). In this way, for example, an original (ie before entry into the first polarization manipulator 210 ) existing linear x-polarization first by means of the designed as a 90 ° rotator first polarization manipulator 210 in a linear y-polarization and then on the polarization-influencing element 240 into one within the subsystem 220 existing radial polarization are converted, from which then the second polarization manipulator 230 generates the desired tangential polarization distribution in the reticle plane.

Mittels der gemäß 2a über die gesamte Betriebsdauer des optischen Systems bzw. der Projektionsbelichtungsanlage erzielten Umschaltung der jeweiligen Polarisationsrichtung des das Teilsystem 220 durchlaufenden Lichtes kann – im Ergebnis analog zur Ausführungsform von 1 – ebenfalls eine signifikante Reduzierung der im System auftretenden polarisationsinduzierten Doppelbrechung und damit eine wesentliche Erhöhung der Lebensdauer erreicht werden.By means of according to 2a Over the entire operating time of the optical system or the projection exposure system obtained switching the respective polarization direction of the subsystem 220 continuous light can - as a result analogous to the embodiment of 1 - Also a significant reduction of the polarization-induced birefringence occurring in the system and thus a significant increase in the life can be achieved.

Hierbei ist (insoweit analog zur Ausführungsform von 1) der zweite Polarisationsmanipulator 230 derart ausgestaltet, dass dessen polarisationsbeeinflussende Wirkung unabhängig vom Einfallswinkel der auf den zweiten Polarisationsmanipulator 230 auftreffenden Lichtstrahlen ist. Hierzu sind die zur Ausbildung des (analog zum ersten Polarisationsmanipulator 210) polarisationsunabhängigen 90°-Rotators benötigten Lambda/2-Platten ihrerseits (und insoweit analog zur obigen Beschreibung von 1) aus Teilelementen mit entgegengesetztem optischen Charakter (d. h. unter Kombination von optisch positiv einachsigem und optisch negativ einachsigem Kristallmaterial) aufgebaut, so dass der im Ergebnis erhaltene zweite Polarisationsmanipulator 230 in der erzielten polarisationsbeeinflussenden Wirkung nicht nur unabhängig von der Polarisationsrichtung des auf den zweiten Polarisationsmanipulator 230 auftreffenden Lichtes, sondern auch unabhängig von der Winkelverteilung der den zweiten Polarisationsmanipulator 230 durchlaufenden Lichtstrahlen ist.Here is (in this respect analogous to the embodiment of 1 ) the second polarization manipulator 230 designed such that its polarization-influencing effect regardless of the angle of incidence of the second polarization manipulator 230 is incident light rays. For this purpose, the training for the (analogous to the first polarization manipulator 210 ) polarization-independent 90 ° rotator required lambda / 2 plates in turn (and insofar as in the above description of 1 ) composed of partial elements of opposite optical character (ie, combination of optically positive uniaxial and optically negative uniaxial crystal material), so that the resultant second polarization manipulator 230 in the achieved polarization-influencing effect not only independent of the polarization direction of the second polarization manipulator 230 incident light, but also independent of the angular distribution of the second polarization manipulator 230 passing light rays is.

Der entsprechende Aufbau des zweiten Polarisationsmanipulators 230 ist in Form eines Ausführungsbeispiels in 2b schematisch dargestellt. Der zweite Polarisationsmanipulator 230 weist zwei in Lichtausbreitungsrichtung (entsprechend der z-Richtung im eingezeichneten Koordinatensystem) aufeinanderfolgend angeordnete Verzögerungselemente 231 und 232 auf, welche ihrerseits aus jeweils zwei Teilelementen 231a, 231b bzw. 232a, 232b zusammengesetzt sind. Hierbei sind die Teilelemente 231a, b und 232a, b jeweils aus optisch einachsigem Kristallmaterial hergestellt, und die zu demselben Verzögerungselement 231 bzw. 232 gehörenden Teilelemente 231a, b bzw. 232a, b sind von entgegengesetztem optischem Charakter. Zudem sind die Orientierungen der optischen Kristallachse in den jeweiligen Teilelementen 231a, b bzw. 232a, b so gewählt, dass die polarisationsbeeinflussende Wirkung des ersten Verzögerungselementes 231 der Wirkung einer ersten Lambda/2-Platte mit einer ersten schnellen Achse der Doppelbrechung und die polarisationsbeeinflussende Wirkung des zweiten Verzögerungselementes 232 der Wirkung einer zweiten Lambda/2-Platte mit einer zweiten schnellen Achse der Doppelbrechung entspricht. Die jeweilige Orientierung der optischen Kristallachse ist wie in den übrigen Abbildungen durch schwarze Balken eingezeichnet, während die eingezeichneten Doppelpfeile die Polarisationsrichtung für zwei den zweiten Polarisationsmanipulator 230 unter unterschiedlichen Winkeln durchlaufende Lichtstrahlen symbolisieren.The corresponding structure of the second polarization manipulator 230 is in the form of an embodiment in 2 B shown schematically. The second polarization manipulator 230 has two in the light propagation direction (corresponding to the z-direction in the drawn coordinate system) successively arranged delay elements 231 and 232 on, which in turn consists of two sub-elements 231 . 231b respectively. 232a . 232b are composed. Here are the sub-elements 231 , Federation 232a , b each made of optically uniaxial crystal material, and the same retarding element 231 respectively. 232 belonging sub-elements 231 , b or 232a , b are of opposite optical character. In addition, the orientations of the optical crystal axis in the respective sub-elements 231 , b or 232a , b chosen such that the polarization-influencing effect of the first delay element 231 the effect of a first lambda / 2 plate with a first fast axis of birefringence and the polarization-influencing effect of the second delay element 232 corresponds to the effect of a second lambda / 2 plate with a second fast axis of birefringence. The respective orientation of the optical crystal axis is drawn by black bars, as in the other figures, while the double arrows drawn show the polarization direction for two of the second polarization manipulator 230 symbolizing light rays passing through at different angles.

Wie in 2b angedeutet ist, erfahren beide Lichtstrahlen trotz der unterschiedlichen Winkel des Strahldurchtritts eine Drehung der Polarisationsrichtung um 90°, was dadurch erreicht wird, dass der Winkel zwischen der (resultierenden) schnellen Achse des ersten Verzögerungselementes 231 und der (resultierenden) schnellen Achse des zweiten Verzögerungselementes 232 45° beträgt.As in 2 B is indicated, learn both light beams in spite of the different angles of the beam passage, a rotation of the polarization direction by 90 °, which is achieved in that the angle between the (resulting) fast axis of the first delay element 231 and the (resulting) fast axis of the second delay element 232 45 °.

Im Weiteren wird unter Bezugnahme auf 4 und 5a–c eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, wobei wiederum im Vergleich zu 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „300” erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind.In addition, with reference to 4 and 5a C illustrates a further embodiment of the present invention, again in comparison to 1 analogous or substantially functionally identical components are designated by "300" increased reference numerals.

Die Ausführungsform gemäß 4 und 5a–c unterscheidet sich von derjenigen aus 1 insbesondere dadurch, dass sowohl der erste Polarisationsmanipulator 410 als auch der zweite Polarisationsmanipulator 430 der Polarisationsoptik jeweils als segmentierte Anordnung aus Lambda/4-Platten ausgestaltet ist, wobei der zweite Polarisationsmanipulator 430 wiederum analog zur Ausführungsform von 1 (und durch Kombination von optisch positiv einachsigem Kristallmaterial mit optisch negativ einachsigem Kristallmaterial) einfallswinkelunabhängig ausgestaltet ist. Gemäß 5a–c variiert sowohl bei dem ersten Polarisationsmanipulator 410 (vergleiche 5a) als auch bei dem zweiten Polarisationsmanipulator 430 (vgl. 5c) die Richtung der schnellen Achse der Doppelbrechung über die segmentierte Anordnung mit der Folge, dass – wie in 5b für die in Lichtausbreitungsrichtung nach dem ersten Polarisationsmanipulator 410 erhaltene Polarisationsverteilung 415 angedeutet – der Anteil an zirkularer Polarisation für die das zweite Teilsystem 420 durchlaufenden Lichtstrahlen erhöht wird, da jeweils innerhalb jedes Segments des ersten Polarisationsmanipulators 410 bereichsweise vollständige zirkulare Polarisation eingestellt wird.The embodiment according to 4 and 5a -C is different from the one 1 in particular in that both the first polarization manipulator 410 as well as the second polarization manipulator 430 the polarization optics is configured in each case as a segmented arrangement of lambda / 4 plates, wherein the second polarization manipulator 430 again analogous to the embodiment of 1 (and by combination of optically positive uniaxial crystal material with optically negative uniaxial crystal material) is designed angle of incidence independent. According to 5a -C varies both in the first polarization manipulator 410 (see 5a ) as well as the second polarization manipulator 430 (see. 5c ) the direction of the fast axis of birefringence the segmented arrangement with the result that - as in 5b for in the light propagation direction after the first polarization manipulator 410 obtained polarization distribution 415 indicated - the proportion of circular polarization for the second subsystem 420 passing therethrough, respectively within each segment of the first polarization manipulator 410 areawise complete circular polarization is set.

Die unter Bezugnahme auf 5a und 5c beschriebene Ausgestaltung des ersten bzw. zweiten Polarisationsmanipulators 410, 430 kann ferner auch in Verbindung mit einem Beleuchtungssetting 502 gemäß 5e vorteilhaft genutzt werden, welches eine quasi-tangentiale Polarisationsverteilung mit acht kreissegmentförmigen Bereichen aufweist, in denen die Polarisationsvorzugsrichtung jeweils konstant sowie zumindest näherungsweise tangential, d. h. senkrecht zum auf die (in z-Richtung verlaufende) optische Systemachse gerichteten Radius verläuft. Polarisationsbeeinflussende optische Anordnungen zur Erzeugung einer solchen quasi-tangentialen Polarisationsverteilung (welche ebenfalls an Stelle des polarisationsbeeinflussenden optischen Elements 140 in 1 einsetzbar sind) sind aus DE 10 2011 003 035 A1 bekannt.The referring to 5a and 5c described embodiment of the first and second polarization manipulator 410 . 430 may also be used in conjunction with a lighting setting 502 according to 5e be advantageously used, which has a quasi-tangential polarization distribution with eight circular segment-shaped areas in which the polarization preferred direction each constant and at least approximately tangential, ie perpendicular to the direction of the (in the z-direction) optical system axis radius. Polarization-influencing optical arrangements for generating such a quasi-tangential polarization distribution (which also in place of the polarization-influencing optical element 140 in 1 can be used) are off DE 10 2011 003 035 A1 known.

Aufgrund der Kombination von optisch einachsigen Kristallmaterialien von entgegengesetztem optischem Charakter (d. h. die Kombination von optisch positiv einachsigem und optisch negativ einachsigem Kristallmaterial) kann, wie für sich genommen aus DE 10 2007 059 258 A1 bekannt, eine signifikante Reduzierung der Abhängigkeit der polarisationsbeeinflussenden Wirkung bzw. der bereitgestellten Verzögerung vom Einfallswinkel (d. h. der Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Strahlung) erzielt werden, wobei gegenläufige Effekte in den jeweiligen optisch einachsigen Kristallmaterialien mit entgegengesetztem optischem Charakter ausgenutzt werden.By virtue of the combination of optically uniaxial crystal materials of opposite optical character (ie, the combination of optically positive uniaxial and optically negatively uniaxial crystal material) can, in and of themselves DE 10 2007 059 258 A1 It is known that a significant reduction in the dependence of the polarization-influencing effect or the delay provided on the angle of incidence (ie, the propagation direction of the electromagnetic radiation) can be achieved, taking advantage of opposing effects in the respective optically uniaxial crystal materials with opposite optical character.

Wie in der genannten DE 10 2007 059 258 A1 im Einzelnen erläutert kann die gewünschte Reduzierung bzw. Eliminierung der Winkelabhängigkeit der Verzögerung sowohl bei zueinander senkrechter Orientierung der beiderseitigen optischen Kristallachsen in den beiden Teilelementen als auch bei zueinander paralleler Orientierung dieser Kristallachsen erzielt werden.As in the mentioned DE 10 2007 059 258 A1 Explained in detail, the desired reduction or elimination of the angular dependence of the delay can be achieved both in mutually perpendicular orientation of the mutual optical crystal axes in the two sub-elements as well as in mutually parallel orientation of these crystal axes.

Hierbei wird im Falle der zueinander senkrechten Orientierung der Kristallachsen der Umstand ausgenutzt, dass die Verzögerung in einem der Teilelemente mit steigendem Kippwinkel α kontinuierlich abnimmt, wohingegen die Verzögerung in dem anderen der Teilelemente mit steigendem Kippwinkel α kontinuierlich zunimmt, sodass im Ergebnis ein Kompensationseffekt im Sinne einer geringeren Winkelabhängigkeit der Verzögerung des aus den beiden Teilelementen gebildeten Polarisationsmanipulators erzielt wird. Im Falle der zueinander parallelen Orientierung der Kristallachsen wird hingegen der Umstand ausgenutzt, dass aufgrund unterschiedlicher Brechzahlen der beiden Kristallmaterialien von optisch entgegengesetztem Charakter bei einem vorgegebenen Einfallswinkel der auf den aus den beiden Teilelementen gebildeten Polarisationsmanipulator auftreffenden Lichtstrahlen das Teilelement mit größerer mittlerer Brechzahl noch mit einem zum Lot geringeren Winkel (also in einer dem senkrechten Lichtdurchtritt noch „näher kommenden” Position) durchquert wird als das Teilelement mit geringerer mittlerer Brechzahl, so dass sich mit zunehmender Verkippung der Verzögerungsanordnung in dem Kristallmaterial mit geringerer mittlerer Brechzahl effektiv eine stärkere Winkelabhängigkeit zeigt, was wiederum dadurch im Sinne des gewünschten Kompensationseffektes ausgenutzt werden kann, dass in dem Teilelement aus diesem Kristallmaterial mit geringerer mittlerer Brechzahl im Vergleich zu dem Kristallmaterial mit größerer mittlerer Brechzahl durch geeignete Wahl der beiderseitigen Bauteildicken die größere Verzögerung bereitgestellt wird, wobei sich in Verbindung mit dem optisch entgegengesetztem Charakter der beiden Teilelemente ebenfalls ein Kompensationseffekt im Sinne einer geringeren Winkelabhängigkeit der durch den Polarisationsmanipulator bereitgestellten Verzögerung erzielt wird.In the case of mutually perpendicular orientation of the crystal axes, the fact that the delay in one of the subelements decreases continuously with increasing tilt angle α, whereas the delay in the other of the subelements increases continuously with increasing tilt angle α, results in a compensation effect in the sense a smaller angle dependence of the delay of the polarization manipulator formed from the two sub-elements is achieved. In the case of mutually parallel orientation of the crystal axes, however, the fact is exploited that due to different refractive indices of the two crystal materials of optically opposite character at a given angle of incidence of the incident on the polarization manipulator formed from the two sub-elements light rays, the sub-element with a larger average refractive index still with a Lot lower angle (ie in the vertical passage of light still "closer" position) is traversed as the sub-element with lower average refractive index, so that with increasing tilt of the delay arrangement in the crystal material with a lower average refractive index effectively shows a stronger angle dependence, which in turn can be exploited in the sense of the desired compensation effect that in the sub-element of this crystal material with a lower average refractive index compared to the Kristallmat erial with a larger average refractive index by suitable choice of the mutual component thicknesses, the greater delay is provided, which in conjunction with the optically opposite character of the two sub-elements also a compensation effect in terms of a smaller angle dependence of the delay provided by the polarization manipulator is achieved.

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 2005/069081 A2 [0006, 0007, 0043, 0051]
WO 2005/031467 A2 [0007]
DE 10124566 A1 [0007]
WO 2006/077849 A1 [0007]
US 2006/0055909 A1 [0007]
WO 2005/026843 A2 [0039]
DE 102007059258 A1 [0045, 0047, 0064, 0065]
DE 102011003035 A1 [0063]

Claims

Optical system, in particular a microlithographic projection exposure apparatus, having • a polarization optic from a first polarization manipulator ( 110 . 210 . 410 ) and a second polarization manipulator ( 130 . 230 . 430 ); • where for in a subsystem ( 120 . 220 . 420 ) of the optical system by means of the first polarization manipulator ( 110 . 210 . 410 ) is adjustable in time during the operation of the optical system polarization direction; Wherein by means of the second polarization manipulator ( 130 . 230 . 430 ) one in the subsystem ( 120 . 220 . 420 ) existing polarization after exiting the subsystem ( 120 . 220 . 420 ) can be converted into a predetermined output polarization; and wherein the second polarization manipulator ( 130 . 230 . 430 ) has at least a first partial element of optically positive uniaxial crystal material and at least a second partial element of optically negative uniaxial crystal material.

Optical system according to claim 1, characterized in that the first polarization manipulator ( 110 . 410 ) one before entering the first polarization manipulator ( 110 . 210 . 410 ) converts existing input polarization at least regionally over the light beam cross section in circular polarization.

Optical system according to claim 1 or 2, characterized in that the light emitted by the first polarization manipulator ( 110 . 410 ) is an odd multiple of one quarter of the operating wavelength of the optical system.

Optical system according to one of claims 1 to 3, characterized in that by the sub-elements of the second polarization manipulator ( 430 ) is an odd multiple of one quarter of the operating wavelength of the optical system.

Optical system according to one of the preceding claims, characterized in that the first polarization manipulator ( 210 ) and the second polarization manipulator ( 230 ) are displaceable between a position within the optical beam path and a position outside the optical beam path.

Optical system according to claim 5, characterized in that the first polarization manipulator ( 210 ) converts a tangential polarization distribution into a radial polarization distribution when placed in the optical beam path.

Optical system according to one of the preceding claims, characterized in that the first polarization manipulator ( 210 ) has at least one 90 ° rotator.

Optical system according to claim 7, characterized in that the first polarization manipulator ( 210 ) has at least two lambda / 2 plates, wherein the fast axes of birefringence in these lambda / 2 plates are arranged at an angle of 45 ° to each other.

Optical system according to one of the preceding claims, characterized in that the second polarization manipulator ( 230 ) each having two acting as a lambda / 2-plate delay elements, each of these lambda / 2 plates having a first subelement of optically positive einachsigem crystal material and at least a second subelement of optically negative einachsigem crystal material, and wherein the fast axes of birefringence in this Lambda / 2 plates are arranged at an angle of 45 ° to each other.

Optical system according to one of the preceding claims, characterized in that the optically positive uniaxial crystal material is selected from the group consisting of crystalline quartz (SiO ₂ ) and magnesium fluoride (MgF ₂ ).

An optical system according to any one of the preceding claims, characterized in that the optically negative uniaxial crystal material is selected from the group consisting of sapphire (Al ₂ O ₃ ) and lanthanum fluoride (LaF ₃ ).

Optical system according to one of the preceding claims, characterized in that the first polarization manipulator ( 110 . 210 . 410 ) and / or the second polarization manipulator ( 130 . 230 . 430 ) is rotatably arranged.

Optical system according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a polarization-influencing optical element ( 140 . 240 . 440 ), which causes a conversion of a linear polarization distribution into a tangential polarization distribution or a radial polarization distribution.

Optical system according to claim 13, characterized in that this polarization-influencing optical element ( 140 . 240 . 440 ) in the light propagation direction in front of the first polarization manipulator ( 110 . 210 . 410 ) is arranged.

Optical system according to one of the preceding claims, characterized in that the second polarization manipulator ( 130 . 230 . 430 ) the polarization of the subsystem ( 120 . 220 . 420 ) light exiting before entering the first polarization manipulator ( 110 . 210 . 410 ) returns the existing input polarization.

Optical system according to claim 15, characterized in that the input polarization is an at least approximately tangential polarization distribution.

Optical system according to one of the preceding claims, characterized in that the first polarization manipulator ( 410 ) and / or the second polarization manipulator ( 430 ) has a segmented array of a plurality of delay elements, the direction of the fast axis of birefringence varying across this segmented array.

Microlithographic projection exposure apparatus comprising a lighting device and a projection lens, wherein the illumination device ( 110 ) and / or the projection lens ( 130 ) comprise an optical system according to one of the preceding claims.

Process for the microlithographic production of microstructured components comprising the following steps: 540 ) to which is at least partially applied a layer of a photosensitive material; • Providing a mask ( 525 ) having structures to be imaged; Providing a microlithographic projection exposure apparatus ( 500 ) according to claim 18; and projecting at least part of the mask ( 525 ) on an area of the layer by means of the projection exposure apparatus.