DE102012216532A1 - Optisches System, insbesondere einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage - Google Patents

Optisches System, insbesondere einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches System, welches eine optische Systemachse (OA) aufweist, mit wenigstens einem Paar aus einer ersten Linse (112a, 310) und einer zweiten Linse (112b, 320), welche jeweils aus kubisch kristallinem Material hergestellt sind, wobei die erste Linse (112a, 310) und die zweite Linse (112b, 320) denselben Kristallschnitt aufweisen, wobei ein Verdrehwinkel zwischen den kristallographischen Achsen der ersten Linse (112a, 310) und der zweiten Linse (112b, 320) maximal 5° beträgt, und wobei die erste Linse (112a, 310) und die zweite Linse (112b, 320) derart angeordnet sind, dass für wenigstens einen im Betrieb durch das optische System hindurchtretenden Lichtstrahl ein erster Eintrittswinkel zur optischen Systemachse (OA) am Ort der ersten Linse (112a, 310) und ein zweiter Eintrittswinkel zur optischen Systemachse (OA) am Ort der zweiten Linse (112b, 320) entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • 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.
  • Stand der Technik
  • 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.
  • In der Beleuchtungseinrichtung wie auch im Projektionsobjektiv werden im DUV-Bereich (z. B. bei Arbeitswellenlängen von weniger als 250 nm, insbesondere weniger als 200 nm) u. a. Fluoridkristall-Linsen eingesetzt, wobei ein bekanntes, im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage hierbei auftretendes Problem die sogenannte intrinsische Doppelbrechung solcher kubisch kristalliner Materialien und die hierdurch hervorgerufene Verzögerung (auch als „Retardierung” bezeichnet) ist. Mit „Verzögerung” wird die Differenz der optischen Wege zweier orthogonaler (senkrecht zueinander stehender) Polarisationszustände bezeichnet.
  • Zur Reduzierung des negativen Einflusses der intrinsischen Doppelbrechung in Fluoridkristall-Linsen auf die optische Abbildung ist es z. B. aus WO 02/093209 A2 u. a. bekannt, Fluoridkristall-Linsen des gleichen Kristallschnitts gegeneinander verdreht anzuordnen (sogenanntes „Clocking”) sowie zusätzlich auch mehrere Gruppen solcher Anordnungen mit unterschiedlichen Kristallschnitten (z. B. (aus (100)-Linsen und (111)-Linsen) miteinander zu kombinieren.
  • Dieses „Clocking” geht von der Erkenntnis aus, dass die intrinsische Doppelbrechung eine nicht-homogene Verteilung der bewirkten Verzögerung über die Pupille liefert, welche für in unmittelbarer Nähe zu einer Pupillenebene angeordnete Linsen eine charakteristische Symmetrie aufweist (3-zählig bei (111)-Kristall, 4-zählig bei (100)-Kristall). Dieses Muster lässt sich durch Kombination von gegeneinander verdrehten Linsen des gleichen Kristallschnitts (wie in 5 schematisch für zwei (111)-Linsen 511, 512 angedeutet) homogenisieren, d. h. die Verteilung wird azimutal symmetrisch (wobei der Azimutwinkel αL den Winkel zwischen der in die zur Linsenachse senkrecht stehende Kristallebene projizierten Strahlrichtung und einer mit der betreffenden Linse fest verknüpften Bezugsrichtung angibt). Diese Konfiguration wird auch als „homogene Gruppe” bezeichnet. Da außerdem insbesondere etwa bei einer homogenen Gruppe aus (111)-Kristallmaterial und einer homogenen Gruppe aus (100)-Kristallmaterial die schnellen Achsen der Verzögerung zueinander senkrecht stehen, tritt bei Kombination von Gruppen aus (100)- bzw. (111)-Kristallmaterial eine weitere, gegenseitige Kompensation der Verzögerungen aus den einzelnen Gruppen und damit eine weitere Reduzierung der für die maximale Verzögerung in der Doppelbrechungsverteilung erhaltenen Werte ein.
  • Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf US 2005/0146798 A1 , US 7,321,465 B2 und WO 2004/023172 A1 verwiesen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches System insbesondere einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage bereitzustellen, welches in einem alternativen Ansatz eine Reduzierung des Einflusses der intrinsischen Doppelbrechung auf die Abbildungseigenschaften ermöglicht.
  • Ein optisches System, insbesondere einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, welches eine optische Systemachse besitzt, weist auf:
    • – wenigstens ein Paar aus einer ersten Linse und einer zweiten Linse, welche jeweils aus kubisch kristallinem Material hergestellt sind;
    • – wobei die erste Linse und die zweite Linse denselben Kristallschnitt aufweisen;
    • – wobei ein Verdrehwinkel zwischen den kristallographischen Achsen der ersten Linse und der zweiten Linse maximal 5° beträgt; und
    • – wobei die erste Linse und die zweite Linse derart angeordnet sind, dass für wenigstens einen im Betrieb durch das optische System hindurchtretenden Lichtstrahl ein erster Eintrittswinkel zur optischen Systemachse am Ort der ersten Linse und ein zweiter Eintrittswinkel zur optischen Systemachse am Ort der zweiten Linse entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen.
  • Gemäß einer Ausführungsform stimmen für diesen Lichtstrahl der erste Eintrittswinkel zur optischen Systemachse am Ort der ersten Linse und der zweite Eintrittswinkel zur optischen Systemachse am Ort der zweiten Linse betragsmäßig bis auf ±30%, insbesondere bis auf ±20%, und weiter insbesondere bis auf ±10%, überein.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, eine zumindest teilweise Kompensation der unerwünschten intrinsischen Doppelbrechung von im optischen System befindlichen, kubisch kristallinen Linsen dadurch zu erreichen, dass für jeweils zwei Linsen von gleichem Kristallschnitt (z. B. zwei (111)-Linsen oder zwei (100)-Linsen) ohne relative Verdrehung der beiden Linsen in Bezug auf ihre kristallographischen Achsen eine Retardierungskompensation (d. h. eine wenigstens teilweise Kompensation der durch die intrinsische Doppelbrechung bewirkten Verzögerung) allein durch „Einstellung” der im Betrieb des optischen Systems an den betreffenden Linsen auftretenden Strahlwinkel erfolgt.
  • Insbesondere können sich die erfindungsgemäß hinsichtlich intrinsischer Doppelbrechung gegeneinander kompensierten Linsen bei übereinstimmender Orientierung ihrer kristallographischen Achsen (also insbesondere ohne das eingangs beschriebene „Clocking”) derart im optischen System befinden, dass der Lichtdurchtritt durch die betreffenden Linsen teilweise oder vollständig (vorzugsweise zumindest in den Bereichen lokaler Maxima der jeweils bewirkten Verzögerungsverteilung) unter „komplementären” Strahlwinkeln in Bezug auf die optische Systemachse erfolgt. Hierunter ist zu verstehen, dass für wenigstens einen die betreffenden Linsen im Betrieb des optischen Systems durchlaufenden Lichtstrahl die jeweiligen Eintrittswinkel am Ort der beiden Linsen zwar von entgegengesetztem Vorzeichen sind, betragsmäßig aber im Wesentlichen übereinstimmen. Im Falle gleicher Dicken der beiden Linsen kann in diesem Falle eine im Wesentlichen vollständige Kompensation der intrinsischen Doppelbrechung, bei unterschiedlichen Dicken zumindest eine Reduzierung der durch die intrinsische Doppelbrechung bewirkten Verzögerung erzielt werden.
  • Insbesondere weist ein auf die in Lichtausbreitungsrichtung erste der hinsichtlich intrinsischer Doppelbrechung gegeneinander zu kompensierenden Linsen divergent auftreffendes Lichtbündel am Ort der in Lichtausbreitungsrichtung nachfolgenden zweiten der gegeneinander zu kompensierenden Linsen einen konvergenten Strahlverlauf auf oder umgekehrt.
  • Das erfindungsgemäße Konzept geht von der Überlegung aus, dass der vorstehend beschriebene Lichtdurchtritt durch die jeweiligen Linsen unter komplementären Strahlwinkeln infolge der im Übrigen gegebenen Übereinstimmung der beiden Linsen hinsichtlich Kristallschnitt und Orientierung der jeweiligen kristallographischen Achsen zur Folge hat, dass auf die in der vorstehend beschriebenen Weise durch die betreffenden Linsen hindurchtretenden Lichtstrahlen komplementäre Doppelbrechungsverteilungen wirken, mit anderen Worten der betreffende, die in Lichtausbreitungsrichtung zweite Linse durchlaufende Lichtstrahl im Vergleich zur Situation an der ersten Linse gerade die komplementäre Doppelbrechungsverteilung mit relativ zur ersten Doppelbrechungsverteilung verdrehter (insbesondere orthogonaler) Orientierung der schnellen Achse der Doppelbrechung „sieht”.
  • Durchläuft somit ein Lichtstrahl eine erste und eine zweite Linse unter komplementären Strahlwinkeln relativ zur optischen Systemachse, wird für diesen Lichtstrahl eine aufgrund der intrinsischen Doppelbrechung in der ersten Linse aufgesammelte Verzögerung durch die intrinsische Doppelbrechung in der zweiten Linse wenigstens teilweise kompensiert. Dieser Umstand ist darauf zurückzuführen, dass die von einem Lichtstrahl, welcher eine intrinsisch doppelbrechende Linse durchläuft, die von diesem Lichtstrahl „gesehene” (d. h. die auf diesen Lichtstrahl durch Erzeugung einer IDB-bedingten Verzögerung einwirkende) Doppelbrechung vom Strahlwinkel abhängt mit der Folge, dass ein die erste Linse „aufsteigend” durchlaufender Lichtstrahl, welcher in der ersten Linse eine vertikale Orientierung der schnellen Achse der Doppelbrechung sieht, in der zweiten Linse infolge des „absteigenden” Lichtstrahlverlaufs eine horizontale Orientierung der schnellen Achse der Doppelbrechung sieht, wodurch sich der vorstehend beschriebene Kompensationseffekt ergibt.
  • Dies ist anhand 2a und 2b schematisch dargestellt. Dabei ist in 2a, b mit „205” ein (der Einfachheit halber planparalleles) intrinsische Doppelbrechung aufweisendes Element bezeichnet, wobei die für ein gemäß 2a divergent hindurchtretendes Lichtbündel effektiv wirkende Verteilung der schnellen Achse der Doppelbrechung mit „210” und die für ein gemäß 2b konvergent hindurchtretendes Lichtbündel effektiv wirkende Verteilung der schnellen Achse der Doppelbrechung mit „220” bezeichnet ist. Wie aus 2a, b ersichtlich ergeben sich für divergenten bzw. konvergenten Lichtdurchtritt zueinander komplementäre Verteilungen 210, 220 der schnellen Achse der Doppelbrechung.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Bedingung, wonach jeweils ein erster Eintrittswinkel zur optischen Systemachse am Ort der ersten Linse und ein zweiter Eintrittswinkel zur optischen Systemachse am Ort der zweiten Linse entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen, für sämtliche im Betrieb durch das optische System hindurchtretende Lichtstrahlen erfüllt.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist für wenigstens einen im Betrieb durch das optische System hindurchtretenden Lichtstrahl der Quotient aus dem Betrag der Summe der jeweiligen Einzelverzögerungen in der ersten Linse und der zweiten Linse (d. h. der Summe aus den jeweils in diesen Linsen auftretenden Retardierungen) und der Summe der Beträge der Einzelverzögerungen in diesen beiden Linsen kleiner als 0.5.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch ein optisches System, insbesondere einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, welches eine optische Systemachse aufweist, mit
    • – wenigstens einem Paar aus einer ersten Linse und einer zweiten Linse, welche jeweils aus kubisch kristallinem Material hergestellt sind;
    • – wobei die erste Linse und die zweite Linse denselben Kristallschnitt aufweisen;
    • – wobei ein Verdrehwinkel zwischen den kristallographischen Achsen der ersten Linse und der zweiten Linse maximal 5° beträgt; und
    • – wobei für wenigstens einen im Betrieb durch das optische System hindurchtretenden Lichtstrahl der Quotient aus dem Betrag der Summe der Einzelverzögerungen in der ersten Linse und der zweiten Linse und der Summe der Beträge der Einzelverzögerungen in diesen beiden Linsen kleiner als 0.5 ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform beträgt ein Verdrehwinkel zwischen den kristallographischen Achsen der ersten Linse und der zweiten Linse maximal 3°, weiter insbesondere maximal 1°.
  • Gemäß einer Ausführungsform weisen die erste Linse und die zweite Linse jeweils aufgrund intrinsischer Doppelbrechung eine Doppelbrechungsverteilung mit einer k-zähligen Azimutalsymmetrie (k = 2, 3 oder 4) auf.
  • Gemäß einer Ausführungsform weisen die erste Linse und die zweite Linse einen [111]-Kristallschnitt auf. In weiteren Ausführungsformen können die erste Linse und die zweite Linse auch einen [100]-Kristallschnitt oder einen [110]-Kristallschnitt aufweisen.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Linse und die zweite Linse aus Fluoridkristall, insbesondere Kalziumfluorid (CaF2), hergestellt.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Linse und die zweite Linse derart angeordnet, dass für im Betrieb durch das optische System hindurchtretende Lichtstrahlen die jeweiligen schnellen Achsen der intrinsischen Doppelbrechung zumindest in einem Pupillenbereich, in welchem die durch die erste Linse und/oder die zweite Linse bewirkte Verzögerungsverteilung ein lokales Maximum aufweist, in einem Winkel von 90° ± 30°, insbesondere in einem Winkel von 90° ± 20°, weiter insbesondere in einem Winkel von 90° ± 10°, zueinander stehen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen der ersten Linse und der zweiten Linse eine Linsengruppe aus wenigstens einer Linse angeordnet, welche im Betrieb des optischen Systems ein divergentes Lichtbündel in ein konvergentes Lichtbündel umwandelt.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie ein Verfahren zur mikrolithographischen Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, in welcher die vorliegende Erfindung realisiert werden kann;
  • 23 schematische Darstellungen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Konzepts;
  • 4a–c schematische Darstellungen zur Erläuterung typischer, durch intrinsische Doppelbrechung verursachter Verzögerungsverteilungen in Kalziumfluorid-Linsen mit [111]-, [100]- bzw. [110]-Kristallschnitt; und
  • 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines herkömmlichen „Clocking”-Ansatzes.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 zeigt in schematischer Darstellung eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage 100 mit einer Lichtquelleneinheit 101, einer Beleuchtungseinrichtung 110, einer abzubildende Strukturen aufweisenden Maske 125, einem Projektionsobjektiv 130 und einem zu belichtenden Substrat 140. Die Lichtquelleneinheit 101 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.
  • Das parallele Lichtbüschel trifft auf ein Divergenz erhöhendes optisches Element 111. Als Divergenz erhöhendes optisches Element 111 kann beispielsweise eine Rasterplatte aus diffraktiven oder refraktiven Rasterelementen eingesetzt werden. Jedes Rasterelement erzeugt ein Strahlenbüschel, dessen Winkelverteilung durch Ausdehnung und Brennweite des Rasterelementes bestimmt ist. Die Rasterplatte befindet sich in der Objektebene eines nachfolgenden Objektivs 112 oder in deren Nähe. Das Objektiv 112 ist ein Zoom-Objektiv, welches ein paralleles Lichtbüschel mit variablem Durchmesser erzeugt. Das parallele Lichtbüschel wird durch einen Umlenkspiegel 113 auf eine optische Einheit 114 gerichtet, die ein Axikon 115 aufweist. Durch das Zoom-Objektiv 112 in Verbindung mit dem Axikon 115 werden in einer Pupillenebene PP je nach Zoom-Stellung und Position der Axikonelemente unterschiedliche Beleuchtungskonfigurationen erzeugt.
  • In weiteren Ausführungsformen kann die Beleuchtungseinrichtung 110 zur Erzeugung unterschiedlicher Beleuchtungskonfigurationen auch eine ebenfalls bekannte Spiegelanordnung mit einer Vielzahl unabhängig voneinander verstellbarer Spiegelelemente aufweisen, wie z. B. aus WO 2005/026843 A2 bekannt.
  • Auf die optische Einheit 114 folgt ein Retikel-Maskierungssystem (REMA) 118, welches durch ein REMA-Objektiv 119 auf die Struktur tragende Maske (Retikel) 125 abgebildet wird und dadurch den ausgeleuchteten Bereich auf dem Retikel 125 begrenzt. Die Struktur tragende Maske 125 wird mit dem Projektionsobjektiv 130 auf das lichtempfindliche Substrat 140 abgebildet. Zwischen einem letzten optischen Element 135 des Projektionsobjektivs 130 und dem lichtempfindlichen Substrat 140 kann sich eine Immersionsflüssigkeit 136 mit einem von Luft verschiedenen Brechungsindex befinden.
  • Typischerweise (jedoch ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre) sind die im Bereich hoher Strahlenbelastung am Eintritt der Beleuchtungseinrichtung 110 befindlichen Linsen (z. B. die Linsen 112a, 112b) zur Vermeidung von Kompaktierungseffekten aus kubisch kristallinem Material (also im Beispiel CaF2) hergestellt, wohingegen im Strahlengang nachfolgend angeordnete Linsen (z. B. die Linsen 116 und 117) z. B. aus Quarzglas (SiO2) hergestellt sein können.
  • Die aus kubisch kristallinem Material hergestellten Linsen zeigen nun den unerwünschten Effekt der intrinsischen Doppelbrechung. 4a–c zeigen hierzu schematische Darstellungen typischer, durch intrinsische Doppelbrechung verursachter Verzögerungsverteilungen in Kalziumfluorid-Linsen mit [111]-Kristallschnitt (4a), [100]-Kristallschnitt (4b) bzw. [110]-Kristallschnitt (4c). Hierbei ergibt sich für den [111]-Kristallschnitt gemäß 4a eine dreizählige Azimutalsymmetrie der Doppelbrechungsverteilung, wohingegen sich für den [100]-Kristallschnitt gemäß 4b eine vierzählige Azimutalsymmetrie der Doppelbrechungsverteilung ergibt. Die Darstellungen von 4a–c sind insoweit stark vereinfacht, als die Bereiche, in denen jeweils die schnelle Achse der (intrinsischen) Doppelbrechung eingezeichnet ist, Maxima hinsichtlich des Betrags der Doppelbrechung aufweisen, wohingegen in den übrigen Bereichen der Betrag der intrinsischen Doppelbrechung vergleichsweise gering ist.
  • Gemäß der Erfindung werden nun jeweils zwei Linsen aus kubisch kristallinem Material mit gleichem Kristallschnitt (d. h. zwei (111)-Linsen oder zwei (100)-Linsen oder zwei (110)-Linsen) und gleicher Orientierung der kristallographischen Achsen so im optischen System angeordnet, dass sich aufgrund komplementärer Strahlwinkel und daraus resultierender komplementären Doppelbrechungsverteilungen eine zumindest teilweise Kompensation der intrinsischen Doppelbrechung ergibt, wie im Weiteren anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf 3 erläutert wird.
  • Wie in 3 angedeutet, durchläuft ein entlang der optischen Systemachse OA (in z-Richtung im eingezeichneten Koordinatensystem) durch das optische System bzw. die Beleuchtungseinrichtung 110 hindurchtretender Lichtstrahl eine erste Linse 310 und eine zweite Linse 320, welche jeweils aus Kalziumfluorid im [111]-Kristallschnitt hergestellt sind und demzufolge eine dreizählige Azimutalsymmetrie der durch die intrinsische Doppelbrechung bewirkten Verzögerungsverteilung aufweisen. Die Darstellungen von 2a–b und 3 sind insoweit stark vereinfacht, als die Bereiche, in denen jeweils die schnelle Achse der Doppelbrechung eingezeichnet ist, Maxima hinsichtlich des Betrags der Doppelbrechung aufweisen, wohingegen in den übrigen Bereichen der Betrag der intrinsischen Doppelbrechung vergleichsweise gering ist.
  • Zwischen den Linsen 310 und 320 befindet sich eine (im Ausführungsbeispiel durch lediglich eine einzige Linse repräsentierte) Linsengruppe 330, welche einen am Ort der ersten Linse 310 divergenten Verlauf eines das optische System durchlaufenden Lichtbündels in einen am Ort der zweiten Linse 320 konvergenten Verlauf dieses Lichtbündels umwandelt. Der einzelne, in 3 exemplarisch eingezeichnete Lichtstrahl S durchläuft somit die erste Linse 310 „aufsteigend”, wohingegen er die zweite Linse 320 „absteigend” durchläuft. Genauer weist der Lichtstrahl S am Ort der ersten bzw. zweiten Linse 310, 320 insofern komplementäre Eintrittswinkel auf, als der Eintrittswinkel am Ort der zweiten Linse 320 „entgegengesetzt gleich” zum Eintrittswinkel am Ort der ersten Linse 310 ist, womit gemeint ist, dass die jeweiligen Eintrittswinkel am Ort der ersten Linse 310 und der zweiten Linse 320 betragsmäßig im Wesentlichen (z. B. bis auf ±5%, bezogen auf den ggf. größeren der beiden Winkel) übereinstimmen, aber von entgegengesetztem Vorzeichen sind.
  • Die in 3 von dem hindurchlaufenden Lichtbündel bzw. dem Lichtstrahl S „gesehenen”, durch intrinsische Doppelbrechung bewirkten Verzögerungsverteilungen sind ebenfalls angedeutet. Dabei bezeichnen die dicken schwarzen Striche die jeweils von dem hindurchtretenden Lichtbündel bzw. dem Lichtstrahl S „gesehenen” (d. h. auf diesen durch Erzeugung einer IDB-bedingten Verzögerung einwirkenden) schnellen Achsen der Doppelbrechung. Konkret verläuft die schnelle Achse der Doppelbrechung für den Lichtstrahl „S” am Ort der ersten Linse 310 vertikal bzw. in y-Richtung im eingezeichneten Koordinatensystem, wohingegen die Richtung der schnellen Achse der Doppelbrechung am Ort der zweiten Linse 320 horizontal bzw. in x-Richtung im eingezeichneten Koordinatensystem verläuft.
  • Infolgedessen wird eine in der ersten Linse 310 von dem Lichtstrahl „S” aufgrund der intrinsischen Doppelbrechung in der ersten Linse 310 aufgesammelte Verzögerung durch die durch intrinsische Doppelbrechung in der zweiten Linse 320 bewirkte Verzögerung wenigstens teilweise, im Idealfall sogar vollständig kompensiert (wie in 3 durch die eingezeichnete, letztendlich verschwindende Verzögerungsverteilung 350 angedeutet ist).
  • Das erfindungsgemäße Kompensationsprinzip unterscheidet sich von herkömmlicherweise üblichen „Clocking”-Ansätzen zur Kompensation intrinsischer Doppelbrechung im jeweiligen optischen System insbesondere dadurch, dass die angestrebte Reduzierung der insgesamt resultierenden Verzögerung nicht etwa im Wege einer um die optische Systemachse erfolgenden Verdrehung der intrinsisch doppelbrechenden Kalziumfluorid-Linsen relativ zueinander erzielt wird. Vielmehr weisen im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung die intrinsisch doppelbrechenden Kalziumfluorid-Linsen relativ zueinander gerade keine Verdrehung der kristallographischen Achsen gegeneinander auf.
  • 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.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 02/093209 A2 [0004]
    • US 2005/0146798 A1 [0006]
    • US 7321465 B2 [0006]
    • WO 2004/023172 A1 [0006]
    • WO 2005/026843 A2 [0035]

Claims (15)

  1. Optisches System, insbesondere einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, welches eine optische Systemachse (OA) aufweist, mit • wenigstens einem Paar aus einer ersten Linse (112a, 310) und einer zweiten Linse (112b, 320), welche jeweils aus kubisch kristallinem Material hergestellt sind; • wobei die erste Linse (112a, 310) und die zweite Linse (112b, 320) denselben Kristallschnitt aufweisen; • wobei ein Verdrehwinkel zwischen den kristallographischen Achsen der ersten Linse (112a, 310) und der zweiten Linse (112b, 320) maximal 5° beträgt; und • wobei die erste Linse (112a, 310) und die zweite Linse (112b, 320) derart angeordnet sind, dass für wenigstens einen im Betrieb durch das optische System hindurchtretenden Lichtstrahl ein erster Eintrittswinkel zur optischen Systemachse (OA) am Ort der ersten Linse (112a, 310) und ein zweiter Eintrittswinkel zur optischen Systemachse (OA) am Ort der zweiten Linse (112b, 320) entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen.
  2. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für diesen Lichtstrahl der erste Eintrittswinkel zur optischen Systemachse (OA) am Ort der ersten Linse (112a, 310) und der zweite Eintrittswinkel zur optischen Systemachse (OA) am Ort der zweiten Linse (112b, 320) betragsmäßig bis auf ±30%, insbesondere bis auf ±20%, und weiter insbesondere bis auf ±10%, übereinstimmen.
  3. Optisches System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für sämtliche im Betrieb durch das optische System hindurchtretende Lichtstrahlen jeweils ein erster Eintrittswinkel zur optischen Systemachse (OA) am Ort der ersten Linse (112a, 310) und ein zweiter Eintrittswinkel zur optischen Systemachse (OA) am Ort der zweiten Linse (112b, 320) entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen.
  4. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens einen im Betrieb durch das optische System hindurchtretenden Lichtstrahl der Quotient aus dem Betrag der Summe der jeweiligen Einzelverzögerungen in der ersten Linse (112a, 310) und der zweiten Linse (112b, 320) und der Summe der Beträge der Einzelverzögerungen in diesen beiden Linsen kleiner als 0.5 ist.
  5. Optisches System, insbesondere einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, welches eine optische Systemachse (OA) aufweist, mit • wenigstens einem Paar aus einer ersten Linse (112a, 310) und einer zweiten Linse (112b, 320), welche jeweils aus kubisch kristallinem Material hergestellt sind; • wobei die erste Linse (112a, 310) und die zweite Linse (112b, 320) denselben Kristallschnitt aufweisen; • wobei ein Verdrehwinkel zwischen den kristallographischen Achsen der ersten Linse (112a, 310) und der zweiten Linse (112b, 320) maximal 5° beträgt; und • wobei für wenigstens einen im Betrieb durch das optische System hindurchtretenden Lichtstrahl der Quotient aus dem Betrag der Summe der Einzelverzögerungen in der ersten Linse (112a, 310) und der zweiten Linse (112b, 320) und der Summe der Beträge der Einzelverzögerungen in diesen beiden Linsen kleiner als 0.5 ist.
  6. Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verdrehwinkel zwischen den kristallographischen Achsen der ersten Linse (112a, 310) und der zweiten Linse (112b, 320) maximal 3°, weiter insbesondere maximal 1° beträgt.
  7. Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linse (112a, 310) und die zweite Linse (112b, 320) jeweils aufgrund intrinsischer Doppelbrechung eine Doppelbrechungsverteilung mit einer k-zähligen Azimutalsymmetrie (k = 2, 3 oder 4) aufweisen.
  8. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linse (112a, 310) und die zweite Linse (112b, 320) jeweils einen [111]-Kristallschnitt aufweisen.
  9. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linse und die zweite Linse jeweils einen [100]-Kristallschnitt aufweisen.
  10. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linse und die zweite Linse jeweils einen [110]-Kristallschnitt aufweisen.
  11. Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linse (112a, 310) und die zweite Linse (112b, 320) jeweils aus Fluoridkristall, insbesondere Kalziumfluorid (CaF2), hergestellt sind.
  12. Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linse (112a, 310) und die zweite Linse (112b, 320) derart angeordnet sind, dass für im Betrieb durch das optische System hindurchtretende Lichtstrahlen die jeweiligen schnellen Achsen der intrinsischen Doppelbrechung zumindest in einem Pupillenbereich, in welchem die durch die erste Linse (112a, 310) und/oder die zweite Linse (112b, 320) bewirkte Verzögerungsverteilung ein lokales Maximum aufweist, in einem Winkel von 90° ± 30°, insbesondere in einem Winkel von 90° ± 20°, weiter insbesondere in einem Winkel von 90° ± 10°, zueinander stehen.
  13. Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Linse (112a, 310) und der zweiten Linse (112b, 320) eine Linsengruppe (330) aus wenigstens einer Linse angeordnet ist, welche im Betrieb des optischen Systems ein divergentes Lichtbündel in ein konvergentes Lichtbündel umwandelt.
  14. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projektionsobjektiv, wobei die Beleuchtungseinrichtung (110) und/oder das Projektionsobjektiv (130) ein optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweisen.
  15. Verfahren zur mikrolithographischen Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente mit folgenden Schritten: • Bereitstellen eines Substrats (140), auf das zumindest teilweise eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht ist; • Bereitstellen einer Maske (125), die abzubildende Strukturen aufweist; • Bereitstellen einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage (100) nach Anspruch 14; und • Projizieren wenigstens eines Teils der Maske (125) auf einen Bereich der Schicht mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage (100).
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