Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik zur Ausleuchtung eines Objektfeldes. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Beleuchtungsoptik für die Mikro-Lithographie zur Führung von Beleuchtungslicht von einer primären Lichtquelle hin zu einem Objektfeld. Ferner betrifft die Erfindung ein optisches System mit einer derartigen Beleuchtungsoptik und einer Projektionsoptik zur Abbildung des Objektfeldes in ein Bildfeld. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System, ein Verfahren zur Beleuchtung einer Beleuchtungspupille einer Beleuchtungsoptik, ein mikrolithographisches Herstellungsverfahren für mikro- bzw. nanostrukturierte Bauelemente.The invention relates to an illumination optical system for illuminating an object field. In particular, the invention relates to an illumination optics for micro-lithography for guiding illumination light from a primary light source to an object field. Furthermore, the invention relates to an optical system with such illumination optics and projection optics for imaging the object field in a field of view. Furthermore, the invention relates to a microlithography projection exposure apparatus with such an optical system, a method for illuminating an illumination pupil of an illumination optical system, a microlithographic production method for microstructured or nanostructured components.
Beleuchtungsoptiken der eingangs genannten Art sind bekannt aus der WO 2011/157601 A2 und der US 2011/0228247 A1 . Weitere Beleuchtungsoptiken sind bekannt aus der WO 2007/093433 A1 , EP 1 262 836 A1 und der DE 10 2012 206 148 A1 .Illumination optics of the type mentioned are known from the WO 2011/157601 A2 and the US 2011/0228247 A1 , Other illumination optics are known from the WO 2007/093433 A1 . EP 1 262 836 A1 and the DE 10 2012 206 148 A1 ,
Weiterhin ist aus den Druckschriften DE 10 2011 079 837 A1 und US 2012/0249989A1 jeweils eine Beleuchtungsoptik einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtung offenbart, mittels der ein Objektfeld auf einer Maske ausgeleuchtet wird. Die Beleuchtungsoptik weist Spiegelanordnungen mit mehreren Spiegeln auf, sowie eine Bündelverteilungsoptik.Furthermore, from the publications DE 10 2011 079 837 A1 and US 2012 / 0249989A1 each discloses an illumination optical system of a microlithography projection exposure, by means of which an object field is illuminated on a mask. The illumination optics has multi-mirror mirror arrays and bundle distribution optics.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsoptik der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine beispielsweise gegenüber Drifteffekten der primären Lichtquelle unempfindliche Polarisationseinstellung des Beleuchtungslichts gewährleistet ist.It is an object of the present invention to develop an illumination optical system of the type mentioned at the outset such that a polarization adjustment of the illumination light that is insensitive to, for example, drift effects of the primary light source is ensured.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Beleuchtungsoptik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved by an illumination optical system with the features specified in claim 1.
Im Strahlengang des Beleuchtungslichts ist innerhalb der Beleuchtungsoptik zunächst die Bündelverteilungsoptik angeordnet. Dieser folgt die Polarisationsoptik und letzterer folgen die MMA-Abschnitte (Multispiegel-Array, Multi Mirror Array, MMA) im Strahlengang des Beleuchtungslichts. Mit der Beleuchtungsoptik kann eine erwünschte Polarisationsabhängigkeit der Objektfeldbeleuchtung herbeigeführt werden. Ein Beispiel hierfür ist eine tangentiale Polarisation, bei der jeder Objektfeldpunkt so beleuchtet wird, dass ein Polarisationsvektor des linear polarisierten Beleuchtungslichts unabhängig vom Beleuchtungswinkel immer senkrecht auf der Einfallsebene des Beleuchtungslichts auf diesem Objektfeldpunkt steht. Auch andere Polarisationsverteilungen sind, abgestimmt insbesondere auf die Beleuchtungswinkelverteilung bzw. das Beleuchtungssetting, möglich. Aufgrund der Erzeugung mehrerer Teilbündel des Beleuchtungslichts mit übereinstimmenden Querschnitten kann eine Beleuchtung des Objektfeldes gewährleistet werden, die sich zusammensetzt aus Beiträgen der Teilbündel, die so durchmischt werden, dass sich über die Bündelprofile in gleicher Weise auswirkende Änderungen, insbesondere Drifteffekte, der primären Beleuchtungslichtquelle nicht oder nur gering auf die resultierende Objektfeldbeleuchtung auswirken.In the beam path of the illumination light, the bundle distribution optics is initially arranged within the illumination optics. This follows the polarization optics and the latter follow the MMA sections (multi-mirror array, multi-mirror array, MMA) in the beam path of the illumination light. With the illumination optics, a desired polarization dependence of the object field illumination can be brought about. An example of this is a tangential polarization in which each object field point is illuminated so that a polarization vector of the linearly polarized illumination light is always perpendicular to the plane of incidence of the illumination light on this object field point, irrespective of the illumination angle. Other polarization distributions are also possible, in particular matched to the illumination angle distribution or the illumination setting. Due to the generation of several sub-beams of the illumination light with matching cross-sections illumination of the object field can be ensured, which is composed of contributions of the sub-beams, which are mixed so that on the bundle profiles in the same way affecting changes, especially drift effects, the primary illumination light source or not only slightly affect the resulting object field illumination.
Es können zwei, drei, vier, fünf oder noch mehr Teilbündel des Beleuchtungslichts mit der Bündelverteilungsoptik erzeugt werden. Über die Polarisationsoptik kann eine entsprechende Anzahl von Polarisationszuständen oder auch eine andere, z. B. eine geringere, Anzahl von Polarisationszuständen für diese Teilbündel erzeugt werden.Two, three, four, five or even more sub-beams of the illumination light can be generated with the beam distribution optics. About the polarization optics, a corresponding number of polarization states or another, z. B. a smaller number of polarization states for these sub-beams are generated.
Die Bündelverteilungsoptik kann katoptrisch, also als reine Spiegeloptik, dioptrisch, also mit refraktiven Komponenten, oder katadioptrisch ausgeführt sein. Ein Beispiel für eine rein reflektierende Ausführung der Bündelverteilungsoptik ist eine Ausführung, bei der ein Blaze-Reflexionsgitter zum Einsatz kommt. Das Blaze-Reflexionsgitter hat insbesondere Gitterstrukturen, die zur Einstellung eines Blaze-Winkels aktorisch verlagerbar sind. Bei diesen Gitterstrukturen kann es sich um MEMS-Spiegel handeln. Eine Gitterperiode des Blaze-Reflexionsgitters kann 80- bis 150-mal so groß sein wie eine Nutzwellenlänge des Beleuchtungslichts, beispielsweise hundertmal so groß.The bundle distribution optics can be catoptric, that is to say designed purely as mirror optics, dioptrically, ie with refractive components, or catadioptrically. An example of a purely reflective embodiment of the beam distribution optics is an embodiment using a blazed reflection grating. In particular, the blazed reflection grating has grating structures which can be displaced in an actuator manner to set a blaze angle. These lattice structures may be MEMS mirrors. A grating period of the blazed reflection grating may be 80 to 150 times larger than a useful wavelength of the illumination light, for example, a hundred times larger.
Eine Ausgestaltung der MMA-Abschnitte nach Anspruch 2 ist konstruktiv wenig aufwändig. Alternativ können die MMA-Abschnitte separat zueinander angeordnet sein.An embodiment of the MMA sections according to claim 2 is structurally less expensive. Alternatively, the MMA sections may be arranged separately from each other.
Eine Polarisationsoptik nach Anspruch 3 stellt Freiheitsgrade für die polarisationsoptische Beeinflussung des Beleuchtungslichts zur Verfügung.A polarizing optical system according to claim 3 provides degrees of freedom for the polarization-optical influencing of the illumination light.
Eine Phasenverzögerungsplatte nach Anspruch 4 hat sich zur polarisationsoptischen Beeinflussung bewährt. Alternativ kann das Beleuchtungslicht auch in anderer Weise polarisationsoptisch beeinflusst werden, beispielsweise durch geometrische Drehung eines Polarisationszustandes des Beleuchtungslichts.A phase delay plate according to claim 4 has been proven for polarization-optical influence. Alternatively, the illumination light can also be influenced polarization optically in another way, for example by geometric rotation of a polarization state of the illumination light.
Ein polarisationsabhängiger Strahlteiler nach Anspruch 5, also ein Strahlteiler, der polarisationsabhängig unterschiedliche Reflektivitäten und Transmissionen einerseits für p-polarisiertes und andererseits für s-polarisiertes Beleuchtungslicht aufweist, hat sich zur Aufteilung des Beleuchtungslichts in Teilbündel als besonders geeignet herausgestellt. Alternativ kann die Bündelverteilungsoptik auch einen nicht polarisationsabhängigen Strahlteiler aufweisen, also einen Strahlteiler, der insensitiv auf den Polarisationszustand des einfallenden Beleuchtungslichts ist. Bei dem polarisationsabhängigen Strahlteiler kann es sich um einen polarisierenden Strahlteiler handeln, also um einen Strahlteiler, bei dem ein reflektierter Strahl einerseits und ein transmittierter Strahl andererseits genau definierte, beispielsweise linear polarisierte Polarisationszustände aufweisen. Jedem der Beleuchtungslicht-Teilbündel kann ein polarisationsabhängiger Strahlteiler zugeordnet sein. Das vom letzten polarisationsabhängigen Strahlteiler durchgelassene und reflektierte Beleuchtungslicht-Teilbündel muss natürlich vor dem Auftreffen auf dem Objektfeld nicht nochmals geteilt werden.A polarization-dependent beam splitter according to claim 5, ie a beam splitter which has polarization-dependent different reflectivities and transmissions on the one hand for p-polarized and on the other for s-polarized illumination light, has been found to be particularly suitable for splitting the illumination light into sub-beams. Alternatively, the beam distribution optics may also include a non-polarization-dependent beam splitter, ie a beam splitter that is insensitive to the polarization state of the incident illumination light. The polarization-dependent beam splitter can be a polarizing beam splitter, ie a beam splitter in which a reflected beam on the one hand and a transmitted beam on the other hand have precisely defined polarization states, for example linearly polarized states. Each of the illumination light sub-beams may be assigned a polarization-dependent beam splitter. Of course, the illumination light sub-beam transmitted and reflected by the last polarization-dependent beam splitter does not have to be divided again before it hits the object field.
Ein Prisma nach Anspruch 6 hat sich zur präzisen Bündelführung als besonders geeignet herausgestellt.A prism according to claim 6 has been found to be particularly suitable for precise bundle guidance.
Ein nach Anspruch 7 schwenkbar im Strahlengang des Beleuchtungslichts angeordneter Strahlteiler ermöglicht eine feine Abstimmung eines Intensitätsverhältnisses zwischen einem vom Strahlteiler reflektierten und einem vom Strahlteiler durchgelassenen Bündel des Beleuchtungslichts. Die Schwenkachse kann senkrecht auf einer Einfallsebene einer am Strahlteiler reflektierten Strahlführung des Beleuchtungslichts stehen.A beam splitter arranged pivotably in the beam path of the illumination light according to claim 7 allows fine tuning of an intensity ratio between a beam of the illumination light reflected by the beam splitter and a beam transmitted by the beam splitter. The pivot axis may be perpendicular to an incident plane of a beam guide of the illumination light reflected at the beam splitter.
Ein Winkel-Kompensator nach Anspruch 8 kann Ausfallwinkel-Änderungen kompensieren, die aufgrund einer Verstellung des Strahlteilers resultieren. Alternativ oder zusätzlich zu einer Winkelkompensation kann auch ein Kompensator zur Kompensation eines Strahl-Lateralversatzes herangezogen werden, der ebenfalls Resultat einer Verstellung des Strahlteilers sein kann. Jedem der Strahlteiler kann ein derartiger Winkel-Kompensator zugeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein Winkel-Kompensator zur Kompensation eines Ausfallswinkels eines vom Strahlteiler reflektierten Anteils des Beleuchtungslichts vorgesehen sein. Der Winkel-Kompensator kann seinerseits als Prisma und/oder als Spiegel ausgeführt sein.An angle compensator according to claim 8 can compensate for changes in the angle of deflection resulting from an adjustment of the beam splitter. As an alternative or in addition to an angle compensation, it is also possible to use a compensator for compensating a beam lateral offset, which can likewise be the result of an adjustment of the beam splitter. Each of the beam splitters can be associated with such an angle compensator. Alternatively or additionally, an angle compensator can be provided to compensate for a failure angle of a portion of the illumination light reflected by the beam splitter. The angle compensator can in turn be designed as a prism and / or as a mirror.
Ein 2D-Retroreflektor nach Anspruch 9 sorgt für eine Winkelstabilität des am Strahlteiler reflektierten Anteils des Beleuchtungslichts.A 2D retroreflector according to claim 9 provides angular stability of the portion of the illumination light reflected at the beam splitter.
Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 10 und einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 11 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik bereits erläutert wurden.The advantages of an optical system according to claim 10 and a projection exposure apparatus according to claim 11 correspond to those which have already been explained above with reference to the illumination optics according to the invention.
Ein Beleuchtungsverfahren nach Anspruch 12 sorgt für eine Insensitivität einer Beleuchtungspupillenbeleuchtung in Bezug auf Intensitätsvariationen, die über einen Querschnitt des Beleuchtungslicht-Bündels auftreten. Entsprechende Intensitätsvariationen entstehen beispielsweise durch Drifteffekte einer Beleuchtungslichtquelle. Durch das Beleuchtungsverfahren ist sichergestellt, dass zumindest bereichsweise die Beleuchtungspupille aus verschiedenen Regionen innerhalb des Bündelprofils beleuchtet wird. Intensitätsschwankungen innerhalb des Bündelprofils können sich daher bei derart beleuchteten Abschnitten der Beleuchtungspupille teilweise oder vollständig ausgleichen. Es resultiert eine Beleuchtungspupille, deren Polarisationsverteilung auch bei Intensitätsschwankungen innerhalb des Beleuchtungslicht-Bündels stabil bleibt.An illumination method according to claim 12 provides insensitivity of illumination pupil illumination with respect to intensity variations occurring across a cross-section of the illumination light beam. Corresponding intensity variations arise, for example, due to drift effects of an illumination light source. The illumination method ensures that the illumination pupil from different regions within the bundle profile is illuminated at least in regions. Intensity fluctuations within the bundle profile can therefore be partially or completely compensated for in such illuminated sections of the illumination pupil. The result is an illumination pupil whose polarization distribution remains stable even with intensity fluctuations within the illumination light beam.
Die Vorteile des Beleuchtungsverfahrens gelten besonders beim Verfahren nach Anspruch 13. Hierbei wird nicht nur eine Polarisationsverteilung vorgegeben, sondern auch eine Intensitätsverteilung. Über die Vorgabe der Intensitätsverteilung über die Beleuchtungspupille kann das Beleuchtungssetting, also eine Beleuchtungswinkelverteilung über das Objektfeld, vorgegeben werden.The advantages of the illumination method are particularly valid in the method according to claim 13. In this case, not only a polarization distribution is given, but also an intensity distribution. By specifying the intensity distribution over the illumination pupil, the illumination setting, ie an illumination angle distribution over the object field, can be specified.
Die Vorteile eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 14 entsprechen denjenigen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik sowie das erfindungsgemäße Beleuchtungsverfahren bereits erläutert wurden.The advantages of a production method according to claim 14 correspond to those which have already been explained above with reference to the illumination optics according to the invention and the illumination method according to the invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In this show:
1 schematisch einen Meridionalschnitt durch ein erfindungsgemäßes Beleuchtungssystem innerhalb einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungsoptik mit einem Multi-Spiegelarray (Multi Mirror Array, MMA) mit über eine Steuerung angesteuerten Kipp-Aktoren und einem Rastermodul mit einer zweistufigen Rasteranordnung, wobei dem Spiegelarray eine Bündelverteilungsoptik und eine Polarisationsoptik im Strahlengang von Beleuchtungslicht vorgeordnet sind; 1 schematically a meridional section through an inventive illumination system within a microlithography projection exposure apparatus with an illumination optical system with a multi-mirror array (MMA) with controlled via a tilt control actuators and a raster module with a two-stage raster arrangement, the mirror array a bundle distribution optics and a Polarization optics are arranged in the beam path of illumination light upstream;
2 stärker im Detail einen Ausschnitt der Beleuchtungsoptik, nämlich die Komponenten, einschließlich der Bündelverteilungsoptik, im Beleuchtungslicht-Strahlengang zwischen einem von einer Strahlaufweitungsoptik kommenden Beleuchtungslicht-Bündel und dem Spiegelarray; 2 in more detail, a detail of the illumination optics, namely the components, including the beam distribution optics, in the illumination light beam path between an illumination light beam coming from a beam expansion optics and the mirror array;
3 vergrößert einen Ausschnitt aus der Bündelverteilungsoptik zur Erzeugung eines reflektierten und eines transmittierten Beleuchtungslicht-Teilbündels aus einem einfallenden Beleuchtungslicht-Bündel; 3 enlarges a section of the beam distribution optics to produce a reflected and a transmitted illumination light sub-beam from an incident illuminating light beam;
4 in einem Diagramm eine Abhängigkeit einer Reflektivität für senkrecht („s”) und parallel („p”) zu einer Einfallsebene polarisiertes Licht beim Übergang aus einem Medium mit Brechzahl 1.52 in ein Medium mit Brechzahl 1.0 abhängig vom Einfallswinkel des Lichts auf eine Übergangs-Grenzfläche; 4 in a diagram a dependence of a reflectivity for vertical ("s") and parallel ("p") to a plane of incidence polarized light when passing from a medium with refractive index of 1.52 in a medium with refractive index 1.0 depending on the angle of incidence of the light on a transition interface;
5 eine Aufsicht auf das Spiegelarray, wobei auf benachbarte Spiegelarray-Abschnitte jeweils einfallende Beleuchtungslicht-Bündel durch gestrichelte Intensitäts-Isolinien angedeutet sind; 5 a plan view of the mirror array, wherein on adjacent mirror array sections respectively incident illumination light bundles are indicated by dashed intensity isolines;
6 perspektivisch einen weiteren Ausschnitt der Beleuchtungsoptik zwischen dem Spiegelarray und einer Pupillenebene, wobei eine lineare Polarisation des Beleuchtungslichts durch entsprechend orientierte Doppelpfeile angedeutet ist; 6 perspective view of a further section of the illumination optics between the mirror array and a pupil plane, wherein a linear polarization of the illumination light is indicated by correspondingly oriented double arrows;
7 schematisch eine Verteilungswirkung des mit definierter Polarisation in die Pupillenebene gelenkten Beleuchtungslichts durch das Spiegelarray, wobei zusätzlich der Einfluss einer Intensitätsvariation über das Beleuchtungslicht-Bündelprofil auf dem Spiegelarray angedeutet ist; und 7 schematically a distribution effect of the guided light with defined polarization in the pupil plane illumination light through the mirror array, wherein additionally the influence of an intensity variation on the illumination light beam profile is indicated on the mirror array; and
8 eine weitere Ausführung einer Bündelverteilungsoptik, die anstelle der Bündelverteilungsoptik nach 2 zum Einsatz kommen kann. 8th a further embodiment of a bundle distribution optics, which instead of the bundle distribution optics 2 can be used.
1 zeigt schematisch eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage 1, die als Wafer-Scanner ausgeführt ist und bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen und anderen fein strukturierten Bauteilen eingesetzt wird. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 arbeitet zur Erzielung von Auflösungen bis zu Bruchteilen von Mikrometern mit Licht insbesondere aus dem tiefen Ultraviolettbereich (DUV oder VUV). 1 schematically shows a microlithography projection exposure system 1 , which is designed as a wafer scanner and is used in the manufacture of semiconductor devices and other finely structured components. The projection exposure machine 1 works to achieve resolutions down to fractions of a micron with light, especially from the deep ultraviolet (DUV or VUV) range.
Zur Erleichterung der Darstellung von Lagebeziehungen ist in der Zeichnung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem wiedergegeben. Die x-Richtung verläuft in der 1 nach oben. Die y-Richtung verläuft in der 1 senkrecht zur Zeichenebene und aus dieser heraus. Die z-Richtung verläuft in der 1 nach rechts. Die y-Achsen verlaufen in den verschiedenen Figuren jeweils parallel zueinander.To facilitate the representation of positional relationships, a Cartesian xyz coordinate system is shown in the drawing. The x-direction runs in the 1 up. The y-direction runs in the 1 perpendicular to the drawing plane and out of it. The z-direction runs in the 1 to the right. The y-axes are parallel to each other in the different figures.
Eine Scanrichtung der Projektionsbelichtungsanlage 1 verläuft in der y-Richtung, also senkrecht zur Zeichenebene der 1. Im in der 1 dargestellten Meridionalschnitt ist die Mehrzahl der optischen Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage 1 längs einer in z-Richtung verlaufenden optischen Achse 2 aufgereiht. Es versteht sich, dass auch andere Faltungen der optischen Achse 2 möglich sind als in der 1 gezeigt, insbesondere um die Projektionsbelichtungsanlage 1 kompakt zu gestalten.A scanning direction of the projection exposure apparatus 1 runs in the y-direction, ie perpendicular to the plane of the 1 , I'm in the 1 The meridional section shown is the majority of the optical components of the projection exposure apparatus 1 along an optical axis extending in the z-direction 2 lined up. It is understood that other folds of the optical axis 2 are possible as in the 1 shown, in particular to the projection exposure system 1 compact design.
Zur definierten Ausleuchtung eines Objekt- bzw. Beleuchtungsfeldes 3 in einer Objekt- oder Retikelebene 4, in der eine zu übertragende Struktur in Form eines nicht näher dargestellten Retikels angeordnet ist, dient ein insgesamt mit 5 bezeichnetes Beleuchtungssystem der Projektionsbelichtungsanlage 1. Das Beleuchtungssystem 5 umfasst eine primäre Lichtquelle 6 und eine Beleuchtungsoptik 7 mit den optischen Komponenten zur Führung von Beleuchtungs- bzw. Abbildungslicht 8 hin zum Objektfeld 3. Die primäre Lichtquelle 6 ist ein ArF-Laser mit einer Arbeitswellenlänge von 193 nm, dessen Beleuchtungslichtstrahl koaxial zur optischen Achse 2 ausgerichtet ist. Andere UV-Lichtquellen, beispielsweise ein F2-Excimer-Laser mit 157 nm Arbeitswellenlänge, ein Krf-Excimer-Laser mit 248 nm Arbeitswellenlänge sowie primäre Lichtquellen mit größeren oder kleineren Arbeitswellenlängen, z. B. mit EUV-Wellenlängen im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm, sind ebenfalls möglich. Im Falle einer Auslegung für EUV-Wellenlängen kann die Beleuchtungsoptik ausschließlich mit reflektierenden Komponenten ausgeführt sein.For defined illumination of an object or illumination field 3 in an object or reticle plane 4 , In which a structure to be transferred is arranged in the form of a reticle, not shown, serves a total with 5 designated illumination system of the projection exposure system 1 , The lighting system 5 includes a primary light source 6 and a lighting optics 7 with the optical components for guiding illumination or imaging light 8th towards the object field 3 , The primary light source 6 is an ArF laser with a working wavelength of 193 nm, whose illumination light beam is coaxial to the optical axis 2 is aligned. Other UV light sources, such as an F 2 excimer laser with 157 nm working wavelength, a Krf excimer laser with 248 nm operating wavelength and primary light sources with larger or smaller operating wavelengths, eg. As with EUV wavelengths in the range between 5 nm and 30 nm, are also possible. In the case of a design for EUV wavelengths, the illumination optics can be designed exclusively with reflective components.
Ein von der Lichtquelle 6 kommender Strahl des Beleuchtungslichts 8 mit kleinem Rechteckquerschnitt trifft zunächst auf eine Strahlaufweitungsoptik 9, die einen austretenden Strahl des Beleuchtungslichts 8 mit weitgehend parallelem Licht und größerem Rechteckquerschnitt erzeugt. Die Strahlaufweitungsoptik 9 kann Elemente enthalten, die unerwünschte Auswirkungen der Kohärenz des Beleuchtungslichts 8 reduzieren. Das durch die Strahlaufweitungsoptik 7 weitgehend parallelisierte Beleuchtungslicht 8 trifft anschließend auf ein Mikrospiegelarray (Multi Mirror Array, MMA) 10 zur Erzeugung einer Beleuchtungslicht-Winkelverteilung. Das Mikrospiegelarray 10 hat eine Vielzahl von in einem xy-Raster angeordneten, rechteckigen Einzelspiegeln 11. Jeder der Einzelspiegel 11 ist mit einem zugehörigen Kipp-Aktor 12 verbunden. Jeder der Kipp-Aktoren 12 ist über eine Steuerleitung 13 mit einer Steuerung 14 zur Ansteuerung der Aktoren 12 verbunden. Über die Steuerung 14 können die Aktoren 12 unabhängig voneinander angesteuert werden. Jeder der Aktoren 12 kann einen vorgegebenen x-Kippwinkel (Kippung in der xz-Ebene) und unabhängig hiervon einen y-Kippwinkel (Kippung in der yz-Ebene) des Einzelspiegels 11 einstellen, sodass ein Ausfallswinkel ASx eines vom zugehörigen Einzelspiegel 11 reflektierten Beleuchtungslicht-Einzelbündels bzw. Einzelstrahls 15 in der xz-Ebene und entsprechend ein in der Zeichnung nicht dargestellter Ausfallswinkel ASy in der yz-Ebene vorgegeben werden kann.One from the light source 6 incoming beam of illumination light 8th with a small rectangular cross section initially encounters a beam expansion optics 9 that emit an outgoing beam of illumination light 8th produced with largely parallel light and a larger rectangular cross-section. The beam expansion optics 9 may contain elements that have undesirable effects of the coherence of the illumination light 8th to reduce. That through the beam expansion optics 7 largely parallelized illumination light 8th then hits a micromirror array (Multi Mirror Array, MMA) 10 for generating an illumination light angle distribution. The micromirror array 10 has a variety of arranged in an xy grid, rectangular individual mirrors 11 , Each of the individual mirrors 11 is with an associated tilt actuator 12 connected. Each of the tilt actuators 12 is via a control line 13 with a controller 14 for controlling the actuators 12 connected. About the controller 14 can the actors 12 be controlled independently of each other. Each of the actors 12 may have a given x-tilt angle (tilt in the xz plane) and, independently of this, a y-tilt angle (tilt in the yz plane) of the single mirror 11 set so that a failure angle AS x one of the associated individual mirror 11 reflected illumination light single beam or single beam 15 in the xz-plane and according to a not shown in the drawing failure angle AS y in the yz plane can be specified.
Die durch das MMA 10 erzeugte Winkelverteilung von Ausfallswinkeln AS der Beleuchtungslicht-Einzelbündel 15 wird beim Durchtritt durch einen Kondensor 16, der im Abstand seiner Brennweite vom MMA 10 positioniert ist, in eine zweidimensionale, also senkrecht zur optischen Achse 2 ortsabhängige Beleuchtungslicht-Intensitätsverteilung umgewandelt. Die so erzeugte Intensitätsverteilung ist daher in einer ersten Beleuchtungsebene 17 des Beleuchtungssystems 5 vorhanden. Zusammen mit dem Kondensor 16 stellt das MMA 10 also eine Lichtverteilungseinrichtung zur Erzeugung einer zweidimensionalen Beleuchtungslicht-Intensitätsverteilung dar.The by the MMA 10 generated angle distribution of failure angles AS of the illumination light single bundle 15 when passing through a condenser 16 , which is at a distance of its focal length from the MMA 10 is positioned in a two-dimensional, ie perpendicular to the optical axis 2 location-dependent illumination light intensity distribution converted. The intensity distribution thus generated is therefore in a first lighting level 17 of the lighting system 5 available. Together with the condenser 16 represents the MMA 10 Thus, a light distribution device for generating a two-dimensional illumination light intensity distribution.
Im Bereich der ersten Beleuchtungsebene 17 ist eine erste Rasteranordnung 18 eines Rastermoduls 19 angeordnet, das auch als Wabenkondensor bezeichnet wird. Einfallswinkel ERx in der xz-Ebene (vgl. 1) und ERy in der yz-Ebene (nicht in der Zeichnung dargestellt) des Beleuchtungslichts 8 auf das Rastermodul 19 sind den Ausfallswinkeln ASx (vgl. 1), ASy (nicht in der Zeichnung dargestellt) der Beleuchtungslicht-Einzelbündel 15 vom MMA 10 und/oder dem Ort, von dem das jeweilige Beleuchtungslicht-Einzelbündel 15 vom MMA 10 ausgeht, also dem jeweiligen Einzelspiegel 11, korreliert. Diese Korrelation wird durch den Kondensor 16 vorgegeben. Die Einfallswinkel ERx, ERy der Beleuchtungslicht-Einzelbündel 15 auf das Rastermodul 19 sind direkt mit den Positionen der Beleuchtungslicht-Einzelbündel 15 auf dem MMA 10, also mit dem Einzelspiegel 11, von dem das jeweilige Beleuchtungslicht-Einzelbündel 15 ausgeht, korreliert, da die Verwendung eines Kondensors 16 zu einer Umsetzung von Ortskoordinaten in Winkel führt.In the area of the first lighting level 17 is a first raster arrangement 18 a raster module 19 arranged, which is also referred to as honeycomb condenser. Angle of incidence ER x in the xz plane (cf. 1 ) and ER y in the yz plane (not shown in the drawing) of the illumination light 8th on the grid module 19 are the failure angles AS x (see. 1 ), AS y (not shown in the drawing) of the illumination light single bundles 15 from the MMA 10 and / or the location from which the respective illumination light single bundle 15 from the MMA 10 goes out, so the respective individual mirror 11 , correlates. This correlation is made by the condenser 16 specified. The angles of incidence ER x , ER y of the illumination light single bundles 15 on the grid module 19 are directly with the positions of the illumination light single bundles 15 on the MMA 10 So with the individual mirror 11 of which the respective illuminating light single bundle 15 assumes, correlates, since the use of a condenser 16 leads to a conversion of spatial coordinates into angles.
Das Rastermodul 19 dient zur Erzeugung einer räumlich verteilten Anordnung von sekundären Lichtquellen, also von Bildern der primären Lichtquelle 6, und damit zur Erzeugung einer definierten Beleuchtungswinkelverteilung des aus dem Rastermodul 19 austretenden Beleuchtungslichts.The grid module 19 serves to generate a spatially distributed arrangement of secondary light sources, ie images of the primary light source 6 , And thus to generate a defined illumination angle distribution of the grid module 19 exiting illumination light.
In einer weiteren Beleuchtungsebene 20 ist eine zweite Rasteranordnung 21 angeordnet. Die Beleuchtungsebene 17 steht in oder in der Nähe einer vorderen Brennebene von Einzelelementen der zweiten Rasteranordnung 21. Die beiden Rasteranordnungen 18, 21 stellen einen Wabenkondensor der Beleuchtungsoptik 7 dar. Die weitere Beleuchtungsebene 20 ist eine Pupillenebene des Beleuchtungssystems 5 oder ist einer Pupillenebene des Beleuchtungssystems 5 benachbart. Das Rastermodul 19 wird daher auch als felddefinierendes Element (Field Defining Element, FDE) bezeichnet.In another lighting level 20 is a second grid arrangement 21 arranged. The lighting level 17 is in or near a front focal plane of individual elements of the second grid array 21 , The two grid arrangements 18 . 21 represent a honeycomb condenser of the illumination optics 7 dar. The further lighting level 20 is a pupil plane of the illumination system 5 or is a pupil plane of the illumination system 5 adjacent. The grid module 19 is therefore also referred to as Field Defining Element (FDE).
Ausfallswinkel ARx in der xz-Ebene (vgl. 1) und ARy in der yz-Ebene (nicht in der Zeichnung dargestellt), unter denen die Beleuchtungslicht-Einzelbündel 15 die zweite Rasteranordnung 21 verlassen, sind einem Ortsbereich im Objektfeld 3, auf dem das jeweilige Beleuchtungslicht-Einzelbündel 15 auf das Objektfeld 3 trifft, eindeutig zugeordnet.Angle of departure AR x in the xz plane (cf. 1 ) and AR y in the yz plane (not shown in the drawing), among which the illumination light single bundles 15 the second grid arrangement 21 leave are a location area in the object field 3 on which the respective illumination light single bundle 15 on the object field 3 meets, clearly assigned.
Dem Rastermodul 19 nachgeordnet ist ein weiterer Kondensor 22, der auch als Feldlinse bezeichnet wird. Zusammen mit der zweiten Rasteranordnung 21 bildet der Kondensor 22 die erste Beleuchtungsebene 17 in eine Feld-Zwischenebene 23 des Beleuchtungssystems 5 ab. In der Feld-Zwischenebene 23 kann ein Retikel-Masking-System (REMA) 24 angeordnet sein, welches als verstellbare Abschattungsblende zur Erzeugung eines scharfen Randes der Beleuchtungslicht-Intensitätsverteilung dient. Ein nachfolgendes Objektiv 25 bildet die Feld-Zwischenebene 23 auf das Retikel, das heißt die Lithographievorlage ab, das sich in der Retikelebene 4 befindet. Mit einem Projektionsobjektiv 26 wird die Retikelebene 4 auf eine Wafer- oder Bildebene 27 auf den in der 1 nicht dargestellten Wafer abgebildet, der intermittierend oder kontinuierlich in der Scan-Richtung (y) verschoben wird.The raster module 19 downstream is another condenser 22 which is also called a field lens. Together with the second grid arrangement 21 forms the condenser 22 the first lighting level 17 in a field intermediate level 23 of the lighting system 5 from. In the field intermediate level 23 can a reticle masking system (REMA) 24 be arranged, which serves as an adjustable shading diaphragm for generating a sharp edge of the illumination light intensity distribution. A subsequent lens 25 forms the field intermediate level 23 on the reticle, that is, the lithographic original, which is in the reticle plane 4 located. With a projection lens 26 becomes the reticle plane 4 on a wafer or image plane 27 on the in the 1 not shown, which is intermittently or continuously shifted in the scan direction (y).
Die erste Rasteranordnung 18 weist einzelne erste Rasterelemente 28 auf, die spalten- und zeilenweise in der xy-Ebene angeordnet sind. Die ersten Rasterelemente 28 haben eine rechteckige Apertur mit einem x/y-Aspekt-verhältnis von beispielsweise 1/1. Auch andere, insbesondere größere x/y-Aspektverhältnisse der ersten Rasterelemente 28, zum Beispiel 2/1, sind möglich.The first grid arrangement 18 has individual first raster elements 28 which are arranged in columns and lines in the xy plane. The first raster elements 28 have a rectangular aperture with an x / y aspect ratio of, for example, 1/1. Other, in particular larger x / y aspect ratios of the first grid elements 28 , for example 2/1, are possible.
Der Meridionalschnitt nach 1 geht entlang einer Rasterspalte. Die ersten Rasterelemente 28 sind als Mikrolinsen, z. B. mit positiver Brechkraft, ausgebildet. Die ersten Rastelemente 28 sind in einem ihrer Rechteckform entsprechenden Raster direkt aneinander angrenzend, das heißt im Wesentlichen flächenfüllend, angeordnet. Die ersten Rastelemente 28 werden auch als Feldwaben bezeichnet. Auch die zweite Rasteranordnung 21 hat entsprechende Rasterelemente.The meridional section after 1 goes along a grid column. The first raster elements 28 are as microlenses, z. B. with positive refractive power formed. The first locking elements 28 are in one of their rectangular shape corresponding grid directly adjacent to each other, that is substantially surface-filling, arranged. The first locking elements 28 are also called field honeycombs. Also the second grid arrangement 21 has corresponding grid elements.
Der Rasteraufbau und die Funktion des Rastermoduls 19 entsprechen grundsätzlich dem, was in der WO2007/093433 A1 beschrieben ist.The raster construction and the function of the raster module 19 basically correspond to what is in the WO2007 / 093433 A1 is described.
Zwischen der Strahlaufweitungsoptik 9 und dem MMA 10 sind eine Bündelverteilungsoptik 29 und eine Polarisationsoptik 30 angeordnet.Between the beam expansion optics 9 and the MMA 10 are a bundle distribution optics 29 and a polarization optics 30 arranged.
2 zeigt stärker im Detail die Komponenten der Beleuchtungsoptik 7 zwischen der Strahlaufweitungsoptik 9 und dem MMA 10. 2 shows more in detail the components of the illumination optics 7 between the beam expanding optics 9 and the MMA 10 ,
Die Bündelverteilungsoptik 29 dient zum Aufteilen des einfallenden Bündels des Beleuchtungslichts 8 in mehrere und im dargestellten Ausführungsbeispiel in vier Beleuchtungslicht-Teilbündel 8a, 8b, 8c und 8d. Gleichzeitig dient die Bündelverteilungsoptik 29 zum Verteilen des Beleuchtungslichts 8 auf Abschnitte 30a, 30b, 30c und 30d der Polarisationsoptik 30. Die Polarisationsoptik 30 dient zur Vorgabe von Polarisationszuständen des auf das MMA 10 auftreffenden Beleuchtungslichts 8.The bundle distribution optics 29 serves to divide the incident beam of the illumination light 8th in several and in the illustrated embodiment in four illumination light sub-beams 8a . 8b . 8c and 8d , At the same time the bundle distribution optics serves 29 for distributing the illumination light 8th on sections 30a . 30b . 30c and 30d the polarization optics 30 , The polarization optics 30 is used to specify polarization states of the MMA 10 incident illumination light 8th ,
Die Bündelprofile der Beleuchtungslicht-Teilbündel 8a bis 8d stimmen mit dem Bündelprofil des in die Bündelverteilungsoptik 29 einfallenden Bündels des Beleuchtungslichts 8 überein, was nachfolgend anhand der 5 noch näher erläutert wird. Es wird jeweils mindestens eines der Beleuchtungslicht-Teilbündels 8a bis 8d hin zu einem diesem Beleuchtungslicht-Teilbündel 8a bis 8d zugeordneten Polarisationsoptik-Abschnitt 30a bis 30d gelenkt. The bundle profiles of the illumination light sub-beams 8a to 8d agree with the bundle profile of the bundle distribution optics 29 incident beam of illumination light 8th match what follows below with reference to the 5 will be explained in more detail. In each case, at least one of the illumination light sub-beams is 8a to 8d towards a lighting light sub-beam 8a to 8d associated polarization optics section 30a to 30d directed.
Das MMA ist in MMA-Abschnitte 10a, 10b, 10c und 10d unterteilt. Die Polarisations-Optik-Abschnitte 30a bis 30d geben jeweils unabhängig Polarisationszustände der auf diese auftreffenden Beleuchtungslicht-Teilbündel 8a bis 8d vor, die nach Beeinflussung durch die Polarisationsoptik-Abschnitte 30a bis 30d auf die ihnen zugeordneten MMA-Abschnitte 10a bis 10d auftreffen.The MMA is in MMA sections 10a . 10b . 10c and 10d divided. The polarization optics sections 30a to 30d each give independent polarization states of the incident on these illumination light sub-beams 8a to 8d before, after being influenced by the polarization optics sections 30a to 30d to their assigned MMA sections 10a to 10d incident.
Bei der dargestellten Ausführung sind die MMA-Abschnitte 10a bis 10d Teile ein und desselben MMAs 10. Alternativ ist es möglich, jeden der MMA-Abschnitte 10a bis 10d als unabhängiges MMA auszuführen.In the illustrated embodiment, the MMA sections are 10a to 10d Parts of the same MMA 10 , Alternatively it is possible to use any of the MMA sections 10a to 10d to run as an independent MMA.
3 zeigt stärker im Detail eine Verteilungskomponente 29a der Bündelverteilungsoptik 29. In die Verteilungskomponente 29a fällt das von der Strahlaufweitungsoptik 9 aufgeweitete Bündel des Beleuchtungslichts 8 ein. Dieses durchtritt zunächst eine Hypotenusenfläche 31 eines Polarisationsprismas 32 der Verteilungskomponente 29a. Das Polarisationsprisma 32 ist aus einem Material mit Brechzahl 1,52. Ein Auftreffwinkel des einfallenden Bündels des Beleuchtungslichts 8 auf die Hypotenusenfläche 31 ist nahe der senkrechten Inzidenz, weicht von der senkrechten Inzidenz also um nicht mehr als 7° ab. Die Hypotenusenfläche 31 ist für eine Nutzwellenlänge des Beleuchtungslichts 8 antireflexbeschichtet. 3 shows more in detail a distribution component 29a the bundle distribution optics 29 , In the distribution component 29a this is the case of the beam expansion optics 9 expanded bundles of illumination light 8th one. This first passes through a hypotenuse area 31 a polarization prism 32 the distribution component 29a , The polarization prism 32 is made of a material with refractive index 1.52. An incident angle of the incident beam of the illumination light 8th on the hypotenuse area 31 is close to the vertical incidence, deviating from the vertical incidence by no more than 7 °. The hypotenuse area 31 is for a useful wavelength of the illumination light 8th anti-reflection coating.
Das einfallende Bündel des Beleuchtungslichts 8 kann unpolarisiert sein. Alternativ kann das einfallende Bündel des Beleuchtungslichts 8 auch polarisiert, insbesondere linear polarisiert sein.The incident beam of illumination light 8th can be unpolarized. Alternatively, the incident beam of the illumination light 8th also polarized, in particular be linearly polarized.
Nach Durchtritt durch die Hypotenusenfläche 31 trifft das Beleuchtungslicht 8 auf eine polarisationsabhängig reflektierende Kathetenfläche 33 des Polarisationsprismas 32. Diese Kathetenfläche 33 ist unbeschichtet. Ein Teil des einfallenden Beleuchtungslichts 8 wird an der Kathetenfläche 33 reflektiert und stellt das Beleuchtungslicht-Teilbündel 8a dar. Dieses Beleuchtungslicht-Teilbündel 8a wird nach Reflexion an der polarisationsabhängig reflektierenden Kathetenfläche 33 an einer weiteren Kathetenfläche 34 des Polarisationsprismas 32 reflektiert, die hochreflektierend für das Beleuchtungslicht 8 beschichtet ist. Nach Reflexion an der weiteren Kathetenfläche 34 durchtritt das Beleuchtungslicht-Teilbündel 8a die Hypotenusenfläche 31, tritt also aus dem Polarisationsprisma 32 aus und wird nachfolgend von einem Spiegel 35 reflektiert. Das reflektierte Beleuchtungslicht-Teilbündel 8a ist überwiegend senkrecht zur Zeichenebene der 3 polarisiert, also in Bezug auf den Einfall auf die polarisationsabhängig reflektierende Kathetenfläche 33 also überwiegend s-polarisiert.After passing through the hypotenuse area 31 meets the illumination light 8th on a polarization-dependent reflective catheter surface 33 of the polarization prism 32 , This catheter surface 33 is uncoated. Part of the incident illumination light 8th becomes at the Kathetenfläche 33 reflects and provides the illumination light sub-beam 8a This lighting light sub-beam 8a becomes after reflection at the polarization-dependent reflective catheter surface 33 on another catheter surface 34 of the polarization prism 32 reflected, the highly reflective of the illumination light 8th is coated. After reflection on the other surface of the catheter 34 passes through the illumination light sub-beam 8a the hypotenuse area 31 , therefore, comes out of the polarization prism 32 off and is followed by a mirror 35 reflected. The reflected illumination light sub-beam 8a is predominantly perpendicular to the plane of the 3 polarized, ie in relation to the incidence on the polarization-dependent reflective catheter surface 33 thus predominantly s-polarized.
Ein Teil des Beleuchtungslichts 8 wird von der polarisationsabhängig reflektierenden Kathetenfläche 33 nicht reflektiert, sondern tritt vom optisch dichteren Medium des Polarisationsprismas 32 in das optisch dünnere Umgebungsmedium, also beispielsweise in Luft oder Vakuum aus.Part of the illumination light 8th is determined by the polarization-dependent reflective catheter surface 33 not reflected, but occurs from the optically denser medium of the polarization prism 32 in the optically thinner environment medium, so for example in air or vacuum.
Das von der polarisationsabhängig reflektierenden Kathetenfläche 33 hindurchgelassene Bündel des Beleuchtungslichts 8 ist teilweise oder überwiegend p-polarisiert, kann aber weiterhin erhebliche Anteile auch von s-polarisierten Lichts enthalten.That of the polarization-dependent reflective catheter surface 33 transmitted beams of the illumination light 8th is partially or predominantly p-polarized but may still contain significant levels of s-polarized light.
4 zeigt die Reflektivitätsverhältnisse an der polarisationsabhängig reflektierenden Kathetenfläche 33 abhängig vom Einfallswinkel und vom Polarisationszustand des einfallenden Beleuchtungslichts 8. Dieser Einfallswinkel ist in der 3 mit α1 bezeichnet. Bei einem Einfallswinkel von 41,14° oder größer ergibt sich der Winkel der Totalreflexion, so dass kein Licht mehr durch die polarisationsabhängig reflektierenden Kathetenfläche 33 hindurchgelassen würde. Sobald dieser Winkel auf 40,59° verringert wird, steigt eine Transmission für parallel zur Einfallsebene polarisiertes Licht auf 70% (Reflektivität Rp sinkt auf den Wert 0,3) und eine Transmission für senkrecht zur Einfallsrichtung polarisiertes Licht steigt auf 40% (Reflektivität Rs bei 0,6). 4 shows the reflectivity ratios at the polarization-dependent reflective catheter surface 33 depending on the angle of incidence and the polarization state of the incident illumination light 8th , This angle of incidence is in the 3 denoted by α 1 . At an angle of incidence of 41.14 ° or greater, the angle of the total reflection results, so that no more light through the polarization-dependent reflective catheter surface 33 would be allowed through. As soon as this angle is reduced to 40.59 °, a transmission for light polarized parallel to the plane of incidence increases to 70% (reflectivity R p drops to the value 0.3) and a transmission for light polarized perpendicular to the direction of incidence rises to 40% (reflectivity R s at 0.6).
Bei einem Brewsterwinkel (Rp = 0) wird noch für die s-Polarisationskomponente eine Reflektivität von etwa 0.15 erzielt.At a Brewster angle (R p = 0), a reflectivity of about 0.15 is still achieved for the s-polarization component.
Durch Verschwenken des Polarisationsprismas 32 um eine Schwenkachse 36 senkrecht zur Zeichenebene der 3 um wenige Grad oder sogar auch nur um wenige Zehntel Grad lässt sich ein Intensitätsverhältnis zwischen dem von der polarisationsabhängig reflektierenden Kathetenfläche 33 reflektierten und dem transmittierten Beleuchtungslicht-Teilbündel fein vorgeben. Die Schwenkachse 36 ist senkrecht zu einer mit der Zeichenebene der 2 und 3 zusammenfallenden Strahlebene einer Strahlführung des Beleuchtungslichts 8 angeordnet. Ein Schwenkwinkelbereich des Polarisationsprismas 32 um die Schwenkachse 36 kann kleiner sein als 5°, kann kleiner sein als 2° und kann insbesondere höchstens 1° betragen.By pivoting the polarization prism 32 around a pivot axis 36 perpendicular to the plane of the 3 by a few degrees, or even by only a few tenths of a degree, an intensity ratio between that of the polarization-dependent reflective catheter surface can be 33 reflect and give the transmitted illuminating light partial beam fine. The pivot axis 36 is perpendicular to one with the plane of the drawing 2 and 3 coincident beam plane of a beam guide of the illumination light 8th arranged. A swivel angle range of the polarization prism 32 around the pivot axis 36 may be less than 5 °, may be less than 2 ° and in particular may be at most 1 °.
Beim Verkippen des Polarisationsprismas 32 wird ein sehr kleiner Lateralversatz erzeugt. Falls dieser Lateralversatz eine störende Größenordnung erreichen sollte, kann dies über eine Verkippung der Spiegel 35 bzw. 29d sowie über eine Korrektur-Verkippung der beaufschlagten Einzelspiegel 11 des MMAs 10 vollständig kompensiert werden.When tilting the polarization prism 32 a very small lateral offset is generated. If this lateral offset should reach a disturbing magnitude, this can be done by tilting the mirrors 35 respectively. 29d as well as a correction tilting of the applied individual mirror 11 of the MMA 10 be fully compensated.
Im Strahlengang des Beleuchtungslicht-Teilbündels, das von der polarisationsabhängig reflektierenden Kathetenfläche 33 durchgelassen wird, folgt eine parallel hierzu angeordnete Hypotenusenfläche 37 eines Winkel-Kompensationsprismas 38. Die polarisationsabhängig reflektierende Kathetenfläche 33 des Polarisationsprismas 32 und die Hypotenusenfläche 37 des Winkel-Kompensationsprismas 38 sind unabhängig vom Schwenkwinkel des Polarisationsprismas 32 immer parallel zueinander angeordnet. Ein Abstand der beiden Flächen 33, 37 ist so groß, dass keine Verhinderung der Totalreflexion, also keine frustrierte Totalreflexion, stattfindet. Die Hypotenusenfläche 37 des Winkel-Kompensationsprismas 38 ist antireflexbeschichtet für die Nutzwellenlänge des Beleuchtungslichts 8. Nach Durchtritt durch die Hypotenusenfläche 37 tritt der durchgelassene Anteil des Beleuchtungslichts 8 aus dem Winkel-Kompensationsprisma 38 durch eine ebenfalls antireflexbeschichtete Kathetenfläche 39 aus. Ein Auftreffwinkel des durchgelassenen Anteils des Beleuchtungslichts 8 auf die Kathetenfläche 39 ist wiederum nahe der senkrechten Inzidenz.In the beam path of the illumination light partial beam, that of the polarization-dependent reflective catheter surface 33 is passed, followed by a hypotenuse surface arranged parallel thereto 37 an angle compensation prism 38 , The polarization-dependent reflective catheter surface 33 of the polarization prism 32 and the hypotenuse area 37 of the angle compensation prism 38 are independent of the tilt angle of the polarization prism 32 always arranged parallel to each other. A distance between the two surfaces 33 . 37 is so large that there is no prevention of total reflection, ie no frustrated total reflection. The hypotenuse area 37 of the angle compensation prism 38 is antireflective coated for the useful wavelength of the illumination light 8th , After passing through the hypotenuse area 37 occurs the transmitted portion of the illumination light 8th from the angle compensation prism 38 by a likewise antireflex-coated catheter surface 39 out. An incident angle of the transmitted portion of the illumination light 8th on the catheter surface 39 is again close to the vertical incidence.
Das Winkel-Kompensationsprisma 38 dient zur Kompensation einer Änderung eines Ausfallswinkels des von der polarisationsabhängigen Kathetenfläche 33 des Polarisationsprismas 32 durchgelassenen, also transmittierten Anteils des Beleuchtungslichts 8 aufgrund einer Verschwenkung des Polarisationsprismas 32.The angle compensation prism 38 serves to compensate for a change in a failure angle of the polarization-dependent catheter surface 33 of the polarization prism 32 transmitted, so transmitted portion of the illumination light 8th due to a pivoting of the polarization prism 32 ,
Die beiden weiteren Verteilungskomponenten 29b und 29c der Bündelverteilungsoptik 29 sind genauso aufgebaut wie die Verteilungskomponente 29a. Die Verteilungskomponenten 29a bis 29c der Bündelverteilungsoptik 29 sind als polarisationsabhängige Strahlteiler ausgeführt. Jeweils die reflektierten Beleuchtungslicht-Teilbündel der Verteilungskomponenten 29b und 29c bilden die Beleuchtungslicht-Teilbündel 8b und 8c. Das von der Verteilungskomponente 29c hindurchgelassene Teilbündel des Beleuchtungslichts 8 wird von einem weiteren Spiegel reflektiert, der gleichzeitig die Verteilungskomponente 29d der Bündelverteilungsoptik 29 darstellt und bildet das Beleuchtungslicht-Teilbündel 8d.The two other distribution components 29b and 29c the bundle distribution optics 29 are the same as the distribution component 29a , The distribution components 29a to 29c the bundle distribution optics 29 are designed as polarization-dependent beam splitters. In each case, the reflected illumination light partial bundles of the distribution components 29b and 29c make up the lighting light sub-beams 8b and 8c , That of the distribution component 29c transmitted partial beams of the illumination light 8th is reflected by another mirror, which at the same time the distribution component 29d the bundle distribution optics 29 represents and forms the illumination light sub-beam 8d ,
Das Polarisationsprisma 32 und das Winkel-Polarisationsprisma 38 werden von einem gemeinsamen, nicht dargestellten Tragkörper getragen. Letzterer steht mit einem Schwenkantrieb 40a zum Verschwenken um die Schwenkachse 36 in mechanischer Wirkverbindung, der in der 3 schematisch dargestellt ist. Jede der Verteilungskomponenten 29a bis 29c hat einen ihr zugeordneten Schwenkantrieb 40a, 40b, 40c. Die Schwenkantriebe 40a bis 40c können unabhängig voneinander angesteuert werden. Hierzu dient eine zentrale Steuereinrichtung 41 der Projektionsbelichtungsanlage 1, die in den 1 und 2 schematisch dargestellt ist.The polarization prism 32 and the angular polarization prism 38 are supported by a common support body, not shown. The latter is available with a rotary actuator 40a for pivoting about the pivot axis 36 in mechanical operative connection, which is in the 3 is shown schematically. Each of the distribution components 29a to 29c has a swivel drive assigned to it 40a . 40b . 40c , The quarter-turn actuators 40a to 40c can be controlled independently of each other. For this purpose, a central control device is used 41 the projection exposure system 1 that in the 1 and 2 is shown schematically.
Die Polarisationsoptik-Abschnitte 30a bis 30d weisen jeweils eine Phasenverzögerungsplatte auf. Alternativ oder zusätzlich können die Polarisationsoptik-Abschnitte 30a bis 30d einen Polarisator zur Erzeugung z. B. linear polarisierten Lichts aus dem jeweils einfallenden Beleuchtungslicht-Teilbündel 8a bis 8d aufweisen. Die Polarisationsoptik-Abschnitte können alternativ oder zusätzlich mehrere Spiegel aufweisen, mit denen eine geometrische Drehung eines Polarisationszustandes des jeweiligen Beleuchtungslicht-Teilbündels 8a bis 8d herbeigeführt werden kann.The polarization optics sections 30a to 30d each have a phase delay plate. Alternatively or additionally, the polarization optics sections 30a to 30d a polarizer for generating z. B. linearly polarized light from the respective incident illumination light sub-beam 8a to 8d exhibit. The polarization optics sections may alternatively or additionally comprise a plurality of mirrors, with which a geometric rotation of a polarization state of the respective illumination light partial beam 8a to 8d can be brought about.
Aufgrund der Ausführung des Polarisationsprismas 32 als 90°-Prisma und der Reflexion des an der polarisationsabhängig reflektierenden Kathetenfläche 33 reflektierten Anteils des Beleuchtungslichts 8 an beiden Kathetenflächen 33, 34 des Polarisationsprismas 32 wirkt das Polarisationsprisma 32 als zweidimensionaler (2D-)Retroreflektor für diesen reflektierten Anteil des Beleuchtungslichts 8. Ein Ausfallswinkel dieses reflektierten Anteils des Beleuchtungslichts 8 aus der Hypotenusenfläche 31 des Polarisationsprismas 32 ist also unabhängig von einem Schwenkwinkel des Polarisationsprismas 32 um die Schwenkachse 36.Due to the design of the polarization prism 32 as a 90 ° prism and the reflection of the polarization-dependent reflective catheter surface 33 reflected portion of the illumination light 8th on both surfaces of the catheter 33 . 34 of the polarization prism 32 the polarization prism acts 32 as a two-dimensional (2D) retroreflector for this reflected portion of the illumination light 8th , An angle of reflection of this reflected portion of the illumination light 8th from the hypotenuse area 31 of the polarization prism 32 is therefore independent of a tilt angle of the polarization prism 32 around the pivot axis 36 ,
Die Bündelverteilungsoptik 29 ist so ausgeführt, dass die erzeugten Teilbündel 8a bis 8d des Beleuchtungslichts 8 jeweils Bündelprofile haben, die mit dem Bündelprofil des einfallenden Bündels des Beleuchtungslichts 8, also dem Bündelprofil des Beleuchtungslichts 8 nach der Strahlaufweitungsoptik 9, übereinstimmen. 5 verdeutlicht dies. Dort ist in einer Aufsicht das MMA 10 mit den MMA-Abschnitten 10a, 10b, 10c und 10d dargestellt. Die MMA-Abschnitte 10a bis 10d sind gleich groß und haben jeweils in einem Rechteck-Raster angeordnete Einzelspiegel 11. Das Rechteck-Raster ist als 7 × 19-Raster ausgebildet. Insgesamt hat jeder der MMA-Abschnitte 10a bis 10d also 133 Einzelspiegel 11. Auch eine kleinere oder auch eine deutlich größere Anzahl der Einzelspiegel 11, beispielsweise 100 Einzelspiegel 11, 200 Einzelspiegel 11, 500 Einzelspiegel 11 oder auch 1000 Einzelspiegel 11 ist möglich.The bundle distribution optics 29 is designed so that the generated sub-beams 8a to 8d of the illumination light 8th each have bundle profiles that match the bundle profile of the incident beam of illumination light 8th , ie the bundle profile of the illumination light 8th after the beam expansion optics 9 , to match. 5 clarifies this. There is in a supervision the MMA 10 with the MMA sections 10a . 10b . 10c and 10d shown. The MMA sections 10a to 10d are the same size and each have arranged in a rectangular grid individual mirror 11 , The rectangular grid is designed as a 7 × 19 grid. Overall, each of the MMA sections has 10a to 10d So 133 individual mirrors 11 , Also a smaller or a significantly larger number of individual mirrors 11 , for example, 100 individual mirrors 11 . 200 individual mirrors 11 . 500 individual mirrors 11 or even 1000 individual mirrors 11 is possible.
Gezeigt ist in der 5 jeweils ein Bündelprofil des auf den jeweiligen MMA-Abschnitt 10a bis 10d auftreffenden Beleuchtungslicht-Teilbündels 8a bis 8d. Der tatsächliche Verlauf dieses Bündelprofils ist lediglich beispielhaft dargestellt. Anstelle des dort unregelmäßig gezeigten Verlaufs kann der Verlauf des Bündelprofils auch regelmäßig rechteckig, quadratisch, elliptisch oder kreisförmig sein.Shown in the 5 each a bundle profile of the respective MMA section 10a to 10d striking illumination light sub-beam 8a to 8d , The actual course of this bundle profile is only shown as an example. Instead of the course shown there irregularly, the course the bundle profile also regularly rectangular, square, elliptical or circular.
Das jeweilige Bündelprofil ist in der 5 durch mehrere Intensitäts-Isolinien I1, I2 und I3 angedeutet, wobei der Index i der Isolinie Ii mit sinkender Intensität ansteigt. Die Bündelprofile der Beleuchtungslicht-Teilbündel 8a bis 8d sind exakte Kopien voneinander. Alternativ ist es möglich, die Bündelprofile hinsichtlich ihrer Querschnittsverläufe exakt zu kopieren, allerdings unterschiedliche Intensitäten der Beleuchtungslicht-Teilbündel 8a bis 8d vorzugeben.The respective bundle profile is in the 5 indicated by several intensity isolines I 1 , I 2 and I 3 , wherein the index i of the isoline I i increases with decreasing intensity. The bundle profiles of the illumination light sub-beams 8a to 8d are exact copies of each other. Alternatively, it is possible to exactly copy the bundle profiles with respect to their cross-sectional profiles, but different intensities of the illumination light partial bundles 8a to 8d pretend.
Hervorgehoben sind jeweils Einzelspiegel 11a 1 bis 11d 1 sowie 11a 2 bis 11d 2. In Bezug auf den jeweils gesamten MMA-Abschnitt 10a bis 10d liegen die Einzelspiegel 11a 1, 11b 1, 11c 1 und 11d 1 jeweils an exakt dergleichen Relativposition, nämlich bei der (x, y)-Koordinate (3, 13). In Bezug auf den jeweils gesamten MMA-Abschnitt 10a bis 10d liegen die Einzelspiegel 11a 2, 11b 2, 11c 2 und 11d 2 jeweils an exakt dergleichen Relativposition, nämlich bei der (x, y)-Koordinate (6, 5). Die Einzelspiegel 11a 1 bis 11d 1 einerseits und 11a 2 bis 11d 2 andererseits liegen jeweils exakt am gleichen Ort des die MMA-Abschnitte 10a bis 10d beaufschlagenden Beleuchtungslicht-Teilbündels 8a bis 8d.Each individual mirror is highlighted 11a 1 to 11d 1 as well 11a 2 to 11d 2 . Regarding the whole MMA section 10a to 10d are the individual mirrors 11a 1 , 11b 1 , 11c 1 and 11d 1 at exactly the same relative position, namely at the (x, y) -coordinate (3, 13). Regarding the whole MMA section 10a to 10d are the individual mirrors 11a 2 , 11b 2 , 11c 2 and 11d 2 at exactly the same relative position, namely at the (x, y) -coordinate (6, 5). The individual mirrors 11a 1 to 11d 1 on the one hand and 11a 2 to 11d 2 on the other hand lie exactly at the same place of the MMA sections 10a to 10d impinging illumination light sub-beam 8a to 8d ,
6 zeigt, welche Pupillenorte über die jeweiligen Einzelspiegel 11 1 sowie 11 2 mit dem Beleuchtungslicht 8 beaufschlagt werden. Zusätzlich ist in der 6 eine Wirkung des jeweiligen Polarisationsoptik-Abschnitts 30a bis 30d auf die Polarisation des jeweiligen MMA-Abschnitts 10a bis 10d beaufschlagenden Beleuchtungslicht-Teilbündels 8a bis 8d schematisch durch Polarisations-Doppelpfeile Pa bis Pd verdeutlicht. Im dargestellten Beispiel verläuft eine lineare Polarisation des Beleuchtungslicht-Teilbündels 8a, das den MMA-Abschnitt 10a beaufschlagt, horizontal, also parallel zur x-Achse. Die weiteren Polarisations-Doppelpfeile Pb, Pc und Pd verlaufen unter jeweils unterschiedlichen Winkeln zur x- und y-Achse. 6 shows which type of pupil on each individual mirror 11 1 as well 11 2 with the illumination light 8th be charged. In addition, in the 6 an effect of the respective polarization optics section 30a to 30d on the polarization of the respective MMA section 10a to 10d impinging illumination light sub-beam 8a to 8d schematically illustrated by polarization double arrows Pa to Pd. In the example shown, a linear polarization of the illumination light sub-beam runs 8a that the MMA section 10a applied, horizontally, ie parallel to the x-axis. The further polarization double arrows Pb, Pc and Pd run at different angles to the x and y axes.
Die verschiedenen MMA-Abschnitte 10a bis 10d können über die Polarisationsoptik-Abschnitte 30a bis 30d also jeweils mit Beleuchtungslicht eines vorgegebenen Polarisationszustandes beaufschlagt werden. Dabei kann auf die MMA-Abschnitte 10a bis 10d Licht verschiedener Polarisationszustände auftreffen. Alternativ können aber auch mindestens zwei MMA-Abschnitte 10a bis 10d mit Beleuchtungslicht gleichen Polarisationszustandes beaufschlagt werden.The different MMA sections 10a to 10d can about the polarization optics sections 30a to 30d So be each acted upon with illumination light of a predetermined state of polarization. It may refer to the MMA sections 10a to 10d Light of different polarization states impinge. Alternatively, however, at least two MMA sections 10a to 10d be acted upon with illumination light same polarization state.
Durch schematische Einzelstrahlen 15 i j sind Einzelbündel des Beleuchtungslichts 8 dargestellt, die von den zugehörigen Einzelspiegeln 11 i j hin zur Pupillenebene 20 reflektiert werden. Der Index i kann dabei die Buchstaben a bis d einnehmen und der Index j die Zahlen 1 oder 2, je nachdem, von welchem der Einzelspiegel 11a 1 bis 11d 2 die Reflexion des zugehörigen Einzelbündels 15 i j erfolgt.By schematic single rays 15 i j are single bundles of the illumination light 8th represented by the associated individual mirrors 11 i j to the pupil level 20 be reflected. The index i can take the letters a to d and the index j the numbers 1 or 2, depending on which the individual mirror 11a 1 to 11d 2 the reflection of the associated individual bundle 15 i j takes place.
Das Beleuchtungslicht-Teilbündel hat in y-Richtung eine Erstreckung von etwa achtzehn Seitenlängen der Einzelspiegel 11 und in x-Richtung eine Erstreckung von etwa fünf Seitenlängen der Einzelspiegel 11 (vgl. 5). Ein typischer Durchmesser des Beleuchtungslicht-Bündels beträgt daher (18 + 5)/2 = 11,5 Kantenlängen der Einzelspiegel 11. Ein Abstand der beiden Einzelspiegel 11i 1 und 11i 2 voneinander auf jedem der MMA-Abschnitte 10a bis 10d ist größer als sieben Kantenlängen der Einzelspiegel 11 und ist demnach deutlich größer als 10% dieses typischen Durchmessers des Beleuchtungslicht-Bündels.The illumination light sub-beam has an extension of about eighteen side lengths of the individual mirrors in the y direction 11 and in the x-direction an extension of about five side lengths of the individual mirrors 11 (see. 5 ). A typical diameter of the illumination light beam is therefore (18 + 5) / 2 = 11.5 edge lengths of the individual mirrors 11 , A distance between the two individual mirrors 11i 1 and 11i 2 from each other on each of the MMA sections 10a to 10d is greater than seven edge lengths of the individual mirrors 11 and thus is significantly greater than 10% of this typical diameter of the illumination light beam.
Die Einzelbündel 15 i j treffen auf entsprechende Ortsabschnitte 42 i j einer Pupille 43 in der Pupillenebene 20. Benachbarte Abschnitte 42 i j der Pupille 43, beispielsweise die Abschnitte 42a 1, 42c 2 werden über MMA-Einzelspiegel 11 i j, beispielsweise über die MMA-Einzelspiegel 11a 1, 11c 2 beleuchtet, die von Regionen innerhalb des identischen Bündelprofils der Beleuchtungslicht-Teilbündel 8a bis 8d stammen, die voneinander um mehr als 10% eines typischen Durchmessers des Beleuchtungslicht-Bündels entfernt sind.The single bundles 15 i j meet with corresponding location sections 42 i j a pupil 43 in the pupil plane 20 , Neighboring sections 42 i j of the pupil 43 for example the sections 42a 1 , 42c 2 are about MMA single mirror 11 i j , for example via the MMA individual mirror 11a 1 , 11c 2 , that of regions within the identical bundle profile of the illumination light sub-beams 8a to 8d which are away from each other by more than 10% of a typical diameter of the illumination light beam.
Dies gilt entsprechend für die einander benachbarten Pupillen-Ortsabschnitte 42d 1 und 42b 2, für die benachbarten Pupillen-Ortsabschnitte 42b 1 und 42d 2 sowie für die benachbarten Pupillen-Ortsabschnitte 42c 1 und 42a 2.This applies mutatis mutandis to the adjacent pupil-local sections 42d 1 and 42b 2 , for the adjacent pupil location sections 42b 1 and 42d 2 and for the adjacent pupil-local sections 42c 1 and 42a 2 .
7 verdeutlicht eine Wirkung dieser Beleuchtung benachbarter Pupillen-Ortsabschnitte über voneinander entfernte MMA-Einzelspiegel. Dargestellt ist schematisch eine Beleuchtung der Pupille 43 über vier Einzelspiegel 11 1, 11 2, 11 3 und 11 4. Jeweils voneinander entfernte und insbesondere um mehr als 10% eines typischen Durchmessers des Beleuchtungslicht-Bündels 8 entfernte Einzelspiegel beleuchten benachbarte oder miteinander zusammenfallende Ortsabschnitte 42 auf der Pupille 43. Die beiden Einzelspiegel 11 2, 11 3 beleuchten im Beispiel der 7 den Ortsabschnitt 42 2/3 und die beiden Einzelspiegel 11 1 und 11 4 beleuchten den Pupillen-Ortsabschnitt 42 1/4 Sofern sich eine Intensität über das Bündelprofil des Bündels des Beleuchtungslichts 8 ändert, was in dem zusätzlich in die 7 eingezeichneten Intensitäts/Orts-Diagramm durch Übergang von einem konstanten Intensitätsprofil IC hin zu einem verkippten Intensitätsprofil IK verdeutlicht ist, hat auf die Intensitätsverteilung in der Pupille 43 keinen oder nur einen geringen Einfluss, da gleiche oder benachbarte Ortsbereiche 42 j jeweils über Einzelspiegel 11 j beleuchtet werden, die aufgrund der verkippten Intensität einerseits eine höhere und andererseits eine niedrigere Intensität hin zu diesem Ortsbereich 42 reflektieren. Es resultiert eine Unempfindlichkeit der Beleuchtungsoptik 7 gegenüber Intensitätsdrifts der Lichtquelle 6 oder sonstiger führender Komponenten der Beleuchtungsoptik 7, die zu entsprechenden Intensitäts-Kipps führen, wie vorstehend beispielhaft erläutert. Insbesondere eine Polbalance bleibt bei einem Dipol- oder Multipol-Beleuchtungssetting unbeeinflusst oder wenig beeinflusst durch beispielsweise driftbedingte Intensitätsänderungen. 7 illustrates an effect of this illumination adjacent pupil-local sections on remote MMA individual mirror. Shown is a schematic illumination of the pupil 43 over four individual mirrors 11 1 , 11 2 , 11 3 and 11 4 . Each remote, and in particular by more than 10% of a typical diameter of the illumination light bundle 8th Remote individual mirrors illuminate adjacent or coincidental sections of the location 42 on the pupil 43 , The two individual mirrors 11 2 , 11 3 illuminate in the example of 7 the location section 42 2/3 and the two individual mirrors 11 1 and 11 4 illuminate the pupil-urban section 42 1/4 If there is an intensity across the bundle profile of the bundle of illumination light 8th changes what in addition to the 7 drawn intensity / location diagram is illustrated by transition from a constant intensity profile I C to a tilted intensity profile I K has on the intensity distribution in the pupil 43 little or no influence, as same or adjacent areas 42 in each case via individual mirrors 11 j , which due to the tilted intensity on the one hand a higher and on the other hand, a lower intensity towards this location area 42 reflect. This results in insensitivity of the illumination optics 7 against intensity drifts of the light source 6 or other leading components of the illumination optics 7 leading to corresponding intensity tilting, as exemplified above. In particular, a pole balance remains unaffected or little influenced by, for example, drift-induced intensity changes in the case of a dipole or multipole illumination setting.
Im Zusammenhang mit der 6 wurde die Erzeugung einer im Wesentlichen tangentialen Polarisation über die Pupille 43 beschrieben. Natürlich können auch andere Polarisationsverteilungen über die Pupille 43 mit der Beleuchtungsoptik 7 erzeugt werden.In connection with the 6 the generation of a substantially tangential polarization across the pupil 43 described. Of course, other polarization distributions across the pupil 43 with the illumination optics 7 be generated.
Entsprechend der zur Vorgabe einer gewünschten Polarisationsverteilung über die Pupille 43 erforderliche Anzahl diskreter Polarisationszustände kann bei der Beleuchtungsoptik 7 die Anzahl der Beleuchtungslicht-Teilbündel vorgegeben werden. Es kann beispielsweise eine Bündelverteilungsoptik 29 mit einer kleineren oder größeren Anzahl von Verteilungskomponenten zum Einsatz kommen, so dass beispielsweise nur zwei Beleuchtungslicht-Teilbündel oder drei Beleuchtungslicht-Teilbündel oder auch mehr als vier Beleuchtungslicht-Teilbündel, z. B. fünf, sechs, sieben, acht, zehn oder noch mehr Beleuchtungslicht-Teilbündel mit identischem Bündelprofil erzeugt werden.Corresponding to the specification of a desired polarization distribution over the pupil 43 required number of discrete polarization states can in the illumination optics 7 the number of illumination light sub-beams can be specified. It may, for example, a bundle distribution optics 29 are used with a smaller or larger number of distribution components, so that, for example, only two illumination light sub-beams or three illumination light sub-beams or more than four illumination light sub-beams, z. For example, five, six, seven, eight, ten or even more illumination light sub-beams with identical beam profile can be generated.
Je nach den Anforderungen an die herzustellenden Polarisationszustände wird die Polarisationsoptik 30 ausgewählt. Dabei kann eine Mehrzahl von Polarisationsoptiken nach Art der Polarisationsoptik 30 vorgehalten werden, die sich in der polarisationsoptischen Wirkung der Polarisationsoptik-Abschnitte 30a bis 30d unterscheiden. Auch Polarisationsoptiken mit anderen Anzahlen von Polarisationsoptik-Abschnitten als vier Polarisationsoptik-Abschnitte wie beim Beispiel nach 2 können zum Einsatz kommen. Diese Anzahl der Polarisationsoptik-Abschnitte kann angepasst sein an die Anzahl der Beleuchtungslicht-Teilbündel.Depending on the requirements of the polarization states to be produced, the polarization optics 30 selected. In this case, a plurality of polarization optics in the manner of polarization optics 30 be maintained, resulting in the polarization-optical effect of the polarization optics sections 30a to 30d differ. Also polarizing optics with different numbers of polarization optics sections than four polarization optics sections as in the example of 2 can be used. This number of polarization optics sections may be adapted to the number of illumination light subbeams.
Beispielsweise können drei verschiedene Polarisationsoptiken nach Art der Polarisationsoptik 30 in einem Wechselhalter vorgehalten werden.For example, three different polarization optics in the manner of polarization optics 30 be held in a change holder.
Bei der Beleuchtung der Beleuchtungspupille 43 mit der vorstehend beschriebenen Beleuchtungsoptik 7 zur Beleuchtung des Bildfeldes 3 wird folgendermaßen vorgegangen: Zunächst wird das einfallende Bündel des Beleuchtungslichts 8 in die mehreren Beleuchtungslicht-Teilbündel 8a bis 8d aufgeteilt, deren Bündelprofil jeweils mit dem Bündelprofil des einfallenden Bündels des Beleuchtungslichts 8 übereinstimmt. Dies geschieht mit der Bündelverteilungsoptik 29. Es wird weiterhin ein Polarisationszustand für jedes der Beleuchtungslicht-Teilbündel 8a bis 8d vorgegeben. Dies geschieht mit Hilfe der Polarisationsoptik 30. Die Beleuchtungslicht-Teilbündel 8a bis 8d werden mit dem vorgegebenen Polarisationszustand auf die MMA-Abschnitte 10a bis 10d gelenkt. Die Beleuchtungspupille wird mit einer vorgegebenen Polarisationsverteilung des Beleuchtungslichts 8 über eine entsprechende Kippeinstellung der MMA-Einzelspiegel 11 der beleuchteten MMA-Abschnitte 10a bis 10d beleuchtet. Hierbei werden die benachbarten Abschnitte, also beispielsweise die Abschnitte 42a 1 und 42c 2 der Beleuchtungspupille 43 über die MMA-Einzelspiegel 11 der MMA-Abschnitte 10a bis 10d beleuchtet. Diese benachbarten Abschnitte, also beispielsweise die Abschnitte 42a 1 und 42c 2 stammen von Regionen innerhalb des Bündelprofils des Beleuchtungslichts 8, die voneinander um mehr als 10% des typischen Durchmessers des Beleuchtungslicht-Bündels entfernt sind.When lighting the illumination pupil 43 with the illumination optics described above 7 to illuminate the image field 3 The procedure is as follows: First, the incident beam of the illumination light 8th into the plurality of illumination light sub-beams 8a to 8d whose bundle profile in each case with the bundle profile of the incident beam of the illumination light 8th matches. This is done with the bundle distribution optics 29 , It also becomes a polarization state for each of the illumination light sub-beams 8a to 8d specified. This is done with the help of the polarization optics 30 , The illumination light subbands 8a to 8d be with the predetermined polarization state on the MMA sections 10a to 10d directed. The illumination pupil becomes with a predetermined polarization distribution of the illumination light 8th via a corresponding tilt setting of the MMA individual mirror 11 the illuminated MMA sections 10a to 10d illuminated. In this case, the adjacent sections, so for example, the sections 42a 1 and 42c 2 of the illumination pupil 43 about the MMA single mirror 11 the MMA sections 10a to 10d illuminated. These adjacent sections, so for example the sections 42a 1 and 42c 2 are from regions within the bundle profile of the illumination light 8th , which are spaced from each other by more than 10% of the typical diameter of the illumination light beam.
8 zeigt eine weitere Ausführung einer Bündelverteilungsoptik 45, die anstelle der Bündelverteilungsoptik 29 zum Einsatz kommen kann. Komponenten und Funktionen, die denjenigen entsprechen, die vorstehend insbesondere unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im einzelnen diskutiert. 8th shows a further embodiment of a bundle distribution optics 45 instead of the bundle distribution optics 29 can be used. Components and functions corresponding to those described above with particular reference to FIGS 1 to 7 have already been explained, bear the same reference numbers and will not be discussed again in detail.
Die in der 8 dargestellte Bündelverteilungsoptik 45 ist ausschließlich mit reflektierenden Komponenten realisiert, kann also insbesondere für Wellenlängen des Beleuchtungslichts 8 verwendet werden, die nicht über transmissive Materialien geführt werden können, beispielsweise für EUV-Wellenlängen im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm.The in the 8th shown bundle distribution optics 45 is realized exclusively with reflective components, that is, in particular for wavelengths of the illumination light 8th used, which can not be conducted via transmissive materials, for example for EUV wavelengths in the range between 5 nm and 30 nm.
Dargestellt ist die Bündelverteilungsoptik 45 in der 8 beispielhaft zur Erzeugung von zwei Beleuchtungslicht-Teilbündeln 8a und 8b aus einem Bündel einfallenden Beleuchtungslichts 8. Je nach Auslegung der Bündelverteilungsoptik 45 können auch mehr als zwei Beleuchtungslicht-Teilbündel, z. B. drei, vier oder noch mehr Beleuchtungslicht-Teilbündel erzeugt werden.Shown is the bundle distribution optics 45 in the 8th by way of example for the generation of two illumination light partial bundles 8a and 8b from a bundle of incident illumination light 8th , Depending on the design of the bundle distribution optics 45 can also more than two illumination light sub-beams, z. B. three, four or even more illumination light sub-beams are generated.
Die Bündelverteilungsoptik 45 ist ähnlich einem Czerny-Turner-Monochromator aufgebaut, wird aber anders genutzt, wie nachfolgend beschrieben wird. Das einfallende Bündel des Beleuchtungslichts 8 durchtritt zunächst eine Zwischenfokusebene 46 und wird dann von einem Konkavspiegel 47 kollimiert. Das parallelisierte Bündel des Beleuchtungslichts 8 trifft dann auf ein Blaze-Reflexionsgitter 48. Das Reflexionsgitter 48 ist nicht monolitisch ausgeführt. Die einzelnen Gitterperioden des Blaze-Reflexionsgitters 48 sind gebildet durch aktorisch verlagerbare MEMS-Spiegel 49, wie die Ausschnittsvergrößerung in der 8 schematisch zeigt. Jeder MEMS-Spiegel 49 ist mit einem individuell über die zentrale Steuereinrichtung 41 ansteuerbaren Aktor 50 zur Einstellung eines Kippwinkels und damit eines Blaze-Winkels des Gitters 48 verbunden. Die MEMS-Spiegel 49 und die Aktoren 50 werden von einem Tragkörper 51 des Blaze-Reflexionsgitters 48 getragen. In Bezug auf die Größe der MEMS-Spiegel 49 und ihre Beabstandung ist die 8 nicht maßstäblich.The bundle distribution optics 45 is similar to a Czerny Turner monochromator, but is used differently, as described below. The incident beam of illumination light 8th first passes through a Zwischenfokusebene 46 and then by a concave mirror 47 collimated. The parallelized bundle of illumination light 8th then encounters a blaze reflection grating 48 , The reflection grid 48 is not monolithic. The individual grating periods of the Blaze reflection grating 48 are formed by actorisch displaceable MEMS mirror 49 how the cropping in the 8th schematically shows. Each MEMS mirror 49 is with an individual via the central control device 41 controllable actuator 50 for setting a tilt angle and thus a blaze angle of the grid 48 connected. The MEMS levels 49 and the actors 50 be from a support body 51 of the Blaze Reflection Grid 48 carried. In terms of the size of the MEMS mirror 49 and their spacing is the 8th not to scale.
Eine Gitterkonstante des Blaze-Reflexionsgitters 48 und ein Blaze-Winkel sind so auf die Wellenlänge des Beleuchtungslichts 8 abgestimmt, dass innerhalb des über die Auswahl des Blaze-Winkels bevorzugten Reflexionsbereichs des Gitters 48 mehrere Beugungsordnungen des Gitters 48 mit vorgegebener Effizienz reflektiert werden. Dargestellt ist dies in der 8 beispielhaft mit durchgezogenen Linien für eine erste Beugungsordnung des Blaze-Reflexionsgitters 48 für das Beleuchtungslicht 8 und mit gestrichelten Linien für eine zweite Beugungsordnung. Die erste Beugungsordnung ergibt das Beleuchtungslicht-Teilbündel 8a und die zweite Beugungsordnung ergibt das Beleuchtungslicht-Teilbündel 8b. Die Beleuchtungslicht-Teilbündel 8a, 8b durchlaufen nach Reflexion am Blaze-Reflexionsgitter 48 und an einem weiteren Konkavspiegel 47 zunächst eine weitere Zwischenfokusebene 52 und werden dann auf die zugehörigen Abschnitte 30a, 30b der Polarisationsoptik 30 verteilt, wie vorstehend im Zusammenhang der Ausführung insbesondere nach 2 bereits erläutert. Die Polarisationsoptik 30 kann mit reflektierenden Abschnitten 30a, 30b ... aufgebaut sein, beispielsweise mit Drahtgitter-(wire grid) Polarisationsabschnitten. Auch eine rein reflektive Polarisationsoptik ist möglich, bei der eine Polarisationsvorgabe über eine geometrische Polarisationsdrehung bewerkstelligt wird.A lattice constant of the Blaze reflection grating 48 and a blaze angle are thus at the wavelength of the illumination light 8th tuned to that within the preferred range of reflection of the grating over the selection of the blaze angle 48 several diffraction orders of the grid 48 be reflected with predetermined efficiency. This is shown in the 8th by way of example with solid lines for a first diffraction order of the blaze reflection grating 48 for the illumination light 8th and with dashed lines for a second diffraction order. The first diffraction order results in the illumination light sub-beam 8a and the second diffraction order gives the illumination light sub-beam 8b , The illumination light subbands 8a . 8b go through after reflection on the blaze reflection grating 48 and at another concave mirror 47 first another intermediate focus level 52 and then go to the related sections 30a . 30b the polarization optics 30 distributed as above in the context of the embodiment in particular according to 2 already explained. The polarization optics 30 can with reflective sections 30a . 30b ... be constructed, for example with wire grid polarization sections. Also, a purely reflective polarization optics is possible in which a polarization specification is accomplished via a geometric polarization rotation.
Eine Gitterperiode des Blaze-Reflexionsgitters 48 ist beispielsweise hundertmal so groß wie die Wellenlänge des Polarisationslichts 8. Bei einer Wellenlänge des Beleuchtungslichts 8 von 13 nm ergibt sich eine Gitterperiode von 1,3 μm.A grating period of the Blaze reflection grating 48 is for example one hundred times as large as the wavelength of the polarization light 8th , At a wavelength of the illumination light 8th of 13 nm results in a grating period of 1.3 microns.
Durch Verkippung der MEMS-Spiegel 49 und entsprechend der Vorgabe eines Blaze-Winkels lässt sich das Maximum der Reflexion über die möglichen Beugungswinkel der n-ten Ordnungen schieben, sodass sich ein Intensitätsverhältnis der sich ergebenden Beleuchtungslicht-Teilbündel 8a, 8b, ..., die vom Blaze-Reflexionsgitter 48 reflektiert werden, kontinuierlich einstellen lässt. Auch hinsichtlich einer Vorgabe der Intensitätsverteilung auf vier Beleuchtungslicht-Teilbündel entspricht die Bündelverteilungsoptik 45 dem, was vorstehend unter Bezugnahme auf die Bündelverteilungsoptik 29 bereits erläutert wurde.By tilting the MEMS mirror 49 and according to the specification of a blaze angle, the maximum of the reflection can be shifted over the possible diffraction angles of the n-th orders, so that an intensity ratio of the resulting illumination light sub-beams 8a . 8b , ..., those of the Blaze Reflection Grid 48 be reflected, continuously adjust. The bundle distribution optics also correspond to a specification of the intensity distribution to four illumination light sub-beams 45 what was said above with reference to the beam distribution optics 29 has already been explained.
Zur mikrolithografischen Herstellung mikro- bzw. nanostrukturierter Bauelemente mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird zunächst ein Substrat bzw. ein Wafer in der Waferebene 27 bereitgestellt. Auf dem Wafer ist zumindest teilweise eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht. Weiterhin wird in der Retikelebene 4 ein Retikel bereitgestellt, das abzubildende Strukturen aufweist. Mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird dann der im Objektfeld 3 angeordnete Teil des Retikels auf einen im Bildfeld angeordneten Bereich der Schicht projiziert.For the microlithographic production of microstructured or nanostructured components with the projection exposure apparatus 1 First, a substrate or a wafer in the wafer plane 27 provided. On the wafer is at least partially applied a layer of a photosensitive material. Furthermore, in the reticle plane 4 a reticle is provided having structures to be imaged. With the projection exposure system 1 then becomes the in the object field 3 arranged part of the reticle projected onto an area of the layer arranged in the image field.
