WO2007025783A2 - Mikrolithographische projektionsbelichtungsanlage - Google Patents

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WO2007025783A2
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exposure system
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Daniel KRÄHMER
Toralf Gruner
Karl-Stefan Weissenrieder
Heiko Feldmann
Achim Zirkel
Alexandra Pazidis
Bruno Thome
Stephan Six
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Definitions

  • This invention relates to microlithographic projection exposure apparatuses used in the manufacture of highly-integrated electrical circuits and other microstructured components. More particularly, the invention relates to coatings of optical elements to increase or decrease the reflectivity.
  • Integrated electrical circuits and other microstructured devices are typically fabricated by applying a plurality of patterned layers to a suitable substrate, which may be a silicon wafer, for example.
  • a photoresist which is sensitive to light of a specific wavelength range, for example light in the deep ultraviolet spectral range (DUV, deep ultraviolet).
  • DUV deep ultraviolet
  • the thus coated wafer is exposed in a projection exposure apparatus.
  • a mask containing a pattern of structures from a Lighting system illuminated and imaged using a projection lens on the photoresist. Since the magnification is generally less than one, such projection lenses are often referred to as reduction lenses.
  • the wafer After developing the photoresist, the wafer is subjected to an etching process, whereby the layer is patterned according to the pattern on the mask. The remaining photoresist is then removed from the remaining parts of the layer. This process is repeated until all layers are deposited on the wafer.
  • the mirrors used in projection exposure systems generally have a reflex coating made up of a plurality of individual layers, the reflection coefficient of which is frequently more than 90%.
  • lenses and other refractive optical elements are provided with antireflection coatings in order to reduce light losses and aberrations due to unwanted double reflections at the interfaces of the refractive optical elements.
  • an antireflection coating which has a difference in the reflection coefficients for s and p polarized light of less than 0.5% over an incident angle range between 0 ° and 50 °.
  • JP 2004-302113 A discloses an antireflection coating suitable for projection exposure systems, which has a difference in the reflection coefficients for s and p polarized light of less than 1% over an incident angle range between 0 ° and 70 °. Over a part of the angular spectrum, the reflection coefficient R 3 for the s-polarized light is smaller than the reflection coefficient R p for the p-polarized light.
  • EP 0 994 368 A2 discloses an antireflection coating suitable for projection exposure systems whose average reflectivity is less than 0.5% over an incident angle range between 0 ° and 46 ° and less than 2% up to incidence angles of approximately 56 °. At angles of incidence below 56 °, the difference of the reflection coefficients for s- and p-polarized light is less than about 0.3%. For incident angles above 56 °, however, both the mean reflectance and the difference of the reflection coefficients increase sharply; at 70 ° the difference is about 5%. Since incident angles of up to 70 ° can occur with particularly high-aperture projection lenses, depending on the lens shape and angles, this known antireflection coating does not meet the highest requirements.
  • No. 6,628,456 B2 describes suitable antireflection coatings for projection exposure systems which have a low average reflectivity. Dependencies on the polarization state or angle of incidence are not considered there.
  • antireflection coatings are known in which the phase splitting is particularly low. This is achieved by the use of form birefringent coatings, wherein the induced by the birefringence of the deceleration, the delay by different Fresnel Coefficients for the s and p components caused delay at least largely compensated.
  • significant polarization dependencies of the reflectivity can also occur there for large incident angle ranges.
  • US 2005/0254120 A1 discloses a catadioptric projection objective in which a first mirror has a coating which reflects the s-component of the projection light more strongly.
  • a second mirror on the other hand, reflects the p component more strongly, as a result of which overall polarization independence is largely achieved.
  • the object of the invention is to provide a projection exposure apparatus with optical elements whose (anti-) reflective coatings on the one hand are cost-effective and on the other hand do not appreciably affect the imaging properties of the projection objective.
  • this object is achieved by a microlithographic projection exposure apparatus with an optical element which carries an antireflection coating to reduce the reflectivity.
  • This is designed so that over an angle of incidence in the range of 0 ° to 70 °, the transmission coefficient of the antireflection coating for mutually orthogonal polarization states by not more than 10%, preferably not more than 3%, more preferably not more than 1%, from each other.
  • the projection exposure apparatus has means for homogenizing an intensity distribution, which are preferably arranged in or in the vicinity of a field or pupil plane.
  • the means for homogenizing the intensity distribution ensure that larger angular dependencies of the transmission coefficient or of the reflection coefficient, as can occur in polarization-optical optimization, do not affect the imaging properties in an intolerable manner. Homogenization of the intensity distribution in this context means that undesired fluctuations of the intensity distribution in the image plane are suppressed.
  • the desired intensity distribution in the image plane is an equal distribution, so that in the absence of a mask all points are irradiated with the same intensity.
  • the coatings may also be designed such that the small differences in the transmission or reflection coefficient for orthogonal
  • Polarization states are not present for a single coating but the overall effect of several or even all of the coatings included in the projection exposure equipment.
  • the individual optimization is thus replaced by an overall optimization.
  • the means for homogenizing the intensity distribution ensure that larger angular dependencies of the transmission coefficient or the reflection coefficient do not affect the imaging properties in an intolerable manner.
  • the means for homogenizing the intensity distribution may be gray filters, as are known per se in the prior art. It is particularly favorable if one or more gray filters is or are specifically adapted to the coating (or the entirety of all coatings).
  • the gray filter e.g. may be formed as a simple transmission filter, it may for example be designed so that only caused by the coating fluctuations in the intensity distribution can be compensated. Variations in the intensity distribution due to other causes can be detected, for example. be reduced by other, preferably adjustable filters or other means.
  • the present invention furthermore relates to antireflection coatings having particularly advantageous polarization-optical properties.
  • antireflection coatings are proposed in which both the reflection coefficients and the phase depend only slightly on the polarization state.
  • Other antireflection coatings have the property that the reflection coefficient for p-polarized light is greater over a certain angle of incidence range than for s-polarized light, or that p-polarized light delays the antireflection over s-polarized light within a certain angle of incidence range Coating passes through. This makes it possible to combine several reflective or antireflection coatings so that overall results in a polarization-neutral behavior.
  • the coatings are characterized in that they only have layers with a packing density of more than 85% and therefore are very durable.
  • FIG. 1 shows a meridional section through a projection exposure apparatus according to the invention
  • Figure 2 is a sectional view (not to scale) of a lens with an antireflection coating according to an embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a graph in which the average transmittance as a function of the angle of incidence is plotted for the embodiment of an antireflection coating shown in FIG.
  • FIG. 4 shows a graph in which the difference of the transmission coefficients for s- and p-polarized light as a function of the angle of incidence is plotted for the exemplary embodiment shown in FIG.
  • FIG. 5 shows a graph in which, for the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the phase difference between s- and p-polarized light is plotted as a function of the angle of incidence;
  • FIGS. 6 to 9 are graphs in which, for antireflection
  • the reflection coefficients for s-polarized, p-polarized or nonpolar light are applied as a function of the angle of incidence;
  • FIGS. 10 and 11 are graphs in which for antireflection
  • the reflection coefficients for s-polarized, p-polarized or unpolarized light and the phase difference are plotted as a function of the angle of incidence.
  • FIG. 1 shows a meridional section through a microlithographic projection exposure apparatus, generally designated 10, in a highly schematized and not to scale representation.
  • the projection exposure apparatus 10 has an illumination system 12 with a light source 14 for generating a projection light bundle 13.
  • the wavelength of the projection light is 193 nm.
  • the illumination system 12 further includes an illumination optics indicated by 16 with a depolarizer 17 and a field stop 18.
  • the illumination optics 16 forms the projection light beam generated by the light source 14. del in the desired manner and allows the setting of different illumination angle distributions.
  • the illumination optics 16 may contain, for example, exchangeable diffractive optical elements and / or microlens arrays. Since such illumination optics 16 are known in the prior art, see for example US 6 285 443 A, the explanation of further details can be omitted here.
  • An objective 19 of the illumination system 12 sharpens the field diaphragm 18 to a subordinate object plane of a projection objective 20.
  • the projection objective 20 contains a large number of lenses and other optical elements, of which only a few are shown by way of example in FIG. 1 and designated L 1 to L 6 for the sake of clarity.
  • the projection lens 20 may also comprise other optical elements, e.g. imaging or the folding of the beam path serving mirrors or filter elements containing.
  • the projection objective 20 contains exclusively mirrors as imaging elements, since there are no sufficiently transparent lens materials available for these short wavelengths. The same applies to the lighting system 12.
  • the projection objective 20 is used to arrange an object that can be arranged in an object plane 22 of the projection objective 20 diminished by the projection light beam 13 mask 24 image on a photosensitive layer 26, which may be, for example, a photoresist.
  • the layer 26 is located in an image plane 28 of the projection objective 20 and is applied to a carrier 29, for example a silicon wafer.
  • the lenses contained in the illumination system 12 and the projection objective 20 are provided with an antireflection coating.
  • the purpose of the antireflective coating is to reduce the proportion of light that is reflected at the interfaces of the lenses and thus lost for projection or leads to double reflections.
  • the coatings usually contain a plurality of thin individual layers, the refractive indices and thicknesses of which are selected so that the desired properties are achieved for the wavelength of the projection light 13.
  • the antireflective exposures applied to the lenses that they have these optical properties independently of the polarization state of the incident projection light 13. If the transmissivity for orthogonal polarization states varies too much in the case of an antireflection coating, this polarization dependence can lead to undesired aberrations. This is due to the fact that despite the use of a depolarizer 17 in the illumination system 12, the projection light 13 does not remain completely depolarized when passing through the projection objective 20. This may be due to e.g. intrinsically or stress-birefringent lens materials, polarizing mask structures as well as the polarization dependencies under consideration in antireflection and reflex coatings.
  • an antireflection coating is arranged in the vicinity of a focusing plane, then the polarization dependence of its transmittance leads to intensities that fluctuate over the field of view when the projection light has a varying polarization preferential direction across the field. Such intensity fluctuations in a field level are noticeable on the component as unwanted field-dependent structure width fluctuations. Is an antireflection coating with polarization-dependent transmissivity onshack, however, arranged close to the pupil, an already existing angular dependence of the polarization state can also lead to undesirable structure width fluctuations.
  • (Anti-) reflective coatings of lenses and mirrors can also cause the phase of the light passing through the coatings to change depending on the polarization state. In this way, the coating becomes optically birefringent, which has an unfavorable effect on the image quality in the image plane. Therefore, the allowable phase difference ⁇ between orthogonal polarization states should be less than 1/10 of the wavelength ⁇ of the projection light 13.
  • a high average transmittance, on the one hand, and a low polarization dependence of the transmissivity and the phase, on the other hand, over a larger angle of incidence range can not be realized, or at most, at great expense.
  • the coatings in the projection exposure apparatus 10 are therefore designed so that the Polarization dependence of the transmission coefficient and the phase over a large angle of incidence range is kept low.
  • the average transmittance and the middle phases can vary noticeably over the angle of incidence range.
  • the associated disturbances of the image are corrected in a comparatively simple manner, for example with the aid of gray filters or - in the case of phase errors - local rotationally asymmetric surface deformations.
  • extensive polarization independence means that the transmission coefficients for mutually orthogonal polarization states are not more than 10%, preferably not more than 3%, more preferably not more than 1%, from each other over an incident angle range of 70 ° away from each other.
  • reflex coatings for the reflection coefficient are not more than 10%, preferably not more than 3%, more preferably not more than 1%, from each other over an incident angle range of 70 ° away from each other.
  • FIG. 2 shows, in a lateral section, an embodiment of an antireflection coating 32 in which the transmission coefficients for mutually orthogonal polarization states do not differ by more than 1%.
  • the antireflection coating 32 consists of 6 individual thin layers L 1 to L 6 whose material and optical thicknesses are specified in Table 1.
  • the quantity QWOT quarter wave optical thickness denotes the optical thickness, ie the product of refractive index and geometric thickness, in units of a quarter wavelength.
  • EP 0 994 368 A2 also mentioned at the outset, describes a more stable coating of five layers, in which, however, the transmission coefficients for orthogonal polarization states deviate from one another by about 5% in the stated angle of incidence range from 0 ° to 70 °. It is assumed below that the light beam 30 includes both a p-polarized component 38 indicated by double arrows and an s-polarized component indicated by black circles 40.
  • the reflectivity of the antireflection coating 32 also differs depending on the polarization state of the incident light, which is indicated in FIG. 2 in an exaggerated manner at 44.
  • FIGS 3, 4 and 5 show graphs in which for the antireflection coating 32 the average transmittance (r), the difference of the transmission coefficients
  • a field diaphragm in the illumination system 12 which comprises a multiplicity of individually movable diaphragm elements.
  • Such per se known field diaphragms make it possible to change the radiation dose in the image plane 28 as a function of the longitudinal position of the slit-shaped light field.
  • the antireflection coating 32 is located near a pupil plane, this will produce a pupil apodization.
  • Such pupil apodizations can be corrected with suitably designed antireflective layers near a pupil plane.
  • a tilt of the pupil apodization which can be described by the Zernike coefficients Z2 / Z3, can be corrected with a mirror layer. Stronger double reflections, which can occur as a result of the mean transmittance (T ⁇ , which is lower at certain angles, can be intercepted with scattering stops.
  • phase errors resulting from the antireflection coating 32 can lead to aberrations.
  • Such aberrations can be corrected with known manipulators, at least within certain limits.
  • a particularly good correction succeeds when interfaces of optical elements or specially provided here plates are deformed locally and non-rotationally symmetrical.
  • the deformations which can be produced by material accumulation or removal are on the order of a few nanometers, preferably below 50 nanometers.
  • an overall optimization of several or all of the antireflection coatings contained in the projection objective 20 and optionally in the entire projection exposure apparatus 10 can also be undertaken.
  • the above conditions can then be considered ⁇ T total ⁇ 10%, preferably ⁇ 3%, more preferably ⁇ 1% and
  • Table 2 gives the layer specification for an embodiment of an antireflection coating which has a total of four layers.
  • FIG. 6 shows a graph in which the reflection coefficients R 3 , R p and R a for s-polarized, p-polarized or unpolarized light as a function of the angle of incidence are plotted for this antireflection coating.
  • the layers are counted from the substrate, which may be, for example, a lens or a plane-parallel plate.
  • the material of the carrier (substrate) CaF 2 is assumed, which has a refractive index of about 1.56 at a wavelength of 193 nm.
  • other support materials for example synthetic quartz glass (SiO 2 ) or barium fluoride (BaF 2 ) are used; the optical properties of the antireflection coating are thereby changed only relatively slightly.
  • the material used for the higher refractive layers was lanthanum fluoride (LaF 3 ), which has a refractive index of about 1.69 at a wavelength of 193 nm.
  • magnesium fluoride (MgF 2 ) was assumed to have a refractive index of about 1.43 at the same wavelength.
  • the materials mentioned for the higher refractive layers and the lower refractive layers can also be replaced by other materials each having similar refractive indices.
  • higher refracting materials in addition to LaF 3 in particular NdF 3 Al 2 O 3 and ErF 3 are suitable.
  • MgF 2 for example, AlF 3
  • chiolite or cryolite are also suitable for the lower refractive materials. Since these materials have slightly different refractive indices than the materials mentioned in Table 2, deviations may result for the optical thicknesses given there in units of QWOT (quarter wave optical thickness). These are listed in the last line of Table 2 in the form of range data. Even with the use of LaF 3 and MgF 2 it may be useful to have optical thicknesses within the Use ranges of values, for example, to fine-tune.
  • the reflection coefficients R 3 and R p for s-polarized and p-polarized light, respectively are over an incident angle range between 0 ° and 60 ° ° only very slightly, not more than 1%, from each other.
  • the absolute value of the reflection coefficients R 3 and R p is below 1%.
  • a peculiarity of this antireflection coating is that for angles of incidence between about 35 ° and 55 °, the reflection coefficient R 3 for s-polarized light is less than the reflection coefficient R p for p-polarized light.
  • the first time in the aforementioned JP 2004-302113 - but for an incident angle range above 55 ° - has been described, is unusual because, according to the Fresnel equations p-polarized light is generally better transmitted than s-polarized light.
  • the antireflection coatings whose polarization dependencies should compensate themselves, the behavior described in have the same incident angle range. Beams of light incident on one optical surface at large angles of incidence may strike another optical surface at small angles of incidence and vice versa. If two identically constructed antireflection coatings, which have regions with R 3 > R p and R 3 ⁇ R p , are applied to optical surfaces selected in this way, their polarization dependencies can be mutually neutralized.
  • the simplest conditions are usually when the compensating antireflection coatings are applied to the entrance and exit surfaces of an optical element, eg a lens.
  • an optical element eg a lens.
  • the angles of incidence on the entrance and exit surfaces of the optical lenses are similarly interpreted.
  • numerous other optical elements lie between the antireflection coatings, the angle of incidence distribution can change in a relatively complicated manner due to the optical elements located therebetween.
  • the layer specification listed in Table 2 need not be the same over the entire surface of the optical element. Since different areas on an optical element are often exposed to different distributions of angles of incidence, it may be useful to have different antireflection coatings on the different areas apply, which are optimally adapted to the occurring angle spectrum.
  • Table 3 shows the layer specification for an embodiment of an antireflection coating which has a total of eight layers.
  • FIG. 7 shows a graph in which the reflection coefficients R 3 , R p and R a for s-polarized, p-polarized or unpolarized light as a function of the angle of incidence are plotted for this antireflection coating.
  • An essential advantage over the antireflection coating described in JP 2004-302113 is, above all, that in the antireflection coating described here only layers are used which have a packing density of more than 85%.
  • the packing density of the lowermost layer is only 49% in order to be able to realize the low refractive index of 1.21.
  • Such a low packing density is disadvantageous because such a less compact layer is susceptible to environmental influences and therefore relatively quickly changes its optical properties in terms of time.
  • FIG. 8 shows a graph in which this antireflection coating the reflection coefficients for s-polarized, p-polarized and unpolarized light are plotted as a function of the angle of incidence.
  • the reflection coefficients for s-polarized and p-polarized light differ only very slightly, namely by not more than about 0.1%.
  • the absolute values for the reflection coefficients R s and R p are also very small in an angle range between about 20 ° and 50 ° with less than 4%.
  • this antireflection coating is suitable in particular for those optical elements in which light impinges only or at least predominantly obliquely with angles of incidence in said region.
  • the antireflection coating with the layer specification given in Table 4 has also been optimized with regard to the lowest possible phase difference ⁇ between s-polarized and p-polarized To achieve light after the passage of the antireflection coating.
  • ⁇ phase difference
  • the coating consists of as few layers as possible, but at least the thickness of the layers present is as small as possible.
  • a phase difference was achieved, which is smaller for incident angles between 0 ° and 50 ° than 0.5 ° and only at an angle of incidence of 70 ° to about 6 °.
  • the antireflection coating is particularly suitable for angles of incidence between 0 ° and about 40 °.
  • the reflection coefficients R s and R p for s-polarized and p-polarized light are both below about 0.2%; the difference ⁇ R between the reflection coefficients is smaller by approximately one order of magnitude.
  • the phase difference ⁇ also shifts to smaller incident Angle. Therefore, the phase difference ⁇ is slightly higher at incident angles of 70 °, namely at 10 °.
  • the phase splitting can be reduced, if it is possible to make thinner, especially the thicker layers.
  • Table 5 shows the layer specification for an antireflex coating, which starts from the layer specification for embodiment 3 shown in Table 3.
  • FIG. 10 shows a graph in which the reflection coefficients for s-polarized, p-polarized and unpolarized light as a function of the angle of incidence are plotted for this antireflection coating.
  • the Phase difference ⁇ for the embodiment 5 is plotted with dashed line and for the embodiment 3 for comparison with thin dash-dotted lines. It can be seen clearly that the reduction of the layer thicknesses also results in considerably smaller phase differences ⁇ for angles of incidence of more than approximately 30 °. In return, the reflection behavior has not significantly deteriorated by the modification made, we show a comparison of Figures 10 and 7.
  • FIG. 11 shows a graph corresponding to FIG. 10, in which the reflection coefficients for p-polarized, s-polarized and unpolarized light and the phase difference ⁇ are plotted as a function of the angle of incidence.
  • the antireflection coating according to this embodiment is characterized by a particularly small phase difference, the absolute value of which does not exceed 5 ° over the entire incident angle range between 0 ° and 70 °. It is also noteworthy in this antireflection coating that the phase difference ⁇ is negative in an angle range between 0 ° and about 65 °. This means that within this angular range p-polarized light with respect to the s-polarized light retarded passes through the antireflection coating. This unusual behavior can be used to compensate for a positive phase difference in a manner similar to that explained above in connection with Embodiment 2 for the reflection coefficients R s , R p . Again, the combination of at least one antireflection coating with positive phase difference with another antireflection coating with negative phase splitting can achieve that s-polarized and p-polarized light can be achieved after the passage of both antireflection coatings.

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Abstract

Eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage enthält ein optisches Element (36), das zur Verringerung oder Erhöhung des Reflexionsvermögens eine Antireflex- Beschichtung (32) bzw. eine Reflex-Beschichtung trägt. Erfindungsgemäß ist die Antiref lex-Beschichtung derart ausgelegt, daß über einen Einfallswinkelbereich von 70° hinweg sich die Transmissionskoeffizienten der Antire- flex-Beschichtung für zueinander orthogonale Polarisationszustände (42p 42s) um nicht mehr als 10%, vorzugsweise um nicht mehr als 3%, weiter vorzugsweise um nicht mehr als 1%, voneinander unterscheiden. Entsprechendes gilt für den Reflexionskoeffizienten der Reflex-Beschichtung. Zu Korrektur von Fehlern, die durch größere Winkelabhängigkeiten des mittleren Transmissions- oder Ref lexionskoeffizienten und der Wirkung auf die Phase verursacht sind, enthält die Projektionsbelichtungsanlage Mittel (50) zur Homogenisierung einer Intensitätsverteilung, die vorzugsweise in oder in der Nähe einer Feld- oder Pupillenebene angeordnet sind.

Description

MIKROLITHOGRAPHISCHE PROJEKTIONSBELICHTUNGSANLAGE
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft mikrolithographische Projektions- belichtungsanlagen, wie sie zur Herstellung hochinte- grierter elektrischer Schaltkreise und anderer mikrostrukturierter Bauelemente verwendet werden. Die Erfindung betrifft insbesondere Beschichtungen von optischen Elementen zur Erhöhung oder Verringerung des Reflexionsvermögens .
2. Beschreibung des Standes der Technik
Integrierte elektrische Schaltkreise und andere mikrostrukturierte Bauelemente werden üblicherweise hergestellt, indem auf ein geeignetes Substrat, bei dem es sich beispielsweise um einen Silizium-Wafer handeln kann, mehrere strukturierte Schichten aufgebracht werden. Zur Strukturierung der Schichten werden diese zunächst mit einem Photolack bedeckt, der für Licht eines bestimmten Wellenlängenbereiches, z.B. Licht im tiefen ultravioletten Spektralbereich (DUV, deep ultraviolet) , empfindlich ist. Anschließend wird der so beschichtete Wafer in einer Projektionsbelichtungsanlage belichtet. Dabei wird eine Maske, die ein Muster aus Strukturen enthält, von einem Beleuchtungssystem beleuchtet und mit Hilfe eines Projektionsobjektivs auf den Photolack abgebildet. Da der Abbildungsmaßstab dabei im allgemeinen kleiner als eins ist, werden derartige Projektionsobjektive häufig auch als Reduktionsobjektive bezeichnet.
Nach dem Entwickeln des Photolacks wird der Wafer einem Ätzprozeß unterzogen, wodurch die Schicht entsprechend dem Muster auf der Maske strukturiert wird. Der noch verbliebene Photolack wird dann von den verbleibenden Teilen der Schicht entfernt. Dieser Prozeß wird so oft wiederholt, bis alle Schichten auf dem Wafer aufgebracht sind.
Die in Projektionsbelichtungsanlagen eingesetzten Spiegel weisen im allgemeinen eine aus mehreren Einzelschichten aufgebaute Reflex-Beschichtung auf, deren Reflexionskoef- fizient häufig über 90% liegt. Linsen und andere refrak- tive optische Elemente werden hingegen mit Antireflex- Beschichtungen versehen, um Lichtverluste und Abbildungsfehler durch unerwünschte Doppelreflexionen an den Grenzflächen der refraktiven optischen Elemente zu verringern.
Bei der Auslegung der Beschichtungen versucht man im allgemeinen, über einen großen Einfallswinkelbereich hinweg bei Reflexbeschichtungen konstant hohe Reflexionskoeffizienten und bei Antireflex-Beschichtungen hohe Transmissionskoeffizienten zu erzielen. Die Koeffizienten sollen zudem möglichst unabhängig vom Polarisationszustand des auftreffenden Lichts sein. Es hat sich allerdings gezeigt, daß es häufig, und zwar insbesondere aus technologischen oder ökonomischen Gründen, sehr schwierig oder sogar unmöglich ist, Beschich- tungen mit derartigen Eigenschaften zu entwerfen und her- zustellen. Als Folge davon müssen entweder Abstriche bei den optischen Eigenschaften der Projektionsbelichtungsan- lage gemacht werden oder sehr hohe Preise in Kauf genommen werden.
Aus der JP 2002-189101 A ist eine Antireflex-Beschichtung bekannt, die über einen Einfallswinkelbereich zwischen 0° und 50° eine Differenz der Reflexionskoeffizienten für s- und p-polarisiertes Licht von weniger als 0.5% hat.
Aus der JP 2004-302113 A ist eine für Projektionsbelich- tungsanlagen geeignete Antireflex-Beschichtung bekannt, die über einen Einfallswinkelbereich zwischen 0° und 70° eine Differenz der Reflexionskoeffizienten für s- und p- polarisiertes Licht von weniger als 1% hat. Über einen Teil des Winkelspektrums hinweg ist der Reflexionskoeffizient R3 für das s-polarisierte Licht kleiner als der Re- flexionskoeffizient Rp für das p-polarisierte Licht.
Nachteilig bei den dort beschriebenen Beschichtungen ist allerdings, daß die äußersten Schichten eine sehr geringe Packungsdichte haben. Dies hat zur Folge, daß diese Schichten durch Umwelteinflüsse stärker angegriffen wer- den und deswegen in zeitlicher Hinsicht weniger stabil sind. Aus der EP 0 994 368 A2 ist eine für Projektionsbelich- tungsanlagen geeignete Antireflex-Beschichtung bekannt, deren mittleres Reflexionsvermögen über einen Einfallswinkelbereich zwischen 0° und 46° kleiner ist als 0.5% und bis zu Einfallswinkeln von etwa 56° kleiner ist als 2%. Bei Einfallswinkeln unterhalb von 56° ist die Differenz der Reflexionskoeffizienten für s- und p-polari- siertes Licht kleiner als etwa 0.3%. Für Einfallswinkel oberhalb von 56° steigt allerdings sowohl das mittlere Reflexionsvermögen als auch die Differenz der Reflexionskoeffizienten stark an; bei 70° beträgt die Differenz etwa 5%. Da bei besonders hochaperturigen Projektionsobjektiven je nach Linsenform und -läge Einfallswinkel bis 70° auftreten können, wird diese bekannte Antireflex- Beschichtung allerhöchsten Ansprüchen nicht gerecht.
Die US 6 628 456 B2 beschreibt für Proj ektionsbelich- tungsanlagen geeignete Antireflex-Beschichtungen, die ein niedriges mittleres Reflexionsvermögen haben. Abhängigkeiten vom Polarisationszustand oder Einfallswinkel wer- den dort nicht betrachtet.
Aus der unveröffentlichten provisorischen ÜS-Anmeldung 60/741,605, angemeldet am 02. Dezember 2005, sind Antire- flex-Beschichtungen bekannt, bei denen die Phasenaufspaltung besonders gering ist. Erreicht wird dies durch die Verwendung formdoppelbrechender Beschichtungen, wobei die durch die Formdoppelbrechung hervorgerufene Verzögerung die Verzögerung, die durch unterschiedliche Fresnel- Koeffizienten für die s- und p-Komponente hervorgerufene Verzögerung zumindest weitgehend kompensiert. Allerdings können auch dort für große Einfallswinkelbereiche erhebliche Polarisationsabhängigkeiten des Reflexionsvermögens auftreten.
Aus der US 2005/0254120 Al ist ein katadioptrisches Projektionsobjektiv bekannt, bei dem ein erster Spiegel eine Beschichtung hat, welche die s-Komponente des Projektionslichts stärker reflektiert. Ein zweiter Spiegel re- flektiert hingegen die p-Komponente stärker, wodurch insgesamt eine weitgehende Polarisationsunabhängigkeit des Polarisationsvermögens erzielt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Projektionsbelich- tungsanlage mit optischen Elementen anzugeben, deren (An- ti-) Reflex-Beschichtungen einerseits kostengünstig sind und die andererseits die Abbildungseigenschaften des Projektionsobjektivs nicht nennenswert beeinträchtigen.
Bezüglich der Antireflex-Beschichtungen wird diese Aufga- be durch eine mikrolithographische Projektionsbelich- tungsanlage mit einem optischen Element gelöst, das zur Verringerung des Reflexionsvermögens eine Antireflex- Beschichtung trägt. Diese ist derart ausgelegt, daß über einen Einfallswinkel im Bereich von 0° bis 70° sich die Transmissionskoeffizienten der Antireflex-Beschichtung für zueinander orthogonale Polarisationszustände um nicht mehr als 10%, vorzugsweise um nicht mehr als 3%, weiter vorzugsweise um nicht mehr als 1%, voneinander unterscheiden. Ferner weist die Projektionsbelichtungsanlage Mittel zur Homogenisierung einer Intensitätsverteilung auf, die vorzugsweise in oder in der Nähe einer Feldoder Pupillenebene angeordnet sind.
Entsprechendes gilt für Reflexionskoeffizienten von Re- flex-Beschichtungen .
Die Mittel zur Homogenisierung der Intensitätsverteilung sorgen dafür, daß größere Winkelabhängigkeiten des Transmissionskoeffizienten bzw. des Reflexionskoeffizienten, wie sie bei der polarisationsoptischen Optimierung auftreten können, sich nicht in untolerierbarer Weise auf die Abbildungseigenschaften auswirken. Unter einer Homogenisierung der Intensitätsverteilung wird in diesem Zusammenhang verstanden, daß unerwünschte Schwankungen der Intensitätsverteilung in der Bildebene unterdrückt werden. Die gewünschte Intensitätsverteilung in der Bildebe- ne ist eine Gleichverteilung, so daß in Abwesenheit einer Maske alle Punkte mit der gleichen Intensität bestrahlt werden .
Alternativ hierzu können die Beschichtungen auch derart ausgelegt sein, daß die geringen Unterschiede des Trans- missions- bzw. Reflexionskoeffizienten für orthogonale
Polarisationszustände nicht bei einer einzelnen Beschich- tung erzielt wird, sondern bei der Gesamtwirkung mehrerer oder sogar aller Beschichtungen, die in der Projektions- belichtungsanlage enthalten sind. Die Einzeloptimierung wird auf diese Weise durch eine Gesamtoptimierung er- setzt. Auch hier sorgen die Mittel zur Homogenisierung der Intensitätsverteilung dafür, daß größere Winkelabhängigkeiten des Transmissionskoeffizienten bzw. des Reflexionskoeffizienten sich nicht in untolerierbarer Weise auf die Abbildungseigenschaften auswirken.
Bei den Mitteln zur Homogenisierung der Intensitätsverteilung kann es sich um Graufilter handeln, wie diese an sich im Stand der Technik bekannt sind. Besonders günstig ist es, wenn ein oder mehrere Graufilter speziell auf die Beschichtung (oder die Gesamtheit aller Beschichtungen) abgestimmt ist bzw. sind. Das Graufilter, das z.B. als einfaches Transmissionsfilter ausgebildet sein kann, kann dabei beispielsweise so ausgebildet sein, daß nur durch die Beschichtung verursachte Schwankungen der Intensitätsverteilung ausgeglichen werden. Schwankungen der In- tensitätsverteilung, die auf andere Ursachen zurückgehen, können z.B. durch andere, vorzugsweise verstellbare Filter oder sonstige Mittel verringert werden.
Größere Phasenfehler, die durch die Beschichtungen verursacht werden, können durch Mittel zur Korrektur von Pha- senfehlern, z.B. an sich bekannte Manipulatoren oder lokale nicht rotationssymmetrische Oberflächendeformationen, korrigiert werden. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind ferner Antire- flex-Beschichtungen mit besonders vorteilhaften polarisationsoptischen Eigenschaften. So werden Antireflex- Beschichtungen vorgeschlagen, bei denen sowohl die Refle- xionskoeffizienten als auch die Phase nur geringfügig vom Polarisationszustand abhängen. Andere Antireflex- Beschichtungen haben die Eigenschaft, daß der Reflexionskoeffizient für p-polarisiertes Licht über einen bestimmten Einfallswinkelbereich größer ist als für s-polari- siertes Licht, oder daß innerhalb eines bestimmen Einfallswinkelbereichs p-polarisiertes Licht gegenüber dem s-polarisierten Licht verzögert die Antireflex-Beschich- tung durchtritt. Dadurch wird es möglich, mehrere Reflexoder Antireflex-Beschichtungen so zu kombinieren, daß sich insgesamt ein polarisationsneutrales Verhalten ergibt. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen zeichnen sich die Beschichtungen dadurch aus, daß sie nur Schichten mit einer Packungsdichte von mehr als 85% aufweisen und deswegen sehr beständig sind.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHUNGEN
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbei- spiels anhand der Zeichnungen. Darin zeigen: Figur 1 einen Meridionalschnitt durch eine erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage;
Figur 2 eine Schnittdarstellung (nicht maßstäblich) einer Linse mit einer Antireflex-Beschichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 3 einen Graphen, in dem für das in der Figur 2 gezeigte Ausführungsbeispiel einer Antireflex- Beschichtung das mittlere Transmissionsvermögen in Abhängigkeit vom Einfallswinkel aufgetragen ist;
Figur 4 einen Graphen, in dem für das in der Figur 2 gezeigte Ausführungsbeispiel die Differenz der Transmissionskoeffizienten für s- und p- polarisiertes Licht in Abhängigkeit vom Einfallswinkel aufgetragen ist;
Figur 5 einen Graphen, in dem für das in der Figur 2 gezeigte Ausführungsbeispiel die Phasendifferenz zwischen s- und p-polarisiertem Licht in Abhängigkeit vom Einfallswinkel aufgetragen ist;
Figuren 6 bis 9 Graphen, in denen für Antireflex-
Beschichtungen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen die Reflexionskoeffizienten für s- polarisiertes, p-polarisiertes bzw. unpolari- siertes Licht in Abhängigkeit vom Einfallswinkel aufgetragen sind;
Figuren 10 und 11 Graphen, in denen für Antireflex-
Beschichtungen gemäß zwei anderen Ausführungs- beispielen die Reflexionskoeffizienten für s- polarisiertes, p-polarisiertes bzw. unpolari- siertes Licht sowie die Phasendifferenz in Abhängigkeit vom Einfallswinkel aufgetragen sind.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die Figur 1 zeigt einen Meridionalschnitt durch eine insgesamt mit 10 bezeichnete mikrolithographische Projekti- onsbelichtungsanlage in stark schematisierter und nicht maßstäblicher Darstellung. Die Projektionsbelichtungsan- lage 10 weist ein Beleuchtungssystem 12 mit einer Licht- quelle 14 zur Erzeugung eine Projektionslichtbündels 13 auf. Die Lichtquelle 14, bei der es sich z.B. um einen Excimer-Laser handeln kann, erzeugt kurzwelliges Projektionslicht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Wellenlänge des Projektionslichts 193 nm. Die Verwen- düng anderer Wellenlängen, z.B. 157 nm oder 248 nm, ist ebenfalls möglich.
Das Beleuchtungssystem 12 enthält ferner eine mit 16 angedeutete Beleuchtungsoptik mit einem Depolarisator 17 und einer Feldblende 18. Die Beleuchtungsoptik 16 formt das von der Lichtquelle 14 erzeugte Projektionslichtbün- del in der gewünschten Weise um und ermöglicht die Einstellung unterschiedlicher Beleuchtungswinkelverteilungen. Zu diesem Zweck kann die Beleuchtungsoptik 16 beispielsweise austauschbare diffraktive optische Elemente und/oder Mikrolinsen-Arrays enthalten. Da derartige Beleuchtungsoptiken 16 im Stand der Technik bekannt sind, siehe z.B. US 6 285 443 A, kann auf die Erläuterung weiterer Einzelheiten hierzu verzichtet werden.
Ein Objektiv 19 des Beleuchtungssystems 12 bildet die Feldblende 18 scharf auf eine nachgeordnete Objektebene eines Projektionsobjektivs 20 ab.
Das Projektionsobjektiv 20 enthält eine Vielzahl von Linsen und anderen optischen Elementen, von denen der Übersichtlichkeit halber in der Figur 1 lediglich einige bei- spielhaft angedeutet und mit Ll bis L6 bezeichnet sind. Daneben kann das Projektionsobjektiv 20 auch andere optische Elemente, z.B. abbildende oder der Faltung des Strahlengangs dienende Spiegel oder Filterelemente, enthalten. Bei extrem kurzen Wellenlängen, z.B. 13 nm, ent- hält das Projektionsobjektiv 20 ausschließlich Spiegel als Abbildungselemente, da für diese kurzen Wellenlängen keine ausreichend transparenten Linsenmaterialien zur Verfügung stehen. Entsprechendes gilt auch für das Beleuchtungssystem 12.
Das Projektionsobjektiv 20 dient dazu, eine in einer Objektebene 22 des Projektionsobjektivs 20 anordenbare und von dem Projektionslichtbündel 13 beleuchtete Maske 24 verkleinert auf eine lichtempfindliche Schicht 26 abzubilden, bei der es sich z.B. um einen Photolack handeln kann. Die Schicht 26 befindet sich in einer Bildebene 28 des Projektionsobjektivs 20 und ist auf einen Träger 29, z.B. einen Silizium-Wafer, aufgebracht.
Die in dem Beleuchtungssystem 12 und dem Projektionsobjektiv 20 enthaltenen Linsen sind mit einer Antireflex- Beschichtung versehen. Die Antireflex-Beschichtung hat die Aufgabe, den Anteil des Lichts, der an den Grenzflächen der Linsen reflektiert wird und dadurch für die Projektion verloren geht oder zu Doppelreflexen führt, zu verringern. Die Beschichtungen enthalten in der Regel eine Vielzahl von dünnen Einzelschichten, deren Brechzahlen und Dicken so gewählt sind, daß für die Wellenlänge des Projektionslichts 13 die gewünschten Eigenschaften erzielt werden.
Bei diesen Eigenschaften handelt es sich bei Antireflex- Beschichtungen vor allem um ein sehr hohes Transmissions- vermögen von mehr als 98%. Ein solch hohes Transmissionsvermögen soll für einen großen Einfallswinkelbereich erzielt werden. Insbesondere bei sehr hochaperturigen Projektionsobjektiven 20 können Einfallswinkel auftreten, die bis zu 70°, im Einzelfall auch mehr, betragen. Hängt das Transmissionsvermögen zu stark vom Einfallswinkel ab, so führt dies bei pupillennahen Beschichtungen zu feldabhängigen Strukturbreitenschwankungen und bei feldnahen Beschichtungen zu winkelabhängigen Strukturbreitenschwankungen.
Daneben erwartet man von den auf den Linsen aufgebrachten Antireflex-Belichtungen, daß sie diese optischen Eigen- Schäften unabhängig vom Polarisationszustand des auftreffenden Projektionslichts 13 haben. Variiert bei einer Antireflex-Beschichtung das Transmissionsvermögen für orthogonale Polarisationszustände zu stark, so kann diese Polarisationsabhängigkeit zu unerwünschten Abbildungsfeh- lern führen. Dies hängt damit zusammen, daß trotz Verwendung eines Depolarisators 17 im Beleuchtungssystem 12 das Projektionslicht 13 beim Durchtritt durch das Projektionsobjektiv 20 nicht vollständig depolarisiert bleibt. Ursache hierfür können z.B. intrinsisch oder spannungs- doppelbrechende Linsenmaterialien, polarisierende Maskenstrukturen sowie die hier in Rede stehenden Polarisationsabhängigkeiten bei Antireflex- und Reflex-Beschich- tungen sein.
Ist eine Antireflex-Beschichtung in der Nähe einer FeId- ebene angeordnet, so führt die Polarisationsabhängigkeit ihres Transmissionsvermögens zu über das Bildfeld schwankenden Intensitäten, wenn das Projektionslicht über das Feld hinweg eine variierende Polarisationsvorzugsrichtung hat. Solche Intensitätsschwankungen in einer Feldebene machen sich am Bauelement als unerwünschte feldabhängige Strukturbreitenschwankungen bemerkbar. Ist eine Antire- flex-Beschichtung mit polarisationsabhängigem Transmissi- onsvermögen hingegen pupillennah angeordnet, so kann eine bereits vorhandene Winkelabhängigkeit des Polarisationszustands ebenfalls zu unerwünschten Strukturbreitenschwankungen führen.
Aus diesem Grunde versucht man bei der Entwicklung einer Antireflex-Beschichtung, die Differenz des Transmissionskoeffizienten ΔT für orthogonale Polarisationszustände kleiner als 10%, besser noch kleiner als 3%, zu halten.
(Anti-) Reflex-Beschichtungen von Linsen und Spiegeln kön- nen ferner dazu führen, daß sich die Phase des die Be- schichtungen durchtretenden Lichts in Abhängigkeit vom Polarisationszustand ändert. Die Beschichtung wird auf diese Weise optisch doppelbrechend, was sich ungünstig auf die Abbildungsqualität in der Bildebene auswirkt. Deswegen sollte die zulässige Phasendifferenz Δφ zwischen orthogonalen Polarisationszuständen kleiner als 1/10 der Wellenlänge λ des Projektionslichts 13 betragen.
Ein hohes mittleres Transmissionsvermögen einerseits sowie eine geringe Polarisationsabhängigkeit des Transmis- sionsvermögens und der Phase andererseits über einen größeren Einfallswinkelbereich hinweg sind allerdings nicht oder allenfalls mit äußerst großem Aufwand zu realisieren .
Erfindungsgemäß sind die Beschichtungen in der Projek- tionsbelichtungsanlage 10 deswegen so ausgelegt, daß die Polarisationsabhängigkeit des Transmissionskoeffizienten und der Phase über einen großen Einfallswinkelbereich hinweg gering gehalten wird. Das mittlere Transmissionsvermögen sowie die mittleren Phasen können hingegen über den Einfallswinkelbereich hinweg spürbar variieren. Die damit einhergehenden Störungen der Abbildung werden auf vergleichsweise einfache Weise, z.B. mit Hilfe von Graufiltern oder - im Falle von Phasenfehlern - lokalen rotationsasymmetrischen Oberflächendeformationen korrigiert.
Eine weitgehende Polarisationsunabhängigkeit bedeutet konkret im Falle von Antireflex-Beschichtungen, daß die Transmissionskoeffizienten für zueinander orthogonale Po- larisationszustände um nicht mehr als 10%, vorzugsweise um nicht mehr als 3%, weiter vorzugsweise um nicht mehr als 1%, voneinander über einen Einfallswinkelbereich von 70° hinweg voneinander abweichen. Entsprechendes gilt im Falle von Reflex-Beschichtungen für die Reflexionskoeffizienten .
Derartig ausgelegte Schichtsysteme lassen sich mit rela- tiv geringem Aufwand entwickeln und herstellen. Wie man dabei im einzelnen vorgeht, ist in Standardlehrbüchern, z.B. T.W. Baumeister "Optical Coating Technology", entnehmbar .
Die Figur 2 zeigt in einem seitlichen Schnitt aus- schnittsweise ein Ausführungsbeispiel einer Antireflex- Beschichtung 32, bei der die Transmissionskoeffizienten für zueinander orthogonale Polarisationszustände um nicht mehr als 1% voneinander abweichen. Die Antireflex- Beschichtung 32 besteht aus 6 dünnen Einzelschichten Ll bis L6, deren Material und optische Dicken in der Tabelle 1 spezifiziert sind. Die Antireflex-Beschichtung 32 ist auf einer konkaven Fläche 34 einer Linse 36 aufgebracht, die beispielsweise aus Quarzglas besteht, und für eine Wellenlänge von λ = 193 nm ausgelegt. Die Größe QWOT (quarter wave optical thickness) bezeichnet die optische Dicke, d.h. das Produkt aus Brechzahl und geometrischer Dicke, in Einheiten einer Viertelwellenlänge.
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Tabelle 1: Schichtspezifikation Ausführungsbeispiel 1
Prinzipiell ebenfalls geeignet, wenngleich auch wegen der geringen Beständigkeit weniger bevorzugt, ist die in der eingangs genannten JP 2004-302113 A als Ausführungsbeispiel 4 beschriebene Beschichtung, die aus drei Schichten aufgebaut ist. Die ebenfalls eingangs erwähnte EP 0 994 368 A2 beschreibt eine beständigere Beschichtung aus fünf Schichten, bei der allerdings im genannten Einfallswinkelbereich von 0° bis 70° die Transmissionskoeffizienten für orthogonale Polarisationszustände um etwa 5% voneinander abweichen. Es sei im folgenden angenommen, daß der Lichtstrahl 30 sowohl eine durch Doppelpfeile angedeutete p-polarisierte Komponente 38 als auch eine durch schwarze Kreise 40 angedeutete s-polarisierte Komponente enthält. Der größte Teil des auf die Antireflex-Beschichtung 32 auftreffenden Lichts wird transmittiert, wobei die Transmissionskoeffizienten T3 und Tp für die s-polarisierte Komponente 40 bzw. die p-polarisierte Komponente 38 sich geringfügig unterscheiden. In der Figur 2 ist dieser geringfügige Un- terschied dadurch angedeutet, daß der Pfeil 42s für die transmittierte s-polarisierte Komponente 40 etwas länger ist als der Pfeil 42p für die transmittierte p- polarisierte Komponente 38.
Im allgemeinen unterscheidet sich auch das Reflexionsver- mögen der Antireflex-Beschichtung 32 je nach dem Polarisationszustand des auftreffenden Lichts, was in der Figur 2 in übertrieben dargestellter Weise bei 44 angedeutet ist .
Das mittlere Transmissionsvermögen (J1) der Antireflex- Beschichtung 32 ist durch die nachfolgende Gleichung (1) gegeben:
(r)=(|7;|+|7;|)/2 (D Die Polarisationsabhängigkeit des Transmissionsvermögens wird am besten durch die Differenz der Transmissionskoeffizienten T3 und Tp gemäß der Gleichung (2)
Figure imgf000020_0001
beschrieben. Für die mittlere Phase (φ) und die Phasendifferenz Δφ gelten die Gleichungen (3) bzw. (4) :
Figure imgf000020_0002
Figure imgf000020_0003
Die Figuren 3, 4 und 5 zeigen Graphen, in denen für die Antireflex-Beschichtung 32 das mittlere Transmissionsvermögen (r) , die Differenz der Transmissionskoeffizienten
AT gemäß Gl. (2) und die Phasendifferenz gemäß Gl. (4) jeweils in Abhängigkeit vom Einfallswinkel α aufgetragen sind. Man erkennt, daß über einen Winkelbereich von 70° hinweg ΔT < 1% und Δφ < 0.1 -λ gilt. Das mittlere Transmissionsvermögen (r) ist über diesen Einfallswinkelbereich jedoch nicht durchweg höher als 98%, sondern fällt für große Einfallswinkel auf Werte unter 92% ab. Daher kann es zu den oben genannten feld- und/oder winkelabhängigen Intensitätsschwankungen kommen. Um Intensitätsschwankungen in der Bildebene 28 zu vermeiden, können Graufilter eingesetzt werden, die ebenfalls feldnah zu positionieren sind. Alternativ hierzu ist es möglich, Filterelemente mit winkelabhängigem Transmissi- onsvermögen pupillennah zu positionieren. Ein solches winkelabhängiges Graufilter ist in der Figur 1 mit 50 angedeutet. Weitere Ausbildungen von Graufiltern, die in diesem Zusammenhang geeignet sind, können der US 2005/0018312 Al entnommen werden.
Bei scannenden Projektionsbelichtungsanlagen 10 kommt ferner in Betracht, im Beleuchtungssystem 12 eine Feldblende einzusetzen, die eine Vielzahl einzeln verfahrbarer Blendenelemente umfaßt. Derartige an sich bekannte Feldblenden, wie sie beispielsweise in der EP 0 952 491 A2 beschrieben sind, ermöglichen es, die Strahlungsdosis in der Bildebene 28 in Abhängigkeit von der Längsposition des schlitzförmigen Lichtfeldes zu verändern.
Befindet sich die Antireflex-Beschichtung 32 hingegen in der Nähe einer Pupillenebene, so wird dadurch eine Pupil- lenapodisierung erzeugt. Solche Pupillenapodisierungen können mit geeignet ausgelegten Antireflex-Schichten in der Nähe einer Pupillenebene korrigiert werden. Eine Verkippung der Pupillenapodisierung, die durch die Zernike- Koeffizienten Z2/Z3 beschrieben werden kann, läßt sich mit einer Spiegelschicht korrigieren. Stärkere Doppelreflexe, die durch das bei bestimmten Winkeln niedrigere mittlere Transmissionsvermögen (T^ auftreten können, lassen sich mit Streublenden abfangen.
Da auch die mittlere skalare Phase (φ) bei der Optimie- rung der Antireflex-Beschichtung nicht im Vordergrund steht, können die durch die Antireflex-Beschichtung 32 entstehenden Phasenfehler zu Abbildungsfehlern führen.
Solche Abbildungsfehler lassen sich mit an sich bekannten Manipulatoren zumindest in gewissen Grenzen korrigieren. Eine besonders gute Korrektur gelingt, wenn Grenzflächen optischer Elemente oder eigens hier vorgesehener Platten lokal und nicht-rotationssymmetrisch deformiert werden. Die Deformationen, die durch Materialauf- oder -abtrag erzeugt werden können, liegen dabei in der Größenordnung von wenigen Nanometern, vorzugsweise unterhalb von 50 Na- nometern .
Anstatt die einzelnen Antireflex-Beschichtungen jeweils unter dem Gesichtspunkt einer möglichst geringen Polarisationsabhängigkeit zu optimieren, kann auch eine Gesamt- Optimierung mehrerer oder aller in dem Projektionsobjektiv 20 und gegebenenfalls in der gesamten Projektionsbe- lichtungsanlage 10 enthaltener Antireflex-Beschichtungen vorgenommen werden. Die vorstehend genannten Bedingungen lassen sich dann als ΔTgesamt < 10 % , vorzugsweise <3%, weiter vorzugsweise < 1% und
Δφgesamt < λ/ 10
beschreiben.
Selbstverständlich gelten die vorstehenden Überlegungen entsprechend auch für Reflex-Beschichtungen, wie sie bei gekrümmten Abbildungsspiegeln oder ebenen Umlenkspiegeln in Projektionsbelichtungsanlagen 10 eingesetzt werden.
Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele für An- tireflex-Beschichtungen beschrieben, von denen einige ebenfalls eine besonders kleine Differenz zwischen den Transmissionskoeffizienten für orthogonale Polarisations- zustände haben. Bei anderen Ausführungsbeispielen ist diese Differenz zwar größer, jedoch werden über einen größeren Einfallswinkelbereich hinweg besonders hohe durchschnittliche Transmissionskoeffizienten und/oder besonders geringe Phasenaufspaltungen erzielt. Ergänzend sei darauf hingewiesen, daß nunmehr das Transmissionsverhalten nicht mehr durch Angabe der Transmissionskoeffi- zienten T, sondern der Reflexionskoeffizienten R beschrieben wird. Bei vernachlässigbarer Absorption der Be- schichtungen gilt T = I - R. Kleine Reflexionskoeffizienten entsprechen somit großen Transmissionskoeffizienten und umgekehrt. Ausführungsbeispiel 2
In der Tabelle 2 ist die Schichtspezifikation für ein Ausführungsbeispiel einer Antireflex-Beschichtung angegeben, die insgesamt vier Schichten aufweist. Die Figur 6 zeigt einen Graphen, in dem für diese Antireflex- Beschichtung die Reflexionskoeffizienten R3, Rp und Ra für s-polarisiertes, p-polarisiertes bzw. unpolarisiertes Licht in Abhängigkeit vom Einfallswinkel aufgetragen sind.
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Tabelle 2: Schichtspezifikation Ausführungsbeispiel 2
Wie auch beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel 1 werden die Schichten ausgehend von dem Trägermaterial, bei dem es sich zum Beispiel um eine Linse oder eine plan-parallele Platte handeln kann, gezählt. Bei diesem und den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird als Material des Trägers (Substrat) CaF2 angenommen, das bei einer Wellenlänge von 193 nm eine Brechzahl von etwa 1.56 hat. Es können jedoch auch andere Trägermate- rialien, z.B. synthetisches Quarzglas (Siθ2) oder Barium- fluorid (BaF2) verwendet werden; die optischen Eigenschaften der Antireflex-Beschichtung werden dadurch nur relativ geringfügig verändert.
Als Material für die höher brechenden Schichten wurde Lanthanfluorid (LaF3) angenommen, das bei einer Wellenlänge von 193 nm eine Brechzahl von etwa 1.69 hat. Für die niedriger brechenden Schichten wurde Magnesiumfluorid (MgF2) angenommen, das bei der gleichen Wellenlänge eine Brechzahl von etwa 1.43 hat. Zur Herstellung der Schich- ten kann auf die bekannten Herstellungsverfahren, z.B. PVD- oder CVD-Verfahren, zurückgegriffen werden.
Selbstverständlich können die genannten Materialien für die höher brechenden Schichten und die niedriger brechenden Schichten auch durch andere Materialien mit jeweils ähnlichen Brechzahlen ersetzt werden. Als höher brechende Materialien sind neben LaF3 insbesondere NdF3, Al2O3 sowie ErF3 geeignet. Für die niedriger brechenden Materialien kommen neben MgF2 beispielsweise auch AlF3, Chiolith oder Kryolith in Betracht. Da diese Materialien etwas andere Brechzahlen als die in der Tabelle 2 genannten Materialien haben, können sich für die dort in Einheiten von QWOT (quarter wave optical thickness) angegebenen optischen Dicken Abweichungen ergeben. Diese sind in der letzten Zeile der Tabelle 2 in Form von Bereichsangaben aufge- führt. Auch bei der Verwendung von LaF3 und MgF2 kann es sinnvoll sein, optische Dicken innerhalb der in der Ta- Wertebereiche zu verwenden, um z.B. eine Feinabstimmung vorzunehmen .
Die genannten höher und niedriger brechenden Materialien haben gemein, daß sich mit ihnen Brechzahlen im Bereich zwischen etwa 1.60 und 1.92 bzw. im Bereich zwischen etwa 1.37 und 1.44 erzielen lassen, ohne daß dabei die Pak- kungsdichte unter einen Wert von 85% absinkt. Dadurch sind diese Schichten sehr beständig und verändern auch nach längeren Betriebszeiten und unter unterschiedlichen Umwelteinflüssen ihre optischen Eigenschaften nicht wesentlich .
Aus dem in der Figur 6 gezeigten Graphen geht hervor, daß sich bei dieser aus nur vier Schichten bestehenden Anti- reflex-Beschichtung die Reflexionskoeffizienten R3 und Rp für s-polarisiertes bzw. p-polarisiertes Licht über einen Einfallswinkelbereich zwischen 0° und 60° nur sehr gering, nämlich um nicht mehr als 1%, voneinander unterscheiden. Für einen Einfallswinkelbereich zwischen 0° und 50° liegt nicht nur die Differenz, sondern auch der Abso- lutwert der Reflexionskoeffizienten R3 und Rp unterhalb von 1%.
Eine Besonderheit dieser Antireflex-Beschichtung besteht darin, daß für Einfallswinkel zwischen etwa 35° und 55° der Reflexionskoeffizient R3 für s-polarisiertes Licht geringer ist als der Reflexionskoeffizient Rp für p- polarisiertes Licht. Ein solches Verhalten, das erstmals in der eingangs genannten JP 2004-302113 - allerdings für einen Einfallswinkelbereich oberhalb von 55° - beschrieben wurde, ist deswegen ungewöhnlich, weil gemäß den Fresnel-Gleichungen p-polarisiertes Licht grundsätzlich besser transmittiert wird als s-polarisiertes Licht.
Diese ümkehrung des an sich üblichen Reflexionsverhaltens über einen bestimmten Winkelbereich hinweg kann vorteilhaft dazu ausgenutzt werden, um Wirkungen, die durch das übliche polarisationsabhängige Reflexionsverhalten an an- deren Beschichtungen entstanden sind, zu kompensieren. Auch wenn, wie dies das erste Ausführungsbeispiel und auch einige der nachfolgenden Ausführungsbeispielen zeigen, die Differenz der Reflexionskoeffizienten für das s- polarisierte und p-polarisierte Licht sehr klein gehalten werden kann, so erfordert dies doch häufig komplexere Schichtsysteme mit sechs oder mehr einzelnen Schichten, deren Herstellung entsprechend aufwendig ist. Kombiniert man hingegen eine Antireflex-Beschichtung mit den in der Figur 6 gezeigten Eigenschaften mit einer anderen einfach aufgebauten Antireflex-Beschichtung, die über einen Einfallswinkelbereich eine höhere Reflektivität für s- polarisiertes als für p-polarisiertes Licht hat, so läßt sich insgesamt ein polarisationsneutrales Verhalten erzielen.
Dabei ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die Antireflex-Beschichtungen, deren Polarisationsabhängigkeiten sich kompensieren sollen, das beschriebene Verhalten im gleichen Einfallswinkelbereich haben. Lichtstrahlen, die an einer optischen Fläche unter großen Einfallswinkeln auftreffen, können an einer anderen optischen Fläche unter kleinen Einfallswinkeln auftreffen und umgekehrt. Werden zwei gleich aufgebaute Antireflex-Beschichtungen, die Bereiche mit R3 > Rp und R3 < Rp haben, auf derart ausgewählte optische Flächen aufgebracht, so können sich ihre Polarisationsabhängigkeiten gegenseitig neutralisieren. Am einfachsten liegen die Verhältnisse allerdings in der Regel dann, wenn die kompensierenden Antireflex- Beschichtungen auf der Eintritts- und der Austrittsfläche eines optischen Element, z.B. einer Linse, aufgebracht sind. Häufig versucht man nämlich bei der Auslegung optischer Systeme, die Einfallswinkel auf der Eintritts- und der Austrittsfläche der optischen Linsen ähnlich auszulegen. Liegen zwischen den Antireflex-Beschichtungen hingegen zahlreiche andere optische Elemente, so kann sich die Einfallswinkelverteilung in relativ komplizierter Weise durch die dazwischen liegenden optischen Elemente verän- dern.
Es versteht sich, daß die in der Tabelle 2 aufgeführte Schichtspezifikation nicht über die gesamte Fläche des optischen Elements hinweg gleich sein muß. Da unterschiedliche Bereiche auf einem optischen Element häufig unterschiedlichen Verteilungen von Einfallswinkeln ausgesetzt sind, kann es sinnvoll sein, auf den unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche Antireflex-Beschichtungen aufzubringen, die an das jeweils auftretende Winkelspektrum optimal angepaßt sind.
Ausführungsbeispiel 3
In der Tabelle 3 ist die Schichtspezifikation für ein Ausführungsbeispiel einer Antireflex-Beschichtung angegeben, die insgesamt acht Schichten aufweist. Die Figur 7 zeigt einen Graphen, in dem für diese Antireflex- Beschichtung die Reflexionskoeffizienten R3, Rp und Ra für s-polarisiertes, p-polarisiertes bzw. unpolarisiertes Licht in Abhängigkeit vom Einfallswinkel aufgetragen sind.
Figure imgf000029_0001
Tabelle 3: Schichtspezifikation Ausführungsbeispiel 3
In dem Graphen der Figur 7 ist erkennbar, daß hier bei Einfallswinkeln von mehr als etwa 40° das Reflexionsverhalten vom an sich üblichen Verhalten abweicht, weil dort s-polarisiertes Licht deutlich weniger reflektiert wird als p-polarisiertes Licht. Die negative Differenz ΔR = R3 - Rp der Reflexionskoeffizienten R3 und Rp nimmt ober- halb von Einfallswinkeln von etwa 50° wesentlich stärker zu, als dies bei dem anhand der Figur 12 der JP 2004- 302113 gezeigten Antireflex-Beschichtung der Fall ist. Daher läßt sich die Antireflex-Beschichtung mit der in der Tabelle 3 angegebenen Schichtspezifikation noch besser zur Kompensation von Polarisationsabhängigkeiten anderer Schichten einsetzen, wie dies vorstehend zum Ausführungsbeispiel 2 erläutert wurde.
Ein wesentlicher Vorteil gegenüber der in der JP 2004- 302113 beschriebenen Antireflex-Beschichtung besteht vor allem darin, daß bei der hier beschriebenen Antireflex- Beschichtung nur Schichten verwendet werden, die eine Packungsdichte von mehr als 85% haben. Bei dem in der JP 2004-302113 beschriebenen Ausführungsbeispiel hingegen liegt die Packungsdichte der untersten Schicht bei lediglich 49%, um die niedrige Brechzahl von 1.21 realisieren zu können. Eine solche niedrige Packungsdichte ist deswegen nachteilig, weil eine solche wenig kompakte Schicht anfällig gegenüber Umwelteinflüssen ist und deswegen in zeitlicher Hinsicht relativ schnell ihre optischen Eigenschaften verändert.
Ausführungsbeispiel 4
In der Tabelle 4 ist die Schichtspezifikation für ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Antireflex- Beschichtung angegeben, die insgesamt sieben Schichten aufweist. Die Figur 8 zeigt einen Graphen, in dem für diese Antireflex-Beschichtung die Reflexionskoeffizienten für s-polarisiertes, p-polarisiertes und unpolarisiertes Licht in Abhängigkeit vom Einfallswinkel aufgetragen sind.
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Tabelle 4: Schichtspezifikation Ausführungsbeispiel 4
Zwischen Einfallswinkeln von 0° und 60° unterscheiden sich die Reflexionskoeffizienten für s-polarisiertes und p-polarisiertes Licht nur sehr geringfügig, nämlich um nicht mehr als etwa 0.1%. Die Absolutwerte für die Reflexionskoeffizienten Rs und Rp sind in einem Winkelbereich zwischen etwa 20° und 50° mit weniger als 4% ebenfalls sehr gering. Dadurch eignet sich diese Antireflex- Beschichtung insbesondere für solche optische Elemente, bei denen Licht nur oder zumindest überwiegend schräg mit Einfallswinkeln im genannten Bereich auftrifft.
Die Antireflex-Beschichtung mit der in der Tabelle 4 angegebenen Schichtspezifikation ist auch im Hinblick darauf optimiert worden, eine möglichst geringe Phasendifferenz Δφ zwischen s-polarisiertem und p-polarisiertem Licht nach dem Durchtritt der Antireflex-Beschichtung zu erzielen. Um eine geringe Phasendifferenz Δφ zu erreichen, ist es günstig, wenn die Beschichtung aus möglichst wenigen Schichten besteht, zumindest aber die Dicke der vorhandenen Schichten möglichst gering ist. Ein Vergleich der in der Tabelle 4 angegebenen Schichtspezifikation mit der in der Tabelle 3 angegebenen Schichtspezifikation für das Ausfϋhrungsbeispiel 3 zeigt, daß diesen Vorgaben entsprochen werden kann, ohne daß es dadurch zu untolerier- bar hohen Differenzen ΔR = R3 - Rp kommt. In dem Ausführungsbeispiel 4 wurde eine Phasendifferenz erzielt, die für Einfallswinkel zwischen 0° und 50° kleiner ist als 0.5° und erst bei einem Einfallswinkel von 70° auf etwa 6° erreicht.
Macht man ausgehend von der in der Tabelle 4 angegebenen Schichtspezifikation alle Schichten um etwa 7% dünner, so verlagert sich der Bereich besonders niedriger Reflexionskoeffizienten zu kleineren Einfallswinkeln hin, wie dies dem Graphen der Figur 9 entnehmbar ist. Durch diese Abwandlung ist die Antireflex-Beschichtung besonders für Einfallswinkel zwischen 0° und etwa 40° geeignet. In diesem Einfallswinkelbereich liegen die Reflexionskoeffizienten Rs und Rp für s-polarisiertes bzw. p-polari- siertes Licht beide unterhalb von etwa 0.2%; die Diffe- renz ΔR zwischen den Reflexionskoeffizienten sind um annähernd eine Größenordnung kleiner. Die Phasendifferenz Δφ verlagert sich hier ebenfalls zu kleineren Einfalls- winkeln hin. Deswegen liegt die Phasendifferenz Δφ bei Einfallswinkeln von 70° etwas höher, nämlich bei 10°.
Ausführungsbeispiel 5
Auch bei den Ausführungsbeispielen 2 und 3 kann die Phasenaufspaltung verringert werden, wenn es gelingt, vor allem die dickeren Schichten dünner zu machen.
Die Tabelle 5 zeigt die Schichtspezifikation für eine An- tireflex-Beschichtung, die ausgeht von der in der Tabelle 3 gezeigten Schichtspezifikation für das Ausführungsbeispiel 3. Die dort vorhandenen dickeren Schichten 2, 4 und 5 sind jetzt erheblich dünner. Lediglich die erste Schicht ist im Gegenzug etwas dicker geworden.
Figure imgf000033_0001
Tabelle 5: Schichtspezifikation Ausführungsbeispiel 5
Die Figur 10 zeigt einen Graphen, in dem für diese Anti- reflex-Beschichtung die Reflexionskoeffizienten für s- polarisiertes, p-polarisiertes und unpolarisiertes Licht in Abhängigkeit vom Einfallswinkel aufgetragen sind. Die Phasendifferenz Δφ für das Ausführungsbeispiel 5 ist mit gestrichelter Linie und für das Ausführungsbeispiel 3 zum Vergleich mit dünner strichpunktierter aufgetragen. Man erkennt deutlich, daß sich durch die Verringerung der Schichtdicken auch erheblich kleinere Phasendifferenzen Δφ für Einfallswinkel von mehr als etwa 30° ergeben. Im Gegenzug dazu hat sich das Reflexionsverhalten durch die vorgenommene Abwandlung nicht erheblich verschlechtert, wir ein Vergleich der Figuren 10 und 7 zeigt.
Ausführungsbeispiel 6
In der Tabelle 6 ist die Schichtspezifikation für ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Antireflex- Beschichtung angegeben, die insgesamt acht Schichten aufweist. Die Figur 11 zeigt einen der Figur 10 entsprechenden Graphen, in dem die Reflexionskoeffizienten für p- polarisiertes , s-polarisiertes und unpolarisiertes Licht sowie die Phasendifferenz Δφ in Abhängigkeit vom Einfallswinkel aufgetragen sind.
Figure imgf000034_0001
Tabelle 6: Schichtspezifikation Ausführungsbeispiel 6 Die Antireflex-Beschichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeichnet sich durch eine besonders geringe Phasendifferenz aus, deren Absolutwert über den gesamten Einfallswinkelbereich zwischen 0° und 70° hinweg 5° nicht überschreitet. Bemerkenswert ist bei dieser Antireflex- Beschichtung ferner, daß die Phasendifferenz Δφ in einem Winkelbereich zwischen 0° und etwa 65° negativ ist. Dies bedeutet, daß innerhalb dieses Winkelbereichs p- polarisiertes Licht gegenüber dem s-polarisierten Licht verzögert die Antireflex-Beschichtung durchtritt. Dieses ungewöhnliche Verhalten kann dazu verwendet werden, eine positive Phasendifferenz in ähnlicher Weise zu kompensieren, wie dies weiter oben im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel 2 für die Reflexionskoeffizienten Rs, Rp er- läutert wurde. Auch hier gilt, daß durch die Kombination von mindestens einer Antireflex-Beschichtung mit positiver Phasendifferenz mit einer anderen Antireflex- Beschichtung mit negativer Phasenaufspaltung erreicht werden kann, daß s-polarisiertes und p-polarisiertes Licht nach dem Durchtritt beider Antireflex-
Beschichtungen keine nennenswerte Phasendifferenz mehr haben .
Dabei ist es z.B. auch möglich, die Beiträge einer Vielzahl von Antireflex-Beschichtungen zu einer größeren positiven Phasendifferenz durch eine einzige oder einige wenige Antireflex-Beschichtungen mit negativer Phasendifferenz zu kompensieren. Auch hier müssen die Winkelbereiche der Antireflex-Beschichtungen mit positiver Phasen- differenz und derjenigen mit negativer Phasendifferenz nicht notwendigerweise übereinstimmen.
Um durch Kombination von unterschiedlichen Antireflex- Beschichtungen ein weitgehend polarisationsneutrales Verhalten hinsichtlich Reflexionsvermögen und Phase zu erzielen, kann man sich Methoden der computerunterstützten Optimierung bedienen, z.B. der Variationsmethode.
Im allgemeinen wird es am einfachsten sein, in einem ersten Schritt die Antireflex-Beschichtungen dahingehend zu optimieren, daß sich insgesamt eine möglichst geringe Differenz des Reflexionsvermögens für orthogonale Polari- sationszustände ergibt. In einem zweiten Schritt können dann auf einer oder einigen wenigen, z.B. 4, Antireflex- Beschichtungen noch bestehende Phasendifferenzen verringert werden. Selbstverständlich kann auch umgekehrt vorgegangen werden, indem man mit der Verringerung der Phasendifferenzen beginnt und anschließend das Reflexionsvermögen optimiert. Auch eine gleichzeitige Optimierung sowohl unter dem Gesichtspunkt des Reflexionsvermögens als auch der Phasendifferenz ist grundsätzlich möglich.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einem optischen Element (36) , das zur Verringerung des Reflexionsvermögens eine Antireflex- Beschichtung (32) trägt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antireflex-Beschichtung (32) derart ausgelegt ist, daß über einen Einfallswinkelbereich von 0° bis 70° sich die Transmissionskoeffizienten der Antireflex-Beschichtung für zueinander orthogonale Polarisationszustände (42p, 42s) um nicht mehr als 10%, vorzugsweise um nicht mehr als 3%, weiter vorzugsweise um nicht mehr als 1%, voneinander unterscheiden, und
daß die Projektionsbelichtungsanlage Mittel (50) zur Homogenisierung einer Intensitätsverteilung aufweist .
2. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einem optischen Element, das zur Erhöhung des Reflexionsvermögens eine Reflex-Beschichtung trägt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Reflex-Beschichtung derart ausgelegt ist, daß über einen Einfallswinkelbereich von 0° bis 70° sich die Reflexionskoeffizienten der Beschichtung für zueinander orthogonale Polarisationszustände um nicht mehr als 10%, vorzugsweise um nicht mehr als 3%, weiter vorzugsweise um nicht mehr als 1%, voneinander unterscheiden, und
daß die Proj ektionsbelichtungsanlage Mittel zur Homogenisierung einer Intensitätsverteilung aufweist.
Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit mehreren optischen Elementen, die zur Verringerung des Reflexionsvermögens eine Antireflex- Beschichtung tragen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antireflex-Beschichtungen derart ausgelegt sind, daß über einen Einfallswinkelbereich von 0° bis 70° sich in der Gesamtwirkung die Transmissionskoeffizienten der mehreren Antireflex- Beschichtungen für zueinander orthogonale Polarisa- tionszustände um nicht mehr als 10%, vorzugsweise um nicht mehr als 3%, weiter vorzugsweise um nicht mehr als 1%, voneinander unterscheiden, und
daß die Projektionsbelichtungsanlage Mittel zur Homogenisierung einer Intensitätsverteilung aufweist.
4. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit mehreren optischen Elementen, die zur Erhöhung des Reflexionsvermögens eine Reflex-Beschichtung tragen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Reflex-Beschichtungen derart ausgelegt sind, daß über einen Einfallswinkelbereich von 0° bis 70° sich in der Gesamtwirkung die Reflexionskoeffizienten der mehreren Reflex-Beschichtungen für zueinander orthogonale Polarisationszustände um nicht mehr als 10%, vorzugsweise um nicht mehr als 3%, weiter vorzugsweise um nicht mehr als 1%, voneinander unterscheiden, und
daß die Projektionsbelichtungsanlage Mittel zur Ho- mogenisierung einer Intensitätsverteilung aufweist.
5. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daß die Mittel zur Homogenisierung einer Intensitätsverteilung ein Graufilter mit einem lokal variierenden Grauwert umfassen.
6. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Graufilter ein trans- missives optisches Element mit lokal variierendem Transmissionsgrad ist.
7. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 5 vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Graufilter ein reflektives optisches Element mit lokal variierendem Reflexionsgrad ist.
8. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, daß das Graufilter die Phasenverteilung hindurchtretenden Projektionslichts unbeeinflußt läßt.
9. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Homogenisierung einer Intensitätsverteilung verstellbare Blendenelemente umfassen, die in einem Beleuchtungssystem der Projektionsbelichtungsanlage angeordnet sind.
10. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Homogenisierung einer Intensitätsverteilung in oder in der Nähe einer Feld- oder Pupillenebene angeordnet sind.
11. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung derart ausgelegt ist, daß die Be- schichtung eine Phasendifferenz zwischen orthogonalen Polarisationszuständen erzeugt, die kleiner sind als ein λ/10, wobei λ die Wellenlänge des in der Projektionsbelichtungsanlage verwendeten Projektionslichts ist, und daß die Projektionsbelichtungsanlage Mittel zur Korrektur von Phasenfehlern umfaßt.
12. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel lokale und nicht rotationssymmetrische Oberflächendeformationen umfassen.
13. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 10, da- durch gekennzeichnet, daß die Mittel derart ausgelegt sind, daß sie ausschließlich durch eine oder mehrere Beschichtungen verursachte Schwankungen der Intensitätsverteilung homogenisieren .
14. Optisches Element einer mikrolithographischen Pro- j ektionsbelichtungsanlage, mit einem Trägermaterial und einer darauf aufgebrachten Antireflex- Beschichtung, die mehrere Schichten umfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß
über einen Einfallswinkelbereich von 0° bis 70° hinweg sich die Transmissionskoeffizienten der An- tireflex-Beschichtung für zueinander orthogonale Polarisationszustände (42p, 42s) um nicht mehr als 1% voneinander unterscheiden, und daß keine der Schichten für die Betriebswellenlänge, für welche die Antireflex-Beschichtung ausgelegt ist, eine Brechzahl von weniger als 1.35 aufweist.
15. Optisches Element nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anti-Reflexbeschichtung, vom Trä- germaterial aus gezählt, sechs Schichten hat, wobei die erste, dritte und fünfte Schicht eine höhere Brechzahl haben als das Trägermaterial und die zweite, vierte und sechste Schicht eine niedrigere Brechzahl haben als das Trägermaterial, und wobei die erste Schicht eine optische Dicke zwischen 1.2 und 1.5 λ/4, die zweite Schicht zwischen 0.35 und 0.65 λ/4, die dritte Schicht zwischen 1.2 und 1.5 λ/4, die vierte Schichte zwischen 1.5 und 2.4 λ/4, die fünfte Schicht zwischen 0.4 und 0.9 und die sechste Schicht zwischen 0.1 und 1.1 λ/4 hat, wobei λ die Betriebswellenlänge ist.
16. Optisches Element nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die höhere Brechzahl zwischen 1.60 und 1.92 und die niedrigere Brechzahl zwischen 1.37 und 1.44 liegt.
17. Optisches Element einer mikrolithographischen Pro- jektionsbelichtungsanlage, mit einem Trägermaterial und einer darauf aufgebrachten Antireflex- Beschichtung, die mehrere Schichten umfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Antireflex-Beschichtung in einem mindestens 10° umfassenden Einfallswinkelbereich, der zwischen 0° und 60° liegt, s-polarisiertes Licht weniger reflektiert als p-polarisiertes Licht.
18. Optisches Element einer mikrolithographischen Pro- jektionsbelichtungsanlage, mit einem Trägermaterial und einer darauf aufgebrachten Antireflex- Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Antireflex-Beschichtung zumindest in einem Einfallswin- kelbereich zwischen 40° und 50° s-polarisiertes Licht weniger reflektiert als p-polarisiertes Licht .
19. Optisches Element nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Anti-Reflexbeschichtung, vom Trä- germaterial aus gezählt, vier Schichten hat, wobei die erste und dritte Schicht eine höhere Brechzahl haben als das Trägermaterial und die zweite und vierte Schicht eine niedrigere Brechzahl haben als das Trägermaterial, und wobei die erste Schicht ei- ne optische Dicke zwischen 1.6 und 2.2 λ/4, die zweite Schicht zwischen 0.8 und 1.5 λ/4, die dritte Schicht zwischen 1.2 und 1.5 λ/4 und die vierte Schichte zwischen 0.9 und 1.1 λ/4 hat, wobei λ die Betriebswellenlänge ist.
20. Optisches Element nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Antireflex-Beschichtung zumindest in einem Einfallswinkelbereich zwischen 50° und 60° s-polarisiertes Licht weniger reflektiert als p- polarisiertes Licht.
21. Optisches Element nach Anspruch 20, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Anti-Reflexbeschichtung, vom Trä- germaterial aus gezählt, acht Schichten hat, wobei die erste, dritte, fünfte und siebente Schicht eine höhere Brechzahl haben als das Trägermaterial und die zweite, vierte, sechste und achte Schicht eine niedrigere Brechzahl haben als das Trägermaterial, und wobei die erste Schicht eine optische Dicke zwischen 1.5 und 2.4 λ/4, die zweite Schicht zwischen 1.7 und 2.1 λ/4, die dritte Schicht zwischen 0.8 und 1.5 λ/4, die vierte Schichte zwischen 1.6 und 2.1 λ/4, die fünfte Schicht zwischen 1.3 und
1.8, die sechste Schicht zwischen 0.8 und 1.5 λ/4, die siebente Schicht zwischen 1.2 und 1.5 λ/4 und die achte Schicht zwischen 0.9 und 1.1 λ/4 hat, wobei λ die Betriebswellenlänge ist .
22. Optisches Element nach Anspruch 19 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die höhere Brechzahl zwischen 1.60 und 1.92 und die niedrigere Brechzahl zwischen 1.37 und 1.44 liegt.
23. Optisches Element nach einem 17 bis 22, dadurch ge- kennzeichnet, daß es innerhalb des Einfallswinkelbereichs einen Teilbereich gibt, in dem s- polarisiertes Licht um 0.2% weniger reflektiert wird als p-polarisiertes Licht.
24. Optisches Element nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß es innerhalb des Einfallswinkelbe- reichs einen Teilbereich gibt, in dem s- polarisiertes Licht um 0.5% weniger reflektiert wird als p-polarisiertes Licht.
25. Optisches Element einer mikrolithographischen Pro- jektionsbelichtungsanlage, mit einem Trägermaterial und einer darauf aufgebrachten Antireflex- Beschichtung, die mehrere Schichten umfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Antireflex-Beschichtung in einem mindestens 10° umfassenden Einfallswinkelbereich, der zwischen 0° und 70° liegt, s-polarisiertes Licht weniger reflektiert als p-polarisiertes Licht, und daß keine der Schichten für die Betriebswellenlänge, für welche die Antireflex-Beschichtung ausgelegt ist, eine Brechzahl von weniger als 1.35 aufweist.
26. Optisches Element einer mikrolithographischen Pro- jektionsbelichtungsanlage, mit einem Trägermaterial und einer darauf aufgebrachten Antireflex- Beschichtung, die mehrere Schichten umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß
über einen Einfallswinkelbereich von 0° bis 60° hinweg sich die Transmissionskoeffizienten der An- tireflex-Beschichtung für zueinander orthogonale Polarisationszustände (42p, 42s) um nicht mehr als 0.2% voneinander unterscheiden.
27. Optisches Element nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Anti-Reflexbeschichtung, vom Trägermaterial aus gezählt, sieben Schichten hat, wo- bei die erste, dritte, fünfte und siebente Schicht eine niedrigere Brechzahl haben als das Trägermate- rial und die zweite, vierte und sechste Schicht eine höhere Brechzahl haben als das Trägermaterial, und wobei die erste Schicht eine optische Dicke zwischen 0.96 und 1.44 λ/4, die zweite Schicht zwischen 0.4 und 0.91 λ/4, die dritte Schicht zwischen 0.2 und 0.4 λ/4, die vierte Schichte zwischen 0.59 und 1.1 λ/4, die fünfte Schicht zwischen 1.06 und 1.24, die sechste Schicht zwischen 1.06 und 1.2 λ/4 und die siebente Schicht zwischen 1.0 und 1.2 λ/4 hat, wobei λ die Betriebswellenlänge ist.
28. Optisches Element einer mikrolithographischen Pro- jektionsbelichtungsanlage, mit einem Trägermaterial und einer darauf aufgebrachten Antireflex- Beschichtung, die mindestens vier Schichten umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß
die, vom Trägermaterial aus gezählt, zweitäußerste Schicht eine optische Dicke von mehr als 1.2 λ/4 und die drittäußerste Schicht eine optische Dicke zwischen 0.8 und 1.5 λ/4 hat, wobei λ die Betriebswellenlänge ist.
29. Optisches Element nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Anti-Reflexbeschichtung mindestens 6 Schichten umfaßt.
30. Optisches Element einer mikrolithographischen Pro- jektionsbelichtungsanlage, mit einem Trägermaterial und einer darauf aufgebrachten Antireflex- BeSchichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß
die, vom Trägermaterial aus gezählt, zweitäußerste Schicht eine optische Dicke von mehr als 1.2 λ/4 und die drittäußerste Schicht eine optische Dicke zwischen 0.8 und 1.5 λ/4 hat, wobei λ die Betriebswellenlänge ist.
31. Optisches Element einer mikrolithographischen Pro- jektionsbelichtungsanlage, mit einem Trägermaterial und einer darauf aufgebrachten Antireflex- Beschichtung, die mehrere Schichten umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß
über einen Einfallswinkelbereich von 0° bis 70° hinweg sich die Phasen zueinander orthogonaler Po- larisationszustände (42p, 42s) nach dem Durchtritt durch die Antireflex-Beschichtung betragsmäßig um nicht mehr als 8° voneinander unterscheiden.
32. Optisches Element nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß über einen Einfallswinkelbereich von 0° bis 50° hinweg sich die Phasen zueinander ortho- gonaler Polarisationszustände (42p, 42s) nach dem Durchtritt durch die Antireflex-Beschichtung betragsmäßig um nicht mehr als 2° voneinander unterscheiden.
33. Optisches Element nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Anti-Reflexbeschichtung, vom Trägermaterial aus gezählt, acht Schichten hat, wobei die erste, dritte, fünfte und siebente Schicht eine höhere Brechzahl haben als das Trägermaterial und die zweite, vierte, sechste und achte Schicht eine niedrigere Brechzahl haben als das Trägermaterial, und wobei die erste Schicht eine optische Dicke zwischen 1.8 und 2.6 λ/4, die zweite Schicht zwischen 0.05 und 0.4 λ/4, die dritte Schicht zwischen 0.3 und 1.4 λ/4, die vierte Schichte zwischen 0.05 und 0.4 λ/4, die fünfte
Schicht zwischen 0.05 und 0.4, die sechste Schicht zwischen 0.8 und 1.5 λ/4, die siebente Schicht zwischen 1.2 und 1.5 λ/4 und die achte Schicht zwischen 0.9 und 1.1 λ/4 hat, wobei λ die Betriebswellenlänge ist.
34. Optisches Element einer mikrolithographischen Pro- jektionsbelichtungsanlage, mit einem Trägermaterial und einer darauf aufgebrachten Antireflex- Beschichtung, die mehrere Schichten umfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß
über einen Einfallswinkelbereich von mindestens 20° hinweg die Phase von s-polarisiertem Licht nach dem Durchtritt durch die Antireflex-Beschichtung kleiner ist als die Phase von p-polarisiertem Licht.
35. Optisches Element nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Anti-
Reflexbeschichtung, vom Trägermaterial aus gezählt, acht Schichten hat, wobei die erste, dritte, fünfte und siebente Schicht eine höhere Brechzahl haben als das Trägermaterial und die zweite, vierte, sechste und achte Schicht eine niedrigere Brechzahl haben als das Trägermaterial, und wobei die erste Schicht eine optische Dicke zwischen 0.4 und 0.85 λ/4, die zweite Schicht zwischen 0.3 und 0.55 λ/4, die dritte Schicht zwischen 0.3 und 0.55 λ/4, die vierte Schichte zwischen 1.15 und 1.7 λ/4, die fünfte Schicht zwischen 1.9 und 2.15, die sechste Schicht zwischen 1.7 und 1.8 λ/4, die siebente Schicht zwischen 0.5 und 0.95 λ/4 und die achte Schicht zwischen 1.15 und 1.4 λ/4 hat, wobei λ die Betriebswellenlänge ist.
36. Optisches Element einer mikrolithographischen Pro- jektionsbelichtungsanlage, mit einem Trägermaterial und einer darauf aufgebrachten Antireflex- Beschichtung, die mehrere Schichten umfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens drei Schichten eine optische Dicke von weniger als 0.4 λ/4 haben, wobei λ die Betriebswellenlänge der Projektionsbelichtungsanlage ist.
37. Optisches Element einer mikrolithographischen Pro- jektionsbelichtungsanlage, mit einem Trägermaterial und einer darauf aufgebrachten Antireflex- Beschichtung, die mehrere Schichten umfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens zwei erste Schichten eine optische Dicke von weniger als 0.4 λ/4 und mindestens zwei zweite Schichten, die von den ersten Schichten verschieden sind, eine optische Dicke von weniger als 0.6 λ/4 haben, wobei λ die Betriebswellenlänge der Projek- tionsbelichtungsanlage ist.
38. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit mehreren optischen Elementen, die zur Verringe- rung des Reflexionsvermögens eine Antireflex-
Beschichtung tragen, wobei mindestens eine erste Antireflex-Beschichtung ein Reflexionsvermögen hat, das innerhalb eines ersten Einfallswinkelbereichs für s-polarisiertes Licht größer ist als für p- polarisiertes Licht,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine zweite Antireflex-Beschichtung ein Reflexionsvermögen hat, das innerhalb eines zweiten Einfallswinkelbereichs für s-polarisiertes Licht kleiner ist als für s-polarisiertes Licht, wobei die mindestens eine erste Antireflex-Beschichtung und die mindestens eine zweite Antireflex- Beschichtung derart im Strahlengang angeordnet sind, daß sich die polarisationsabhängigen Unter- schiede im Reflexionsvermögen zumindest teilweise kompensieren .
39. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige Lichtstrahlen, die auf die mindestens eine erste Antire- flex-Beschichtung mit innerhalb des ersten Ein- fallswinkelbereichs liegenden Einfallswinkeln auftreffen, auf die mindestens eine Antireflex- Beschichtung mit innerhalb des zweiten Einfallswinkelbereichs liegenden Einfallswinkeln auftreffen.
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