DE102009023166A1 - Wavelength plate unit producing method for e.g. microlithographic projection illumination system, involves forming plates from materials with different refractive indexes, where one of plates causes predominant portion of phase difference - Google Patents

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Abstract

The method involves arranging plates (1, 2) e.g. lenses, such that the plates are successively irradiated by a light beam to be treated through a wavelength plate unit, so that the plates produce a phase difference in an optical birefringent material. One of the plates is formed from a material e.g. silicon dioxide, with a refractive index, and another plate is formed from another material e.g. calcium difluoride, with another refractive index. The former index is larger than the latter index, where the former plate causes a predominant portion of the phase difference. An independent claim is also included for a microlithographic projection illumination system comprising an illumination system and/or a projection lens.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verzögerungsplatteneinheit sowie eine entsprechende Verzögerungsplatteneinheit und deren Anwendung, wobei die Verzögerungsplatteneinheit zur Erzeugung einer Phasendifferenz beim Durchtritt eines Lichtstrahls durch ein optisch doppelbrechendes Material verwendet wird. Die Verzögerungsplatteneinheit umfasst mindestens zwei Komponenten, die so angeordnet werden, dass sie nacheinander von einem durch die Verzögerungsplatteneinheit zu behandelnden Lichtstrahl durchstrahlt werden, so dass die Komponenten der Verzögerungsplatteneinheit insgesamt zur Erzeugung der Phasendifferenz beitragen.The The present invention relates to a process for the preparation of a Retarder plate unit and a corresponding retarder plate unit and their application, wherein the delay plate unit for generating a phase difference in the passage of a light beam is used by an optically birefringent material. The Retarder plate unit comprises at least two components, which are arranged so that they pass one after the other the retardation plate unit to be treated light beam be irradiated, so that the components of the retardation plate unit overall contribute to the generation of the phase difference.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Verzögerungsplatten aus doppelbrechendem Material sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei derartigen Platten wird die Eigenschaft des doppelbrechenden Materials in der Weise genutzt, dass die Platten beispielsweise als planparallele Platte mit Oberflächen parallel zur optischen Achse ausgebildet werden. Ein senkrecht auftreffender Lichtstrahl verlässt die Platte ohne Richtungsdifferenz, aber mit einem Gangunterschied, der sich aus dem Produkt der Plattendicke und der Brechzahldifferenz der senkrecht zueinander polarisierten Komponenten des Lichts ergibt, wobei der Gangunterschied bezogen auf die Lichtwellenlänge des verwendeten Lichts auch als Phasendifferenz ausgedrückt werden kann.Waveplates of birefringent material are known in the art. In such plates, the property of the birefringent Materials used in such a way that the plates, for example as plane-parallel plate with surfaces parallel to the optical Axis be formed. A perpendicularly incident light beam leaves the plate without directional difference, but with one Gap difference resulting from the product of the plate thickness and the Refractive index difference of the perpendicular polarized components of the light, the retardation being related to the wavelength of the light of the light used is also expressed as a phase difference can be.

Derartige Verzögerungsplatten, die auch als Phasenplatten bezeichnet werden können, können zur Einstellung von Polarisationszuständen Verwendung finden und sind daher in der Optik weit verbreitet, beispielsweise als sog. Halbwellenplatte oder λ/2-Platte, Viertelwellenplatte oder auch λ/4-Platte. Die λ/2-Platte bewirkt bei linear polarisiertem Licht eine Drehung der Polarisationsebene, während bei einer Viertelwellenplatte (λ/4-Platte) elliptisch oder zirkular polarisiertes Licht erzeugt werden kann.such Delay plates, also referred to as phase plates can be used to set polarization states Find use and are therefore widely used in optics, for example as so-called half-wave plate or λ / 2 plate, quarter wave plate or λ / 4-plate. The λ / 2 plate causes at linearly polarized light, a rotation of the polarization plane, while at a quarter wave plate (λ / 4 plate) elliptically or circularly polarized light can be generated.

Im Folgenden wird Licht als allgemein elektromagnetische Strahlung in verschiedensten Wellenlängenbereichen verstanden und nicht nur als Licht im sichtbaren Wellenlängenspektrum.in the Following is light as general electromagnetic radiation understood in various wavelength ranges and not just as light in the visible wavelength spectrum.

Beim Einsatz derartiger Verzögerungsplatten in hoch auflösenden Systemen, wie beispielsweise den Beleuchtungssystemen oder der Projektionsoptik von Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie, ist die exakte Einhaltung der erzeugbaren Phasendifferenz von wesentlicher Bedeutung. Da die Phasendifferenz durch die Dicke der Verzögerungsplatte bestimmt wird, kommt es somit auf die exakte Dickeneinstellung bei der Verzögerungsplatte an.At the Use of such retardation plates in high-resolution Systems, such as the lighting systems or the projection optics of projection exposure equipment for microlithography, is the exact observance of the producible phase difference of essential Importance. Because the phase difference is due to the thickness of the retarder plate is determined, so it depends on the exact thickness setting on the delay plate.

In Abhängigkeit von dem verwendeten doppelbrechenden Material und der verwendeten Wellenlänge können entsprechende Toleranzen hinsichtlich der Dicke der Verzögerungsplatten bestimmt werden.In Dependence on the birefringent material used and the wavelength used can be appropriate Tolerances regarding the thickness of the retardation plates be determined.

So ist bei einer Wellenlänge des verwendeten Lichts von 193 nm, wie sie beispielsweise in der Mikrolithographie eingesetzt wird, bei Siliziumdioxid eine λ/2-Phasendifferenz oder ein entsprechender Gangunterschied von 100 nm bei einer Dicke von 7 μm durchstrahlten Materials erreicht. Soll unter diesen Bedingungen die Verzögerungsgenauigkeit in einem Bereich einer Abweichung des Gangunterschieds von ≤ 0,1 nm eingestellt werden, so darf die Dicke der Platte eine Abweichung von ≤ 10 nm aufweisen. Dies führt zu einem erheblichen Aufwand bei der Herstellung entsprechend genauer Verzögerungsplatten.So is at a wavelength of the used light of 193 nm, as used for example in microlithography, in the case of silicon dioxide, a λ / 2 phase difference or a corresponding path difference of 100 nm at a thickness of 7 μm irradiated material reached. Under these conditions, the deceleration accuracy in a range of a deviation of the retardation of ≦ 0.1 nm are set, the thickness of the plate may vary of ≤ 10 nm. This leads to a considerable Effort in the production of correspondingly accurate retardation plates.

Eine Lösung besteht in der Verwendung sog. Soleil-Babinet-Kompensatoren, bei denen die durchstrahlte Dicke durch zwei gegeneinander verschiebbare Keile verändert werden kann. Damit können Fertigungsungenauigkeiten durch eine Verschiebung der Keile zueinander ausgeglichen werden. Aber auch hier müssen die Keile sehr exakt gearbeitet werden, so dass die Ausführung sehr aufwändig ist. Darüber hinaus muss die Verschiebung mit höchster Präzision erfolgen, was den Aufwand weiter erhöht.A Solution is the use of so-called Soleil-Babinet compensators, in which the irradiated thickness by two mutually displaceable Wedges can be changed. This can manufacturing inaccuracies be balanced by a displacement of the wedges to each other. But here, too, the wedges have to be worked very precisely, so that the execution is very complex. About that In addition, the shift must be done with the utmost precision done, which further increases the effort.

Bei der Verwendung von schwach doppelbrechendem Material kann die Toleranz der Plattendicke erhöht werden, da durch die geringere doppelbrechende Wirkung die Phasendifferenz bzw. ein Gangunterschied erst nach Durchtritt durch eine größere Materialdicke erreicht wird. Allerdings weisen derartige Materialien, wie beispielsweise Calciumdifluorid CaF2 den Nachteil auf, dass eine für den Einsatz in optischen Anordnungen unhandliche Dicke benötigt wird, um die erforderlichen Verzögerungsplatten bzw. Phasenplatten zu erzeugen. So ist beispielsweise für eine λ/4-Phasenverschiebung bei CaF2 bei einer Wellenlänge von 193 nm eine Materialstrecke von 13 bis 15 cm erforderlich. Für eine λ/2-Platte wäre eine Dicke von 26 bis 30 cm nötig, welche einen Einsatz in optischen Anordnungen von Projektionsbelichtungsanordnungen der Mikrolithographie nahezu ausschließt.When using weakly birefringent material, the tolerance of the plate thickness can be increased, since the lower birefringent effect, the phase difference or a path difference is achieved only after passing through a larger material thickness. However, such materials, such as calcium difluoride CaF 2, have the disadvantage of requiring a cumbersome thickness for use in optical assemblies to produce the required retardation plates or phase plates. For example, for a λ / 4 phase shift in CaF 2 at a wavelength of 193 nm, a material distance of 13 to 15 cm is required. For a λ / 2 plate, a thickness of 26 to 30 cm would be necessary, which almost precludes use in optical arrangements of microlithographic projection exposure arrays.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Verzögerungsplatte bereitzustellen, die einerseits eine handhabbare Dimension aufweist und andererseits die erforderliche Verzögerungsgenauigkeit bei geringem Aufwand ermöglicht.It is therefore an object of the present invention, a retardation plate to provide, on the one hand has a manageable dimension and on the other hand the required deceleration accuracy with little effort possible.

TECHNISCHE LÖSUNGTECHNICAL SOLUTION

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Verzögerungsplatteneinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einer entsprechenden Verzögerungsplatteneinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 19 sowie einer Projektionsbelichtungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 37. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These The object is achieved by a method for the production a retardation plate unit with the features of Claim 1, a corresponding delay plate unit with the features of claim 19 and a projection exposure system with the features of claim 37. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass eine Verzögerungsplatte mit den oben genannten Anforderungen einer hohen Verzögerungsgenauigkeit bei gleichzeitig handhabbaren Dimensionen durch Verwendung einer Verzögerungsplatteneinheit erzielt werden kann, bei der mindestens zwei Komponenten eingesetzt werden. Die mindestens zwei Komponenten sind aus unterschiedlichem Material gebildet, und zwar einerseits aus einem stark doppelbrechenden Material, wie beispielsweise Siliziumdioxid SiO2 oder Magnesiumdifluorid MgF2, und die andere Komponente ist aus einem schwach doppelbrechendem Material, wie beispielsweise Calciumdifluorid CaF2 oder Bariumdifluorid BaF2, hergestellt, so dass die Eigenschaften von stark doppelbrechendem Material und schwach doppelbrechendem Material kombiniert werden können. Das stark doppelbrechende Material wird mit einer Dicke gewählt, die dazu führt, dass der überwiegende Teil der gewünschten Phasenverschiebung bzw. Verzögerung durch das stark doppelbrechende Material und ein kleinerer Anteil durch das schwach doppelbrechende Material erzeugt wird. Durch die erste Komponente aus stark doppelbrechendem Material kann die gesamte Dimension, d. h. die Dicke der Verzögerungsplatteneinheit bestehend aus den mindestens zwei Komponenten, niedrig gehalten werden, während durch die zweite Komponente aus dem schwach doppelbrechenden Material eine entsprechende Genauigkeit eingestellt werden kann.The present invention is based on the recognition that a retardation plate with the above-mentioned requirements of a high retarding accuracy can be achieved with simultaneously manageable dimensions by using a retardation plate unit in which at least two components are used. The at least two components are formed of different materials, on the one hand of a highly birefringent material, such as silicon dioxide SiO 2 or magnesium difluoride MgF 2 , and the other component is of a weakly birefringent material, such as calcium difluoride CaF 2 or barium difluoride BaF 2 , so that the properties of highly birefringent material and low birefringence material can be combined. The highly birefringent material is chosen to have a thickness which results in the majority of the desired phase shift or retardation being produced by the high birefringent material and a smaller proportion by the low birefringent material. By the first component of highly birefringent material, the entire dimension, ie, the thickness of the retard plate unit consisting of the at least two components, can be kept low, while a corresponding accuracy can be set by the second component of the low birefringence material.

Die erste Komponente kann beispielsweise mit einer Dicke gewählt werden, so dass sie einen Anteil von 75% der zu erzeugenden Phasendifferenz erzeugt. Vorzugsweise kann der Anteil der Phasendifferenz, den die erste Komponente erzeugt, mindestens 90% betragen. Die restliche Phasendifferenz bzw. Verzögerung einer gewünschten Phasendifferenz bzw. Verzögerung wird dann durch die zweite Komponente aus dem schwach doppelbrechenden Material bereitgestellt.The first component may be selected, for example, with a thickness so that it generates a share of 75% of the phase difference to be generated. Preferably, the proportion of the phase difference, the first Component generated, at least 90% amount. The remaining phase difference or Delay of a desired phase difference or delay is then through the second component provided from the weakly birefringent material.

Da das schwach doppelbrechende Material mit einer sehr hohen Genauigkeit auf die gewünschte Phasendifferenz bzw. den erforderlichen Gangunterschied eingestellt werden kann, d. h. mit einer größeren Toleranz im Bezug auf die Dickeneinstellung hergestellt werden kann, kann auf diese Weise eine Verzögerungsgenauigkeit eingestellt werden, bei der die Abweichung zu einem gewünschten Gangunterschied ≤ 1 nm, vorzugsweise ≤ 0,5 nm, höchst vorzugsweise ≤ 0,1 nm beträgt.There the weakly birefringent material with a very high accuracy to the desired phase difference or the required Retardation can be adjusted, d. H. with a bigger one Tolerance with respect to the thickness adjustment can be made can set a delay accuracy in this way in which the deviation to a desired path difference ≤ 1 nm, preferably ≦ 0.5 nm, most preferably ≦ 0.1 nm is.

Die Verzögerungsplatteneinheit kann mehrere erste Komponenten mit stark doppelbrechendem Material und einer ersten Brechzahldifferenz sowie mehrere zweite Komponenten aus schwach doppelbrechendem Material mit einer zweiten Brechzahldifferenz umfassen, wobei jegliche Kombinationen je nach gewünschtem Eigenschaftsprofil möglich sind. Im einfachsten Fall ist jedoch eine einzige erste Komponente aus stark doppelbrechendem Material mit einer ersten Brechzahldifferenz und eine einzige zweite Komponente aus schwach doppelbrechendem Material mit einer zweiten Brechzahldifferenz ausreichend, um die angestrebten Ziele zu erreichen.The Retarder plate unit can have several first components with highly birefringent material and a first refractive index difference and several second components of low birefringence material with a second refractive index difference, with any combinations depending on the desired property profile possible are. In the simplest case, however, is a single first component made of highly birefringent material with a first refractive index difference and a single second component of low birefringence material with a second refractive index difference sufficient to the desired To achieve goals.

So kann bei der Herstellung einer entsprechenden Verzögerungsplatteneinheit zunächst bestimmt werden, mit welcher Aufteilung die gewünschte Phasendifferenz bzw. der gewünschte Gangunterschied hergestellt werden soll, um daraus eine vorbestimmte erste Dicke der ersten Komponente in Lichtdurchtrittsrichtung und eine vorbestimmte zweite Dicke der zweiten Komponente in Lichtdurchtrittsrichtung zu bestimmen.So may in the manufacture of a corresponding retarder plate unit First, determine with what division the desired Phase difference or the desired path difference produced should be to make a predetermined first thickness of the first Component in the direction of light transmission and a predetermined second Determine the thickness of the second component in the direction of light transmission.

Die entsprechenden Komponenten werden dann gemäß den Vorgaben hergestellt, und zwar mit einer Toleranz, die einen vertretbaren Aufwand ermöglicht. Danach kann bestimmt werden, ob die beiden Komponenten die gewünschte Phasendifferenz erreichen bzw. innerhalb des geforderten Toleranzbereichs liegen. Wird hier eine Abweichung festgestellt, die nicht mehr toleriert werden kann, so kann die zweite Komponente mit schwach doppelbrechendem Material in ihrer Dicke angepasst werden, so dass die gesamte Phasendifferenz durch die Verzögerungsplatteneinheit im gewünschten Toleranzbereich liegt. Die Dickenanpassung wird ausschließlich bei der zweiten Komponente durchgeführt, da aufgrund des schwach doppelbrechenden Materials die erforderliche Dickeneinstellung mit einer höheren Toleranz vorgenommen werden kann und so der Aufwand entsprechend minimiert ist.The corresponding components are then according to the Specifications produced, with a tolerance that is reasonable Effort possible. After that it can be determined if the Both components achieve the desired phase difference or within the required tolerance range. Will be here detected a deviation that can no longer be tolerated, so can the second component with weakly birefringent material be adapted in their thickness, so that the entire phase difference through the delay plate unit in the desired Tolerance range is. The thickness adjustment is only at the second component is performed because of the weak birefringent material with the required thickness adjustment a higher tolerance can be made and so on Effort is minimized accordingly.

Mit einer erfindungsgemäßen Verzögerungsplatteneinheit kann auch eine entsprechend ortsaufgelöste Anpassung der Phasendifferenz erfolgen. Dies bedeutet, dass über die Lichtdurchtrittsfläche möglicherweise keine konstante Phasendifferenz bzw. kein konstanter Gangunterschied erzeugt wird, da Materialschwankungen vorliegen. Dies kann durch eine entsprechende Dickenanpassung der zweiten Komponente aus schwach doppelbrechendem Material kompensiert werden. Darüber hinaus ist es auch vorstellbar, dass über die Lichtdurchtrittsfläche verteilt bewusst unterschiedliche Phasendifferenzen bzw. Gangunterschiede eingestellt werden sollen. Auch in diesem Fall kann durch eine entsprechende Anpassung der Dicke über die Lichtdurchtrittsfläche eine entsprechende Einstellung vorgenommen werden.With a retardation plate unit according to the invention, a corresponding spatially resolved adaptation of the phase difference can also take place. This means that over the light passage area may not be a constant phase difference or a constant retardation is generated because of material fluctuations. This can be compensated by a corresponding thickness adjustment of the second component of weakly birefringent material. In addition, it is also conceivable that deliberately different phase differences or path differences should be adjusted distributed over the light passage area. Also in this case can be made by adjusting the thickness of the light passage surface a corresponding adjustment.

Folglich kann mindestens eine zweite Komponente aus dem schwach doppelbrechenden Material eine quer zur Lichtdurchtrittsrichtung angeordnete Freiformfläche aufweisen, die eine beliebige dreidimensionale Oberflächentopographie aufweisen kann, um die gewünschte Kompensation von Abweichungen der Phasendifferenz bzw. des Gangunterschieds oder eine entsprechende Einstellung einer derartigen Phasendifferenz ermöglicht.consequently may be at least a second component of the weakly birefringent Material a free-form surface arranged transversely to the light passage direction have any three-dimensional surface topography may have the desired compensation of deviations the phase difference or the path difference or a corresponding Setting such a phase difference allows.

Um jedoch eine Strahlablenkung durch die unterschiedliche Orientierung der Freiformfläche gegenüber dem zu behandelnden Lichtstrahl zu minimieren bzw. auszuschließen, kann eine weitere zweite Komponenten mit schwach doppelbrechendem Material, vorzugsweise dem gleichen schwach doppelbrechendem Material wie die zweite Komponente mit der Freiformfläche vorgesehen sein, die eine komplementäre Oberfläche zu der Freiformfläche aufweist, so dass insgesamt aus den beiden Komponenten eine planparallele Platte zusammengesetzt werden kann. Um die doppelbrechende Wirkung des Materials der komplementären zweiten Komponente zu beseitigen, kann diese komplementäre Platte ein Kristallorientierung aufweisen, bei der die optische Achse des Materials parallel zur Lichtdurchtrittsrichtung ausgerichtet ist, so dass in dieser Komponente keine doppelbrechende Wirkung erzeugt wird.Around but a beam deflection by the different orientation the freeform surface opposite the one to be treated To minimize or exclude light beam, a additional second components with weakly birefringent material, preferably the same weakly birefringent material as provided the second component with the freeform surface be that has a complementary surface to the Free-form surface has, so that in total of the two Components can be assembled a plane-parallel plate. To the birefringent effect of the material of the complementary second component can eliminate this complementary Plate have a crystal orientation in which the optical axis of the material aligned parallel to the direction of light transmission is, so that in this component no birefringent effect is produced.

Bei einer weiteren Ausführungsform können einzelne oder mehrere Komponenten der Verzögerungsplatteneinheit ähnlich der Soleil-Babinet-Kompensatoren als keilförmige Platten ausgebildet sein, die durch gegenseitige Verschiebung eine Dickenanpassung ermöglichen. Obwohl eine derartige Ausgestaltung sowohl bei den ersten Komponenten aus stark doppelbrechendem Mate rial als auch bei den zweiten Komponenten aus schwach doppelbrechendem Material möglich ist, wird diese Ausführungsform bevorzugt für die zweiten Komponenten mit schwach doppelbrechendem Material eingesetzt, da bei diesen der Aufwand für die exakte Verschiebung der Keile zueinander und somit eine exakte Einstellung der Dicke aufgrund der höheren Toleranz geringer ausfällt. Allerdings ist es auch vorstellbar, entsprechende keilförmige Plattenpaare aus ersten Komponenten und aus zweiten Komponenten in einer Verzögerungsplatteneinheit vorzusehen.at In another embodiment, individual or several components of the retardation plate unit similar the Soleil-Babinet compensators as wedge-shaped plates be formed, which by mutual displacement a thickness adjustment enable. Although such an embodiment both in the first components of highly birefringent Mate rial as also with the second components of weakly birefringent material is possible, this embodiment is preferred for the second components with weakly birefringent Material used, since these are the effort for the exact displacement of the wedges to each other and thus an exact adjustment the thickness is lower due to the higher tolerance. However, it is also conceivable corresponding wedge-shaped Plate pairs of first components and second components in a retardation plate unit.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann eine Temperaturkompensation in der Weise realisiert werden, dass zwei Komponenten der Verzögerungsplatteneinheit mit ihren optischen Achsen um 90° verdreht angeordnet sind, und zwar um eine Drehachse parallel zur Durchstrahlrichtung des Lichts. Bei dieser Anordnung von zwei Komponenten mit den optischen Achsen in einem 90° Winkel zueinander, wobei gleichzeitig die Lichtdurchtrittsrichtung senkrecht zu den optischen Achsen angeordnet ist, werden Temperatureinflüsse kompensiert, da sich diese in den Komponenten mit zueinander um 90° orientierten optischen Achsen aufheben. Die entsprechenden Komponenten können unmittelbar nebeneinander angeordnet sein, was bevorzugt ist, um eine exakt gleiche Temperatureinstellung vorliegen zu haben. Andererseits können diese Komponenten mit 90° verdrehter optischer Achse auch beabstandet zueinander in einer Verzögerungsplatteneinheit vorgesehen sein. Vorzugsweise wird eine entsprechende Temperaturkompensation durch erste Komponenten mit stark doppelbrechendem Material verwirklicht, so dass also die Komponenten mit 90° zueinander verdrehten optischen Achsen aus ersten Komponenten aus stark doppelbrechendem Material gebildet sind.at In another embodiment, a temperature compensation be realized in such a way that two components of the retardation plate unit are arranged rotated by 90 ° with their optical axes, and about a rotation axis parallel to the direction of radiation of the Light. In this arrangement of two components with the optical Axes at a 90 ° angle to each other, while at the same time the light transmission direction is arranged perpendicular to the optical axes is, temperature influences are compensated, since this in the components with each other by 90 ° oriented optical Cancel axles. The corresponding components can be arranged directly next to each other, which is preferred to to have an exact same temperature setting. on the other hand These components can be twisted with 90 ° optical Axle also spaced from each other in a retardation plate unit be provided. Preferably, a corresponding temperature compensation realized by first components with highly birefringent material, so that the components are twisted at 90 ° to each other optical axes of first components of highly birefringent Material are formed.

Darüber hinaus können in der Verzögerungsplatteneinheit sämtliche Komponenten mit beliebigen Orientierungen der optischen Achsen zueinander vorgesehen werden, je nachdem welche Eigenschaften die Verzögerungsplatteneinheit aufweisen soll. Durch eine entsprechende Orientierung der Komponenten, also sowohl der ersten als auch der zweiten Komponenten, zueinander und untereinander können entsprechende Eigenschaften, wie Polarisationsverteilungen und dergleichen durch die Verzögerungsplatteneinheit eingestellt werden.About that In addition, in the retarder plate unit all components with arbitrary orientations of the optical axes are provided to each other, whichever Characteristics have the delay plate unit should. By a corresponding orientation of the components, ie both the first and the second components, to each other and mutually suitable properties, such as polarization distributions and the like are set by the retardation plate unit become.

Der Komponenten der Verzögerungsplatteneinheit können zudem auch als optische Linsen ausgebildet werden.Of the Components of the retardation plate unit can also be designed as optical lenses.

Erfindungsgemäße Verzögerungsplatteneinheiten können in vorteilhafter Weise in Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie und zwar sowohl im Beleuchtungssystem als auch im Projektionsobjektiv eingesetzt werden, da sie die erforderliche Verzögerungsgenauigkeit bei kleinen Dimensionen bereitstellen können. Insbesondere können die erfindungsgemäßen Verzögerungsplatteneinheiten als Korrekturelemente, wie beispielsweise als Polarisationsmanipulatoren eingesetzt werden, wie dies beispielsweise in der internationalen Anmeldung WO 2005/031467 A2 beschrieben ist. Darüber hinaus können durch entsprechende Anordnung der Komponenten der Verzögerungsplatteneinheit in unterschiedlicher Kristallorientierung gezielte Doppelbrechungsverteilungen eingestellt werden, wie dies beispielsweise in der US 2005/0179272 beschrieben ist. Die entsprechenden Anwendungen, wie sie in den oben bezeichneten Patentanmeldungen beschrieben sind, werden durch Verweis auch zum Gegenstand der vorliegen Anmeldung gemacht.Retarder plate units according to the invention can advantageously be used in microlithography projection exposure apparatus both in the illumination system and in the projection objective since they can provide the required retardation accuracy with small dimensions. In particular, the retardation plate units according to the invention can be used as correction elements, for example as polarization manipulators, as described, for example, in the international application WO 2005/031467 A2 is described. In addition, by appropriate arrangement of the components of the retarder plate unit in be set different crystal orientation targeted birefringence distributions, as for example in the US 2005/0179272 is described. The corresponding applications, as described in the above-mentioned patent applications, are also incorporated by reference into the subject of the present application.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich. Die Zeichnungen zeigen hierbei in rein schematischer Weise inFurther Advantages, characteristics and features of the present invention in the following detailed description of embodiments clearly with reference to the attached drawings. The painting show here in a purely schematic way in

1 eine Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verzögerungsplatteneinheit; 1 a representation of a first embodiment of a delay plate unit according to the invention;

2 eine Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verzögerungsplatteneinheit; 2 a representation of a second embodiment of a delay plate unit according to the invention;

3 eine Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verzögerungsplatteneinheit; 3 a representation of a third embodiment of a delay plate unit according to the invention;

4 eine Darstellung einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verzögerungsplatteneinheit; 4 a representation of a fourth embodiment of a delay plate unit according to the invention;

5 eine Darstellung einer fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verzögerungsplatteneinheit; und in 5 a representation of a fifth embodiment of a delay plate unit according to the invention; and in

6 eine Darstellung einer Projektionsbelichtungsanlage, bei welcher die erfindungsgemäße Verzögerungsplatteneinheit eingesetzt werden kann. 6 a representation of a projection exposure system in which the retarder plate unit according to the invention can be used.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELEEMBODIMENTS

Die 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Verzögerungsplatteneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Verzögerungsplatteneinheit der 1 ist aus zwei Platten 1 und 2 aufgebaut, wobei die erste Platte 1 aus einem stark doppelbrechenden Material, wie beispielsweise Siliziumdioxid SiO2, gebildet ist, während die zweite Platte 2 aus einem schwach doppelbrechenden Material, z. B. aus Calciumfluorid (CaF2), gebildet ist. Die Platten 1, 2 sind so gebildet und angeordnet, dass die optischen Achsen 5 und 6 parallel zueinander entlang der x-Richtung eines x-y-Koordinatensystems ausgerichtet sind. Entsprechend liegt eine Orientierung mit der 110-Richtung entlang der y-Achse bzw. der Lichtdurchtrittsrichtung vor.The 1 shows a first embodiment of a delay plate unit according to the present invention. The retardation plate unit of 1 is from two plates 1 and 2 built, with the first plate 1 is formed from a highly birefringent material, such as silicon dioxide SiO 2 , while the second plate 2 from a weakly birefringent material, e.g. B. from calcium fluoride (CaF 2 ) is formed. The plates 1 . 2 are so formed and arranged that the optical axes 5 and 6 are aligned parallel to each other along the x-direction of an xy coordinate system. Accordingly, there is an orientation with the 110 direction along the y-axis or the light passage direction.

Die Platte 1 kann beispielsweise eine Dicke von 150 um und die Platte 2 eine Dicke von ca. 1 cm aufweisen. Durch die Doppelbrechung, die aufgrund der Orientierung der Lichtdurchtrittsrichtung senkrecht zu den optischen Achsen 5 und 6 vorliegt, kommt es zwischen den senkrecht zueinander stehenden Polarisationsrichtungen entsprechend der Dicke der Platten, d. h. der Durchtrittsstrecke des Lichts durch die Platten 1, 2 zu einem Gangunterschied bzw. einer Phasendifferenz, der sog. Verzögerung. Da jedoch das Material der Platte 1, nämlich SiO2 stark doppelbrechend ist, genügt eine geringe Dicke der Platte 1, um eine große Phasendifferenz bzw. einen großen Gangunterschied zu erzeugen. Demgegenüber muss bei dem schwach doppelbrechenden Material CaF2 der Platte 1 zur Erzielung einer bestimmten Phasendifferenz eine sehr viel größere Dicke der Platte 2 gewählt werden.The plate 1 For example, a thickness of 150 microns and the plate 2 have a thickness of about 1 cm. Due to the birefringence, due to the orientation of the light transmission direction perpendicular to the optical axes 5 and 6 is present, it comes between the mutually perpendicular polarization directions corresponding to the thickness of the plates, ie the passage of light through the plates 1 . 2 to a path difference or a phase difference, the so-called delay. However, because the material of the plate 1 , namely SiO 2 is highly birefringent, a small thickness of the plate is sufficient 1 to produce a large phase difference or a large retardation. In contrast, in the weakly birefringent material CaF 2 of the plate 1 To achieve a certain phase difference a much larger thickness of the plate 2 to get voted.

Die Erfindung sieht nunmehr vor, dass durch die Kombination von stark doppelbrechendem Material und schwach doppelbrechendem Material insgesamt eine bestimmte, gewünschte Phasendifferenz bzw. ein entsprechender Gangunterschied eingestellt wird, wobei die Fehlergenauigkeit, mit der die Phasendifferenz bzw. der Gangunterschied eingestellt werden kann, sehr klein gewählt werden kann, da durch die schwache Doppelbrechung durch die Platte 2 eine entsprechend einfache Anpassung der Dicke der Platte 2 möglich ist, so dass insgesamt die Phasendifferenz im gewünschten Wertebereich liegt. Entsprechend kann die Platte 2 im Wesentlichen zur Anpassung der gewünschten Phasendifferenz bzw. eines gewünschten Gangunterschiedes der Verzögerungsplatteneinheit vorgesehen werden, während die Platte 1 hauptsächlich für die Einstellung der gewünschten Phasendifferenz im Rahmen einer groben Annäherung dient. Entsprechend kann die Platte 1 zu einem Großteil die Phasendifferenz aufgrund von Doppelbrechung erzeugen, und zwar insbesondere zu einem Anteil von über 50%, vorzugsweise über 75% und höchst vorzugsweise über 90%. Die exakte Anpassung an den gewünschten Wert der Phasenverschiebung bzw. des Gangunterschieds kann durch entsprechende Materialbearbeitung der Platte 2 zur Dickenanpassung durchgeführt werden. Da aufgrund der schwachen Doppelbrechung eine Abweichung von der vorgegebenen Dicke der Platte 2 geringe Auswirkungen auf die resultierende Phasendifferenz hat, kann die Platte 2 mit gängigen Bearbeitungsverfahren und Vorrichtungen bearbeitet werden, um die erforderliche Dicke einzustellen.The invention now provides that the combination of highly birefringent material and weakly birefringent material overall sets a specific, desired phase difference or a corresponding path difference, the error accuracy with which the phase difference or the path difference can be set being very small can be chosen because of the weak birefringence through the plate 2 a correspondingly simple adaptation of the thickness of the plate 2 is possible, so that overall the phase difference is in the desired value range. Accordingly, the plate 2 be provided substantially to adapt the desired phase difference or a desired retardation of the retardation plate unit, while the plate 1 mainly for setting the desired phase difference in the context of a rough approximation. Accordingly, the plate 1 to a large extent produce the phase difference due to birefringence, in particular to a proportion of over 50%, preferably over 75% and most preferably over 90%. The exact adaptation to the desired value of the phase shift or the path difference can be achieved by appropriate material processing of the plate 2 be carried out for thickness adjustment. Because of the weak birefringence, a deviation from the predetermined thickness of the plate 2 has little effect on the resulting phase difference, the plate can 2 be processed with common machining methods and devices to set the required thickness.

Wie die 2 anhand einer gegenüber der Ausführungsform der 1 leicht abgewandelten Form einer Verzögerungsplatteneinheit zeigt, kann die Bearbeitung der Platte aus schwach doppelbrechendem Material über der Fläche quer zur Lichtdurchtrittsrichtung unterschiedlich erfolgen, d. h. die entsprechende Platte 4 kann zumindest in einer Richtung, vorzugsweise in beiden Raumrichtungen eine Dickenveränderung aufweisen, um örtlich unterschiedliche Phasenabweichungen auszugleichen oder unterschiedliche Phasendifferenzen einzuführen.As the 2 with respect to the embodiment of the 1 slightly modified form of a retardation plate unit shows, the processing of the plate of weakly birefringent material over the surface transversely to the light passage direction can be done differently, ie the corresponding plate 4 can at least in one direction, preferably in both spatial directions one Have thickness change to compensate for different phase differences locally or introduce different phase differences.

In 2 ist entsprechend die Platte 4 aus schwach doppelbrechendem Material, wie beispielsweise wiederum Calciumdifluorid CaF2, mit einer Freiformfläche 7 versehen, welche dazu führt, dass die Platte 4 in Richtung der Lichtdurchtrittsrichtung eine unterschiedliche Dicke aufweist, so dass unterschiedliche Phasendifferenzen bzw. Gangunterschiede erzeugt werden. Diese unterschiedlichen Phasendifferenzen bzw. Gangunterschiede können zur Kompensation von Abweichungen der Verzögerungsplatte 1 oder zur Einstellung einer entsprechenden ortsaufgelösten Phasendifferenzverteilung genutzt werden. Zusätzlich zu der Platte 4 mit der Freiformfläche 7 ist eine weitere Platte 3 aus dem gleichen Material wie die Platte 4 vorgesehen, welche komplementär zu der Freiformfläche 7 der Platte 4 ausgebildet ist. Allerdings weist die Platte 3 eine andere Kristallorientierung auf, so dass die optische Achse 8 parallel zur Lichtdurchtrittsrichtung ist. Dies bedeutet, dass die Platte 3, die beispielsweise so orientiert ist, dass die 111-Richtung parallel zur Lichtdurchtrittsrichtung ist, keine doppelbrechende Wirkung für das durchtretende Licht aufweist. Die Funktion der Platte 3 besteht lediglich in der Kompensation der durch die Platte 4 eingeführten Strahlablenkung. Letztendlich dient die Platte 3 zur Vervollständigung der Platte 4 mit der Freiformfläche 7 zu einer insgesamt planparallelen Platte, wobei an der Freiformfläche 7 ein gewisser Luftspalt mit berücksichtigt werden muss.In 2 is accordingly the plate 4 from weakly birefringent material, such as again calcium difluoride CaF 2 , with a free-form surface 7 provided, which causes the plate 4 has a different thickness in the direction of the light passage direction, so that different phase differences or path differences are generated. These different phase differences or path differences can be used to compensate for deviations of the retardation plate 1 or used to set a corresponding spatially resolved phase difference distribution. In addition to the plate 4 with the freeform surface 7 is another plate 3 made of the same material as the plate 4 provided, which complementary to the free-form surface 7 the plate 4 is trained. However, the plate points 3 a different crystal orientation, so that the optical axis 8th is parallel to the light transmission direction. This means that the plate 3 For example, which is oriented so that the 111 direction is parallel to the light passing direction has no birefringent effect for the transmitted light. The function of the plate 3 consists only in the compensation of the plate 4 introduced beam deflection. Finally, the plate serves 3 to complete the plate 4 with the freeform surface 7 to a total plane-parallel plate, wherein at the free-form surface 7 a certain air gap must be taken into account.

Die Ausführungsform der 2 zeigt jedoch, dass durch die Kombination von Platten aus stark doppelbrechendem Material und schwach doppelbrechendem Material in einfacher Weise durch Bearbeitung des schwach doppelbrechendem Materials, welches somit eine grobe Dickeneinstellung ermöglicht, vielfältige Kompensationen oder Einstellungen im Hinblick auf die Doppelbrechungswirkung möglich sind.The embodiment of the 2 shows, however, that the combination of plates of highly birefringent material and weakly birefringent material in a simple manner by processing the weakly birefringent material, thus allowing a coarse thickness adjustment, various compensations or adjustments are possible with respect to the birefringence effect.

Die 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher neben einer planparallelen Platte 1 aus einem stark doppelbrechenden Material, wie z. B. Siliziumdi oxid, zwei keilförmige Platten 30 und 40 vorgesehen sind, die sich wiederum zu einer planparallelen Plattengruppe ergänzen. Durch Verschieben der beiden keilförmigen Platten 30 und 40 gemäß dem Doppelpfeil kann die Dicke, die das Licht beim Durchtritt durch die beiden Platten 30 und 40 zurücklegen muss, eingestellt werden, wobei durch das schwach doppelbrechende Material der Platten 30 und 40 eine äußerst exakte Einstellung einer gewünschten Phasendifferenz bzw. eines Gangunterschieds zwischen den Polarisationszuständigen möglich ist, da die einzustellende Dicke sehr viel höhere Toleranzen ermöglicht. Auf diese Weise kann der Aufwand zur Einhaltung sehr enger Toleranzgrenzen für die einzustellende Phasendifferenz bzw. den einzustellenden Gangunterschied niedrig gehalten werden.The 3 shows a further embodiment of the present invention, in which in addition to a plane-parallel plate 1 from a highly birefringent material, such as. B. Siliciumdi oxide, two wedge-shaped plates 30 and 40 are provided, which in turn complement each other to a plane-parallel plate group. By moving the two wedge-shaped plates 30 and 40 according to the double arrow, the thickness that the light passes through the two plates 30 and 40 be set, with the weakly birefringent material of the plates 30 and 40 a very precise adjustment of a desired phase difference or a path difference between the polarization competent is possible because the thickness to be set allows much higher tolerances. In this way, the effort to maintain very tight tolerance limits for the phase difference to be set or the path difference to be set can be kept low.

Bei den Ausführungsformen der 4 und 5 handelt es sich um Anordnungen, bei denen eine Temperaturkompensation verwirklicht ist. Bei der Ausführungsform der 4 sind zwei stark doppelbrechende Platten 100 und 101 mit zwei schwach doppelbrechenden Platten 300 und 400 in einer Verzögerungsplatteneinheit vorgesehen. Die Platten 100 und 101 weisen mit ihrem doppelbrechenden Material eine Orientierung auf, bei der die optischen Achsen 6 und 5 um 90° zueinander verdreht sind. Durch die um 90° versetzte Orientierung der Platten 100 und 101 heben sich temperaturbedingte Änderungen in den Verzögerungen der Platten gegenseitig auf, so dass eine Temperaturkompensation vorliegt. Die schwach doppelbrechenden Platten 300 und 400 benötigen keine Temperaturkompensation, da durch die schwach doppelbrechende Wirkung der Temperatureinfluss ebenfalls gering ist. Bei der Ausführungsform der 4 sind die Platten 300 und 400 jeweils an die Platten 100 und 101 angesprengt und bilden so jeweils Plattenverbünde.In the embodiments of the 4 and 5 These are arrangements in which a temperature compensation is realized. In the embodiment of the 4 are two strongly birefringent plates 100 and 101 with two slightly birefringent plates 300 and 400 provided in a retardation plate unit. The plates 100 and 101 With their birefringent material, they have an orientation in which the optical axes 6 and 5 are rotated by 90 ° to each other. Due to the 90 ° offset orientation of the plates 100 and 101 Temperature-related changes in the delays of the plates cancel each other out, so that there is a temperature compensation. The weakly birefringent plates 300 and 400 do not need temperature compensation, since the low birefringent effect of the influence of temperature is also low. In the embodiment of the 4 are the plates 300 and 400 each to the plates 100 and 101 sprinkled and thus form each plate networks.

Die 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der lediglich eine Platte 300 aus schwach doppelbrechendem Material mit zwei um 90° verdreht zueinander orientierten stark doppelbrechenden Platten 100 und 101 verbunden ist.The 5 shows a further embodiment in which only one plate 300 made of slightly birefringent material with two highly birefringent plates oriented 90 ° to each other 100 and 101 connected is.

Die um 90° verdreht angeordneten Platten können, wie bei der Ausführungsform der 4, beabstandet zueinander angeordnet sein oder, wie in der Ausführungsform der 5, eng aneinander anliegend bzw. miteinander verbunden sein. Die Verbindung kann beispielsweise durch Ansprengen, d. h. durch kohäsive Kräfte von exakt eben ausgebildeten Grenzflächen gebildet sein.The plates arranged rotated by 90 °, as in the embodiment of the 4 , spaced apart from each other or, as in the embodiment of 5 , be close to each other or connected. The connection can be formed, for example, by wringing, ie by cohesive forces of exactly planar interfaces.

Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten, bei denen Verzögerungsplatteneinheiten aus Platten mit stark doppelbrechender Wirkung und Platten mit schwach doppel brechender Wirkung in günstiger Weise miteinander kombiniert werden können, um die Vorteile der schwach doppelbrechenden Materialien im Hinblick auf gute Bearbeitbarkeit zur Einstellung einer exakten Phasendifferenz bzw. eines entsprechenden Gangunterschiedes und die Vorteile von stark doppelbrechenden Materialien im Hinblick auf platzsparende Ausbildung von Verzögerungsplatten miteinander kombiniert werden können.About that In addition, there are a variety of variations, in which delay plate units from plates with strong birefringent effect and plates with weakly double refractive effect can be conveniently combined with each other, with regard to the advantages of weakly birefringent materials good machinability for setting an exact phase difference or a corresponding gait difference and the benefits of highly birefringent materials in terms of space-saving Training of retarder plates combined with each other can be.

In der 5 ist mit der Linie 301 in stark überzeichneter Form noch angedeutet, dass anstatt einer planparallelen Platte 300 auch eine Platte mit einer Freiformfläche 301 vorgesehen sein kann, um eine ortsaufgelöste Anpassung der doppelbrechenden Wirkung und damit der Phasendifferenzeinstellung zu bewirken, wobei die Freiformfläche stark überzeichnet ist und sich die Höhenunterschiede im nm-Bereich bewegen können.In the 5 is with the line 301 in strongly oversubscribed form still hinted that instead a plane-parallel plate 300 also a plate with a freeform surface 301 may be provided to effect a spatially resolved adjustment of the birefringent effect and thus the phase difference adjustment, wherein the free-form surface is heavily oversubscribed and the height differences in the nm range can move.

Die vorliegende Erfindung kann überall da eingesetzt werden, wo Verzögerungsplatten ihren Einsatz finden, beispielsweise als Polarisationsmanipulator oder Korrekturelemente in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie. Zudem kann hier durch Platten unterschiedlicher Kristallorientierung eine gezielte Doppelbrechungsverteilung eingestellt werden, wie sie beispielsweise in der US 2004/0179272 beschrieben ist, welche hiermit durch Verweis in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen wird. Verschiedene Polarisationsmanipulatoren für Mikrolithographieanlagen sind in der WO 2005/031467 A2 beschrieben, welche ebenfalls durch Verweis vollständig hierin mit aufgenommen wird. In den dort beschriebenen Anordnungen ist ebenfalls der Einsatz der vorliegenden Erfindung denkbar.The present invention can be used wherever retardation plates are used, for example as a polarization manipulator or correction elements in a microlithographic projection exposure apparatus. In addition, a targeted birefringence distribution can be set here by plates of different crystal orientation, as used, for example, in US Pat US 2004/0179272 is described, which is hereby incorporated by reference in the present application. Different polarization manipulators for microlithography systems are in WO 2005/031467 A2 which is also incorporated herein by reference in its entirety. In the arrangements described there, the use of the present invention is also conceivable.

Ein Beispiel für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie ist in 6 dargestellt.An example of a microlithography projection exposure machine is in 6 shown.

Die 6 zeigt eine Projektionsbelichtungsanlage 50 mit einem Beleuchtungssystem 51 und einem Projektionsobjektiv 52. Das Beleuchtungssystem 51 beleuchtet ein Retikel 53, welches in einer Bildebene 54 des Beleuchtungssystems 51 angeordnet ist.The 6 shows a projection exposure system 50 with a lighting system 51 and a projection lens 52 , The lighting system 51 Illuminates a reticle 53 which is in an image plane 54 of the lighting system 51 is arranged.

Das Beleuchtungssystem 51 umfasst einen Laser 58 sowie eine Lichtformungseinrichtung 59, eine Lichtmischeinrichtung 60 sowie ein sog. REMA Objektiv 59. Die Struktur des Retikels 53 wird mittels des Projektionsobjektivs 52 auf die Bildebene 57 abgebildet, an der ein Wafer 62 angeordnet ist, auf den die Struktur des Retikels verkleinert abgebildet wird.The lighting system 51 includes a laser 58 and a light shaping device 59 , a light mixing device 60 as well as a so-called REMA lens 59 , The structure of the reticle 53 is using the projection lens 52 on the picture plane 57 pictured, on which a wafer 62 is arranged, on which the structure of the reticle is shown reduced.

Das REMA Objektiv 61 und das Projektionsobjektiv 52 umfassen üblicherweise mehrere Linsen bzw. Linsengruppen. Außerdem können in diesen Objektiven entsprechende Polarisationsmanipuliereinrichtungen 140, 150, 160, 170 und 180 vorgesehen sein, wobei sich beispielsweise die Polarisationsmanipuliereinrichtung 150 in der Pupillenebene 55 sowie die Polarisationsmanipuliereinrichtung 170 in der Pupillenebene 163 befinden. In den entsprechenden Polarisationsmanipuliereinrichtungen können Verzögerungsplatteneinheiten gemäß den vorangegangenen Ausführungsbeispielen eingesetzt werden.The REMA lens 61 and the projection lens 52 usually comprise several lenses or lens groups. In addition, corresponding polarization manipulators can be used in these lenses 140 . 150 . 160 . 170 and 180 be provided, for example, the polarization manipulation device 150 in the pupil plane 55 and the polarization manipulating device 170 in the pupil plane 163 are located. In the respective polarization manipulating devices, retardation plate units according to the foregoing embodiments may be employed.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der beigefügten Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann klar ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen und Modifikationen, insbesondere im Hinblick auf eine unterschiedliche Kombination der einzelnen vorgestellten Merkmale als auch ein Weglassen einzelner Merkmale möglich ist, ohne den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche zu verlassen. Die Erfindung umfasst insbesondere sämtliche Kombinationen aller einzeln vorgestellten Merkmale.Even though the present invention with reference to the accompanying embodiments has been described in detail, is for the expert clearly that the invention is not limited to these embodiments is limited, but that rather modifications and Modifications, especially with regard to a different Combination of the individual features presented as well as a omission individual features is possible without the scope of protection of the appended claims. The invention includes in particular all combinations of all individually featured features.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - WO 2005/031467 A2 [0025, 0045] WO 2005/031467 A2 [0025, 0045]
  • - US 2005/0179272 [0025] US 2005/0179272 [0025]
  • - US 2004/0179272 [0045] US 2004/0179272 [0045]

Claims (40)

Verfahren zur Herstellung einer Verzögerungsplatteneinheit zur Erzeugung einer Phasendifferenz in optisch doppelbrechendem Material, bei welchem mindestens zwei Komponenten (1, 2, 3, 4, 30, 40, 100, 101, 300, 400) so angeordnet werden, dass sie nacheinander von einem durch die Verzögerungsplatteneinheit zu behandelnden Lichtstrahl durchstrahlt werden, so dass die Komponenten zur Erzeugung der Phasendifferenz beitragen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine erste Komponente (1, 100, 101) aus einem Material mit einer ersten Brechzahldifferenz und mindestens eine zweite Komponente (2, 3, 4, 30, 40, 300, 400) aus einem Material mit einer zweiten Brechzahldifferenz ausgewählt werden, wobei die erste Brechzahldifferenz größer ist als die zweite Brechzahldifferenz und die erste Komponente den überwiegenden Anteil der Phasendifferenz bewirkt.Method for producing a retardation plate unit for producing a phase difference in optically birefringent material, in which at least two components ( 1 . 2 . 3 . 4 . 30 . 40 . 100 . 101 . 300 . 400 ) are arranged so that they are successively irradiated by a light beam to be treated by the retardation plate unit, so that the components contribute to the generation of the phase difference, characterized in that at least one first component ( 1 . 100 . 101 ) of a material having a first refractive index difference and at least one second component ( 2 . 3 . 4 . 30 . 40 . 300 . 400 ) are selected from a material having a second refractive index difference, wherein the first refractive index difference is greater than the second refractive index difference and the first component causes the predominant portion of the phase difference. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (1, 100, 101) so gewählt wird, dass sie einen Anteil von mindestens 75 % der Phasendifferenz erzeugt.Method according to claim 1, characterized in that the first component ( 1 . 100 . 101 ) is selected to produce at least 75% of the phase difference. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (1, 100, 101) so gewählt wird, dass sie einen Anteil von mindestens 90 % der Phasendifferenz erzeugt.Method according to claim 1, characterized in that the first component ( 1 . 100 . 101 ) is chosen so that it generates a proportion of at least 90% of the phase difference. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsgenauigkeit mit kleiner oder gleich 1 nm Differenz zu einem gewünschten Gangunterschied eingestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the delay accuracy with less than or equal to 1 nm difference to a desired one Retardation is set. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsgenauigkeit mit kleiner oder gleich 0,5 nm Differenz zu einem gewünschten Gangunterschied eingestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the delay accuracy with less than or equal to 0.5 nm difference to a desired one Retardation is set. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsgenauigkeit mit kleiner oder gleich 0,1 nm Differenz zu einem gewünschten Gangunterschied eingestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the delay accuracy with less than or equal to 0.1 nm difference to a desired one Retardation is set. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (1, 100, 101) mit einer vorbestimmten ersten Dicke in Lichtdurchtrittsrichtung hergestellt wird und die zweite Komponente (2, 3, 4, 30, 40, 300, 400) mit einer vorbestimmten zweiten Dicke in Lichtdurchtrittsrichtung hergestellt wird und die durch die Komponenten erzeugte Phasendifferenz gemessen wird und eine Abweichung von der gewünschten Phasendifferenz durch Dickenanpassung in ausschließlich der zweiten Komponente kompensiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first component ( 1 . 100 . 101 ) is produced with a predetermined first thickness in the light passage direction and the second component ( 2 . 3 . 4 . 30 . 40 . 300 . 400 ) is produced with a predetermined second thickness in the light passage direction and the phase difference produced by the components is measured and a deviation from the desired phase difference is compensated by thickness adaptation in exclusively the second component. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zweite Komponente in mindestens einer zur Lichtdurchtrittsrichtung quer verlaufenden Richtung mindestens eine Dickenänderung zur ortsaufgelösten Anpassung der Phasendifferenz aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one second component in at least one transverse to the light transmission direction Direction at least one change in thickness to the spatially resolved Has adaptation of the phase difference. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zweite Komponente hergestellt wird, die eine quer zur Lichtdurchtrittsrichtung angeordnete Freiformfläche aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one second component produced is, which is a transversely arranged to the light transmission direction freeform surface having. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei zweite Komponenten mit zueinander komplementären Flächen ausgebildet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least two second components formed with mutually complementary surfaces become. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei zweite Komponenten als gegeneinander verschiebbare Keile ausgebildet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least two second components be formed as mutually displaceable wedges. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten mit gleichen oder unterschiedlichen Kristallorientierungen zueinander angeordnet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the components are the same or different Crystal orientations are arranged to each other. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten mit parallelen optischen Achsen oder um 90° gedrehten optischen Achsen zueinander angeordnet sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the components with parallel optical Axes or rotated by 90 ° optical axes to each other are arranged. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zweite Komponente mit ihrer optischen Achse parallel zur Lichtdurchtrittsrichtung angeordnet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one second component with their optical axis arranged parallel to the light passage direction becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei erste Komponenten mit ihren optischen Achsen um 90° verdreht zueinander angeordnet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least two first components with their optical axes rotated by 90 ° to each other become. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Komponente als optische Linse ausgebildet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one component as optical Lens is formed. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zweie Komponente als optische Linse ausgebildet wird.Method according to claim 16, characterized in that that at least a second component is formed as an optical lens becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine oder jede Komponente oder mehrere zusammen gehörige Komponenten eine planparallele Platte darstellen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one or each component or more Together belonging components represent a plane-parallel plate. Verzögerungsplatteneinheit zur Erzeugung einer Phasendifferenz in optisch doppelbrechendem Material, bei welcher mindestens zwei Komponenten so angeordnet werden, dass sie nacheinander von einem durch die Verzögerungsplatteneinheit zu behandelnden Lichtstrahl durchstrahlt werden, so dass die Komponenten zur Erzeugung der Phasendifferenz beitragen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine erste Komponente aus einem Material mit einer ersten Brechzahldifferenz und mindestens eine zweite Komponente aus einem Material mit einer zweiten Brechzahldifferenz angeordnet werden, wobei die erste Brechzahldifferenz größer ist als die zweite Brechzahldifferenz und die erste Komponente den überwiegenden Anteil der Phasendifferenz bewirkt.Delay plate unit for generating a Phase difference in optically birefringent material, in which at least two components are arranged so that they one after the other from a to be treated by the retardation plate unit Beam of light to be irradiated, so that the components to produce contributing to the phase difference, characterized in that at least a first component of a material having a first refractive index difference and at least one second component of a material having a second refractive index difference are arranged, wherein the first refractive index difference is greater than the second refractive index difference and the first component is the major part of the phase difference causes. Verzögerungsplatteneinheit nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente einen Anteil von mindestens 75% der Phasendifferenz erzeugt.Retarder plate unit according to claim 19, characterized in that the first component comprises a proportion of produces at least 75% of the phase difference. Verzögerungsplatteneinheit nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente einen Anteil von mindestens 90% der Phasendifferenz erzeugt.Retarder plate unit according to claim 19, characterized in that the first component comprises a proportion of produces at least 90% of the phase difference. Verzögerungsplatteneinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsgenauigkeit mit kleiner oder gleich 1 nm Differenz zu einem gewünschten Gangunterschied eingestellt ist.Retarder plate unit according to one of the claims 19 to 21, characterized in that the delay accuracy with less than or equal to 1 nm difference to a desired one Retardation is set. Verzögerungsplatteneinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsgenauigkeit mit kleiner oder gleich 0,5 nm Differenz zu einem gewünschten Gangunterschied eingestellt ist.Retarder plate unit according to one of the claims 19 to 22, characterized in that the delay accuracy with less than or equal to 0.5 nm difference to a desired one Retardation is set. Verzögerungsplatteneinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsgenauigkeit mit kleiner oder gleich 0,1 nm Differenz zu einem gewünschten Gangunterschied eingestellt ist.Retarder plate unit according to one of the claims 19 to 23, characterized in that the delay accuracy with less than or equal to 0.1 nm difference to a desired one Retardation is set. Verzögerungsplatteneinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente mit einer vorbestimmten ersten Dicke in Lichtdurchtrittsrichtung ausgewählt ist und die zweite Komponente mit einer vorbestimmten zweiten Dicke in Lichtdurchtrittsrichtung ausgewählt ist und eine Abweichungen der durch die Komponenten erzeugte Phasendifferenz von der gewünschten Phasendifferenz ausschließlich durch Dickenanpassung der zweiten Komponente kompensiert ist.Retarder plate unit according to one of the claims 19 to 24, characterized in that the first component with a predetermined first thickness selected in the light passage direction and the second component having a predetermined second thickness is selected in the direction of light transmission and a deviation the phase difference produced by the components of the desired phase difference exclusively by adapting the thickness of the second component is compensated. Verzögerungsplatteneinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zweite Komponente in mindestens einer zur Lichtdurchtrittsrichtung quer verlaufenden Richtung mindestens eine Dickenänderung zur ortsaufglösten Anpassung der Phasendifferenz aufweist.Retarder plate unit according to one of the claims 19 to 25, characterized in that at least one second component in at least one direction transverse to the light passage direction at least one change in thickness for spatially resolved Has adaptation of the phase difference. Verzögerungsplatteneinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zweite Komponente angeordnet ist, die eine quer zur Lichtdurchtrittsrichtung angeordnete Freiformfläche aufweist.Retarder plate unit according to one of the claims 19 to 26, characterized in that at least one second component is arranged, which is arranged transversely to the light passage direction Free-form surface has. Verzögerungsplatteneinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei zweite Komponenten mit zueinander komplementären Flächen angeordnet sind.Retarder plate unit according to one of the claims 19 to 27, characterized in that at least two second components arranged with mutually complementary surfaces are. Verzögerungsplatteneinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei zweite Komponenten als gegeneinander verschiebbare Keile ausgebildet sind.Retarder plate unit according to one of the claims 19 to 28, characterized in that at least two second components are formed as mutually displaceable wedges. Verzögerungsplatteneinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten mit gleichen oder unterschiedlichen Kristallorientierungen zueinander angeordnet sind.Retarder plate unit according to one of the claims 19 to 29, characterized in that the components with the same or different crystal orientations are arranged to each other. Verzögerungsplatteneinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten mit parallelen optischen Achsen oder um 90° gedrehten optischen Achsen zueinander angeordnet sind.Retarder plate unit according to one of the claims 19 to 30, characterized in that the components with parallel optical axes or 90 ° rotated optical axes are arranged to each other. Verzögerungsplatteneinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zweite Komponente mit ihrer optischen Achse parallel zur Lichtdurchtrittsrichtung angeordnet ist.Retarder plate unit according to one of the claims 19 to 31, characterized in that at least one second component with its optical axis parallel to the direction of light transmission is arranged. Verzögerungsplatteneinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei erste Komponenten mit ihren optischen Achsen um 90° verdreht zueinander angeordnet sind.Retarder plate unit according to one of the claims 19 to 32, characterized in that at least two first components with their optical axes rotated by 90 ° to each other are. Verzögerungsplatteneinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Komponente als optische Linse ausgebildet ist.Retarder plate unit according to one of the claims 19 to 33, characterized in that at least one component is designed as an optical lens. Verzögerungsplatteneinheit nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zweie Komponente als optische Linse ausgebildet ist.Retarder plate unit according to claim 34, characterized in that at least one two-component as optical lens is formed. Verzögerungsplatteneinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine oder jede Komponente oder mehrere zusammen gehörige Komponenten eine planparallele Platte darstellen.Retarder plate unit according to one of claims 19 to 35, characterized in that at least one or each component or several components belonging together a planpar represent allele plate. Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem Beleuchtungssystem und einer Projektionsoptik, dadurch gekennzeichnet, dass im Beleuchtungssystem und/oder der Projektionsoptik eine Verzögerungsplatteneinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 36 angeordnet ist.Projection exposure machine for microlithography with a lighting system and a projection optics, thereby in that in the illumination system and / or the projection optics a Retarder plate unit according to one of the claims 19 to 36 is arranged. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsplatteneinheit oder Teile davon in einer Pupillenebene oder pupillennahen Ebene oder in einer Feldebene oder feldnahen Ebene des Beleuchtungssystems angeordnet sind.Projection exposure apparatus according to claim 37, characterized characterized in that the retardation plate unit or Parts thereof in a pupil plane or pupil-like plane or in a field level or near-field level of the illumination system are arranged. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Pupillenebene oder pupillennahen Ebene eine erste Komponente der Verzögerungsplatteneinheit für eine Polarisationseinstellung und eine zweite Komponente zur Kompensation von Abweichungen der Doppelbrechungseigenschaften und/oder von Doppelbrechungseigenschaften anderer optischer Elemente angeordnet sind.A projection exposure apparatus according to claim 37 or 38, characterized in that in a pupil plane or close to the pupil Level a first component of the delay plate unit for a polarization adjustment and a second component to compensate for variations in birefringence properties and / or birefringence properties of other optical elements are. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Feldebene oder feldnahen Ebene durch mindestens eine zweite Komponente eine Kompensation des Polarisationsverlaufs über das Feld erfolgt.A projection exposure apparatus according to claim 37 or 38, characterized in that in a field level or close to the field Level by at least one second component compensation the polarization profile over the field takes place.
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