DE102012212864A1

DE102012212864A1 - Optisches System, insbesondere einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage

Info

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches System, insbesondere einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit einer Polarisationsoptik aus einem ersten Polarisationsmanipulator (110, 210, 410) und einem zweiten Polarisationsmanipulator (130, 230, 430), wobei für in ein Teilsystem (120, 220, 420) des optischen Systems eintretende Lichtstrahlen mittels des ersten Polarisationsmanipulators (110, 210, 410) eine während des Betriebs des optischen Systems zeitlich variierende Polarisationsrichtung einstellbar ist, wobei mittels des zweiten Polarisationsmanipulators (130, 230, 430) eine in dem Teilsystem (120, 220, 420) vorhandene Polarisation nach Austritt aus dem Teilsystem (120, 220, 420) in eine vorgegebene Ausgangspolarisation überführbar ist, und wobei der zweite Polarisationsmanipulator (130, 230, 430) wenigstens ein erstes Teilelement aus optisch positiv einachsigem Kristallmaterial und wenigstens ein zweites Teilelement aus optisch negativ einachsigem Kristallmaterial aufweist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage. Insbesondere betrifft die Erfindung ein optisches System, welches eine Reduzierung des Einflusses der intrinsischen Doppelbrechung auf die Abbildungseigenschaften ermöglicht.
Stand der Technik
Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z. B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
Ein im Betrieb einer Projektionsbelichtungsanlage auftretendes Problem ist die sogenannte polarisationsinduzierte Doppelbrechung, welche im Material der optischen Komponenten auftritt, wenn diese über einen langen Zeitraum elektromagnetischer Strahlung von hoher Intensität und konstanter Polarisationsrichtung ausgesetzt werden und welche auf durch diese Strahlung im Material hervorgerufene Dichteschwankungen zurückzuführen ist.
Zur Begrenzung von mit dieser polarisationsinduzierten Doppelbrechung einhergehenden Lebensdauerverlusten ist es bekannt, die Projektionsbelichtungsanlage derart zu betreiben, dass die Richtung des elektrischen Feldstärkevektors zeitlich variiert. Hierzu kann beispielsweise ein Teilbereich der Projektionsbelichtungsanlage mit zirkular polarisiertem Licht durchlaufen werden. Dieses Konzept ist lediglich schematisch in 7 dargestellt, wobei ursprünglich (in y-Richtung bezogen auf das eingezeichnete Koordinatensystem) linear polarisiertes Licht mittels einer ersten Lambda/4-Platte 710 vor Eintritt in ein Teilsystem 720 in zirkular polarisiertes Licht umgewandelt wird, und wobei das zirkular polarisierte Licht nach Austritt aus dem Teilsystem 720 mittels einer zweiten Lambda/4-Platte 730 wieder in den ursprünglichen (linearen) Polarisationszustand zurücktransformiert wird. Die Orientierung der schnellen Achse der Doppelbrechung der Lambda/4-Platten 710, 730 ist hier und im Folgenden durch schwarze Balken angedeutet und mit „fa” bezeichnet.
Ein hierbei in der Praxis auftretendes Problem ist jedoch, dass beim Betreiben eines Teilsystem der Projektionsbelichtungsanlage mit zirkular polarisiertem Licht zwecks Erhöhung der Lebensdauer die notwendige Rücktransformation in den ursprünglichen Polarisationszustand in der Regel in einem Bereich hoher Strahlwinkel zu erfolgen hat. Dies hat bei dem vorstehend beschriebenen Konzept zur Folge, dass der eigentlich gewünschte (Ausgangs-)Polarisationszustand (z. B. in der Retikelebene) nicht mehr wie gewünscht hergestellt wird. Dieses Problem kann insbesondere in Verbindung mit der Erzeugung bestimmter (z. B. tangentialer) Polarisationsverteilungen innerhalb des optischen Systems (z. B. in der Pupillenebene und/oder im Retikel) auftreten. So ist es sowohl in der Beleuchtungseinrichtung als auch im Projektionsobjektiv bekannt, für eine kontrastreiche Abbildung eine tangentiale Polarisationsverteilung einzustellen. Unter „tangentialer Polarisation” (oder „TE-Polarisation”) wird eine Polarisationsverteilung verstanden, bei der die Schwingungsebenen der elektrischen Feldstärkevektoren der einzelnen linear polarisierten Lichtstrahlen annähernd senkrecht zum auf die optische Systemachse gerichteten Radius orientiert sind. Hingegen wird unter „radialer Polarisation” (oder „TM-Polarisation”) eine Polarisationsverteilung verstanden, bei der die Schwingungsebenen der elektrischen Feldstärkevektoren der einzelnen linear polarisierten Lichtstrahlen annähernd radial zur optischen Systemachse orientiert sind.
In Verbindung mit der Einstellung solcher Polarisationsverteilungen kann der zuvor beschriebene Betrieb eines Teilbereichs der Projektionsbelichtungsanlage mit zirkular polarisiertem Licht führen, dass die jeweiligen (z. B. zur Erzeugung von tangentialer Polarisation) eingesetzten polarisationsbeeinflussenden Elemente ihre Wirkung verfehlen, wie dies anhand eines Beispiels in 8 dargestellt ist. Dabei ist mit „840” ein polarisationsbeeinflussendes Element bezeichnet, wie dies aus WO 2005/069081 A2 bekannt ist und welches aus optisch aktivem kristallinem Quarz mit in solcher Weise variierendem Dickenprofil hergestellt ist, dass eine lineare Eingangspolarisationsverteilung durch das Element 840 in eine tangentiale Ausgangspolarisationsverteilung umgewandelt wird. Wie aus 8 ersichtlich ist, führt jedoch die gemäß dem zuvor beschriebenen Konzept mittels der ersten Lambda/4-Platte 810 erzeugte tangentiale Eingangspolarisationsverteilung dazu, dass die besagte tangentiale Polarisation und damit die eigentlich beabsichtigte Wirkung des Elements 840 nicht mehr erreicht wird.
Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf WO 2005/069081 A2 , WO 2005/031467 A2 , DE 101 24 566 A1 , WO 2006/077849 A1 und US 2006/0055909 A1 verwiesen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches System insbesondere einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage bereitzustellen, welches auch in Verbindung mit der Erzeugung bestimmter (z. B. tangentialer) Polarisationsverteilungen innerhalb des optischen Systems eine Erhöhung der Lebensdauer bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der gewünschten Polarisationsverteilung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.
Ein optisches System, insbesondere einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, weist auf:

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

Unter einem optisch positiv einachsigen Kristallmaterial (auch: doppelbrechendes Material von optisch positivem Charakter) wird vorliegend ein optisch einachsiges Kristallmaterial verstanden, für das die außerordentliche Brechzahl n_e größer als die ordentliche Brechzahl n_o ist. Entsprechend wird unter einem optisch negativ einachsigen Kristallmaterial (auch: doppelbrechendes Material von optisch negativem Charakter) ein optisch einachsiges Kristallmaterial verstanden, für das die außerordentliche Brechzahl n_e kleiner als die ordentliche Brechzahl n_o ist.
Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, eine im Rahmen einer zur Vermeidung polarisationsinduzierter Doppelbrechung und damit einhergehender Begrenzung der Lebensdauer des optischen Systems erfolgenden bereichsweisen Einstellung einer zeitlich variierenden Polarisationsrichtung erforderliche Transformation des Polarisationszustandes in den (z. B. innerhalb der Retikelebene) gewünschten Polarisationszustand – beispielsweise als Rücktransformation in einen zuvor bereits eingestellten Polarisationszustand – mittels eines Polarisationsmanipulators vorzunehmen, welcher optisch einachsige Kristallmaterialien von entgegengesetztem optischem Charakter (d. h. optisch positiv einachsiges und optisch negativ einachsiges Kristallmaterial) miteinander kombiniert.
Auf diese Weise kann eine Unabhängigkeit der durch den zweiten Polarisationsmanipulator erzielten polarisationsbeeinflussenden Wirkung von der Winkelverteilung der auftreffenden Lichtstrahlen erzielt werden. Hierdurch wird es insbesondere ermöglicht, den zweiten Polarisationsmanipulator in einer Ebene einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage anzuordnen, in welcher die Lichtstrahlen nicht sämtlich zueinander parallel sind, sondern eine Winkelverteilung aufweisen. Insbesondere kann die (z. B. Rück-)Transformation des Polarisationszustandes mittels des zweiten Polarisationsmanipulators damit in einer Ebene erfolgen, die entweder nicht einer Pupillenebene entspricht (also etwa einer Feldebene oder einer zwischen Pupillenebene und Feldebene befindlichen Ebene) oder aber eine Pupillenebene darstellt, welche nach bereits erfolgter Felderzeugung (in welchem Falle die Orte im Feld als Winkel in der Pupillenebene vorliegen) vom Licht durchlaufen wird.
Die Unabhängigkeit der durch den zweiten Polarisationsmanipulator erzielten polarisationsbeeinflussenden Wirkung von der Winkelverteilung der auftreffenden Lichtstrahlen ist insbesondere im Hinblick darauf vorteilhaft, als es für eine möglichst wirksame Vermeidung von polarisationsinduzierter Doppelbrechung im System wünschenswert ist, die Einstellung der zeitlich variierenden Polarisationsrichtung „möglichst früh” (bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung) im optischen System und die Rücktransformation in den ursprünglich gewünschten Polarisationszustand „möglichst spät” (bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung) vorzunehmen, so dass infolge der damit erforderlichen Platzierung des für die Rücktransformation des Polarisationszustandes zuständigen zweiten Polarisationsmanipulators z. B. in Nähe der Retikelebene (und insbesondere nach der in Lichtausbreitungsrichtung ersten Pupillenebene) eine Winkelverteilung der auf den zweiten Polarisationsmanipulator auftreffenden Lichtstrahlen in der Regel unvermeidbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform wandelt der erste Polarisationsmanipulator eine vor Eintritt in den ersten Polarisationsmanipulator vorhandene Eingangspolarisation wenigstens bereichsweise über den Lichtbündelquerschnitt in zirkulare Polarisation um. In diesem Falle wird somit die erfindungsgemäß innerhalb des Teilsystems erzeugte zeitliche Variation der Polarisationsrichtung durch die bei zirkular polarisiertem Licht erfolgende Rotation des elektrischen Feldstärkevektors erzielt.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt hierzu die durch den ersten Polarisationsmanipulator bewirkte Verzögerung ein ungeradzahliges Vielfaches von einem Viertel der Arbeitswellenlänge des optischen Systems.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt ferner auch die durch die Teilelemente des zweiten Polarisationsmanipulators gemeinsam bewirkte Verzögerung ein ungeradzahliges Vielfaches von einem Viertel der Arbeitswellenlänge des optischen Systems. Durch die gemeinsame Wirkung der Teilelemente des zweiten Polarisationsmanipulators kann somit insbesondere eine durch den ersten Polarisationsmanipulator eingestellte zirkulare Polarisation in eine ursprünglich vorhandene, konstant lineare Polarisation zurücktransformiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform sind der erste und der zweite Polarisationsmanipulator zwischen einer Position innerhalb des optischen Strahlenganges und einer Position außerhalb des optischen Strahlenganges verschiebbar. Bei dieser Ausgestaltung kann die erfindungsgemäße Realisierung einer zeitlichen Variation der Polarisationsrichtung innerhalb des Teilsystems somit durch Herein- bzw. Herausschieben des ersten und zweiten Polarisationsmanipulators in den Strahlengang realisiert werden.
Insbesondere (jedoch ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre) kann innerhalb des Teilsystems, und über die Lebensdauer des optischen Systems hinweg durch Herein- bzw. Herausschieben der Polarisationsmanipulatoren in den optischen Strahlengang zwischen einer innerhalb des Teilsystems vorliegenden tangentialen Polarisationsverteilung (bei aus dem Strahlengang herausgefahrenen Polarisationsmanipulatoren) und einer innerhalb des Teilsystems vorliegenden radialen Polarisationsverteilung (bei in den Strahlengang hereingefahrenen Polarisationsmanipulatoren) umgeschaltet werden, wodurch im Ergebnis ebenfalls das Vorhandensein einer fortwährend konstanten Polarisationsrichtung innerhalb des Teilsystems und eine damit einhergehende ausgeprägte polarisationsinduzierte Doppelbrechung vermieden werden kann.
Hierzu können der erste und/oder der zweite Polarisationsmanipulator insbesondere wenigstens einen 90°-Rotator aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform kann hierbei der erste Polarisationsmanipulator wenigstens zwei Lambda/2-Platten aufweisen, deren schnelle Achsen der Doppelbrechung in einem Winkel von 45° zueinander angeordnet sind. Entsprechend kann der zweite Polarisationsmanipulator jeweils zwei als Lambda/2-Platte wirkende Verzögerungselemente aufweisen, wobei jede dieser Lambda/2-Platten aus Teilelementen von entgegengesetztem optischen Charakter zusammengesetzt ist und wobei die (resultierenden) schnellen Achsen der Doppelbrechung in diesen Lambda/2-Platten in einem Winkel von 45° zueinander angeordnet sind. Bei dieser Ausgestaltung ist gewährleistet, dass die polarisationsbeeinflussende Wirkung des ersten bzw. zweiten Polarisationsmanipulators unabhängig von der Polarisationsrichtung des auftreffenden Lichtes ist, was insbesondere in Verbindung mit den vorstehend genannten (radialen oder tangentialen) Polarisationsverteilungen mit über den Lichtbündelquerschnitt variierender Polarisationsrichtung von Bedeutung ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist der erste und/oder der zweite Polarisationsmanipulator drehbar angeordnet. Auf diese Weise kann, wie im Weiteren noch näher erläutert, z. B. eine Anpassung der Bereiche, innerhalb derer eine Umwandlung von linearer Polarisation in zirkulare Polarisation oder umgekehrt erfolgt, an das jeweils eingesetzte Beleuchtungssetting (etwa bei Umstellung von einem Quadrupol-Beleuchtungssetting mit zwei horizontal bzw. vertikal ausgerichteten Beleuchtungs-Dipolen auf ein Quasar-Beleuchtungssetting mit unter 45° zur Horizontalen bzw. Vertikalen ausgerichteten Beleuchtungs-Dipolen) vorgenommen werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist das optische System ferner ein polarisationsbeeinflussendes optisches Element auf, welches eine Umwandlung einer linearen Polarisationsverteilung in eine tangentiale Polarisationsverteilung oder eine radiale Polarisationsverteilung bewirkt.
Gemäß einer Ausführungsform ist dieses polarisationsbeeinflussende optische Element in Lichtausbreitungsrichtung vor dem ersten Polarisationsmanipulator angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform überführt der zweite Polarisationsmanipulator die Polarisation des aus dem Teilsystem austretenden Lichtes zurück in die vor Eintritt in den ersten Polarisationsmanipulator vorhandene Eingangspolarisation. Diese Eingangspolarisation kann insbesondere eine zumindest näherungsweise tangentiale Polarisationsverteilung sein. Die Erfindung ist jedoch hierauf (insbesondere auf eine durch den zweiten Polarisationsmanipulator bewirkte Rücktransformation des Polarisationszustandes in eine bereits zuvor eingestellte Polarisation) nicht beschränkt. So kann in Ausführungsformen auch durch den zweiten Polarisationsmanipulator eine tangentiale Polarisationsverteilung erstmals – als in der Retikelebene gewünschte Polarisation – z. B. aus einer innerhalb des Teilsystems eingestellten radialen Polarisationsverteilung im optischen System eingestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist der erste Polarisationsmanipulator und/oder der zweite Polarisationsmanipulator eine segmentierte Anordnung aus einer Mehrzahl von Verzögerungselementen auf, wobei die Richtung der schnellen Achse der Doppelbrechung über diese segmentierte Anordnung variiert. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass – z. B. in Verbindung mit einer im optischen System erwünschten tangentialen Polarisationsverteilung – der Anteil an zirkularer Polarisation, welcher über den Lichtbündelquerschnitt hinweg erzeugt wird, aufgrund der in den einzelnen Segmenten ermöglichten Anpassung der Ausrichtung der optischen Kristallachsen an die jeweilige Polarisationsrichtung des auftreffenden Lichtes vergrößert wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie ein Verfahren zur mikrolithographischen Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus eines optischen Systems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
3a–b schematische Darstellungen von innerhalb des optischen Systems aus 1 einstellbaren Polarisationsverteilungen;
4–5 schematische Darstellungen weiterer Ausführungsformen der Erfindung;
6 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage;
7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines herkömmlichen Konzepts zur Erhöhung der Lebensdauer eines optischen Systems; und
8 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines im Rahmen des herkömmlichen Konzepts auftretenden Problems.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
6 zeigt zunächst in schematischer Darstellung eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage 600 mit einer Lichtquelleneinheit 601, einer Beleuchtungseinrichtung 610, einer abzubildende Strukturen aufweisenden Maske 625, einem Projektionsobjektiv 630 und einem zu belichtenden Substrat 640. Die Lichtquelleneinheit 601 umfasst als Lichtquelle einen DUV- oder VUV-Laser, beispielsweise einen ArF-Laser für 193 nm, einen F₂-Laser für 157 nm, einen Ar₂-Laser für 126 nm oder einen Ne₂-Laser für 109 nm, und eine Strahlformungsoptik, welche ein paralleles Lichtbüschel erzeugt. Die Strahlen des Lichtbüschels weisen eine lineare Polarisationsverteilung auf, wobei die Schwingungsebenen des elektrischen Feldvektors der einzelnen Lichtstrahlen in einheitlicher Richtung verlaufen.
Das parallele Lichtbüschel trifft auf ein Divergenz erhöhendes optisches Element 611. Als Divergenz erhöhendes optisches Element 611 kann beispielsweise ein diffraktives optisches Element (DOE) eingesetzt werden. Auf dieses folgt ein Zoom-Objektiv 612, welches ein paralleles Lichtbüschel mit variablem Durchmesser erzeugt. Das parallele Lichtbüschel wird durch einen Umlenkspiegel 613 auf eine optische Einheit 614 gerichtet, die ein Axikon 615 enthält. Durch das Zoom-Objektiv 612 in Verbindung mit dem Axikon 615 werden in einer in Lichtausbreitungsrichtung ersten Pupillenebene PP1 je nach Zoom-Stellung und Position der Axikonelemente unterschiedliche Beleuchtungskonfigurationen erzeugt.
In weiteren Ausführungsformen kann die Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung unterschiedlicher Beleuchtungskonfigurationen auch (anstelle des Divergenz erhöhenden optischen Elementes 611 und des Zoom-Objektivs 612 in Verbindung mit dem Axikon 115) eine Spiegelanordnung aufweisen, welche eine Vielzahl unabhängig voneinander einstellbarer Spiegelelemente umfasst und wie sie z. B. aus WO 2005/026843 A2 bekannt ist. Diese Spiegelelemente können jeweils individuell, z. B. in einem Winkelbereich von –2° bis +2°, insbesondere –5° bis +5°, weiter insbesondere –10° bis +10°, verkippt werden. Durch eine geeignete Verkippungsanordnung der Spiegelelemente in der Spiegelanordnung kann in der Pupillenebene PP1 ebenfalls eine gewünschte Lichtverteilung, z. B. ein annulares Beleuchtungssetting oder auch ein Dipol-Setting oder ein Quadrupol-Setting, ausgebildet werden, indem das zuvor homogenisierte und kollimierte Laserlicht je nach gewünschtem Beleuchtungssetting durch die Spiegelelemente jeweils in die entsprechende Richtung gelenkt wird.
Auf die optische Einheit 614 folgt ein Retikel-Maskierungssystem (REMA) 618, welches durch ein REMA-Objektiv 619 auf die die abzubildenden Strukturen tragende Maske (Retikel) 625 abgebildet wird und dadurch den ausgeleuchteten Bereich auf der Maske 625 begrenzt. Die Maske 625 wird mit dem Projektionsobjektiv 630 auf das lichtempfindliche Substrat 640 abgebildet. Mit PP2 ist eine Pupillenebene innerhalb des Projektionsobjektivs 630 bezeichnet. Zwischen einem letzten optischen Element 635 des Projektionsobjektivs 630 und dem lichtempfindlichen Substrat 640 befindet sich im Beispiel eine Immersionsflüssigkeit 636 mit einem von Luft verschiedenen Brechungsindex.
1 zeigt in lediglich schematischer Darstellung einen Ausschnitt einer Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage zur Erläuterung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Gemäß 1 tritt linear polarisiertes Licht (mit im Ausführungsbeispiel in y-Richtung orientierter Polarisationsrichtung) zunächst durch eine erste Lambda/4-Platte 104, wobei die schnelle Achse der Doppelbrechung dieser Lambda/4-Platte 104 hier und im Folgenden jeweils durch schwarze Balken angedeutet und mit „fa” bezeichnet ist. In Lichtausbreitungsrichtung nach der ersten Lambda/4-Platte 104 folgt ein erstes Teilsystem 105, in welches das Licht infolge der polarisationsbeeinflussenden Wirkung der ersten Lambda/4-Platte 104 zirkular polarisiert eintritt. Nach Austritt aus dem ersten Teilsystem 105 durchläuft das Licht eine zweite Lambda/4-Platte 106, welche eine Rücktransformation des Polarisationszustandes in eine konstant lineare Polarisation (mit in y-Richtung verlaufender Polarisationsrichtung) bewirkt.
In Lichtausbreitungsrichtung nach der zweiten Lambda/4-Platte 106 folgt ein polarisationsbeeinflussendes optisches Element 140, welches eine Umwandlung der linearen Polarisationsverteilung in eine tangentiale Polarisationsverteilung bewirkt und beispielsweise – wie aus WO 2005/069081 A2 bekannt – aus optisch aktivem kristallinem Quarz mit variierendem Dickenprofil hergestellt sein kann.
Vor Eintritt in ein zweites Teilsystem 120 durchläuft das Licht nun zunächst einen ersten Polarisationsmanipulator 110 einer Polarisationsoptik, welcher im Ausführungsbeispiel ebenfalls als Lambda/4-Platte ausgestaltet ist und welcher wie in 1 angedeutet – je nach Orientierung der schnellen Achse der Doppelbrechung relativ zur Eingangspolarisation des auf den ersten Polarisationsmanipulator 110 auftreffenden Lichtes – über den Lichtbündelquerschnitt unterschiedliche Polarisationszustände erzeugt. Diese Polarisationszustände entsprechen – wie in 1 angedeutet – in Teilbereichen des Lichtbündelquerschnitts ebenfalls zirkularer Polarisation, so dass auch das zweite Teilsystem 120 nach Lichtdurchtritt durch ein mit „150” bezeichnetes felddefinierendes Element (kurz: FDE), welches beispielsweise als Anordnung aus einer Vielzahl mikrooptischer Elemente ausgebildet sein kann, zumindest teilweise von zirkular polarisiertem Licht durchlaufen wird.
Die zuvor erwähnte Polarisationsoptik umfasst gemäß 1 außer dem ersten Polarisationsmanipulator 110 einen zweiten Polarisationsmanipulator 130, welcher das aus dem zweiten Teilsystem 120 austretende Licht in seinem Polarisationszustand insofern zurück transformiert, als die durch den zweiten Polarisationsmanipulator 130 eingestellte Ausgangspolarisation wieder der (tangentialen) Eingangspolarisation vor Eintritt in den ersten Polarisationsmanipulator entspricht. Der zweite Polarisationsmanipulator 130 ist im Ausführungsbeispiel ebenfalls so ausgestaltet, dass seine polarisationsbeeinflussende Wirkung derjenigen einer Lambda/4-Platte entspricht, wobei jedoch diese polarisationsbeeinflussende Wirkung unabhängig von der Winkelverteilung der auf den zweiten Polarisationsmanipulator auftreffenden Lichtstrahlen ist. Hierzu kann der zweite Polarisationsmanipulator 130 insbesondere ein erstes Teilelement aus optisch positiv einachsigem Kristallmaterial und ein zweites Teilelement aus optisch negativ einachsigem Kristallmaterial aufweisen, wie dies aus DE 10 2007 059258 A1 bekannt ist.
Infolge der einfallswinkelunabhängigen Ausgestaltung des zweiten Polarisationsmanipulators 130 der die zumindest teilweise zirkulare Polarisation des das zweite Teilsystem 120 durchlaufenden Lichtes einstellenden Polarisationsoptik wird es ermöglicht, die besagte Rücktransformation mittels des zweiten Polarisationsmanipulators 130 auch in einer Ebene der Projektionsbelichtungsanlage vorzunehmen, in welcher die Lichtstrahlen nicht sämtlich zueinander parallel sind, sondern eine Winkelverteilung aufweisen. Insbesondere kann der zweite Polarisationsmanipulator 130 wahlweise in einer Pupillenebene, einer Feldebene oder einer Zwischenebene (zwischen Pupillen- und Feldebene) angeordnet sein, da die polarisationsbeeinflussende Wirkung des zweiten Polarisationsmanipulators 130 lediglich polarisationssensitiv, jedoch nicht orts- oder winkelsensitiv ist.
Hinsichtlich geeigneter (optisch positiver bzw. optisch negativer) einachsiger Kristallmaterialien zur Realisierung der den zweiten Polarisationsmanipulator 130 ausbildenden Teilelemente sowie geeigneter Materialdicken wird auf die o. g. DE 10 2007 059 258 A1 verwiesen.
Die vorstehend beschriebene Anordnung von Lambda/4-Platten 104 und 106 bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung vor einem ersten Teilsystem 105 zwecks Erzeugung zirkularer Polarisation innerhalb dieses Teilsystems 105 ist lediglich optional und erfolgt in grundsätzlich bekannter Weise.
Gemäß einer Ausführungsform sind der erste und zweite Polarisationsmanipulator 110, 130 drehbar angeordnet. Auf diese Weise kann wie im Weiteren erläutert eine Anpassung der Bereiche, innerhalb derer eine Umwandlung von linearer Polarisation in zirkulare Polarisation oder umgekehrt erfolgt, an das jeweils eingesetzte Beleuchtungssetting vorgenommen werden.
In 3a ist eine sich in Lichtausbreitungsrichtung nach dem ersten Polarisationsmanipulator 110 ergebende Polarisationsverteilung 315 schematisch dargestellt. Wie in 3a angedeutet eignet sich diese Polarisationsverteilung 315 (und damit die in 1 gewählte Anordnung der schnellen Achse der Doppelbrechung) insbesondere für ein (x- oder y-)Dipol-Beleuchtungssetting, da in diesem Falle an den ausgeleuchteten (und in 3a hervorgehobenen) Pupillenbereichen die wie eingangs erläutert gewünschte, zirkulare Polarisation vorliegt. Hingegen kann im Falle eines Beleuchtungssettings, welches einem Dipol-Beleuchtungssetting mit (bezogen auf die x- oder y-Richtung) unter 45° angeordneten Beleuchtungspolen oder auch einem Quasar-Beleuchtungssetting entspricht, die gewünschte zirkulare Polarisation innerhalb der Beleuchtungspole durch geeignete Drehung des ersten Polarisationsmanipulators 110 sowie des zweiten Polarisationsmanipulators 130 um die optische Systemachse (entsprechend der z-Achse im eingezeichneten Koordinatensystem) erzielt werden, wie dies in 3b angedeutet ist.
In einer weiteren Ausführungsform kann das polarisationsbeeinflussende optische Element 140 auch derart aus optisch aktivem kristallinem Quarz mit variierendem Dickenprofil hergestellt sein, dass es eine Umwandlung einer linearen Eingangspolarisationsverteilung in eine quasi-tangentiale Polarisationsverteilung bewirkt (wie beispielsweise in 4f der o. g. WO 2005/069081 A2 gezeigt), so dass in den Beleuchtungspolen eines gemäß 5d erzeugten Quadrupol-Beleuchtungssettings 501 (mit in x- bzw. y-Richtung einander gegenüberliegenden Beleuchtungspolen) die einander in y-Richtung gegenüberliegenden Beleuchtungspole x-polarisiert sind (d. h. die Schwingungsrichtung des elektrischen Feldstärkevektors in x-Richtung orientiert ist), wohingegen die einander in x-Richtung gegenüberliegenden Beleuchtungspole y-polarisiert sind (d. h. die Schwingungsrichtung des elektrischen Feldstärkevektors in y-Richtung orientiert ist). Hierdurch kann erreicht werden, dass sich durch die polarisationsbeeinflussende Wirkung des ersten Polarisationsmanipulators 110 (als Lambda/4-Platte) die gewünschte, zirkulare Polarisation innerhalb des Teilsystems 120 nicht nur bereichsweise (wie in 3a, b gezeigt), sondern im gesamten optisch genutzten Pupillenbereich ergibt.
Im Weiteren wird unter Bezugnahme auf 2a und 2b eine weitere Ausführungsform der Erfindung erläutert. Die Ausführungsform gemäß 2a unterscheidet sich von derjenigen aus 1 insbesondere dadurch, dass die zum Zwecke der Lebensdauererhöhung realisierte zeitliche Variation der Polarisationsrichtung des in das Teilsystem 220 eintretenden Lichtes nicht durch die Einstellung zirkularer Polarisation, sondern durch das Herein- bzw. Herausschieben der den ersten und zweiten Polarisationsmanipulator 210, 230 aufweisenden Polarisationsoptik in den Strahlengang realisiert wird.
Gemäß dem Aufbau von 2a durchläuft das analog zu 1 zunächst linear (in y-Richtung) polarisierte Licht zunächst ein polarisationsbeeinflussendes Element 240, welches analog zu dem Aufbau von 1 ausgebildet ist und die lineare Eingangspolarisation in eine tangentiale Polarisationsverteilung umwandelt. Sowohl der erste Polarisationsmanipulator 210 als auch der zweite Polarisationsmanipulator 230 jeweils als 90°-Rotator ausgebildet, so dass jeder der Polarisationsmanipulatoren 210, 230 eine Drehung der Polarisationsrichtung um 90° über den gesamten Lichtbündelquerschnitt bewirkt. Die den ersten bzw. zweiten Polarisationsmanipulator 210, 230 jeweils bildenden 90°-Rotatoren sind jeweils zur Erzielung des gewünschten Polarisationsdrehwinkels von 90° unabhängig von der Polarisationsrichtung des auf den jeweiligen Polarisationsmanipulator 210, 230 auftreffenden Lichtes aus Lambda/2-Platten mit gegeneinander um 45° verdrehten schnellen Achsen der Doppelbrechung ausgebildet, wobei die Lambda/2-Platten aus beliebigem geeigneten optisch einachsigem Kristallmaterial, z. B. Magnesiumfluorid (MgF₂) oder Saphir (Al₂O₃), hergestellt sein können.
Wie in 2a angedeutet bewirkt folglich der erste Polarisationsmanipulator 210 eine Umwandlung der durch das polarisationsbeeinflussende optische Element 240 eingestellten tangentialen Polarisationsverteilung in eine radiale Polarisationsverteilung, und der zweite Polarisationsmanipulator 230 bewirkt nach Lichtdurchtritt durch das Teilsystem 220 eine Rücktransformation dieser radialen Polarisationsverteilung in die ursprüngliche tangentiale Polarisationsverteilung.
Der Betrieb des optischen Systems bzw. der Projektionsbelichtungsanlage umfasst nun gemäß dem in 2a dargestellten Konzept sowohl Betriebsphasen, in welchen (bei Platzierung der Polarisationsmanipulatoren 210, 230 außerhalb des optischen Strahlengangs) das Teilsystem 220 von Licht mit tangentialer Polarisationsverteilung durchlaufen wird, als auch Betriebsphasen, bei welchen (mittels Platzierung der Polarisationsmanipulatoren 210, 230 innerhalb des optischen Strahlengangs) das Teilsystem 220 von Licht mit einer radialer Polarisationsverteilung durchlaufen wird.
In weiteren Ausführungsformen kann sowohl in der Ausführungsform von 2a–b als auch in den übrigen Ausführungsformen der erste Polarisationsmanipulator 210 bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung auch vor dem polarisationsbeeinflussenden Element 240 angeordnet sein. Insbesondere kann der erste Polarisationsmanipulator 210 bereits unmittelbar am Eingang der Beleuchtungseinrichtung (z. B. in Lichtausbreitungsrichtung vor oder nach einem zur Erzeugung einer Winkelverteilung eingesetzten diffraktiven optischen Element) eingesetzt werden. Auf diese Weise kann beispielsweise eine ursprünglich (d. h. vor Eintritt in den ersten Polarisationsmanipulator 210) vorhandene lineare x-Polarisation zunächst mittels des als 90°-Rotator ausgeführten ersten Polarisationsmanipulators 210 in eine lineare y-Polarisation und dann über das polarisationsbeeinflussende Element 240 in eine innerhalb des Teilsystems 220 vorhandene radiale Polarisation umgewandelt werden, aus welcher dann der zweite Polarisationsmanipulator 230 die in der Retikelebene erwünschte tangentiale Polarisationsverteilung erzeugt.
Mittels der gemäß 2a über die gesamte Betriebsdauer des optischen Systems bzw. der Projektionsbelichtungsanlage erzielten Umschaltung der jeweiligen Polarisationsrichtung des das Teilsystem 220 durchlaufenden Lichtes kann – im Ergebnis analog zur Ausführungsform von 1 – ebenfalls eine signifikante Reduzierung der im System auftretenden polarisationsinduzierten Doppelbrechung und damit eine wesentliche Erhöhung der Lebensdauer erreicht werden.
Hierbei ist (insoweit analog zur Ausführungsform von 1) der zweite Polarisationsmanipulator 230 derart ausgestaltet, dass dessen polarisationsbeeinflussende Wirkung unabhängig vom Einfallswinkel der auf den zweiten Polarisationsmanipulator 230 auftreffenden Lichtstrahlen ist. Hierzu sind die zur Ausbildung des (analog zum ersten Polarisationsmanipulator 210) polarisationsunabhängigen 90°-Rotators benötigten Lambda/2-Platten ihrerseits (und insoweit analog zur obigen Beschreibung von 1) aus Teilelementen mit entgegengesetztem optischen Charakter (d. h. unter Kombination von optisch positiv einachsigem und optisch negativ einachsigem Kristallmaterial) aufgebaut, so dass der im Ergebnis erhaltene zweite Polarisationsmanipulator 230 in der erzielten polarisationsbeeinflussenden Wirkung nicht nur unabhängig von der Polarisationsrichtung des auf den zweiten Polarisationsmanipulator 230 auftreffenden Lichtes, sondern auch unabhängig von der Winkelverteilung der den zweiten Polarisationsmanipulator 230 durchlaufenden Lichtstrahlen ist.
Der entsprechende Aufbau des zweiten Polarisationsmanipulators 230 ist in Form eines Ausführungsbeispiels in 2b schematisch dargestellt. Der zweite Polarisationsmanipulator 230 weist zwei in Lichtausbreitungsrichtung (entsprechend der z-Richtung im eingezeichneten Koordinatensystem) aufeinanderfolgend angeordnete Verzögerungselemente 231 und 232 auf, welche ihrerseits aus jeweils zwei Teilelementen 231a, 231b bzw. 232a, 232b zusammengesetzt sind. Hierbei sind die Teilelemente 231a, b und 232a, b jeweils aus optisch einachsigem Kristallmaterial hergestellt, und die zu demselben Verzögerungselement 231 bzw. 232 gehörenden Teilelemente 231a, b bzw. 232a, b sind von entgegengesetztem optischem Charakter. Zudem sind die Orientierungen der optischen Kristallachse in den jeweiligen Teilelementen 231a, b bzw. 232a, b so gewählt, dass die polarisationsbeeinflussende Wirkung des ersten Verzögerungselementes 231 der Wirkung einer ersten Lambda/2-Platte mit einer ersten schnellen Achse der Doppelbrechung und die polarisationsbeeinflussende Wirkung des zweiten Verzögerungselementes 232 der Wirkung einer zweiten Lambda/2-Platte mit einer zweiten schnellen Achse der Doppelbrechung entspricht. Die jeweilige Orientierung der optischen Kristallachse ist wie in den übrigen Abbildungen durch schwarze Balken eingezeichnet, während die eingezeichneten Doppelpfeile die Polarisationsrichtung für zwei den zweiten Polarisationsmanipulator 230 unter unterschiedlichen Winkeln durchlaufende Lichtstrahlen symbolisieren.
Wie in 2b angedeutet ist, erfahren beide Lichtstrahlen trotz der unterschiedlichen Winkel des Strahldurchtritts eine Drehung der Polarisationsrichtung um 90°, was dadurch erreicht wird, dass der Winkel zwischen der (resultierenden) schnellen Achse des ersten Verzögerungselementes 231 und der (resultierenden) schnellen Achse des zweiten Verzögerungselementes 232 45° beträgt.
Im Weiteren wird unter Bezugnahme auf 4 und 5a–c eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, wobei wiederum im Vergleich zu 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „300” erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind.
Die Ausführungsform gemäß 4 und 5a–c unterscheidet sich von derjenigen aus 1 insbesondere dadurch, dass sowohl der erste Polarisationsmanipulator 410 als auch der zweite Polarisationsmanipulator 430 der Polarisationsoptik jeweils als segmentierte Anordnung aus Lambda/4-Platten ausgestaltet ist, wobei der zweite Polarisationsmanipulator 430 wiederum analog zur Ausführungsform von 1 (und durch Kombination von optisch positiv einachsigem Kristallmaterial mit optisch negativ einachsigem Kristallmaterial) einfallswinkelunabhängig ausgestaltet ist. Gemäß 5a–c variiert sowohl bei dem ersten Polarisationsmanipulator 410 (vergleiche 5a) als auch bei dem zweiten Polarisationsmanipulator 430 (vgl. 5c) die Richtung der schnellen Achse der Doppelbrechung über die segmentierte Anordnung mit der Folge, dass – wie in 5b für die in Lichtausbreitungsrichtung nach dem ersten Polarisationsmanipulator 410 erhaltene Polarisationsverteilung 415 angedeutet – der Anteil an zirkularer Polarisation für die das zweite Teilsystem 420 durchlaufenden Lichtstrahlen erhöht wird, da jeweils innerhalb jedes Segments des ersten Polarisationsmanipulators 410 bereichsweise vollständige zirkulare Polarisation eingestellt wird.
Die unter Bezugnahme auf 5a und 5c beschriebene Ausgestaltung des ersten bzw. zweiten Polarisationsmanipulators 410, 430 kann ferner auch in Verbindung mit einem Beleuchtungssetting 502 gemäß 5e vorteilhaft genutzt werden, welches eine quasi-tangentiale Polarisationsverteilung mit acht kreissegmentförmigen Bereichen aufweist, in denen die Polarisationsvorzugsrichtung jeweils konstant sowie zumindest näherungsweise tangential, d. h. senkrecht zum auf die (in z-Richtung verlaufende) optische Systemachse gerichteten Radius verläuft. Polarisationsbeeinflussende optische Anordnungen zur Erzeugung einer solchen quasi-tangentialen Polarisationsverteilung (welche ebenfalls an Stelle des polarisationsbeeinflussenden optischen Elements 140 in 1 einsetzbar sind) sind aus DE 10 2011 003 035 A1 bekannt.
Aufgrund der Kombination von optisch einachsigen Kristallmaterialien von entgegengesetztem optischem Charakter (d. h. die Kombination von optisch positiv einachsigem und optisch negativ einachsigem Kristallmaterial) kann, wie für sich genommen aus DE 10 2007 059 258 A1 bekannt, eine signifikante Reduzierung der Abhängigkeit der polarisationsbeeinflussenden Wirkung bzw. der bereitgestellten Verzögerung vom Einfallswinkel (d. h. der Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Strahlung) erzielt werden, wobei gegenläufige Effekte in den jeweiligen optisch einachsigen Kristallmaterialien mit entgegengesetztem optischem Charakter ausgenutzt werden.
Wie in der genannten DE 10 2007 059 258 A1 im Einzelnen erläutert kann die gewünschte Reduzierung bzw. Eliminierung der Winkelabhängigkeit der Verzögerung sowohl bei zueinander senkrechter Orientierung der beiderseitigen optischen Kristallachsen in den beiden Teilelementen als auch bei zueinander paralleler Orientierung dieser Kristallachsen erzielt werden.
Hierbei wird im Falle der zueinander senkrechten Orientierung der Kristallachsen der Umstand ausgenutzt, dass die Verzögerung in einem der Teilelemente mit steigendem Kippwinkel α kontinuierlich abnimmt, wohingegen die Verzögerung in dem anderen der Teilelemente mit steigendem Kippwinkel α kontinuierlich zunimmt, sodass im Ergebnis ein Kompensationseffekt im Sinne einer geringeren Winkelabhängigkeit der Verzögerung des aus den beiden Teilelementen gebildeten Polarisationsmanipulators erzielt wird. Im Falle der zueinander parallelen Orientierung der Kristallachsen wird hingegen der Umstand ausgenutzt, dass aufgrund unterschiedlicher Brechzahlen der beiden Kristallmaterialien von optisch entgegengesetztem Charakter bei einem vorgegebenen Einfallswinkel der auf den aus den beiden Teilelementen gebildeten Polarisationsmanipulator auftreffenden Lichtstrahlen das Teilelement mit größerer mittlerer Brechzahl noch mit einem zum Lot geringeren Winkel (also in einer dem senkrechten Lichtdurchtritt noch „näher kommenden” Position) durchquert wird als das Teilelement mit geringerer mittlerer Brechzahl, so dass sich mit zunehmender Verkippung der Verzögerungsanordnung in dem Kristallmaterial mit geringerer mittlerer Brechzahl effektiv eine stärkere Winkelabhängigkeit zeigt, was wiederum dadurch im Sinne des gewünschten Kompensationseffektes ausgenutzt werden kann, dass in dem Teilelement aus diesem Kristallmaterial mit geringerer mittlerer Brechzahl im Vergleich zu dem Kristallmaterial mit größerer mittlerer Brechzahl durch geeignete Wahl der beiderseitigen Bauteildicken die größere Verzögerung bereitgestellt wird, wobei sich in Verbindung mit dem optisch entgegengesetztem Charakter der beiden Teilelemente ebenfalls ein Kompensationseffekt im Sinne einer geringeren Winkelabhängigkeit der durch den Polarisationsmanipulator bereitgestellten Verzögerung erzielt wird.
Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z. B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

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

Claims

Optisches System, insbesondere einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit • einer Polarisationsoptik aus einem ersten Polarisationsmanipulator (110, 210, 410) und einem zweiten Polarisationsmanipulator (130, 230, 430); • wobei für in ein Teilsystem (120, 220, 420) des optischen Systems eintretende Lichtstrahlen mittels des ersten Polarisationsmanipulators (110, 210, 410) eine während des Betriebs des optischen Systems zeitlich variierende Polarisationsrichtung einstellbar ist; • wobei mittels des zweiten Polarisationsmanipulators (130, 230, 430) eine in dem Teilsystem (120, 220, 420) vorhandene Polarisation nach Austritt aus dem Teilsystem (120, 220, 420) in eine vorgegebene Ausgangspolarisation überführbar ist; und • wobei der zweite Polarisationsmanipulator (130, 230, 430) wenigstens ein erstes Teilelement aus optisch positiv einachsigem Kristallmaterial und wenigstens ein zweites Teilelement aus optisch negativ einachsigem Kristallmaterial aufweist.
Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Polarisationsmanipulator (110, 410) eine vor Eintritt in den ersten Polarisationsmanipulator (110, 210, 410) vorhandene Eingangspolarisation wenigstens bereichsweise über den Lichtbündelquerschnitt in zirkulare Polarisation umwandelt.
Optisches System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den ersten Polarisationsmanipulator (110, 410) bewirkte Verzögerung ein ungeradzahliges Vielfaches von einem Viertel der Arbeitswellenlänge des optischen Systems beträgt.
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Teilelemente des zweiten Polarisationsmanipulators (430) gemeinsam bewirkte Verzögerung ein ungeradzahliges Vielfaches von einem Viertel der Arbeitswellenlänge des optischen Systems beträgt.
Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Polarisationsmanipulator (210) und der zweite Polarisationsmanipulator (230) zwischen einer Position innerhalb des optischen Strahlenganges und einer Position außerhalb des optischen Strahlenganges verschiebbar sind.
Optisches System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Polarisationsmanipulator (210) bei Platzierung im optischen Strahlengang eine tangentiale Polarisationsverteilung in eine radiale Polarisationsverteilung umwandelt.
Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Polarisationsmanipulator (210) wenigstens einen 90°-Rotator aufweist.
Optisches System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Polarisationsmanipulator (210) wenigstens zwei Lambda/2-Platten aufweist, wobei die schnellen Achsen der Doppelbrechung in diesen Lambda/2-Platten in einem Winkel von 45° zueinander angeordnet sind.
Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Polarisationsmanipulators (230) zwei jeweils als Lambda/2-Platte wirkende Verzögerungselemente aufweist, wobei jede dieser Lambda/2-Platten ein erstes Teilelement aus optisch positiv einachsigem Kristallmaterial und wenigstens ein zweites Teilelement aus optisch negativ einachsigem Kristallmaterial aufweist, und wobei die schnellen Achsen der Doppelbrechung in diesen Lambda/2-Platten in einem Winkel von 45° zueinander angeordnet sind.
Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optisch positiv einachsige Kristallmaterial aus der Gruppe ausgewählt ist, welche kristallines Quarz (SiO₂) und Magnesiumfluorid (MgF₂) enthält.
Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optisch negativ einachsige Kristallmaterial aus der Gruppe ausgewählt ist, welche Saphir (Al₂O₃) und Lanthanfluorid (LaF₃) enthält.
Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Polarisationsmanipulator (110, 210, 410) und/oder der zweite Polarisationsmanipulator (130, 230, 430) drehbar angeordnet ist.
Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ferner ein polarisationsbeeinflussendes optisches Element (140, 240, 440) aufweist, welches eine Umwandlung einer linearen Polarisationsverteilung in eine tangentiale Polarisationsverteilung oder eine radiale Polarisationsverteilung bewirkt.
Optisches System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dieses polarisationsbeeinflussende optische Element (140, 240, 440) in Lichtausbreitungsrichtung vor dem ersten Polarisationsmanipulator (110, 210, 410) angeordnet ist.
Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Polarisationsmanipulator (130, 230, 430) die Polarisation des aus dem Teilsystem (120, 220, 420) austretenden Lichtes in eine vor Eintritt in den ersten Polarisationsmanipulator (110, 210, 410) vorhandene Eingangspolarisation zurück überführt.
Optisches System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangspolarisation eine zumindest näherungsweise tangentiale Polarisationsverteilung ist.
Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Polarisationsmanipulator (410) und/oder der zweite Polarisationsmanipulator (430) eine segmentierte Anordnung aus einer Mehrzahl von Verzögerungselementen aufweist, wobei die Richtung der schnellen Achse der Doppelbrechung über diese segmentierte Anordnung variiert.
Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projektionsobjektiv, wobei die Beleuchtungseinrichtung (110) und/oder das Projektionsobjektiv (130) ein optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweisen.
Verfahren zur mikrolithographischen Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente mit folgenden Schritten: • Bereitstellen eines Substrats (540), auf das zumindest teilweise eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht ist; • Bereitstellen einer Maske (525), die abzubildende Strukturen aufweist; • Bereitstellen einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage (500) nach Anspruch 18; und • Projizieren wenigstens eines Teils der Maske (525) auf einen Bereich der Schicht mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage.