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Die
Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem für Strahlung
mit einer Wellenlänge ≤ 193 nm, vorzugsweise für
EUV-Strahlung mit einem ersten optischen Element und einem zweiten
optischen Element, wobei Licht, das auf das erste optische Element
von der Lichtquelle her auftrifft, auf das zweite optische Element
und von dort in eine Austrittspupille geleitet wird.
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Beleuchtungssysteme
für Lithographieanlagen zur Herstellung von mikroelektronischen
oder mikromechanischen Bauteilen sind aus einer Vielzahl von Anmeldungen
bekannt geworden. Beispielsweise ist aus der
DE 195 20 563 A1 ein Beleuchtungssystem
für Wellenlängen ≥ 248 nm bekannt geworden,
das ausschließlich dioptrische optische Elemente umfasst.
Das Beleuchtungssystem gemäß der
DE 195 20 563 weist zur Einstellung
bestimmter Ringaperturausleuchtungen in der Austrittspupille sowie von
bestimmten Multipol- oder Quadropol-Ausleuchtungen in der Austrittspupille
des Beleuchtungssystems ein sog. Zoom-Axikon-Objektiv auf. Die Einstellung
der jeweiligen Ausleuchtung in der Austrittspupille gemäß der
DE 195 20 563 A1 geschieht
durch ein mechanisches Verfahren der Elemente des Zoom-Axikon-Objektives.
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Ein
derartiges Verfahren zum Einstellen einer Pupillenausleuchtung kann
nur mit einer geringen Geschwindigkeit ausgeführt werden.
Dies wiederum bedingt, dass ein schneller Settingwechsel, d. h.
ein schneller Wechsel der Ausleuchtung in der Austrittspupille des
Beleuchtungssystems nicht möglich ist. Dies hat zum Nachteil,
dass bei Settingwechsel die Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage
für sehr lange Zeit außer Betrieb gesetzt werden muss,
was den Durchsatz einer solchen Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage
verringert.
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Bei
Systemen mit wesentlich kürzeren Wellenlängen,
insbesondere Wellenlängen ≤ 193 nm insbesondere
Beleuchtungssystem für die Lithographie mit weichen Röntgenstrahlen,
die auch als EUV-Lithographie bezeichnet wird, ist aus der
EP 1 202 101 bekannt geworden,
beispielsweise die Pupillenausleuchtung durch eine variable Zuordnung
der Rasterelement eines Feld und eines Pupillenwabenspiegels vorzunehmen.
Alternativ kann auch eine Ausleuchtung mit Hilfe von Blenden vorgenommen
werden.
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Auch
bei dem vorgenannten EUV-Beleuchtungssystem muss zur Einstellung
der Ausleuchtung in der Austrittspupille des Beleuchtungssystems
ein optisches Element, auf dem bspw. unterschiedliche Feldfacettenspiegel
für unterschiedliche Settingeinstellungen angeordnet sind
oder eine Blende mechanisch verfahren werden.
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Aus
der
US 6,700,952 ist
ein Spiegel mit einer Spiegeloberfläche bekannt geworden,
wobei eine Einrichtung zur Erzeugung von Schwingungen der Spiegeloberfläche
aufgrund von Oberflächendeformationen vorgesehen ist, so
dass auf die Spiegeloberfläche auftreffende Strahlung in
bestimmte Winkelbereiche gebeugt wird.
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Das
System gemäß der
US
6,700,952 ist jedoch nicht in seinem Aufbau näher
spezifiziert. Des Weiteren ist in der
US
6,700,952 nicht ausgeführt, wie die Spiegeloberfläche
zur Erzeugung der Schwingungen genau ausgebildet sein muss. Insbesondere
ist aus der
US 6,700,952 nicht
bekannt geworden, wie ein schneller Wechsel einer Ausleuchtung in
einem Beleuchtungssystem möglich ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es somit, ein System anzugeben, das sich dadurch
auszeichnet, dass die Nachteile gemäß dem Stand
der Technik vermieden werden können.
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Insbesondere
soll ein zuverlässiges System angegeben werden, dass auch
für Wellenlängen ≤ 193 nm einen schnellen
Settingwechsel erlaubt.
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Erfindungsgemäß wird
dieses Problem dadurch gelöst, dass in einem Beleuchtungssystem
wenigstens zwei optische Elemente vorgesehen sind. Ein erstes optisches
Element, auf das Strahlung einer Lichtquelle auftrifft, sowie ein
zweites optisches Element, das im Wesentlichen in einer Pupillenebene des
Beleuchtungssystems angeordnet ist und die Strahlung des ersten
optischen Elementes aufnimmt. Das erste optische Element und/oder
das zweite optische Element weisen eine Spiegeloberfläche
auf, die mit einem Element zur Erzeugung von Schwingungen derart
verbunden ist, dass eine optisch wirksame Beugungsstruktur, beispielsweise
ein optisch wirksames Gitter mit einer Strukturhöhe und
einem Strukturmuster, beispielsweise einer Gitterhöhe und einem
Gitterabstand gebildet wird. Das optische Element ist somit an einen
Schwingungsgenerator angeschlossen bzw. mit diesem verbunden. Die
Spiegeloberfläche ist dabei bevorzugt derart aufgebaut,
dass sie wenigstens aus einem Substrat besteht, auf das wenigstens
eine dünne Schicht aufgebracht wird, die zum einen die
Oberflächenrauheit des optischen Substrates wie in der
der Patentschrift
US
6,634,760 B2 beschrieben vermindert und zum anderen aufgrund
Ihrer elastischen Eigenschaften die Ausbildung von Oberflächendeformationen,
insbesondere Oberflächenwellen unmittelbar unter bzw. in
der Oberfläche der aufgebrachten dünnen Schicht
erlaubt. Durch das Aufbringen einer zusätzlichen Schicht
in der elastische Wellen erzeugt werden können, ist es
möglich, die Rauheit der Spiegeloberflächen wie
bspw. bei einem Aufbau gemäß der
US 6,700,952 zu vermeiden. Durch die
Rauheit wird die Reflektivität deutlich reduziert. In der
US 6,700,952 werden die
Oberflächenwellen direkt in dem Substrat erzeugt. Bevorzugt
wird das Beugungsmuster bzw. die Beugungsstruktur durch auf der
Oberfläche ausgebildete stehende Wellen erzeugt, an denen
der einfallende Lichtstrahl gebeugt wird.
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Mit
Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung kann eine
Ausleuchtung in einer Pupillenebene und damit das Setting in der
Austrittspupille eingestellt werden. Dies ist insbesondere dann
möglich, wenn einer der beiden optischen Elemente, d. h.
das erste optische Element oder das zweite optische Element, die
bevorzugt als Spiegel mit einer Spiegeloberfläche ausgebildet
sind, in oder in der Nähe einer zur Pupillenebene konjugierten
Ebene angeordnet ist.
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Ist
wenigstens einer der beiden optischen Elemente in der Nähe
einer Pupillenebene angeordnet, so lässt durch geeignetes
Aktuieren der als akustooptische Spiegel oder als akustooptischer
Spiegel ausgebildeten optischen Elemente in der Nähe der Pupillenebene
oder in einer Pupillenebene des optischen Systems eine von der akustischen
Aktuierung abhängige Ausleuchtung in der Pupillenebene
erzielen. Dabei sei erwähnt, dass diese Ausleuchtung als Funktion
der Zeit steuerbar ist. Dies kann insbesondere bei gepulsten Lichtquellen
von Vorteil sein, so dass beispielsweise von Lichtquellenpuls zu
Lichtquellenpuls die Ausleuchtung in der Pupillenebene oder deren
Nähe durch die Einrichtung zur Schwingungserzeugung oder
Schwingungserzeugungseinrichtungen wenigstens einer der akustooptisch
ausgebildeten Spiegel steuerbar bzw. regelbar ist. Alternativ kann
die Steuerung bzw. Regelung auch zwischen zwei Pulspaketen erfolgen,
so dass beispielsweise nach Durchlaufen einer ersten Anzahl von
Pulsen durch das Spiegelsystem eine Steuerung bzw. eine Regelung
der Anzahl von Pulsen sich in der Pupillenebene oder in deren Nähe
ein anderes Ausleuchtungsmuster ergibt als für die erste
Anzahl von Pulsen.
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Das
Aktuieren erfolgt bevorzugt durch die Einrichtung zur Erzeugung
von Schwingungen, die akustische Oberflächenwellen auf
der Spiegeloberfläche, insbesondere im Bereich der elastischen Schicht,
die auf das Substrat aufgebracht wird, anregt.
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Die
Einrichtung zur Erzeugung von Schwingungen, kann Schwingungen mit
unterschiedlicher Amplitude und Frequenz anregen. Wenn die Amplitude
variiert wird, so wird das auf der Spiegeloberfläche erzeugte
Beugungsmuster in seiner Strukturhöhe und damit in seiner
Beugungseffizienz verändert. Wird die Frequenz der Schwingungsanregung
geändert, so kann das Strukturmuster der Beugungsstruktur
und damit die Beugungsrichtung verändert werden.
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Bevorzugt
sind die Einrichtungen zur Erzeugung von Schwingungen die sog. Schwingungsanreger
nur an bestimmten Orten der Spiegeloberfläche vorgesehen.
Auch ist es möglich, dass die Spiegeloberfläche
an mehreren Orten durch mehrere Einrichtungen zur Erzeugung von
Schwingungen, die wiederum zu akustischen Oberflächenwellen
führen, angeregt wird. Durch das Zusammenwirken mehrerer Einrichtungen
können an unterschiedlichen Orten der Spiegeloberfläche
Oberflächenwellen erzeugt werden. Dies kann dazu genutzt
werden, an unterschiedlichen Orten eine Beugungsstruktur auszubilden.
Insbesondere können durch eine derartige Anordnung beispielsweise
multipolare Ausleuchtungen in der Pupillenebene erzeugt werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
dass das erste optische Element eine Spiegeloberfläche
aufweist, die beispielsweise pyramidenförmig, kegel- oder
kegelstumpfförmig ausgebildet ist. Zusätzlich
hierzu kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche ein- oder
zweidimensional gekrümmt ist. Den pyramiden-, kegelstumpfförmigen
oder kegelförmigen Spiegeloberflächen kann eine
Krümmung überlagert sein, bspw. in Form einer
Parabel, Hyperbel oder Ellipse. Spiegeloberflächen mit
einer ein- oder mehrdimensionalen Krümmung die von der
Rotationssymmetrie abweichen, werden auch als Freiformflächen
bezeichnet.
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Weicht
die Spiegeloberfläche durch eine ein- oder mehrdimensionale
Krümmung von der Rotationssymmetrie ab, so lässt
sich damit erreichen, dass das in der Nähe der Pupillenebene
bzw. in der Pupillenebene ausgebildete Beleuchtungsmuster eine von der
Rotationssymmetrie abweichende Gestalt annimmt. Im Falle einer derartigen
Ausführung der optischen Elemente kann vorteilhaft wenigstens
eines der optischen Elemente neben der Möglichkeit der relativen
Verschiebung der Elemente gegeneinander zusätzlich um eine
Achse rotierbar ausgebildet sein. Damit ergibt sich die Möglichkeit,
dass die beiden optischen Elemente sowohl relativ gegeneinander
verschoben als auch relativ gegeneinander verdreht werden können.
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Bevorzugt
sind sowohl das erste wie das zweite optische Element reflektiv
ausgebildet.
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In
einem ersten Ausführungsbeispiel beleuchtet Licht einer
Lichtquelle bevorzugt das erste Element ringförmig. Bevorzugt
weist das erste optische Element eine Einrichtung zur Erzeugung
von Oberflächenwellen auf. Durch die mittels der Einrichtung
erzeugten Oberflächenwellen kann die Form, die Breite und/oder
die Lage des ausgeleuchteten Ringes, der auf das zweite optische
Element, das im Lichtweg nach dem ersten optischen Element angeordnet
ist, auftrifft verändert werden. Da das zweite optische
Element in einer Pupillenebene oder nahe einer Pupillenebene des
Beleuchtungssystems angeordnet ist, kann mit der beschriebenen Vorrichtung durch
Erzeugung von Oberflächenwellen auf der Oberfläche
des ersten optischen Elementes die Ausleuchtung in einer Pupillenebene
und damit der Austrittspupille des optischen Systems gezielt verändert werden.
Insbesondere sind dann schnelle Settingwechsel wie zuvor beschrieben
möglich. Die Pupillenebenen sind zur Austrittspupille des
optischen Systems, insbesondere zur Austrittspupille des Beleuchtungssystems
konjugierte Ebenen.
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Bevorzugt
ist es möglich, dass bei dem Beleuchtungssystem die Austrittspupille
des Beleuchtungssystems mit Hilfe der Erfindung variabel ringförmig
oder aber auch multipolar ausgeleuchtet wird. Eine multipolare Ausleuchtung
ist bspw. dann möglich, wenn mehrere örtlich an
unterschiedlichen Stellen eingesetzte Einrichtungen zur Erzeugung
von Oberflächenwellen verwendet werden.
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Bevorzugt
kann zusätzlich zur Einstellung der Ausleuchtung in der
Pupillenebene mit Hilfe von Oberflächenwellen auf dem ersten
optischen Element das erste oder das zweite Element, oder beide Elemente
gegeneinander verschoben oder verdreht werden. Dies ermöglicht
die Position oder den Radius des ausgeleuchteten Gebietes in der
Pupillenebene und damit der Austrittspupille wie bei Zoom-Axikon-Systemen
gemäß dem Stand der Technik zu verändern.
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Die
auf das Substrat des ersten optischen Elementes aufgebrachte, sehr
dünne Schicht mit einer Schichtdicke bevorzugt im Bereich
0,1 μm bis 10 μm kann in Form einer Folie ausgeführt
sein. Bevorzugt kann eine derartige dünne Schicht in Form
einer Folie durch Zugkräfte gespannt werden.
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Das
erfindungsgemäße Beleuchtungssystem mit einem
akustooptisches Element zur Veränderung der Pupillenausleuchtung
kann in einer Projektionsbelichtungsanlage eingesetzt werden. Bei
einer Projektionsbelichtungsanlage wird mit Hilfe eines Beleuchtungssystems
eine Feldebene, in der ein Struktur tragendes Element, bspw. eine
Maske angeordnet sein kann, beleuchtet sowie eine Austrittspupille.
Mit Hilfe eines Projektionsobjektives wird das Struktur tragende
Element in der ausgeleuchteten Feldebene in eine Bildebene, in der
bspw. ein zu belichtendes Objekt angeordnet sein kann, abgebildet.
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Die
Erfindung soll nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele
beispielhaft beschrieben werden.
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Es
zeigen:
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1a–c:
eine erste Ausgestaltung eines optischen Elementes, bei dem durch
zwei Einrichtungen zur Erzeugung von Schwingungen Oberflächenwellen
erzeugt werden, wobei der Spiegel als rechteckiger Spiegel ausgelegt
ist.
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2a–c:
eine alternative Ausführungsform eines optischen Elementes,
bei dem mit Hilfe von Schwingungen Oberflächenwellen angeregt
werden können, wobei das akustooptische Element als runder
Spiegel ausgeführt ist.
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3:
Ausschnitt eines Beleuchtungssystems mit einem ersten optischen
Element und einem zweiten optischen Element, wobei das erste optische Element
als akustooptischer Spiegel ausgebildet ist.
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4:
Schnittansicht eines Systems gemäß 3,
wobei das erste optische Element gegen das zweite optische Element
verschiebbar ausgebildet ist.
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5:
Aufbau eines Beleuchtungssystems mit einem akustooptischen Element
gemäß der Erfindung.
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In 1a ist
der prinzipielle Aufbau eines akustooptischen Elementes 1 in
dreidimensionaler Ansicht gezeigt. Der akustooptische Spiegel, der
gemäß der Erfindung in dem Beleuchtungssystem
eingesetzt wird, umfasst wenigstens zwei Schichten. Ein Substrat 2 sowie
eine auf dem Substrat aufgebrachte dünne Schicht 3. 1b zeigt
einen Schnitt und 1c detailliert eine Ansicht
im Bereich einer Einrichtung zur Erzeugung elastischer Schwingungen.
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In
der Draufsicht in
1a ist deutlich das Substrat
2 zu
erkennen, auf das eine dünne Schicht
3 aufgebracht
ist. Die dünne Schicht
3 wird bspw. aufgebracht
wie in der
US 6,634,760
B2 beschrieben. Bevorzugt handelt es sich dem Substratmaterial
um ein Substrat
2 aus Aluminium, auf das die dünne Schicht
3,
bspw. ein Photoresist, mittels Spin-coating aufgebracht wird. Durch
das Aufbringen des Photoresists in Form einer dünnen Schicht
3 kann
die Rauheit des Substrates
2 geglättet werden.
Die Schichtdicke der auf das Substrat aufgebrachten dünnen Schicht
3 in
Form eines Photoresists liegt im Bereich von 0,1 μm bis
10 μm, die Dicke des Substrates
2 bevorzugt im
Bereich 0,1 mm bis 1 mm.
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Auf
die dünne Schicht kann bspw. ein Vielfachschichtsystem
aus Mo/Si reflektierenden Schichten (nicht gezeigt) aufgebracht
sein. Derartige Mo/Si-Vielfachsysteme mit bis zu 60 Schichten werden
in Systemen eingesetzt, die mit EUV-Licht arbeiten, insbesondere
dann, wenn das EUV-Licht in normal incidence auftrifft.
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Die
Einrichtung zur Erzeugung von Schwingungen sind auf beiden Seiten
eines beispielsweise recheckigen Substrates angeordnet und mit den
Bezugsziffern 10.1, 10.2 gekennzeichnet. Allgemein kann
das Substrat eine beliebige Geometrie aufweisen, und die wenigstens
eine Einrichtung zur Erzeugung von Schwingungen kann an beliebiger
Stelle angeordnet sein.
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Die
Anreger oder die Einrichtungen zur Erzeugung von Schwingungen können
bspw. piezoelektrische Folien, sog. PZT-Folien sein, die auf die dünne
Schicht 3 aufgebracht und mit dieser molekular verbunden
sind. Die PZT-Folie kann mit molekularen Verbindungstechniken bspw.
TiPt-Verbindungen auf die Oberfläche der dünnen
Schicht 3 aufgebracht werden.
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In 1b ist
eine Querschnittansicht eines akustooptischen Spiegels gemäß 1a gezeigt. Gleiche
Bezugsziffern sind für gleiche Bauteile verwendet.
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Ein
auf die reflektierende Oberfläche auftreffender Strahl 20 elektromagnetischer
Strahlung, bspw. Licht einer Wellenlänge von 13,5 nm wird
an der Oberfläche der Schicht in einem Strahl 22 reflektiert.
Je nach Anregung durch die Einrichtung zur Erzeugung von Schwingungen
wird, wie in 1c gezeigt, im Bereich der dünnen,
insbesondere elastischen Schicht eine Oberflächenwelle,
insbesondere als stehende Wellen, angeregt, die zur Ausbildung einer
Beugungsstruktur bspw. in Form eines Gitters führt. Die
Beugungsstruktur als stehende Welle hat eine bestimmte Strukturhöhe,
die durch die Amplitude der Anregung der Oberflächenwelle
bestimmt wird, sowie eine bestimmte Periodizität, die durch
die Frequenz der Anregung und die Substrateigenschaften, wie z.
B. die Schallgeschwindigkeit im Substrat, bestimmt wird. Demgemäß wird
einfallendes Licht in unterschiedlichen Beugungsordnungen je nach
Periodizität der stehenden Welle gebeugt. Die um einen Winkel α gebeugte
Strahlung ist in 1b mit Bezugsziffer 22.1 bzw. 22.2 gegenüber
der Strahlung 22 der 0. Ordnung gekennzeichnet. Die Größe
des Beugungswinkels α wird im Wesentlichen durch die Periodizität
bestimmt. In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist die
Beugungsstruktur ein Gitter mit einer Gitterhöhe und einem
Gitterabstand bzw. einer Gitterkonstante, die die Periodizität
kennzeichnet. In 1c ist der Bereich 50 in
der die Einrichtung zur Erzeugung von Schwingungen 10.1 gezeigt.
Die Einrichtung 10.2 ist bspw. als piezoelektrische Folie
auf die dünne Schicht 3, die als Glättschicht
eingesetzt wird aufgebracht. Das Substrat 2 ist zweigeteilt
in eine Teil 2.1 des Substrates in dem die Oberflächenwelle
ausgebildet wird und zwei Teile 2.2.1 und 2.2.2 in
denen die Anregung der Schwingung erfolgt. Die Schwingung kann dabei
eine Oberflächen- oder Volumenschwingung sein oder eine
Kombination von beidem. Die Teile 2.2.1 und 2.2.2 können
als Resonatorkörper ausgebildet sein, so dass mit kleinem
Eintrag an Schwingungsenergie durch den oder die Anreger 10.2 maximale
Schwingungsamplituden erzeugbar sind. Dabei können die
Resonatorkörper bezüglich ihrer Eigenfrequenz
justierbar ausgebildet sein. Des Weiteren zu erkennen ist die Oberflächenrauheit 30 des
Substrates 2, die durch die Glättschicht geglättet
wird. Die Oberflächenwelle, die durch die Einrichtungen 10.1, 10.2 angeregt
wird, tritt an der Oberfläche des Verbundes aus Substrat 2 und Glättschicht 3 im
Wesentlichen im Bereich der Glättschicht 3 auf.
Die Ausbildung als Resonatorkörper hat den Vorteil, dass
mögliche Eigenfrequenzen durch den Resonatorkörper
bestimmt bzw. mitbestimmt werden. Insbesondere ist es bei einem
Resonatorkörper möglich in einem gewissen Bereich
das Eigenfrequenzspektrum verstimmbar bzw. abtimmbar zu machen,
so dass sich mittels des Schwingungsgenerators unterschiedliche
Eigenfrequenzspektren angeregt werden können.
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In 2a bis 2c ist
eine alternative Ausgestaltung eines akustooptischen Elementes gezeigt.
Gleiche Bauteile wie in 1a bis 1c sind mit
denselben Bezugsziffern bezeichnet. Das in 2a in
der Draufsicht gezeigte Substrat ist rotationssymmetrisch, bspw.
hat das Substrat 2 die Form eines Spiegelträgers.
Der Spiegelträger ist wiederum vollflächig mit
einer dünnen elastischen Schicht 3, in der die
Oberflächenwellen angeregt werden können, beschichtet.
Die Anreger bzw. Einrichtungen zur Erzeugung von Schwingungen befinden
sich am äußeren Rand des Spiegels und sind mit
der Bezugsziffer 10.1 bezeichnet sowie in der Mitte und
sind dort mit der Bezugsziffer 10.2 bezeichnet. Durch eine
Anregung einer Schwingung, werden akustooptische Oberflächenwellen
bevorzugt in der dünnen elastischen Schicht 3 induziert.
Wie in 1a gezeigt, führen
die Oberflächenwellen zu einer Oberflächendeformation,
die insbesondere bei Ausbildung einer stehenden Welle zur Ausbildung
eines optisch wirksamen Beugungsmusters, insbesondere eines Gitters mit
einer Gitterperiode und einer Gitterhöhe führt,
so dass auf die Spiegeloberfläche auftreffendes Licht in unterschiedliche
Winkelbereiche, wie in 1b dargestellt, gebeugt wird.
Wiederum dargestellt ist in 2c das
Detail im Bereich 50 des Substrates, in dem der Anreger 10.2 angeordnet
ist. Betreffend die Beschreibung zu 2c wird
auf 1c verwiesen.
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In 3 ist
in einer dreidimensionalen Ansicht ein Ausschnitt eines Aufbaus
eines Spiegelsystems gezeigt, wie es z. B. in einem Beleuchtungssystem
z. B. in Projektionsbelichtungsanlagen für die Lithographie
angewandt werden kann. Das Licht der Lichtquelle 100 trifft
auf das erste optische Element 102, das vorliegend als
akustooptischer Spiegel, der bspw. nach demgemäß den
in den 1a bis 2c beschriebenen
Prinzip aufgebaut ist. Die erste Spiegeloberfläche weist
in diesem Ausführungsbeispiel die Form eines Kegelstumpfes
auf. Auf die Spiegeloberfläche des ersten optischen Elementes
auftreffende Strahlung 200 von der Lichtquelle 100 werden
an der Spiegeloberfläche auf das zweite optische Element 300,
das wiederum als Kegelstumpf ausgestaltet sein kann – abhängig
von nachfolgend gewünschtem Strahlverlauf, reflektiert.
Das zweite optische Element ist im Falle der Anwendung in einem
Beleuchtungssystem, z. B. in einer Projektionsbelichtungsanlage
in der Lithographie bevorzugt in oder nahe einer Pupillenebene 302 des
Beleuchtungssystems ausgebildet. Die Ausleuchtung auf dem zweiten optischen
Element beeinflusst daher dann die Ausleuchtung in der Austrittspupille
(nicht dargestellt) des Beleuchtungssystems direkt. Damit kann vorteilhaft
in der Austrittspupille des Beleuchtungssystems eine unterschiedliche
Ausleuchtung eingestellt werden, je nach dem welcher Teil des Spiegels 300 beleuchtet
wird und wie die vom ersten optischen Element einfallende Strahlung
reflektiert wird. Wie aus 3 deutlich
zu erkennen ist, werden je nach Ablenkwinkel der Spiegeloberfläche
des ersten optischen Elementes unterschiedliche Ringbereiche auf dem
zweiten optischen Element und damit in der Austrittspupille beleuchtet.
Durch das Aufbringen eines Schwingungsmessers auf der Oberfläche
des ersten optischen Elements, können durch Beugung um
einen Winkel α anhand eines Gitters weist der Schwingungsmesser
unterschiedliche ringförmige Bereiche auf dem zweiten optischen
Element und damit in der Austrittspupille ausgeleuchtet werden.
Auf diese Art und Weise ist es dann möglich unterschiedliche
Ringaperturelemente auszuleuchten, d. h. unterschiedliche Settings
in der Austrittspupille einzustellen.
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Bei
der in 3 dargestellten dreidimensionalen Ansicht eines
Ausschnittes eines Aufbaus eines Spiegelsystems, bei dem der erste
Spiegel (in Strahlrichtung der abbildenden Strahlung) als akustooptischer
Spiegel ausgebildet ist, kann alternativ oder zusätzlich
der zweite Spiegel als akustooptischer Spiegel ausgebildet sein.
Ist wenigstens einer der beiden Spiegel in der Nähe einer
Pupillenebene angeordnet, so lässt durch geeignetes Aktuieren
der akustooptischen Spiegel oder des akustooptischen Spiegels in
der Nähe der Austrittspupille oder in einer Austrittspupille
des optischen Systems eine von der akustischen Aktuierung abhängige
Ausleuchtung dieser erzielen. Dabei sei erwähnt, dass diese
Ausleuchtung als Funktion der Zeit steuerbar ist. Dies kann insbesondere
bei gepulsten Lichtquellen von Vorteil sein, so dass beispielsweise
von Lichtquellenpuls zu Lichtquellenpuls die Ausleuchtung in der
Pupillenebene oder deren Nähe durch die Schwingungserzeugungseinrichtung
oder Schwingungserzeugungseinrichtungen wenigstens einer der akustooptisch
ausgebildeten Spiegeln steuerbar bzw. regelbar ist. Alternativ kann
die Steuerung bzw. Regelung auch zwischen zwei Pulspaketen erfolgen,
so dass beispielsweise nach Durchlaufen einer ersten Schwingungserzeugungseinrichtungen
derart erfolgt, dass für das Durchlaufen einer zweiten
Anzahl von Pulsen sich in der Pupillenebene oder in deren Nähe
ein anderes Ausleuchtungsmuster ergibt als für die erste
Anzahl von Pulsen.
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In 4 ist
die Anordnung des Systems aus 3 mit zwei
optischen Elementen, im Schnitt gezeigt. Gleiche Bauteile sind wiederum
mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.
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Bei
dem in 4 gezeigten System ist zusätzlich zur
Anregung des ersten optischen Elementes mit Oberflächenwellen,
um verschiedenen Ausleuchtung in der Austrittspupille zu erzeugen,
vorgesehen, die Elemente gegeneinander verschieben zu können,
analog einem Zoom-Axikon-System. Auch dies führt wie in 4 zu
unterschiedlichen Ausleuchtungen in der Austrittspupille, die mit
den Bezugsziffern 500.1 und 500.2 gekennzeichnet
sind.
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Die
in 500.2 dargestellten Ausleuchtungen der Austrittspupille
können durch ein Verschieben der optischen Elemente gegeneinander
in axialer Richtung erzeugt werden, wobei hier unter axialer Richtung
jeweils die Richtung der Rotationsachse der konzentrisch angeordneten
optischen Elemente 300 und 102 zu verstehen ist.
Alternativ bzw. zusätzlich kann eine Verschiebung senkrecht
zur optischen Achse bzw. in eine Richtung unter einem Winkel zu derselbigen
erfolgen.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel analog des in 4 gezeigten
Spiegelsystems kann wenigstens einer der dort dargestellten Spiegel
bzw. der dort dargestellten optischen Elemente von der Rotationssymmetrie
abweichen. Damit lässt sich erreichen, dass das in der
Nähe der Pupillenebene bzw. in der Pupillenebene ausgebildete
Beleuchtungsmuster eine von der Rotationssymmetrie abweichende Gestalt
annimmt. Im Falle einer derartigen Ausführung der optischen
Elemente kann vorteilhaft wenigstens eines der optischen Elemente 300, 102 neben
der Möglichkeit der relativen Verschiebung der Elemente
gegeneinander zusätzlich um eine Achse rotierbar ausgebildet
sein. Damit ergibt sich die Möglichkeit, dass die beiden
optischen Elemente sowohl relativ gegeneinander verschoben als auch
relativ gegeneinander verdreht werden können.
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In 5 ist
ein Mikrolithographie-Projektionssystem für die EUV-Lithographie
gezeigt, wobei ein erfindungsgemäßes System 1100 bestehend
aus einem ersten optischen Element 1102 und einem zweiten
optischen Element 1103 vorgesehen ist. Das zweite optische
Element 1103 ist in einer Pupillenebene 1105 oder
in deren Nähe angeordnet, dabei ist die Pupillenebene eine
Ebene, die konjugiert zur Austrittspupille 1000 des Beleuchtungssystems
ist. Das Licht der Lichtquelle 1200 wird von einem grazing-incidence-Kollektor 1202 aufgenommen.
Im Lichtweg nach dem grazing-incidence-Kollektor 1202 kann
abhängig von der Lichtquelle ein Spektralfilterelement 1204 angeordnet
sein, mit dem Licht einer Wellenlänge, die von der Nutzwellenlänge,
bspw. von 13,5 nm verschieden ist, ausgefiltert werden kann. Des
Weiteren wird ein Zwischenbild 1206 der Lichtquelle ausgebildet.
Im Lichtweg hinter dem Zwischenbild der Lichtquelle ist eine optische
Komponente 1208 angeordnet, die bevorzugt einen ersten facettierten
Spiegel mit Feldfacetten (nicht dargestellt) und einen zweiten facettierten
Spiegel mit Pupillenfacetten (nicht dargestellt) aufweist. Der zweite facettierte
Spiegel mit Pupillenfacetten ist ebenfalls in einer Pupillenebene
(nicht gezeigt), die konjugiert zur Austrittspupille 1000 ist,
oder in deren Nähe, angeordnet. Im Lichtweg, der dem doppelt
facettierten Element 1208 nachgeordnet ist, ist der erfindungsgemäße
Aufbau 1100 bestehend aus einem ersten optischen Element 1102 und
einem zweiten optischen Element 1105, angeordnet. Wie zuvor
beschrieben, ist das zweite optische Elemente 1102 in einer
weiteren Pupillenebene 1105 des Beleuchtungssystems oder
in deren Nähe angeordnet.
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Alternativ
zu der dargestellten Ausführungsform der Erfindung, bei
der im Strahlengang des Beleuchtungssystems ein optisches System
bestehend aus einem ersten und einem zweiten optischen Element (1102, 1105)
ausgebildet ist, wobei das erste und/oder das zweite optische Element
ein akustooptischer Spiegel sein kann, können auch sowohl
der erste facettierte Spiegel mit Feldfacetten und/oder der zweite
facettierte Spiegel mit Pupillenfacetten als akustooptisches Element
gemäß der Erfindung ausgebildet sein. Hierdurch können
optische Elemente im Beleuchtungssystem eingespart und damit die Transmission
des Beleuchtungssystems erhöht werden.
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Das
erste optische Element 1102, weist, wie in den 3 und 4 dargestellt,
eine kegelförmige Form auf. Die Spiegeloberfläche
des ersten optischen Elementes 1102 kann mit Hilfe von
elastischen Schwingungen angeregt werden, so dass aufgrund von Oberflächenwellen
ein optisch aktives Gitter ausgebildet wird, das je nach Gitterhöhe
und Gitterkonstante auf die erste optische Komponente einfallendes Licht
unter unterschiedlichen Winkeln auf die zweite optische Komponente 1103 ablenkt.
Je nach Ablenkwinkel des Lichtes auf die zweite optische Komponente 1103 kann
in der Pupillenebene 1105 und damit in der Austrittspupille 1000 eine
bestimmte Ausleuchtung, ein sog. Setting eingestellt werden. Bevorzugt
ist dieses ein kreisförmiges Setting. Alternativ oder zusätzlich
kann die zweite optische Komponente mit Schwingungen beaufschlagt
werden. Zusätzlich kann eine Verschiebung und/oder Verdrehung der
beiden optischen Elemente entsprechend der im Zusammenhang mit 4 beschriebenen
Art und Weise erfolgen.
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Dem
erfindungsgemäßen Aufbau 1100 zur Settingeinstellung
sind Spiegel 1210.1, 1210.2, 1210.3 nachgeordnet,
mit denen Licht in eine Feldebene 1212 gelenkt wird. In
der Feldebene ist bevorzugt eine strukturierte Maske 1214 angeordnet.
Die strukturierte Maske wird durch ein Objektiv 1400, welches
vorliegend sechs Spiegel 1402.1, 1402.2, 1402.3, 1402.4, 1402.5, 1402.6 umfasst,
in eine Bildebene 1500, in der ein lichtempfindliches Objekt 1502 angeordnet
ist abgebildet. Das 6-Spiegel-Objektiv 1400 weißt
eine optische Achse HA auf. Der Schnittpunkt S1 der optischen Achse
HA mit dem Hauptstrahl CR zum zentralen Feldpunkt des in der Ebene 1214 ausgeleuchteten
Ringfeldes definiert die Eintrittspupille des Projektionsobjektivs,
die mit der Austrittspupille 1000 des Beleuchtungssystems
zusammenfällt.
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Mit
der Erfindung wird erstmals eine Vorrichtung angegeben, mit der
ein sehr schneller Settingwechsel durch Einkoppeln von akustischen
Wellen in eine Spiegeloberfläche bestehend aus einem Spiegelsubstrat
und einer darauf angeordneten elastischen Schicht vorgenommen werden
kann.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt. Sie umfasst auch Ausführungsbeispiele, welche
durch Austausch und Kombination von Merkmalen aus den einzelnen,
oben beschriebenen Ausführungsbeispielen folgt.
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Beispielsweise
kann das in 5 dargestellte Beleuchtungssystem 1208,
welches vorzugsweise die beschriebenen Feld- und Pupillenfacettenspiegel umfasst,
derart ausgebildet sein, dass z. B. wenigstens eine Spiegelfacette
des Feldfacettenspiegels entsprechend den Ausführungen
der 1 und 2 akustisch
anregbar ausgebildet ist. Selbiges gilt für den Pupillenfacettenspiegel.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19520563
A1 [0002, 0002]
- - DE 19520563 [0002]
- - EP 1202101 [0004]
- - US 6700952 [0006, 0007, 0007, 0007, 0010, 0010]
- - US 6634760 B2 [0010, 0032]