WO2005017620A2

WO2005017620A2 - Beleuchtungseinrichtung sowie polarisator für eine mikrolithographische projektionsbelichtungsanlage

Info

Publication number: WO2005017620A2
Application number: PCT/EP2004/008892
Authority: WO
Inventors: Damian Fiolka; Axel Scholz; Manfred Maul
Original assignee: Carl Zeiss Smt Ag
Priority date: 2003-08-14
Filing date: 2004-08-09
Publication date: 2005-02-24
Also published as: WO2005024516A2; AU2003255441A1; WO2005017620A3; US20050140958A1; US20080239273A1; US7847920B2; US7408622B2

Abstract

Eine Beleuchtungseinrichtung für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage umfasst eine Lichtquelle (1) zur Erzeugung von Projektionslicht, eine Maskierungseinrichtung (5) zur Maskierung eines Retikels (R) und ein Maskierungsobjektiv (6) zur Abbildung der Maskierungseinrichtung (5) auf das Retikel (R). Ferner ist in dem Maskierungsobjektiv (6) ein Polarisator (10) zur Erzeugung linear polarisierten Lichts angeordnet. Der Polarisator (10) kann beispielsweise einem Winkel zueinander angeordnete polarisationsselektive Strahlteilerschichten (54, 56; 154, 156; 292, 294) aufweisen, die für Licht in einem ersten Polarisationszustand (68) durchlässig und für Licht in einem von dem ersten Polarisationszustand (68) verschiedenen zweiten Polarisationszustand (70) reflektierend ist. Dadurch ergibt sich eine insgesamt sehr flache Bauform des Polarisators (10).

Description

BELEUCHTUNGSEINRICHTUNG SOWIE POLARISATOR FÜR EINE MIKROLITHOGRAPHISCHE PROJEK IONSBELICHTUNGSANLAGE

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, und zwar insbesondere eine Beleuchtungseinrichtung, die eine Lichtquelle zur Erzeugung von Projektionslicht, eine Maskierungseinrichtung zur Maskierung eines Retikels, ein Maskierungsobjektiv zur Abbildung der Maskierungseinrichtung auf das Retikel und einen Polarisator enthält. Die Erfin- d ng betrifft ferner einen für eine solche Beleuchtungseinrichtung geeigneten Polarisator.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Integrierte elektrische Schaltkreise und andere mikrostrukturierte Bauelemente werden üblicherweise hergestellt, in- dem auf ein geeignetes Substrat, bei dem es sich beispielsweise um einen Siliziu -Wafer handeln kann, mehrere strukturierte Schichten aufgebracht werden. Zur Strukturierung der Schichten werden diese zunächst mit einem Photolack bedeckt, der für Licht eines bestimmten Wellenlängenberei- ches, z.B. Licht im tiefen ultravioletten Spektralbereich

(DUV, deep ultraviolet) , empfindlich ist. Anschließend wird der so beschichtete Wafer in einer Projektionsbelichtungsanlage belichtet. Dabei wird ein Muster aus beugenden Strukturen, das auf einem Retikel angeordnet ist, auf den Photolack mit Hilfe eines Projektionsobjektivs abgebildet. Da der Abbildungsmaßstab dabei im allgemeinen kleiner als eins ist, werden derartige Projektionsobjektive häufig auch als Reduktionsobjektive bezeichnet.

Nach dem Entwickeln des Photolacks wird der Wafer einem Ätzprozeß unterzogen, wodurch die Schicht entsprechend dem Muster auf dem Retikel strukturiert wird. Der noch verbliebene Photolack wird dann von den verbleibenden Teilen der Schicht entfernt. Dieser Prozeß wird so oft wiederholt, bis alle Schichten auf dem Wafer aufgebracht sind.

Teil einer bei der Belichtung verwendeten Projektionsbe- lichtungsanlage ist eine Beleuchtungseinrichtung, die ein Projektionslichtbündel erzeugt, das auf das Retikel gerichtet wird. Die Beleuchtungseinrichtung enthält als Lichtquelle im allgemeinen einen Laser, der linear polarisiertes Licht erzeugt. Insbesondere bei der Verwendung sehr kurz- welligen Projektionslichts (z.B. λ = 157 niti) können jedoch bei bestimmten optischen Elementen unerwünschte polarisationsabhängige Effekte auftreten, die die Abbildungseigenschaften des Projektionsobjektivs stören. Ein Beispiel hierfür ist die intrinsische Doppelbrechung von Kalzium- fluorid (CaF₂) , das bei diesen kurzen Wellenlängen eine deutlich höhere Transparenz als übliche Linsenmaterialien wie etwa Quarzglas aufweist und deswegen diese Materialien teilweise oder sogar ganz ersetzt.

Um derartige Polarisationsabhängigkeiten zu verringern, sind bei einigen derartiger Projektionsbelichtungsanlagen zusätzliche Maßnahmen vorgesehen, um das vom Laser erzeugte linear polarisierte Projektionslicht in zirkulär polarisiertes Licht oder sogar in unpolarisiertes Licht umzuwandeln, wie dies etwa in der US 6 535 273 beschrieben ist.

Aus der US 6 191 880 AI ist eine Beleuchtungseinrichtung mit einem dort allgemein als Relais- und Feldoptik bezeichneten Maskierungsobjektiv sowie mit einem Polarisator bekannt, der die Polarisationsrichtung einfallenden linear und homogen polarisierten Lichts in radial polarisiertes Licht annähernd verlustfrei umwandelt. Der Polarisator weist zu diesem Zweck eine Vielzahl hexagonaler doppelbrechender Elemente auf, die zu einer wabenartigen Anordnung zusammengesetzt sind und durch ortsabhängige Drehung der Polarisationsrichtung den radialen Polarisationszustand erzeugen. Die radiale Polarisation hat den Vorteil, daß Stö- rungen aufgrund polarisationsabhängiger Reflexionen an der zu belichtenden lichtempfindlichen Schicht verringert werden.

Bei Projektionsbelichtungsanlagen, deren Projektionsobjektive einen Strahlteilerwürfel mit einer polarisationsselek- tiven Strahlteilerschicht enthalten, ist es allerdings vorteilhaft, auf die Strahlteilerschicht linear und homogen polarisiertes Projektionslicht auftreffen zu lassen, da auf diese Weise Lichtverluste an der Strahlteilerschicht gering gehalten werden können. Es hat sich außerdem herausgestellt, daß in bestimmten Fällen, z.B. bei der Projektion besonders fein strukturierter Retikel, die Verwendung polarisierten Lichts zu einem höheren Kontrast bei der Abbildung des Retikels führt. Deswegen werden bei einigen Projektionsbelichtungsanlagen die Bemühungen gerade darauf gerichtet, die von dem Laser vorgegebene lineare Polarisation möglichst gut in der Beleuchtungseinrichtung zu erhalten. Störungen der Polarisationsverteilung, wie sie z.B. durch Doppelbrechung auftreten können, versucht man deswegen möglichst zu vermeiden. Der mit der Vermeidung dieser Störungen zusammenhängende Aufwand ist allerdings relativ groß.

Aus der US 5 815 247 A ist eine Beleuchtungseinrichtung für eine Projektionsbelichtungsanlage bekannt, die eine um die optische Achse rotierbar angeordnete Blendenscheibe umfaßt. Die Blendenscheibe enthält zwei Paare von Blendenöffnungen, die mit Polarisationsfiltern in Form von polarisierenden Filmen gefüllt sind. Die beiden Paare unterscheiden sich dabei durch die Orientierung der Polarisationsfilter. Vor der Blendenscheibe ist ein weiteres großflächiges Polarisationsfilter angeordnet, relativ zu dem die Polarisationsfilter in den Blendenöffnungen ausgerichtet werden können. Diese bekannte Anordnung dient dazu, bei aufeinanderfolgenden Belichtungen unterschiedliche Paare von Blendenöffnungen zu nutzen. Aus der US 5 748 369 A ist ein polarisationsselektiver Strahlteiler für den Einsatz in Flüssigkristallprojektoren bekannt. Der polarisationsselektive Strahlteiler besteht aus dünnen Glasplatten, die beidseitig mit polarisationsse- lektiven Strahlteilerschichten versehen sind. Die Glasplatten sind dabei in Ausbreitungsrichtung des Lichts hintereinander gestaffelt angeordnet.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der Erfindung ist es deswegen, eine Beleuchtungs- einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der sich auf einfache Weise auch bei Verwendung sehr kurzwelligen Projektionslichts, z.B. bei Wellenlängen von 193 nm oder 153 nm, linear polarisiertes Licht erzeugen läßt.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer solchen Beleuchtungs- einrichtung dadurch, daß der Polarisator in dem Maskierungsobjektiv, und zwar beispielsweise in einer Pupillenebene des Maskierungsobjektivs oder in der Nähe einer solchen, angeordnet ist und hindurchtretendes Projektionslicht in mindestens einer Richtung linear polarisiert.

Da der Polarisator in dem Maskierungsobjektiv angeordnet ist, durchtritt das von dem Polarisator linear polarisierte Projektionslicht nur noch sehr wenige optische Elemente, bevor es auf das Retikel trifft. Dadurch ist auf einfache Weise sichergestellt, daß das Projektionslicht trotz in der Regel auftretender vorausgegangener Störungen der Polarisa- tionsverteilung nahezu vollständig linear polarisiert aus der Beleuchtungseinrichtung austritt.

Als Polarisatoren kommen hier im Prinzip alle optischen Bauelemente in Betracht, die der Erzeugung linear poari- sierten Lichts dienen. Viele der in der Optik üblicherweise verwendeten Polarisatoren, z.B. herkömmliche dichroitische Kristalle oder organisch eingefärbte Folien, sind allerdings nicht für einen Einsatz in Beleuchtungseinrichtungen verwendbar, deren Lichtquellen sehr kurzwelliges Projekti- onslicht erzeugen.

Dieser Einschränkung sollten neuartige Drahtpolarisatoren, wie sie in einem Aufsatz von H. Tamada et al. mit dem Titel "AI wire-grid polarizer using the s-polarization resonance effect at the 0.8-μm wavelength band", Optics Letters, Vol. 22, No. 6, 1997, Seiten 419-420, beschrieben sind, zumindest vom Grundsatz her nicht unterliegen. Der Inhalt dieses Aufsatzes wird hiermit vollständig zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht.

Als Polarisatoren in Betracht kommen daneben auch formdop- pelbrechende Gitter, wie sie beispielsweise aus einem Aufsatz von M. Schmitz et al . mit dem Titel "Grätings in the resonance domain as polarizing beam Splitters", Optics Letters, Vol. 20, No. 17, 1995, beschrieben sind. Der Inhalt dieses Aufsatzes wird hiermit vollständig zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht. Bei derartigen Gittern liegt der Abstand der Gitterstrukturen in der Größenordnung der Wellenlänge des verwendeten Lichts. Die von dem Gitter erzeugten Beugungsordnungen sind in unterschiedlichen Richtungen linear polarisiert. Legt man das Gitter so aus, daß die von null verschiedenen Beugungsordnungen unter so gro- ßen Winkeln von dem Gitter abgestrahlt werden, daß sie aus dem Strahlengang herausgelenkt werden, so verbleibt lediglich die nullte Beugungsordnung, die hochgradig linear polarisiert ist. Der Vorteil derartiger formdoppelbrechender Gitter besteht u.a. darin, daß sie eine sehr flache Bauform ermöglichen. Sie sind daher besonders für Polarisatoren geeignet, die bei Bedarf durch Einschieben in einen Filtereinschub in den Strahlengang eingebracht werden sollen.

Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel enthält ein solches formdoppelbrechendes Gitter Gitterstruktu- ren, die jeweils mehrere zu einer Gitterebene parallele und übereinander angeordnete dielektrische Schichten umfassen. Derartige Gitter, bei denen zusätzlich zur Formdoppelbrechung Resonanzeffekte in Mehrschichtsystemen auftreten, sind beispielsweise beschrieben in zwei Aufsätzen von R.-C. Tyan et al . mit den Titeln "Polarizing beam Splitters con- structed of form-birefringent multilayer gratings", SPIE Proceedings: Diffractive and Holographie Optics Technology III, Band 2689, Seiten 82 bis 89, 1996 und "Design, fabri- cation, and characterization of form-birefringent multilay- er polarizing beam splitter", J. Opt . Soc. Am A, Vol. 14, No. 7, 1997, Seiten 1627 bis 1636. Der Vorteil dieser aus Mehrschichtsystemen aufgebauten formdoppelbrechenden Gitter liegt u.a. darin, daß der Polarisationsgrad bei diesen Polarisatoren nur relativ geringfügig vom Einfallswinkel abhängt. Diese Eigenschaft ist in Beleuchtungseinrichtungen von Projektionsbelichtungsanlagen deswegen bedeutsam, weil die Winkelverteilung des den Polarisator durchtretenden Projektionslichts einen Bereich von typischerweise 0° bis 10° überdeckt. Andererseits soll der Polarisationsgrad des auf das Retikel auftreffenden Projek- tionslichts mit hoher Genauigkeit für jeden Punkt auf dem Retikel hinweg konstant sein, und zwar von der Richtung, unter der die Strahlen auf den betreffenden Punkt auftreffen.

Für eine Anordnung in einem Maskierungsobjektiv einer Be- leuchtungseinrichtung geeignet sind ferner dichroitische Glaspolarisatoren, wie sie beispielsweise in der US 2003/0227669 AI beschrieben sind. Auch diese dichroitischen Glaspolarisatoren haben den Vorteil, daß sie in Richtung der optischen Achse nur eine geringe Ausdehnung haben und deswegen gut geeignet sind, austauschbar in einer Filter- halterung aufgenommen zu werden.

Als Polarisatoren für kurzwelliges Projektionslicht ebenfalls geeignet sind polarisationsselektive Strahlteilerschichten, die in zahlreichen Ausführungen, z.B. als Dünn- schichtpolarisatoren, am Markt erhältlich sind. Bei diesen Strahlteilerschichten handelt es sich um Schichtstrukturen, welche die Eigenschaft haben, für auftreffendes Licht in einem ersten Polarisationszustand durchlässig und für Licht in einem von dem ersten Polarisationszustand verschiedenen zweiten Polarisationszustand reflektierend zu sein. Die Differenz des Transmissionsvermögens für die unterschiedli- chen Polarisationszustände ist allerdings abhängig von dem Winkel, mit dem das Licht auf die Strahlteilerschicht auftrifft. Die am Markt erhältlichen Strahlteilerschichten unterscheiden sich deswegen nicht nur hinsichtlich der Wellenlänge, für welche die Schicht ausgelegt ist, sondern u.a. auch hinsichtlich des Winkels, bei dem die polarisierende Wirkung maximal ist. Da es bislang keine praktikabel herstellbaren Strahlteilerschichten gibt, die sowohl bei senkrechtem als auch bei schrägem Lichteinfall stark polarisierend wirken, muß eine Strahlteilerschicht in einer Be- leuchtungseinrichtung in einem Winkel zu einer Ebene angeordnet sein, die senkrecht zu einer optischen Achse des Maskierungsobjektivs verläuft.

Die in katadioptrischen Projektionsobjektiven von Projektionsbelichtungsanlagen eingesetzten polarisationsselektiven Strahlteilerwürfel, bei denen eine polarisationsselektive Schicht zwischen den Prismen des Strahlteilerwürfels angeordnet ist, machen von diesem Prinzip Gebrauch. Für einen Einbau in ein Maskierungsobjektiv sind diese Strahlteilerwürfel jedoch vor allem auf Grund ihrer Größe nur bedingt geeignet.

Bei einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird deswegen ein Polarisator eingesetzt, der mehrere Polarisatorelemente aufweist, die jeweils zwei in einem Winkel zueinander angeordnete polarisationsselektive Strahlteilerschichten umfassen.

Ein solcher Polarisator erlaubt es, durch die Aneinander- reihung mehrerer Polarisatorelemente eine annähernd lückenlose Eintrittsfläche zu realisieren, die praktisch vollkommen mit polarisationsselektiven Strahlteilerschichten bedeckt sein kann. Dadurch läßt sich das gesamte auf die Eintrittsfläche auftreffende Licht nutzen, und zwar selbst dann, wenn es nicht senkrecht auf den Polarisator auftrifft. Vor allem jedoch ist ein solcher Polarisator so flach, daß er problemlos innerhalb des Maskierungsobjektivs und damit nahe des austrittsseitigen Endes der Beleuchtungseinrichtung positioniert werden kann. Ein Polarisator mit einer solchen dünnen Bauweise läßt sich außerdem ohne weiteres gegen eine transparente Platte austauschen, falls wegen der Strukturierung des Retikels eine lineare Polarisierung des Projektionslichts nicht zweckmäßig ist.

Ein solcher Polarisator ist im übrigen nicht nur im Zusam- menhang mit der Anordnung innerhalb des Maskierungsobjektivs, sondern ganz allgemein vorteilhaft in Beleuchtungseinrichtungen mikrolithographischer Projektionsbelichtungs- anlage einsetzbar.

Ein ähnlich aufgebauter Polarisator, der allerdings nicht für eine Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, sondern zum Einbau in eine UV-Lichtquelle zum Trocknen von Flüssigkristallen vorgesehen ist, ist aus der veröffentlichten Patentanmeldung US 2002/0080485 AI bekannt.

Da die polarisationsselektive Wirkung der Strahlteiler- schichten vom Einfallswinkel abhängt, sollten die Strahlteilerschichten bei symmetrischer Anordnung zur Ebene zwischen sich einen Winkel zwischen 80° und 160° aufspannen. Bei senkrecht zur Polarisatorebene einfallendem Licht entspricht dies Einfallswinkeln auf die Strahlteilerschichten von 40° bis 80°. Diese Auswahl trägt der Tatsache Rechnung, daß bei den meisten polarisationsselektiven Strahlteilerschichten der Winkel mit maximaler Polarisationsselektivität zwischen etwa 55° und 70° liegt. Bei Abweichungen der Einfallswinkel von diesem Winkel um 15° bis 20° wird noch eine relativ hohe Polarisationseffizienz erzielt.

Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn der Winkel zwischen den Strahlteilerschichten 90° bis 120° beträgt. Bei dieser Wahl des Winkels ist die Polarisationseffizienz der polarisationsselektiven Strahlteilerschichten besonders hoch.

Konzeptionell ist es besonders einfach, wenn der Winkel zwischen den Strahlteilerschichten exakt 90° beträgt. Die reflektierte Polarisationskomponente wird dann genau entgegen der Einfallsrichtung zurückreflektiert. Bei den Beleuchtungseinrichtungen mikrolithographischer Projektions- belichtungsanlagen ist es im allgemeinen jedoch nachteilig, wenn die reflektierte Polarisationskomponente zurück in den Laser gerichtet wird. Bevorzugt ist es deswegen insbesondere im Falle von unter 90° zueinander angeordneter Strahlteilerschichten, wenn zwischen den beiden Strahlteilerschichten wenigstens eine Streueinrichtung so angeordnet wird, daß von einer Strahlteilerschicht reflektiertes Licht die Streueinrichtung durchtritt und darin gestreut wird, bevor es auf die andere Strahlteilerschicht trifft.

Bei der Streueinrichtung kann es sich beispielsweise um eine mattierte Fläche handeln, die bewirkt, daß das erneut reflektierte Licht diffus entgegen der Einfallsrichtung zurückgeworfen wird. Außerhalb des Strahlengangs liegende Komponenten wie Linsenfassungen o.a. werden dann nur mit Licht relativ geringer Intensität belastet.

Mit einer Gitterstruktur als Streueinrichtung hingegen läßt sich die Streuung sehr genau beeinflussen, wodurch es möglich wird, das reflektierte Licht gezielt auf bestimmte Bereiche außerhalb des Strahlengangs zu richten.

Realisiert werden können die erfindungsgemäßen Polarisationselemente beispielsweise als langgezogene Quarzquader, die eine keilprismenförmige Ausnehmung und ein darin paßgenau eingesetztes Keilprisma aufweisen. Die Strahlteilerschicht ist dann an der Grenzfläche zwischen den beiden genannten Komponenten anzuordnen.

Insbesondere aus herstellungstechnischen Gründen ist es je- doch bevorzugt, wenn die Polarisationselemente jeweils zwei Teilelemente umfassen, wobei jedes Teilelement eine Strahlteilerschicht trägt. Auf diese Weise können die Strahlteilerschichten jeweils auf vollkommen ebene Oberfläche aufgebracht werden, wobei der Winkel zwischen den Strahlteiler- schichten durch Zusammenfügen zweier einzelner Teilelemente entsteht .

Bei einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausgestaltung umfaßt jedes Teilelement mindestens zwei aufeinander liegende (Keil-) Prismen, zwischen denen eine Strahlteiler- Schicht angeordnet ist. Dadurch läßt sich besonders einfach ein großflächiger Polarisator mit gleichmäßiger Dicke und darin angeordneten, einen Winkel zueinander bildenden Strahlteilerschichten realisieren.

Die Prismen können beispielsweise unmittelbar aneinander angesprengt werden. Gerade bei relativ kleinen Prismen ist das Ansprengen allerdings häufig schwierig, so daß die Ausbeute gering sein kann. Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind deswegen die Prismen voneinander beabstandet angeordnet, so daß zwischen den Prismen ein schma- 1er Spalt verbleibt. Dieser Spalt ist mit einer Flüssigkeit, z.B. Wasser, gefüllt, wodurch der Brechzahlquotient an den Grenzflächen verringert ist.

Falls es sich bei den Prismen um Keilprismen handelt, so können diese beispielsweise so zueinander angeordnet sein, daß jedes Teilelement im Querschnitt im wesentlichen die Form eines Parallelogramms, eines Rechtecks oder insbesondere auch die Form eines Quadrats hat.

Um die Stabilität und die Handhabbarkeit der einzelnen Prismen zu verbessern, kann jeweils eines der Prismen eines Teilelements von einer - vorzugsweise einstückig damit ausgebildeten - Trägerplatte getragen sein, die für das hindurchtretende Licht transparent ist.

Falls diese Trägerplatte beispielsweise in einer Querrichtung wenigstens zu einer Seite des davon getragenen Prismas einen Überstand hat, so können die Trägerplatten mehrerer Teilelemente so in dem Polarisator angeordnet werden, daß diese entlang ihrer Längskanten bündig aneinander anstoßen. Zwischen den Prismen benachbarter Teilelemente verbleibt dann ein Spalt. Ein solcher Spalt hat den Vorteil, daß auf diese Weise an den empfindlichen und für die optischen Eigenschaften maßgebenden Prismen selbst keine Kräfte beim Zusammenbau wirken, die etwa zu einem Abscheren einzelner Prismen führen könnten.

Eine andere Möglichkeit zur Schaffung eines solchen Spalts zwischen den Prismen benachbarter Teilelemente besteht darin, innerhalb eines Teilelements Prismen vorzusehen, deren schräg geneigte Grenzflächen, zwischen denen die Strahlteilerschicht des betreffenden Teilelements angeordnet ist, in Querrichtung unterschiedliche Abmessungen haben. Dies er- möglicht es, das Prisma mit der kleineren Grenzfläche auf der Grenzfläche des anderen Prismas derart zu verschieben, daß sich beim Zusammenfügen mehrerer Teilelemente nur die Prismen mit den größeren Grenzflächen oder daran befestigte Trägerplatten berühren, während zwischen den Prismen mit den kleineren Grenzflächen jeweils ein Spalt verbleibt. Der Spalt sollte allerdings möglichst schmal sein, um Lichtverluste an den Spalten gering zu halten.

Aufgrund der schmalen Spalte zwischen den Teilelementen erfährt ein vorher vollkommen homogenes Lichtbündel nach Durchtritt durch den Polarisator eine feine Rasterung. Wenn jedoch, wie dies häufig der Fall ist, die Beleuchtungseinrichtung ohnehin ein Lichtmischelement wie z.B. einen Wabenkondensor oder einen Stabhomogenisator aufweist, das eine periodische Intensitätsverteilung in einer Pupillenebene erzeugt, in der der Polarisator vorzugsweise angeordnet ist, dann wird der Einfluß der schmalen Spalte zwischen den Teilelementen vernachlässigbar, wenn die Breite der Trägerplatten in Querrichtung gleich einem ganzzahligen Bruchteil oder einem ganzzahligen Vielfachen der Periode der Intensitätsverteilung ist.

Falls die Trägerplatte in einer Längsrichtung wenigstens zu einer Seite des davon getragenen Prismas einen Überstand hat, so kann dieser dazu verwendet werden, die einzelnen Polarisatorelemente auf einer Montagescheibe zu befestigen. Hat die Montagescheibe beispielsweise einen vorzugsweise rechteckigen Ausschnitt, über dem die Polarisatorelemente nebeneinander angeordnet sind, und sind an zwei einander gegenüberliegenden Begrenzungen des Ausschnitts zwei Lei- - lö ¬

sten angeordnet, so können die Überstände der Trägerplatten in Längsrichtung unter diese Leisten eingeführt werden.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung enthält der Polarisator zwar ebenfalls eine polarisationsselektive Strahlteilerschicht, jedoch ist diese nicht auf oder zwischen prismenförmigen Teilelementen angeordnet. Als Träger für die polarisationsselektive Strahlteilerschicht werden statt dessen mehrere planparallele Trägerelemente verwendet, die jeweils eine Strahlteilerschicht tragen und ge- neigt zu einer Einfallsrichtung angeordnet sind, die das auf die Strahlteilerschicht auftreffende Projektionslicht im Mittel hat.

Solche plattenartige Trägerelemente lassen sich auf besonders einfache Weise zu einem flächenhaften Polarisator zu- sammensetzen, der in einer Ebene oder auch einer gekrümmten Fläche eine praktisch beliebige Ausdehnung bei sehr geringer Bauhöhe haben kann. Je größer dabei die Anzahl der Trägerelemente ist, desto niedriger ist die Bauhöhe. Deswegen ist auch ein derart aufgebauter Polarisator besonders ge- eignet, in einer Pupillenebene eines Maskierungsobjektivs angeordnet zu werden.

Im allgemeinen wird es sich bei den Trägerelementen um Platten in der Form länglicher Rechtecke handeln. Solche Platten können mit ihren kurzen Querseiten z.B. in entspre- chende Nuten eingesetzt werden, die in außerhalb des Lichtwegs angeordneten Haltestrukturen eingearbeitet sind. Die Trägerelemente können jedoch auch auf jede andere Weise mit der erforderlichen Neigung zur Einfallsrichtung an derartigen Haltestrukturen befestigt werden. Gerade bei sehr dünnen und ausgedehnten Trägerelementen kommt beispielsweise in Betracht, diese auf einer durchgehenden, im Lichtweg liegenden Fläche, bei der es sich z.B. um eine planparallele Platte oder eine Linsenoberfläche handeln kann, abzustützen.

Die günstigsten Eigenschaften ergeben sich dann, wenn die planparallelen Trägerelemente mit wechselseitigen Neigungen angeordnet werden, so daß der Polarisator einen sägezahnar- tigen Querschnitt erhält.

Unabhängig von der Art der gewählten Anordnung sollten die Trägerelemente möglichst dünn sein, damit deren brechende Wirkung möglichst gering ist. Bevorzugt ist es deswegen, wenn die Dicke der Trägerelemente kleiner als 5 mm, vorzugsweise kleiner als 1,5 mm und weiter vorzugsweise kleiner als 0,75 mm ist.

Der Winkel, der zwischen dem Lot auf den Trägerelementen und der jeweiligen Einfallsrichtung zur Erzielung einer möglichst hohen und winkelunabhängigen Polarisation einzustellen ist, hängt maßgeblich von der verwendeten Strahlteilerschicht ab. Besonders hoch polarisierend sind häufig Strahlteilerschichten, bei denen dieser Winkel relativ groß ist, so daß das Licht steil auf die Strahlteilerschichten auftreffen muß. Der Winkel kann beispielsweise zwischen 60° und 75° und vorzugsweise zwischen 65° und 70° betragen.

Im Prinzip ist es zwar nicht zwingend, daß alle Trägerelemente unter dem gleichen Winkel zur Einfallsrichtung ange- ordnet sind, zum Zwecke einer möglichst gleichmäßigen polarisierenden Wirkung ist es aber bevorzugt, wenn die Trägerelemente derart angeordnet sind, daß ihr Lot zu der jeweiligen Einfallsrichtung zumindest annähernd den gleichen Winkel einschließt. In bestimmten Fällen, etwa bei gekrümm- ten Pupillenschalen, kann die Einfallsrichtung vom Abstand des Auftreffpunkts von der optischen Achse abhängen. Die Forderung nach gleichen Winkeln zwischen den Lote auf den Trägerelementen zu den jeweiligen Einfallsrichtungen führt dann zu einer Anordnung, bei der die Trägerelemente zur op- tischen Achse zusätzlich verkippt werden, je weiter die betreffende Strahlteilerschicht von der optischen Achse entfernt ist. Da die Abweichungen der Einfallsrichtung von der optischen Achse durchaus im Bereich von mehreren Grad, z.B. zwischen 1° und 4° liegen können, liegen die Trägerelemente folglich nicht mehr in einer Ebene, sondern in einer gekrümmten Fläche.

Da die Pupillenebene häufig aber nicht vollständig ausgeleuchtet wird, sondern lediglich in einzelnen voneinander getrennten Bereichen von Projektionslicht durchtreten wird, besteht die Möglichkeit, die Trägerelemente oder Gruppen von gleich geneigten Trägerelementen durch Haltestrukturen in dieser gekrümmten Anordnung zu halten, die sich in den nicht ausgeleuchteten Bereichen der Pupille befinden. Werden die Trägerelemente, wie oben bereits erwähnt, auf einer Trägerplatte befestigt, so besteht ferner die Möglichkeit, die gesamte Trägerplatte in der gewünschten Weise so zu verbiegen, daß sich eine Anpassung an eine gewölbte Pupillenschale ergibt.

Für die Funktion der Strahlteilerschichten spielt es keine Rolle, auf welcher Seite der Trägerelemente sie aufgebracht sind. Die Verwendung dünner planparalleler Trägerelemente hat allerdings den Vorteil, daß man auf beiden Seiten der Trägerelemente Strahlteilerschichten aufbringen kann, die auf Grund der planparallelen Anordnung automatisch die optimale Orientierung bezüglich der Einfallsrichtung des Projektionslichts haben. Die polarisierende Wirkung, die von beidseitig mit Strahlteilerschichten belegten Trägerelementen ausgeht, ist selbstverständlich höher als bei nur einseitig belegten Trägerelementen.

Unter Umständen kann es jedoch auch günstig sein, die Trägerelemente nur auf einer Seite mit einer Strahlteiler- schicht zu versehen und auf der anderen Seite eine Antire- flexschicht aufzutragen. Eine solche Antireflexschicht kann verhindern, daß ein Lichtstrahl, der beim erstmaligen Auftreffen auf eine Strahlteilerschicht reflektiert und auf Grund des dadurch veränderten Einfallswinkels von der be- nachbarten Strahlteilerschicht transmittiert wird, durch

Reflexion an der übernächsten Strahlteilerschicht wieder in den Strahlengang zurückgelenkt wird. Die Antireflexschicht ist deswegen so auszulegen, daß für die dort auftretenden Winkel ein möglichst geringes Reflexionsvermögen erzielt wird.

Falls man die polarisierende Wirkung erhöhen möchte, was insbesondere bei der vorstehend erwähnten Ausgestaltung in Betracht kommt, bei der die Trägerelemente nur eine einzige polarisationsselektive Strahlteilerschicht tragen, so besteht natürlich auch die Möglichkeit, mindestens zwei Trägerplatten derart entlang der Einfallsrichtung hintereinan- der anzuordnen, daß jeder Lichtstrahl die mindestens zwei Trägerplatten durchtritt. Durch eine solche gestaffelte Anordnung von zwei oder mehreren Trägerplatten hintereinander kann ein praktisch beliebig hoher Polarisationsgrad erzielt werden.

Eine alternative Lösung des vorstehend angesprochenen Problems von unerwünschten in den Strahlengang zurückreflektierten Strahlen besteht darin, von dem Retikel abliegende Endbereiche der Trägerelemente absorbierend auszuführen. Bei der hier im Vordergrund stehenden Anordnung der Träger- elemente mit wechselnden Neigungswinkeln bedeutet dies beispielsweise, daß die vom Retikel abliegenden Längskanten, an denen die Längsseiten benachbarter Trägerelemente unter einem Winkel aneinander angrenzen, für Projektionslicht absorbierend sind. Die Größe dieser Endbereiche ist so zu bestimmen, daß dadurch gerade diejenigen Lichtstrahlen an einer weiteren Ausbreitung gehindert werden, die ansonsten die benachbarte Strahlteilerschicht durchtreten und dann an der übernächsten Strahlteilerschicht wieder zur optischen Achse hin reflektiert werden.

Die einfachste Möglichkeit, an diesen Endbereichen eine Absorption zu erzielen, besteht darin, die Endbereiche mit einer absorbierenden Schicht zu bedecken. Diese Schicht kann auch auf einer darunter liegenden Strahlteilerschicht aufgebracht sein. Die damit einhergehenden Lichtverluste sind relativ gering, da die hier angesprochenen Endbereiche flächenmäßig vergleichsweise klein sind.

Gemäß einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist der Polarisator eine erste einstückig ausgebildete Platte mit einer ersten und einer zweiten sich im wesentlichen parallel zu der Ebene, d.h. senkrecht zur optischen Achse, erstreckenden Fläche auf. Von diesen Flächen ist mindestens die erste Fläche in mehrere Teilflächen unterteilt, die geneigt zu der Ebene angeordnet sind und die Strahlteilerschicht tragen. Zu dem Polarisator gehört außerdem eine zweite einstückig ausgebildete Platte mit einer sich im wesentlichen parallel zu der Ebene erstreckenden weiteren Fläche. Diese hat die gleiche Form wie die erste Fläche der ersten Platte und ist dieser zugewandt. Die zweite Platte, deren weitere Fläche ebenfalls eine Strahlteilerschicht tragen kann, hat vor allem die Funktion, die Brechung an der ersten Fläche durch eine erneute gegenläufige Brechung zu kompensieren. Auf diese Weise wird erreicht, daß ein einfallender Lichtstrahl allenfalls parallel versetzt wird, seine Richtung beim Durchtritt durch den Polarisator ansonsten aber nicht verändert.

Die einstückige Ausbildung der Platten hat den Vorteil, daß der Polarisator nicht aus einer großen Zahl von einzelnen Prismenelementen zusammengesetzt werden muß. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die beiden Platten in der Richtung senkrecht zur optischen Achse so ausgedehnt sind, daß das gesamte auftreffende Projektionslichtbündel durch die beiden hintereinander angeordneten Platten hindurchtreten kann. Eine unerwünschte Lichtstreuung an Grenzflächen, die zwischen benachbarten Elementen ansonsten entstehen kann, wird auf diese Weise zuverlässig vermieden.

Die beiden Platten können durch Ansprengen miteinander verbunden sein, so daß die beiden Platten unmittelbar aufein- ander aufliegen. Das Ansprengen von strukturierten großflächigen Platten erfordert allerdings eine sehr hohe Fertigungsgenauigkeit, da sich selbst kleinste Luftspalte ungünstig auf die optischen Eigenschaften auswirken. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die beiden Platten derart voneinander beabstandet zu befestigen, daß die erste Fläche und die weitere Fläche voneinander durch einen gasgefüllten Spalt beabstandet sind, dessen Dicke vorzugsweise konstant ist.

Um die Brechung an der ersten Fläche der ersten Platte zu verringern oder ganz zu vermeiden, kann der Spalt mit einer Flüssigkeit gefüllt sein. Je geringer dabei die Differenz zwischen der Brechzahl der Flüssigkeit und der Brechzahl der umgebenden Medien ist, desto geringer ist die Brechung. Bei ausreichend geringer Brechung muß dann der mit der Flüssigkeit gefüllte Spalt nicht mehr unbedingt eine zu in- dest annähernd gleichmäßige Dicke haben. Dies erlaubt es beispielsweise, eine zweite Platte zu verwenden, bei der die der ersten Platte zugewandte Fläche nicht kongruent zu der ersten Fläche der ersten Platte, sondern planparallel ausgebildet ist. Der Zwischenraum zwischen der ersten Plat- te und der zweiten Platte hat dadurch eine ungleichmäßige Dicke.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel unterscheidet sich deswegen für das verwendete Projektionslicht die Brechzahl der Flüssigkeit von der Brechzahl der ersten und der zweiten Platte um nicht mehr als 0,1 und vorzugsweise um nicht mehr als 0,01. Der gesamte Polarisator verhält sich dann in Bezug auf die Lichtbrechung wie ein einziges homogenes optisches Medium, das beispielsweise die Form einer planparallelen Platte haben kann.

Bei einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel werden die beiden Platten nicht durch eine entsprechende Befestigungsvorrichtung auf Abstand gehalten, sondern über einen dünnen Flüssigkeitsfilm miteinander verbunden. Dieser Film, der eine Dicke von weniger als 0,1 mm und vorzugsweise von weniger als 0,01 mm hat, wird aufgrund von Adhäsionskräften an einem Abfließen gehindert, so daß u.U. auf eine externe Flüssigkeitszufuhr und auf aufwendige Dichtungsmaßnahmen verzichtet werden kann. Damit der Flüssigkeitsfilm den gesamten Spalt zwischen den beiden Platten ausfüllt, können die beiden Platten mit Hilfe einer Andrückeinrichtung leicht zu einander verspannt werden.

Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung eines Polarisators mit Strahlteilerschicht ist es bevorzugt, wenn das Lot auf allen Strahlteilerschichten in einer Ebene liegt, die durch die optische Achse und einer Richtung aufgespannt wird, entlang der das Projektionslicht in der Pupillenebene die kleinste Winkelverteilung hat. Dadurch wird bei asymmetrischen Winkelverteilungen eine symmetrischere Abhängigkeit des Polarisationsgrades von dem Einfallswinkel erreicht .

Die vorstehend beschriebene Ausrichtung der Strahlteiler- schicht ist natürlich nicht immer mit der gewünschten Polarisationsrichtung vereinbar. Diese läßt sich aber auf einfache Weise erhalten, wenn der Strahlteilerschicht ein po- larisationsdrehendes Element zugeordnet ist, welches den von der Strahlteilerschicht erzeugten Polarisationszustand in den gewünschten Polarisationszustand überführt. Ein solches polarisationsdrehendes Element kann beabstandet von den Trägerelementen angeordnet sein. Es ist dann lediglich sicherzustellen, daß für Fälle, in denen unterschiedliche Polarisationen in der Pupillenebene erzeugt werden sollen, das im Polarisationszustand nicht mehr zu verändernde Projektionslicht durch das nachfolgende polarisationsdrehende Element nicht gestört wird. Wenn mehrere Polarisatoren mit unterschiedlichen Polarisationsrichtungen in einer Pupillenebene angeordnet sind, wobei jeweils zwei punktsymmetrisch zur optischen Achse angeordnete Polarisatoren die gleiche Polarisationsrichtung ha- ben, so läßt sich auf diese Weise der Kontrast der abgebildeten Strukturen weiter erhöhen, wenn die Beleuchtungseinrichtung auch an sich bekannte Mittel zur Erzeugung einer Multipolbeleuchtung umfaßt. Bei einer Multipolbeleuchtung beschränkt sich die Ausleuchtung einer Pupillenebene auf mehrere, z.B. 2 oder 4, voneinander getrennte, als Pole bezeichnete Bereiche. Eine solche Kombination aus mehreren Polarisatoren und einer Multipolbeleuchtung erlaubt es, sehr feine Strukturen mit hohem Kontrast abzubilden, deren Strukturrichtung entlang einer Polarisationsrichtung der Polarisatoren verläuft.

Um bei Bedarf auch unpolarisiertes Projektionslicht erzeugen zu können, ist der Polarisator vorzugsweise austauschbar in einem Filtereinschub angeordnet, so daß er sich ohne größeren Aufwand wie ein Filterelement gegen eine transpa- rente Platte ausgetauscht werden kann.

Die vorstehend erläuterten Polarisatoren können jedoch auch unabhängig von einer Beleuchtungseinrichtung vorteilhaft eingesetzt werden. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHUNGEN

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Figur 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungs- anlage;

Figur 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung für die in der Fi- gur 1 gezeigte Projektionsbelichtungsanlage mit einem Polarisator, der in einem Maskierungsobjektiv angeordnet ist;

Figur 3 eine perspektivische Ansicht für einen Polarisator gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, der für die in der Figur 2 gezeigte Beleuchtungseinrichtung geeignet ist;

Figur 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung des in der Figur 3 gezeigten Polarisators entlang der Linie IV-IV;

Figur 5 eine vergrößerte Schnittdarstellung des in der Figur 3 gezeigten Polarisators entlang der Linie V-V; Figur 6 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Schnittdarstellung der Figur 4;

Figur 7 eine der Figur 6 entsprechende vereinfachte Schnittdarstellung eines Polarisators gemäß einer Variante des ersten Ausführungsbeispiels;

Figur 8 eine perspektivische Ansicht für einen Polarisator gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, der ebenfalls für die in der Figur 2 gezeigte Beleuchtungseinrichtung geeignet ist;

Figur 9 eine vergrößerte Schnittdarstellung des in der Figur 8 gezeigten Polarisators entlang der Linie IX-IX;

Figur 10 einen Graphen, in dem die Winkelabhängigkeit des linearen Polarisationsgrades der verwendeten po- larisationsselektiven Strahlteilerschicht dargestellt ist;

Figur 11 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Schnittdarstellung der Figur 9;

Figur 12 eine der Figur 11 entsprechende Darstellung einer vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten Ausführungsbeispiels, bei der Bereich an Längskanten der Trägerelemente mit einer absorbierenden Schicht bedeckt sind; Figur 13 eine der Figur 11 entsprechende Darstellung einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten Ausführungsbeispiels, bei der auf die Trägerelemente eine Antireflexschicht aufgebracht ist;

Figur 14 eine der Figur 13 entsprechende Darstellung, wobei jeweils zwei Trägerelemente entlang der optischen Achse hintereinander angeordnet sind;

Figur 15 zwei Trägerelemente in einer schematischen perspektivischen Darstellung, auf die ein Projekti- onslichtbündel mit asymmetrischer Winkelverteilung auftrifft;

Figur 16 eine perspektivische Ansicht für einen Polarisator gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, der ebenfalls für die in der Figur 2 gezeigte Beleuchtungseinrichtung geeignet ist;

Figur 17 eine vergrößerte Schnittdarstellung des in der Figur 16 gezeigten Polarisators entlang der Linie XVII-XVII;

Figur 18 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Schnittdar- Stellung der Figur 17;

Figur 19 einen der Figur 18 entsprechenden Ausschnitt für eine Variante mit schmalerem Spalt zwischen den Platten; Figur 20 eine der Figur 17 entsprechende Schnittdarstellung gemäß einer weiteren Variante mit insgesamt drei Platten;

Figur 21 eine der Figur 17 entsprechende Schnittdarstel- lung gemäß noch einer weiteren Variante, bei der eine Platte planparallel ist;

Figur 22 eine perspektivische Ansicht für einen Polarisator gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, der ebenfalls für die in der Figur 2 gezeigte Beleuchtungseinrichtung geeignet ist;

Figur 23 eine stark vereinfachte Schnittdarstellung durch eine Polarisatoranordnung mit mehreren Polarisatoren, die entlang einer gekrümmten Pupillenschale angeordnet sind;

Figur 24 eine Polarisatoranordnung mit insgesamt vier Polarisatoren für eine Quadrupolbeleuchtung;

Figur 25 eine Polarisatoranordnung mit insgesamt zwei Polarisatoren für eine Dipolbeleuchtung;

Figur 26 eine Polarisatoranordnung für eine sogenannte C-Quad-Beleuchtung;

Figur 27 einen Schnitt durch die in der Figur 26 gezeigte Anordnung entlang der Linie XXVII-XXVII. BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Die Figur 1 zeigt eine Projektionsbelichtungsanlage PEA in einer stark schematisierten und nicht maßstäblichen Darstellung, die für die Herstellung mikrostrukturierter Bau- teile geeignet ist. Die Projektionsbelichtungsanlage PEA umfaßt eine Beleuchtungseinrichtung IS zur Erzeugung eines Projektionslichtbündels, mit dem auf einem Retikel R, das zu projizierende Strukturen enthält, ein schmales, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel rechteckförmiges Licht- feld LF ausgeleuchtet wird. Die innerhalb des Lichtfeldes LF liegenden Strukturen des Retikels R werden mit Hilfe eines Projektionsobjektivs PL auf eine lichtempfindliche Schicht abgebildet, die auf einem Wafer W aufgebracht ist und sich in der Bildebene des Projektionsobjektivs PL be- findet. Da das Projektionsobjektiv PL einen Abbildungsmaßstab hat, der kleiner ist als 1, wird der Bereich LF auf dem Retikel R verkleinert als Bereich LF' auf dem Wafer W abgebildet.

Während der Projektion werden das Retikel R und der Wafer W entlang einer Y-Richtung verfahren. Das Verhältnis der Ver- fahrgeschwindigkeiten ist dabei gleich dem Abbildungsmaßstab des Projektionsobjektivs PL. Falls das Projektionsobjektiv PL eine Invertierung des Bildes erzeugt, verlaufen die Verfahrbewegungen des Retikels R und des Wafers W ge- genläufig, wie dies in der Figur 1 durch Pfeile AI und A2 angedeutet ist. Auf diese Weise wird das Lichtfeld LF in einer Scanbewegung über das Retikel R geführt, so daß auch größere strukturierte Bereicht zusammenhängend auf den Wafer W projiziert werden können. Die Y-Richtung wird deswegen im folgenden auch als Scanrichtung bezeichnet.

In der Figur 2 ist in einem vereinfachten und nicht maß- stäblichen Meridionalschnitt die in der Figur 1 angedeutete Beleuchtungseinrichtung IS gezeigt. Eine beispielsweise als Excimer-Laser ausgeführte Lichtquelle 1 erzeugt monochromatisches und stark kollimiertes Licht mit einer Wellenlänge im tiefen ultravioletten Spektralbereich, z.B. 193 nm oder 157 nm.

In einem Strahlaufweiter 2, bei dem es sich z.B. um eine verstellbare Spiegelanordnung handeln kann, wird das von der Lichtquelle 1 erzeugte Licht zu einem rechteckigen und weitgehend parallelen Strahlenbüschel aufgeweitet. Das auf- geweitete Strahlenbüschel durchtritt anschließend ein erstes optisches Rasterelement REl, bei dem es sich z.B. um ein diffraktives optisches Element handeln kann. Weitere Beispiele für geeignete Rasterelemente sind der US 6 285 443 der Anmelderin entnehmbar, deren Offenbarung hiermit vollumfänglich aufgenommen wird. Das erste optische Rasterelement REl hat die Aufgabe, die Beleuchtungswinkelverteilung des Projektionslichts zu verändern und den Lichtleitwert, der häufig auch als geometrischer optischer Fluß bezeichnet wird, zu erhöhen.

Das erste optische Rasterelement REl ist in einer Objektebene OP eines Strahlumformobjektivs 3 angeordnet, mit dem sich die Beleuchtungswinkelverteilung weiter modifizieren und kontinuierlich verändern läßt. Das Strahlumformobjektiv 3 enthält zu diesem Zweck eine Zoom-Gruppe 3a mit mindestens einer verstellbaren Linse 3L und eine Axicon-Gruppe 3b. Die Axicon-Gruppe 3b umfaßt zwei Axicon-Elemente mit konischen Flächen, deren Abstand veränderbar ist.

In einer Pupillenebene PP, bei der es sich um die Austrittspupille des Strahlumformobjektivs 3 handelt, ist ein zweites optisches Rasterelement RE2 angeordnet. Das zweite optische Rasterelement RE2 hat die Aufgabe, die Intensitätsverteilung in einer nachfolgenden konjugierten Feldebene festlegen.

In Lichtausbreitungsrichtung hinter dem zweiten optischen Rasterelement RE2 ist ein zweites Objektiv 4 angeordnet, in dessen Bildebene IP eine an sich bekannte Maskierungseinrichtung 5 (sog. REMA-Blende) ist. Die Maskierungseinrichtung 5 kann verstellbaren Schneiden umfassen und legt die Formen des Bereichs fest, der auf dem Retikel R von Projektionslicht durchsetzt werden. Um eine scharfe Umrandung dieses Bereichs zu erzielen, ist ein hier als Maskierungsobjektiv bezeichnetes drittes Objektiv 6 vorgesehen, in dessen Objektebene die Schneiden der Maskeneinrichtung 5 angeordnet sind und in dessen Bildebene das Retikel R mit Hilfe einer Verfahreinrichtung eingeführt werden kann.

Bei Bedarf kann zwischen dem zweiten Objektiv 4 und der

Maskierungseinrichtung 5 noch ein Glasstab zur Strahlhomo- genisierung eingefügt sein, wie dies in der bereits erwähnten US 6 285 443 beschrieben ist.

In einer mit 8 angedeuteten Pupillenebene des Maskierungsobjektivs 6 ist ein Polarisator 10 zur Erzeugung linear po- larisierten Lichts in einen Filterhalter 11 eingeschoben. Verschiedene Ausführungsbeispiele für den Polarisator 10 werden im folgenden mit Bezug auf übrigen Figuren erläutert.

ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL

In der Figur 3 ist der Polarisator 10 in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung des Polarisators 10 bezieht sich auch auf die Schnitte entlang der Linien IV-IV und V-V, die in den Figuren 4 bzw. 5 gezeigt sind. Der Polarisator 10 weist eine kreisrunde Mon- tagescheibe 12 auf, die mit einem zentralen rechteckförmi- gen Ausschnitt 14 versehen ist und z.B. durch Einschieben in den Filterhalter 11 (siehe Figur 2) in den optischen Strahlengang eingeführt werden kann. Über diesen Ausschnitt 14 hinweg erstrecken sich eine Vielzahl von Polarisatorele- menten 16, die jeweils aus einem Paar von Teilelementen 18 und 20 bestehen. Die Teilelemente 18, 20, deren Aufbau weiter unten näher mit Bezug auf die Figur 6 erläutert wird, haben die Form langgestreckter Quader und umfassen jeweils eine Trägerplatte 22, die in Längsrichtung Y einen Über- stand 26 haben. In X-Richtung seitlich begrenzt ist die Anordnung der Polarisatorelemente 16 von zwei Anschlägen 28 und 30, an denen Trägerplatten 22 angrenzender Teilelemente anliegen. Der Anschlag 30 ist dabei mit Hilfe zweier Befestigungselemente 42, 44 lösbar auf der Montagescheibe 12 befestigt.

In Y- und Z-Richtung sind die Polarisatorelemente 16 durch zwei Leisten 32 und 34 fixiert, die jeweils zu dem Ausschnitt 14 hin eine Ausnehmung 36 bzw. 38 haben. Diese Ausnehmungen 36, 38 nehmen die Überstände 26 der Trägerplatten 22 auf, wie dies besonders gut in der Figur 5 und auch in der mit 40 bezeichneten Stelle in der Figur 3 erkennbar ist, an der ein Teil der Leiste 32 der Übersicht halber entfernt ist.

Bei der Montage des Polarisators 10 werden bei entferntem Anschlag 30 die einzelnen Teilelemente 18, 20 der Polarisatorelemente 16 nacheinander mit ihren Überständen 26 unter die Leisten 32, 34 geschoben, wobei die zuerst eingeschobene Leiste in X-Richtung durch den der Einschubstelle gegenüberliegenden Anschlag 28 ausgerichtet wird. Wenn alle Teilelemente 18, 20 eingeschoben sind, wird der andere Anschlag 30 mit Hilfe der Befestigungselemente 42, 44 auf der Montagescheibe 12 befestigt.

Im folgenden wird der Aufbau der Polarisatorelemente 16 und die Funktion des Polarisators 10 anhand der Figur 6 näher erläutert, die in einem vergrößerten Ausschnitt aus der Figur 4 eines der Polarisatorelemente 16 zeigt. Die beiden Teilelemente 18, 20 weisen jeweils zwei rechtwinklige Keilprismen 46, 48 bzw. 50, 52 auf, die entlang ihrer Hypotenusenflächen aufeinanderliegen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Trägerplatten 22 an den in Figur 5 nach unten weisenden Schenkelflächen der Keilprismen 46 und 50 einstückig ausgebildet, so daß diese Elemente strenggenommen nicht mehr exakt keilförmig sind. Es versteht sich jedoch, daß die Trägerplatten 22 auch separate Teile sein können, auf denen die Keilprismen 46, 50 zu befestigen sind; die Keilprismen 46, 50 sind dann im Querschnitt keilförmig.

Zwischen den beiden aufeinanderliegenden Hypotenusenflächen der Keilprismen 46, 48 und 50, 52 ist jeweils eine polarisationsselektive Strahlteilerschicht 54 bzw. 56 angeordnet, die vor dem Zusammenfügen der beiden Keilprismen 46, 48 bzw. 50, 52 auf eine der beiden Hypotenusenflächen in an sich bekannter Weise aufgebracht wird.

Die beiden in der Figur 6 nach oben weisenden Teilprismen 48 und 52 sind geringfügig kleiner als die beiden nach un- ten weisenden Teilprismen 50 und 54. Auf diese Weise entsteht zwischen benachbarten Keilprismen 48, 52 eines Polarisatorelements 16 ein Spalt 58 der Breite d, der in der Zeichnung aus Gründen der besseren Erkennbarkeit übertrieben breit dargestellt ist. Das Teilprisma 48 des Teilele- ments 18 weist an der dem Spalt 58 zugewandten Fläche eine Gitterstruktur 60 auf, die beispielsweise durch Diamantfräsen hergestellt sein kann. Fällt Licht in der mit Pfeilen 64 in der Figur 3 angedeuteten Richtung senkrecht auf den Polarisator 10, so wird Licht eines Polarisationszustandes von dem Polarisator 10 überwiegend transmittiert, während Licht in dem dazu senk- rechten Polarisationszustand überwiegend entgegen der Einfallsrichtung 64 zurückreflektiert wird. Zur Veranschaulichung ist in der Figur 6 ein einzelner Lichtstrahl 66 eingezeichnet, der in der Einfallsrichtung 64 des Polarisators 10 auf das Teilelement 18 auftrifft. Der Lichtstrahl 66 ist unpolarisiert und enthält somit zum einen eine mit Pfeilen 68 angedeutete und als p-Komponente bezeichnete Polarisationskomponente, bei der die Schwingungsrichtung des elektrischen Feldes parallel zur Einfallsebene liegt. Darunter versteht man die Ebene, in der sowohl die Einfallsrichtung des Lichtstrahls 66 als auch die mit 72 bezeichnete Flächennormale der Strahlteilerschicht 54 liegt; in der Darstellung der Figur 6 entspricht die Einfallsebene also der Papierebene. Neben der p-Komponente enthält der einfallende unpolarisierte Strahl außerdem eine mit Punkten 70 angedeu- tete und als s-Komponente bezeichnete Polarisationskomponente, bei der die Schwingungsrichtung des elektrischen Feldes senkrecht zur Einfallsebene verläuft.

Die Strahlteilerschicht 54 ist so ausgelegt, daß die p- Komponente des einfallenden Strahls 66 durch die Strahltei- lerschicht 54 hindurchtreten kann, während die s-Komponente zu annähernd 100% reflektiert wird. Da die beiden Strahlteilerschichten 54 und 56 symmetrisch zur der durch die Anordnung der Polarisatorelemente 16 festgelegten X-Y-Ebene und in einem Winkel von etwa 90° zueinander angeordnet sind, fällt der Strahl 66 in einem Winkel von 45° auf die Strahlteilerschicht 54, so daß die s-Komponente 70 um 90° reflektiert und auf das andere Teilelement 20 gerichtet wird. Auf seinem Weg dorthin durchtritt die s-Komponente 70 zunächst das Gitter 60, an dem es unter einem Winkel von einigen Grad, z.B. 5° oder 10°, gestreut wird. Der nunmehr aufgeweitete Strahl der s-Komponente tritt in das Keilprisma 52 des benachbarten Teilelements 20 ein, wird zu annä- hernd 100% an der zweiten Strahlteilerschicht 56 des Teilelements 20 reflektiert, im wesentlichen entgegen der Einfallsrichtung 64 zurückgeworfen und aus dem Strahlengang herausgelenkt .

Durch den Spalt 58 zwischen den beiden Teilelementen 18 und 20 entsteht zwar ein geringer Lichtverlust, jedoch wird auf diese Weise das Auftreten von Scherkräften zwischen den jeweils oberen Keilprismen 48 und 52 der beiden Teilelemente 18 bzw. 20 verhindert. Solche Scherkräfte können insbesondere bei der Montage des Polarisators 10 die Teilelemente 18, 20 und insbesondere die zwischen den Keilprismen 46, 48 bzw. 50, 52 liegenden polarisationsselektiven Strahlteilerschichten 54 bzw. 56 beschädigen.

Die Lichtverluste aufgrund der zwischen den Teilelementen 18, 20 verbleibenden Spalte 58 fallen dann nicht wesentlich ins Gewicht, wenn die Breite der Trägerplatten 22 in X-

Richtung so ausgelegt wird, daß diese entweder einen ganzzahligen Bruchteil oder ein ganzzahliges Vielfaches einer ohnehin vorhandenen Pupillenrasterstruktur darstellt. Eine derartige Pupillenrasterstruktur kann beispielsweise durch die Verwendung einer Fliegenaugenlinse 9 (siehe Figur 2) im vorausgehenden Strahlengang entstehen.

Dies gilt im übrigen auch, wenn die einzelnen Polarisationselemente 16 spaltfrei aneinander angrenzen, da selbst dann kleine Lichtlücken an den Grenzflächen zwischen benachbarten Polarisatorelementen unvermeidlich sind. Durch die Anpassung der Geometrie der Polarisationselemente an eine vorhandene Pupillenrasterstruktur können die negativen Auswirkungen solcher unvermeidlichen Lichtlücken auf die Ausleuchtungshomogenität und die Telezentrie minimiert werden.

Die Figur 7 zeigt in einem seitlichen Schnitt eine andere Ausgestaltung für Polarisatorelemente 116, die an Stelle der Polarisatorelemente 16 in dem Polarisator 10 verwendet werden können.

Das in der Figur 7 gezeigte Polarisatorelement 116 unterscheidet sich von dem in der Figur 6 gezeigten insbesondere dadurch, daß es nicht in zwei einzelne Teilelemente unterteilt ist. Vielmehr besteht das Polarisatorelement 116 aus einem in Y-Richtung langgezogenen Quader 118, der an seiner Oberseite eine keilförmige Ausnehmung aufweist. In diese ist paßgenau ein Keilprisma 120 eingesetzt, wobei an den Grenzflächen zwischen dem Quader 118 und dem Keilprisma 120 polarisationsselektive Strahlteilerschichten 154 und 156 aufgebracht sind. Da das Keilprisma 120 einstückig ausgebildet ist, besteht bei diesem Ausführungsbeispiel keine Möglichkeit, eine Mattscheibe oder eine andere Streueinrichtung zwischen den beiden Strahlteilerschichten 154 und 156 anzuordnen.

Eine Rückreflexion des einfallenden Lichts 166 abweichend von der Einfallsrichtung wird bei diesem Ausführungsbeispiel dadurch erzielt, daß die beiden Strahlteilerschichten 154 und 156 zwischen sich einen Winkel von mehr als 90° aufspannen. Auf diese Weise wird in der Einfallsrichtung 64 einfallender und senkrecht auf den Polarisator auftreffender Strahl 166 wie in der Figur 7 dargestellt seitlich aus dem Strahlenbündel herausgelenkt.

ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL

Im folgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel für einen Polarisator erläutert, der ebenfalls dazu geeignet ist, in die Pupillenebene 8 des Maskierungsobjektivs 6 eingeführt zu werden, wie es beispielhaft in der Figur 2 gezeigt ist. Teile, die identisch oder entsprechend auch bei dem Polari- sator 10 vorhanden sind, werden mit um 200 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet.

Die Figuren 8 und 9 zeigen einen Polarisator 210 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Darstellung bzw. einem horizontalen Schnitt entlang der Linie IX-IX. Der Polarisator 210 weist ebenfalls eine kreisrunde Montagescheibe 212 auf, die mit einem zentralen rechteck- för igen Ausschnitt 214 versehen ist und z.B. durch Einschieben in einen Filterhalter 11, wie er in der Figur 2 gezeigt ist, in den optischen Strahlengang eingeführt wer- den kann. Der Filterhalter 11 kann so ausgeführt sein, daß der Polarisator 210 in verschiedenen Winkelpositionen eingesetzt oder um beliebige Winkel um die optische Achse gedreht werden kann. Auf diese Weise lassen sich unterschiedliche Polarisationsrichtungen einstellen.

Über den Ausschnitt 214 hinweg erstrecken sich eine Vielzahl von Trägerelementen 290, die aus dünnen planparallelen Quarzglas-Platten bestehen und die Form von in Y-Richtung langgestreckter Rechtecke haben. Jedes Trägerelement 290 trägt auf seiner Oberseite und Unterseite jeweils eine po- larisationsselektive Strahlteilerschicht 292 bzw. 294, wie dies weiter unten mit Bezug auf die Figur 11 näher erläutert wird.

In der X-Richtung ist die Anordnung der Trägerelemente 290 durch zwei Anschläge 228 und 230 begrenzt. Der Anschlag 230 ist dabei lösbar mit Hilfe zweier Befestigungselemente 242, 244 auf der Montagescheibe 12 befestigt.

In der Y-und Z-Richtung sind die Trägerelemente 290 durch zwei Leisten 232 und 234 fixiert, in die zu den Trägerelementen 290 hin zickzackförmig angeordnete Nuten eingearbei- tet sind. In diese Nuten werden die kurzen Querseiten der Trägerelemente 290 eingesetzt und verklebt oder auf sonsti- ge Weise befestigt. Auf diese Weise sind die Trägerelemente 290 in der in den Figuren 8 und 9 gezeigten Anordnung mit wechselseitiger Schrägstellung gehalten. Diese Anordnung zeichnet sich, wie besonders gut der Figur 9 entnehmbar sind, dadurch aus, daß die Trägerelemente 290 alle im gleichen Winkel zu einer optischen Achse OA angeordnet sind. Die Orientierung der Winkel alterniert jedoch, so daß der in der Figur 9 erkennbare zickzackförmige Verlauf entsteht. Jedes Trägerelement 290 ist somit parallel zu seinem über- nächsten Nachbarn ausgerichtet; mit dem unmittelbaren Nachbarn wird ein spitzer Winkel gebildet, der etwa 40° beträgt .

Die Figur 10 zeigt einen Graphen, in dem der lineare Polarisationsgrad Pi in Abhängigkeit vom Einfallswinkel für die beiden Strahlteilerschichten 292, 294 innerhalb eines Winkelbereichs zwischen etwa 60° und 78° aufgetragen ist. Der lineare Polarisationsgrad Pi ist definiert als

Pi = (T_t - T_s)/(T_t + T_s)

wobei mit T und T_s die Transmissionsgrade für p-polari- siertes bzw. s-polarisiertes Licht bezeichnet sind.

Wie in dem Graphen der Figur 10 erkennbar ist, ist der lineare Polarisationsgrad Pi mit Werten in der Größenordnung von etwa 90% sehr hoch, wenn das Licht 64 unter einem Einfallswinkel α auf die Strahlteilerschichten 292, 294 trifft, der in der Größenordnung von ungefähr 68° liegt. Die Schwankungen ΔPi des linearen Polarisationsgrades PI innerhalb eines Winkelbereiches Δα von etwa ±6° um diesen Mittelwert von 68° herum sind mit etwa 0,75 % relativ gering.

Dies ist insofern bedeutsam, als der Polarisator 210 sicherstellen soll, daß auch solche Lichtstrahlen hochgradig polarisiert werden, die nicht achsparallel auf den Polarisator 210 auftreffen. Da sich nämlich eine Winkelverteilung in der Pupillenebene 8 des Maskierungsobjektivs 6 in eine Ortsverteilung auf dem Retikel R umsetzt, führen Schwankungen des linearen Polarisationsgrades Pi dazu, daß unterschiedliche Bereiche des Retikels R mit unterschiedlich stark polarisiertem Licht beleuchtet werden.

Im allgemeinen haben Strahlteilerschichten die Eigenschaft, daß ein möglichst hoher durchschnittlicher linearer Polarisationsgrad Pi nur auf Kosten der Winkelabhängigkeit zu erzielen ist. Daher ist bei der Auslegung der Strahlteilerschichten 292, 294 im allgemeinen ein Kompromiß zwischen einem hohen durchschnittlichen linearen Polarisationsgrad Pi einerseits und dessen Winkelabhängigkeit andererseits zu finden. Bei der Auswahl der Strahlteilerschichten 292, 294 ist ferner zu berücksichtigen, welche Winkelverteilung in der Pupillenebene 8 im Einzelfall vorliegt.

Wird beispielsweise mit Hilfe der Maskierungseinrichtung 5 das auf dem Retikel R ausgeleuchtete Lichtfeld LF in X-und Y-Richtung verkleinert, so führt dies zu einer entsprechen- den Verkleinerung des Winkelbereichs, mit dem Lichtstrahlen auf die Strahlteilerschichten 292, 294 auftreffen können. In einem solchen Fall kann es sinnvoll sein, den Polarisator 210 gegen einen ähnlichen Polarisator auszutauschen, bei dem die Strahlteilerschichten einen höheren mittleren Polarisationsgrad Pi haben. Die damit im allgemeinen einhergehende verstärkte Winkelabhängigkeit macht sich dann nicht nachteilig bemerkbar, da auch der Winkelbereich Δα kleiner geworden ist.

Die Figur 11 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus dem

Querschnitt durch die Trägerelemente 290, wie er in der Figur 9 gezeigt ist. Die Trägerelemente 290 sind jeweils so zu der optischen Achse OA geneigt angeordnet, daß der Winkel zwischen der optischen Achse OA und dem Lot auf den Trägerelementen 290 dem in der Figur 10 gezeigten Mittenwert ₀ = 68° entspricht. Lichtbündel mit zur optischen Achse OA symmetrischen Winkelverteilungen werden dann mit ähnlich hohen Polarisationsgraden Pi von den Strahlteilerschichten 292, 294 polarisiert.

In der Figur 11 ist ein Lichtstrahl LRl eingezeichnet, der unter einem kleinen Winkel zur optischen Achse OA auf die nach außen weisende polarisationsselektive Strahlteilerschicht 292 des Trägerelements 290b fällt. Zum Lot auf der Strahlteilerschicht 292 bildet dieser Lichtstrahl LRl einen Winkel von 68°. Der Lichtstrahl LRl enthält sowohl senkrecht als auch parallel zur Einfallsebene (Papierebene) polarisierte Komponenten. Diese Komponenten werden auch hier wieder als s- bzw. p-polarisierte Komponenten bezeichnet und sind in der Figur 6 durch schwarze Kreise bzw. senkrecht zum Strahl LRl verlaufende Doppelpfeile angedeutet.

Da der hier beispielhaft angenommene Einfallswinkel o. = 66° innerhalb des in der Figur 9 gezeigten Winkelbereichs Δα liegt, wird die s-polarisierte Komponente von der Strahlteilerschicht 292 reflektiert und trifft, jetzt als Strahl LR1_S bezeichnet, auf die nach außen weisende Strahlteilerschicht 292 des benachbarten Trägerelements 290c.

Die beiden polarisationsselektiven Strahlteilerschichten

292, 294 auf dem Trägerelement 290c kann der s-polarisierte Strahl LR1_S jedoch durchdringen, da der Einfallswinkel α' jetzt so klein ist, daß die Strahlteilerschichten 292, 294 auch für s-polarisiertes Licht fast vollständig transmittiv sind. Da der einmal reflektierte Lichtstrahl LR1_S jedoch unter einem großen Winkel zur optischen Achse OA aus dem Polarisator 210 austritt, wird er von umgebenden Gehäuseteilen absorbiert und trägt somit nicht zur Beleuchtung des Retikels R bei.

Die p-polarisierte Komponente des Lichtstrahls LRl hingegen wird von den beiden Strahlteilerschichten 292, 294 des Trägerelements 290b fast vollständig transmittiert, so daß auf der Rückseite des Polarisators 210 fast vollständig p- polarisiertes Licht austritt. In der Figur 11 ist der aus- tretende Lichtstrahl mit LR1_P bezeichnet . Aufgrund der geringen Dicke der Trägerelemente 290, die beispielsweise 0,5 mm betragen kann, ist der brechungsbedingte Versatz des durchgehenden Lichtstrahls LR1_P sehr gering und in der Figur 11 deswegen nicht dargestellt.

Die Figur 12 zeigt eine Anordnung ähnlich wie in der Figur 11, jedoch mit insgesamt sechs Trägerelementen 290a bis

290f . Angenommen ist hier, daß ein mit durchgezogener Linie angedeuteter Strahl LR2 ähnlich wie in der Figur 11 auf das Trägerelement 290b auftrifft. Im Gegensatz zu dem in der Figur 11 gezeigten Strahl LRl liegt der Auftreffpunkt je- doch näher an der Lichtquelle 1, nämlich in der Nähe der spitzen Kante, die durch die benachbarten Trägerelemente 290a und 290b gebildet wird. Wie in der Figur 12 erkennbar ist, wird auch hier der s-polarisierte Strahl LR2_S so von der Strahlteilerschicht 292 auf dem Trägerelement 290b re- flektiert, daß er das benachbarte Trägerelement 290c durchtritt und unter einem großen Winkel zur optischen Achse OA aus dem Strahlengang herausgelenkt wird.

Etwas anders sehen die Verhältnisse für einen Lichtstrahl LR3 aus, der unter einem größeren Winkel zur optischen Ac - se OA und damit mit kleinerem Einfallswinkel auf die polarisationsselektive Strahlteilerschicht 292 auf der Oberseite des Trägerelements 290b auftrifft. Der s-polarisierte reflektierte Strahl LR3_S durchtritt ebenfalls das Trägerelement 290c, jedoch trifft dieser Strahl LR2_S zusätzlich noch auf die nach innen weisende Strahlteilerschicht 294 des Trägerelements 290d. Diese Schicht ist für s-polari- siertes Licht reflektierend, so daß der Strahl LR2_S schließlich aufgrund dieser Reflexion zurück in den Strahlengang gelenkt wird.

Diese zweimal reflektierten Lichtstrahlen führen zu einer Verringerung des linearen Polarisationsgrades P_l sofern keine geeigneten Gegenmaßnahmen ergriffen werden.

Bei der in der Figur 12 gezeigten Variante besteht diese Gegenmaßnahme darin, daß auf die eingangsseitigen, d.h. vom Retikel R abliegenden, Endbereiche des Polarisators 210 eine absorbierende Schicht 296 aufgebracht wird. Bei der in der Figur 12 gezeigten Anordnung der Trägerelemente 290 werden diese Endbereiche im wesentlichen durch die Längskanten gebildet, entlang derer die Trägerelemente 290 aneinander anstoßen. Wie weit die Endbereiche sich zum Retikel R hin erstrecken, hängt von der Geometrie der Anordnung sowie den möglichen Einfallswinkeln ab, unter denen Licht auf die Strahlteilerschichten 292, 294 fallen kann.

Die absorbierende Schicht 296 bewirkt, daß Strahlen wie der Lichtstrahl LR3 beim Auftreffen auf den Polarisator 210 überhaupt nicht erst reflektiert werden, so daß diese Strahlen nicht in unerwünschter Weise zurück in den Strahlengang gelenkt werden können. In der Figur 12 ist für den Strahl LR3 diese Art der Blockierung durch eine absorbierende Schicht mit einem punktierten Bereich 298 angedeutet.

In der Figur 12 ist außerdem ein weiterer Lichtstrahl LR4 durch eine gestrichelte Linie angedeutet, der unter dem gleichen Winkel zur optischen Achse OA wie der Lichtstrahl LR3, jedoch knapp unterhalb der absorbierenden Schicht 296 auf das Trägerelement 290d auftrifft. Die s-polarisierte Komponente dieses Lichtstrahls LR4 wird gerade so an der Strahlteilerschicht 292 reflektiert, daß der reflektierte s-polarisierte Strahl LR4_S nicht ein zweites Mal und mit größerem Einfallswinkel auf eine Strahlteilerschicht auftreffen und auf diese Weise wieder in den Strahlengang zurück reflektiert werden kann.

Die Figur 13 zeigt eine andere Lösungsmöglichkeit, um zu verhindern, daß bereits einmal reflektierte s-polarisierte Strahlen durch erneute Reflexion zurück in den Strahlengang gelangen können. Zu diesem Zweck sind die Trägerelemente 290a bis 290d jeweils nur an einer Seite, z.B. der dem Re- tikel R zugewandten Unterseite, mit polarisationsselektiven Strahlteilerschichten 294 versehen. Auf der gegenüberliegenden Oberseite ist hingegen eine Antireflexschicht 300 auf die Trägerelemente 290a bis 290d aufgebracht. Diese Antireflexschicht 300 ist in an sich bekannter Weise so aus- gelegt, daß sie polarisationsunabhängig nur für kleine Einfallswinkel α reflektierend ist. Aus diesem Grunde wird der erstmalig auf die Antireflexschicht 300 des Trägerelements 290b einfallende Strahl LR3 nicht reflektiert, da der Einfallswinkel α zu groß ist. Der Strahl LR3 wird deswegen ge- nauso wie bei dem in der Figur 12 gezeigten Fall durch die auf die Unterseite aufgebrachte Strahlteilerschicht 294 in eine s-polarisierte Komponente und eine p-polarisierte Komponente aufgespalten, die als Strahlen LR3_S bzw. LR3_P von der Strahlteilerschicht 294 reflektiert werden bzw. diese durchtreten.

Die reflektierte s-polarisierte Komponente trifft als Strahl LR3_S auf die Antireflexschicht 300 auf, die auf dem benachbarten Trägerelement 290c aufgebracht ist. Der Einfallswinkel α' ist in diesem Fall nun jedoch so klein, daß die Antireflexschicht 300 den Strahl LR3_S vollständig reflektiert und zurück auf die auf das Trägerelement 290b aufgebrachte Antireflexschicht 300 wirft. Dort ist der Ein- fallswinkel zwar wieder so groß, daß die Antireflexschicht 300 nicht reflektierend wirkt. Das s-polarisierte Licht des Strahls LR3_S wird jedoch von der darunter liegenden Strahlteilerschicht 294 reflektiert und aus dem Strahlengang herausgelenkt .

Die in der Figur 13 dargestellte Lösung hat gegenüber der in der Figur 12 gezeigten Lösung den Vorteil, daß keine absorbierenden Flächen die Lichtausbeute des Polarisators 210 beschränken. Da allerdings nur eine der Oberflächen der Trägerelemente 290 mit einer polarisationsselektiven Strahlteilerschicht versehen ist, kann der lineare Polarisationsgrad Pi in diesem Fall geringer sein als bei Trägerelementen, die beidseitig mit Strahlteilerschichten bedeckt sind.

Um auch hiergegen Abhilfe zu schaffen, kann eine zweite An- Ordnung von Trägerelementen 290a' bis 290d' vor oder hinter den Trägerelementen 290a bis 290d angeordnet sein, wie dies in der Figur 14 gezeigt ist. Die Trägerelemente 290a' bis 290d' tragen beidseitig eine Strahlteilerschicht, so daß insgesamt drei Strahlteilerschichten zur Polarisation beitragen. Falls ein noch höherer Polarisationsgrad erwünscht ist, so können auch mehr als zwei derartige Anordnungen gestaffelt in Richtung der optischen Achse OA hintereinander angeordnet sein.

In der Figur 15 sind in einer perspektivischen Darstellung zwei Trägerelemente 290a und 290b dargestellt, wobei auf das Trägerelement 290a ein Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Winkeln zur optischen Achse OA der Beleuchtungseinrichtung IS einfallen. Dargestellt sind jeweils Strahlen, die in der X-und Y-Richtung die größtmöglichen Winkel zur optischen Achse OA bilden. Wie in der Figur 16 erkennbar ist, sind diese Winkel für Strahlen, die in der XZ-Ebene auf die Strahlteilerschicht 292 auftreffen, am größten. Die zu der XZ-Ebene parallelen Strahlen bestimmen die Abmessungen des Lichtfeldes LF in der X-Richtung.

Die Abmessungen des Lichtfeldes LF in der dazu senkrechten Y-Richtung wird durch die Strahlen festgelegt, die in der YZ-Ebene verlaufen. Diese Strahlen bilden zur optischen Achse OA kleinere Winkel, wie dies in der Figur 15 durch die gepunktet dargestellte Ellipse 306 angedeutet ist.

Befindet sich nun das Lot L auf der Strahlteilerschicht 292 des Trägers 290a innerhalb der YZ-Ebene, so hat dies den Vorteil, daß der Winkelbereich Δα der möglichen Einfalls- winkel relativ klein ist. Dies ist insofern von Bedeutung, als die beiden in der YZ-Ebene einfallenden Strahlen LRY_a und LRY_b nicht unter dem gleichen Einfallswinkel auf die Strahlteilerschicht 292 fallen. Für die in der XZ-Ebene einfallenden Strahlen LRX_a und LRX_b gilt dies nicht, d.h. beide Strahlen treffen unter dem gleichen Einfallswinkel auf die Strahlteilerschicht 292 auf.

Da der lineare Polarisationsgrad Pi vom Einfallswinkel α abhängt, führt dies dazu, daß das Lichtfeld IL in einer Weise beleuchtet wird, bei der entlang der Y-Richtung der Polarisationsgrad - wenn auch geringfügig - räumlich variiert. Diese Variationen sind jedoch bei der in der Figur 15 gezeigten Anordnung gering, da die in der YZ-Ebene einfallenden Strahlen einen kleineren Winkelbereich überdecken als die in der XZ-Ebene einfallenden Strahlen. Bei einer bezüglich der optischen Achse OA um 90° verdrehten Anordnung der beiden Trägerelemente 290a, 290b wären hingegen die räumlichen Inhomogenitäten entlang der X-Richtung, d.h. entlang der langen Seite des ausgeleuchteten Feldes IL auf dem Retikel R, erheblich größer.

Aus diesem Grunde sollten die Strahlteilerschichten 290 nach Möglichkeit so orientiert sein, daß das Lot L in der Ebene liegt, die durch die optische Achse und die Richtung aufgespannt wird, in der die auftretenden Winkel der Strah- len bezüglich der optischen Achse OA am kleinsten sind. Bei für einen Scan-Betrieb ausgelegten Projektionsbelichtungsanlagen ist diese Richtung die Scan-Richtung. Die vorste- henden Überlegungen gelten selbstverständlich ganz allgemein für polaristionsselektive Strahlteilerschichten und sind deswegen nicht auf das in den Figuren 8 bis 15 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel beschränkt.

DRITTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL

Im folgenden wird ein drittes Ausführungsbeispiel für einen Polarisator erläutert, der ebenfalls dazu geeignet ist, in der Pupillenebene 8 des Maskierungsobjektivs 6 eingeführt zu werden, wie dies beispielhaft in der Figur 2 gezeigt ist. Teile, die identisch oder entsprechend auch bei dem Polarisator 10 vorhanden sind, werden mit um 400 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet.

Die Figuren 16 und 17 zeigen einen Polarisator 410 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Darstellung bzw. einem horizontalen Schnitt entlang der Linie XVII-XVII. Der Polarisator 410 weist ebenfalls eine kreisrunde Montagescheibe 412 auf, die mit einem zentralen rechteckförmigen Ausschnitt 414 versehen ist und z.B. durch Einschieben in einen Filterhalter 11, wie er in der Figur 2 gezeigt ist, in den Strahlengang der Beleuchtungseinrichtung IS eingeführt werden kann. Über den Ausschnitt 414 hinweg erstrecken sich eine erste Platte 416 und eine zweite Platte 418, die entlang der optischen Achse OA hintereinander angeordnet sind. In der X-Richtung ist die Anordnung der beiden Platten 416, 418 durch zwei Anschläge 428, 430 begrenzt. Der Anschlag 430 ist dabei mit Hilfe zweier Befestigungselemente 442, 444 lösbar auf der Montagescheibe 412 befestigt. In der Y- und Z-Richtung sind die beiden Platten 416, 418 durch zwei Leisten 432 und 434 fixiert.

Im folgenden wird der Aufbau der Platten 416, 418 mit Bezug auf die in der Figur 18 gezeigte Detaildarstellung erläutert.

Die Figur 18 zeigt einen Ausschnitt der Schnittdarstellung der Figur 17, in dem der Randbereich der Platten 416, 418 in der Nähe des Anschlags 428 mit weiteren Einzelheiten erkennbar ist. Die Oberseite der Platte 416 wird durch eine erste Fläche 452 gebildet, die in mehrere, bei dem darge- stellten Ausführungsbeispiel rechteckige, Teilflächen 4541, 4542, ..., 454n unterteilt ist. Die Teilflächen 4541, 4542, ..., 454n sind jeweils im betragsmäßig gleichen Winkel zur optischen Achse OA geneigt angeordnet und tragen eine polarisationsselektive Strahlteilerschicht, die insgesamt mit 456 bezeichnet ist. Durch die abwechselnde Neigung der

Teilflächen 4541, 4542, ..., 454n erhält die erste Fläche 452 eine im Querschnitt zickzackförmige Gestalt. Für die Festlegung des Neigungswinkels der Teilflächen können dabei ähnliche Grundsätze gelten, wie sie weiter oben mit Bezug auf das zweite Ausführungsbeispiel erläutert wurden, das in den Figuren 8 bis 15 beschrieben ist. Die erste Platte 416 hat außerdem eine plane zweite Fläche 455, die im Einbauzustand senkrecht zur optischen Achse OA verläuft und die Unterseite der ersten Platte 416 bildet.

Die zweite Platte 418 ist im wesentlichen genauso wie die erste Platte 416 ausgebildet. Unmittelbar gegenüber der ersten Fläche 452 der ersten Platte 416 befindet sich eine erste Fläche 460, die ebenfalls in nicht näher bezeichnete Teilflächen unterteilt ist. Die Teilflächen sind im gleichen Winkel zur optischen Achse OA angeordnet wie die Teil- flächen 4541, 4542, ..., 454n der ersten Platte 416. Auf diese Weise sind die einander zugewandten Flächen 452, 460 der ersten Platte 416 bzw. der zweiten Platte 418 kongruent, so daß durch Aneinanderfügen der beiden Platten 416, 418 ein hohlraumfreier Körper entstehen würde.

Bei dem in den Figuren 16 bis 18 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Fläche 460 der zweiten Platte 418 nicht mit einer Strahlteilerschicht versehen. Eine solche kann aber bei Bedarf, etwa um den Polarisationsgrad zu erhöhen, auf die zweite Fläche 460 aufgebracht werden.

Eine der ersten Platte 416 abgewandte Fläche der zweiten Platte 418 ist plan und mit 461 bezeichnet.

Auf die erste Fläche 452 der ersten Platte 416 sind mehrere, beispielsweise drei oder vier, Abstandhalter 462 aufgesetzt und beispielsweise durch Kleben mit der ersten Platte 416 verbunden. Die Abstandhalter 462 sind dabei außerhalb des von Licht durchtretenen Bereichs des Polarisators 410 anzuordnen. Die Abstandhalter 462, bei denen es sich beispielsweise um kleine Quader aus Edelstahl oder Keramik handeln kann, gewährleisten, daß zwischen den einander ge- genüberliegenden Flächen 452, 460 der beiden Platten 416 bzw. 418 ein Spalt 464 gleichmäßiger Dicke verbleibt.

Der Spalt 464 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Flüssigkeit 466 vollständig aufgefüllt. Die eingesetzte Flüssigkeit 466 sollte so ausgewählt werden, daß das Verhältnis zur Brechzahl der Materialien, aus denen die beiden Platten 416, 418 hergestellt sind, bei der verwendeten Projektionslichtwellenlänge möglichst nah bei 1 liegt. Je mehr die Brechzahlen übereinstimmen, desto geringer ist die Lichtbrechung an den geneigten Teilflächen, die den Spalt 464 begrenzen. Werden die beiden Platten 416, 418 beispielsweise aus Quarzglas (Si0₂, n = 1,56), Magnesium- fluorid (MgF₂, n = 1,43) oder Kalziumfluorid (CaF₂, n = 1,50) gefertigt, so beträgt die Brechzahldifferenz bei der Verwendung von Wasser (H₂0) als Flüssigkeit 466 Δn je nach Plattenmaterial zwischen 0,01 und 0,12. Dieser Wert ist so klein, daß Lichtstrahlen beim Durchtritt durch den Spalt 464 nur geringfügig seitlich versetzt werden, ohne daß es zu einer Richtungsänderung kommt.

Um zu gewährleisten, daß der Spalt 464 stets vollständig mit Flüssigkeit 466 aufgefüllt bleibt, ist in mindestens einem der Anschläge 428, 430, 432, 434 ein Reservoir 468 für Flüssigkeit 466 vorgesehen. Das Reservoir 468 kann fluidisch mit dem Spalt 464 kommunizieren. Ein ausreichend hoher Flüssigkeitsstand in dem Reservoir 468, wie er in der Figur 18 gezeigt ist, stellt sicher, daß der Spalt 464 stets vollständig mit Flüssigkeit 466 aufgefüllt ist.

Fällt auf die erste Fläche 458 der zweiten Platte 418 polarisiertes Licht in Richtung der Pfeile 64, wie dies in der Figur 16 gezeigt ist, so wirkt die Anordnung der beiden Platten 416, 418 insgesamt wie eine planparallele Platte, wenn die Flüssigkeit 466 zumindest annähernd die gleiche Brechzahl wie die umgebenden optischen Medien hat. Nach dem Durchtritt durch die Flüssigkeit 466 trifft das Projektionslicht auf die geneigt zur optischen Achse OA angeordnete Strahlteilerschicht 456 und wird von dieser linear polarisiert. Die p-polarisierte Komponente des Projektionslichts durchtritt die Strahlteilerschicht 456, während die s- polarisierte Komponente reflektiert wird. Um eine unerwünschte Rückstreuung des bereits einmal reflektierten s- polarisierten Lichts zu verhindern, kann auf Lösungsmöglichkeiten zurückgegriffen werden, die weiter oben mit Be- zug auf das zweite Ausführungsbeispiel (vgl. insbesondere die Figuren 12 und 13) erläutert worden sind.

Die Figur 19 zeigt eine Variante des in den Figuren 17 bis 19 dargestellten dritten Ausführungsbeispiels in einer an die Figur 18 angelehnten Detaildarstellung. Der mit 464' bezeichnete Spalt zwischen den beiden Platten 416', 418' beträgt bei dieser Variante lediglich einen Bruchteil eines Millimeters, z.B. 10 μm. Die Flüssigkeit 466' in dem Spalt 464' bildet unter diesen Umständen einen dünnen Flüssigkeitsfilm, in dem Adhäsionskräfte zwischen der Flüssigkeit 466' und der den Spalt 464' begrenzenden Flächen 452', 460' deutlich hervortreten. Diese Adhäsionskräfte verhindern ein Abfließen der Flüssigkeit 466' aus dem Spalt 464'. Auf ein Reservoir 468, wie es in der Figur 18 erkennbar ist, kann auf diese Weise u.U. verzichtet werden.

Um den Flüssigkeitsfilm dünn genug zu halten und den gewünschten Abstand zwischen den Platten 416', 418' einzu- stellen, können die beiden Platten 416', 418' mit Hilfe einer Andrückeinrichtung zueinander verspannt werden. Im einfachsten Falle handelt es sich bei einer solchen Andrückeinrichtung um eine Stellschraube 470', deren Bolzen auf die plane Oberfläche 461' der zweiten Platte 418' einwirkt.

Auch bei der in der Figur 19 gezeigten Variante ist sichergestellt, daß es zu keiner nennenswerten Brechung der den Polarisator durchtretenden Lichtstrahlen kommt. Darüber hinaus ist die Herstellung des Polarisators gemäß dieser Variante besonders einfach, falls kein Reservoir vorgesehen ist.

Die Figur 20 zeigt eine weitere Variante des dritten Ausführungsbeispiels, bei der der Polarisator 410 insgesamt drei übereinander geordnete Platten 416'', 418'' und 472'' umfaßt. Jede der drei Platten 416'', 418'', 472'' ist in mehrere einzelne Segmente unterteilt, wie dies in der Figur 21 durch Segmentgrenzen 474'', 476'' angedeutet ist. Die Unterteilung der Platten 416'', 418'' und 472'' in mehrere einzelne Segmente vereinfacht die Herstellung des Polarisators. Die Zahl der Segmentgrenzen 474'', 476'' sollte dabei allerdings klein gehalten werden, um auf diese Weise mög- liehst wenige Streuzentren zu schaffen.

Bei der in der Figur 20 gezeigten Variante durchtritt das Projektionslicht insgesamt vier zur optischen Achse OA geneigte Teilflächen. Sind diese jeweils mit einer Strahlteilerschicht versehen, so läßt sich auf diese Weise ein sehr hoher Polarisationsgrad nahe 100% erreichen. Die Platten 416'', 418'' und 472'' können dabei entweder wie bei den vorstehend beschriebenen Varianten über einen mit Wasser gefüllten Spalt voneinander getrennt oder auch unmittelbar durch Ansprengen miteinander verbunden sein.

Die Figur 21 zeigt noch eine weitere Variante für den Polarisator 410. Diese Variante unterscheidet sich von der in den Figuren 16 bis 18 beschriebenen Variante lediglich dadurch, daß die zweite Platte 418 durch eine planparallele transparente Platte 478 ersetzt ist. Bei der in der Figur 21 gezeigten Variante ist es besonders wichtig, daß die

Brechzahl der Flüssigkeit 466 sich möglichst wenig von der Brechzahl der optischen Medien unterscheidet, aus denen die erste Platte 416 und die planparallele Platte 474 besteht. Nur dann ist gewährleistet, daß der Polarisator 410 gemäß dieser vierten Variante im Hinblick auf die Lichtbrechung wie eine planparallele Platte wirkt. VIERTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL

Die Figur 22 zeigt in einer stark vergrößerten perspektivischen Darstellung einen Ausschnitt aus einem Polarisator 510, der ebenfalls geeignet ist, in der Pupillenebene 8 des Maskierungsobjektivs 6 eingeführt zu werden, wie es beispielhaft in der Figur 2 gezeigt ist.

Der Polarisator 510 enthält eine Trägerplatte 512, die beispielsweise aus Quarzglas (Si0₂) bestehen kann. Auf die Trägerplatte 512 sind eine Vielzahl periodisch voneinander beabstandeter Gitterstrukturen aufgebracht, von denen in der Figur 23 lediglich fünf Strukturen 5141 bis 5145 ausschnittsweise erkennbar sind. Die Gitterperiode P, mit der die einzelnen Gitterstrukturen 5141 bis 5145 voneinander beabstandet sind, liegt dabei in der Größenordnung der Wel- lenlänge des Projektionslichts.

Die einzelnen Gitterstrukturen 5141 bis 5145 haben jeweils einen Schichtaufbau. Bei dem in der Figur 23 gezeigten Ausführungsbeispiel wechseln sich Schichten 516 aus Silizium und Quarzglas 518 ab.

Die Wirkungsweise des Polarisators 510 beruht auf der Formdoppelbrechung periodischer Gitterstrukturen. Durch Resonanzeffekte kann die Winkelabhängigkeit der Polarisationsselektivität verringert werden. Nähere Einzelheiten zu derartigen Gittern sind dem eingangs bereits erwähnten Aufsatz von Tyan et al. mit dem Titel "Design, fabrication, and characterization of form-birefringent multilayer polarizing beam splitter", J. Opt. Soc. Am A, Vol. 14, No . 7, 1997, Seiten 1627 bis 1636. entnehmbar. Der Inhalt dieses Aufsatzes wird hiermit vollständig zum Gegenstand der vorliegen- den Anmeldung gemacht .

Trifft unpolarisiertes oder zirkulär polarisiertes Licht auf den Polarisator 510, wie dies in der Figur 23 durch einen Pfeil 520 angedeutet ist, so wird diejenige Polarisationskomponente, die entlang der Längsausrichtung der Gitter- Strukturen 5141 bis 5145 orientiert ist, weitgehend vollständig von dem Polarisator 510 reflektiert (Strahl 522) . Die dazu senkrechte Polarisationskomponente, bei der die Polarisationsrichtung in der Querrichtung der Gitterstrukturen 5141 bis 5145 orientiert ist, wird hingegen weitge- hend vollständig transmittiert (Strahl 524) . Der Polarisator 510 hat insbesondere den Vorteil, daß er eine sehr geringe Ausdehnung in der Richtung der optischen Achse OA hat und über einen größeren Winkelbereich hinweg hohe Polarisationsgrade ermöglicht.

Die Gitterstrukturen 5141 bis 5145 können auch gekrümmt sein. Werden gekrümmte Gitterstrukturen 5141 bis 5145 parallel zueinander angeordnet, so bleibt die Gitterperiode P konstant, so daß sich lediglich die Polarisationsrichtung, nicht aber der Polarisationsgrad ortsabhängig verändert. Mit gekrümmten Gitterstrukturen 5141 bis 5145 lassen sich besonders einfache Weise linear polarisierende Polarisatoren realisieren, bei denen die Polarisationsrichtung über die Fläche des Polarisators variiert. Verlaufen die Gitterstrukturen beispielsweise tangential bezüglich der optischen Achse, so wird hindurchtretendes Licht radial polarisiert. Mit Hilfe eines Halbwellenlängenplättchens kann die Polarisationsrichtung um 90° gedreht werden, wodurch eine tangentiale Polarisationsverteilung entsteht. Alternativ hierzu kann durch eine andere Auslegung der Gitterparameter erreicht werden, daß die Polarisationskomponente, die entlang der Längsausrichtung der Gitterstrukturen 5141 bis 5145 orientiert ist, nicht reflektiert, sondern transmittiert wird. Umgekehrt wird dann die dazu senkrechte Polarisationskomponente reflektiert. Tangential verlaufende Gitterstrukturen polarisieren hindurchtretendes Licht dann tangential, ohne daß ein Halbwellenlängenplättchen erfor- derlich ist.

POLARISATORANORDNUNGEN

Im folgenden werden unterschiedliche Anordnungen von Polarisatoren beschrieben. Bei den Polarisatoren handelt es sich jeweils entweder um Polarisatoren 10, wie sie in den Figuren 3 bis 8 gezeigt sind, um Polarisatoren 210, wie sie in den Figuren 9 bis 14 gezeigt sind, oder um eine der Varianten der Polarisatoren 410 und 510, wie sie in den Figuren 16 bis 22 gezeigt sind. Für die Anordnungen selbst ist es jedoch unerheblich, um welche Art von Polarisatoren es sich handelt. Der Einfachheit halber werden die nachfolgenden Ausführungsbeispiele aber mit Bezug auf bestimmte der vorgenannten Polarisatoren erläutert, ohne daß dies ein- schränkend zu verstehen ist. Neben den hier ausführlich beschriebenen Polarisatoren können im übrigen auch bestimmte bekannte Polarisatoren verwendet werden.

Die Figur 23 zeigt in einer schematischen Schnittdarstel- lung eine erste Polarisatoranordnung 73 mit mehreren kleineren Polarisatoren 210a, 210b und 210c, die jeweils wie in den Figuren 8 bis 14 gezeigt ausgebildet sind. Bei der Polarisatoranordnung 73 sind die Trägerelemente 290 der Polarisatoren 210a, 210b, 210c nicht alle gemeinsam in einer zur optischen Achse OA senkrechten Ebene angeordnet. Statt dessen verlaufen die Ebenen, in denen die Trägerelemente 290 eines jeden Polarisators 210a, 210b, 210c angeordnet sind, tangential zu einer Pupillenschale 302, die zu ihren Rändern hin gekrümmt ist. Die Krümmung der Pupillenschale 302 ist in der Figur 23 stark übertrieben dargestellt; tatsächlich beträgt die Winkelabweichung zwischen den Einfallsrichtungen 304a und 304c bezüglich der optischen Achse lediglich einige wenige Grad, typischerweise etwa 1° bis 4°.

Durch die tangentiale Anordnung der Ebenen, innerhalb derer die Trägerelemente 290 der Polarisatoren 210a, 210b, 210c verlaufen, ist gewährleistet, daß die Trägerelemente zumindest näherungsweise im optimalen Winkel bezüglich der Einfallsrichtungen 304a, 304b und 304c angeordnet sind. Bei der in der Figur 23 gezeigten Ausgestaltung gilt dies natürlich nur näherungsweise, da die Polarisatoren 210a, 210b, 210c nur tangential zu der gekrümmten Pupillenschale 302 verlaufen und nicht selbst gekrümmt sind. Je kleiner die Bereiche sind, die in der Pupillenschale tatsächlich von Licht durchtreten werden, desto besser ist im allgemeinen die tangentiale Näherung.

Falls die Pupille vollständig von Licht durchtreten werden soll und die Krümmung der Pupillenschale 302 nicht vernachlässigbar ist, so kann bei einer alternativen Ausgestaltung der in der Figur 8 gezeigte Polarisator 210 verbiegbar sein. Der Polarisator 210 wird dann so verbogen in die Be- leuchtungseinrichtung IS eingebaut, daß die Bezugsebene der Trägerelemente 290 an die Krümmung der Pupillenschale 302 angepaßt ist. Selbstverständlich kann der Polarisator 210 auch von vornherein mit geeigneter Krümmung gefertigt sein. In beiden Fällen variieren die Winkel, unter denen die Trä- gerelemente 290 bei dieser Ausgestaltung bezüglich der optischen Achse OA angeordnet sind, quasi-kontinuiertlich über die Pupillenschale 203 hinweg.

Die Figur 24 zeigt in einer Draufsicht eine zweite Polarisatoranordnung 74 mit insgesamt vier Polarisatoren 10a, 10b, 10c und lOd, die gemeinsam in einem Träger 76 in nicht näher dargestellter Weise aufgenommen sind und jeweils z.B. wie in den Figuren 3 bis 7 dargestellt aufgebaut sein können. Die Polarisatoranordnung 74 ist zum Einschub in den Filterhalter 11 der Beleuchtungseinrichtung IF vorgesehen, und zwar für den Fall, daß die Beleuchtungseinrichtung IF eine sogenannte Quadrupolbeleuchtung erzeugt. Bei einer Quadrupolbeleuchtung beschränkt sich die Ausleuchtung einer Pupillenebene auf vier voneinander getrennte Bereiche, die auch als Pole bezeichnet werden. Die Pole sind so am Rand der Pupille entlang verteilt, daß ihre Anordnung eine vier- zählige Symmetrie aufweist. In der Figur 24 sind die Pole durch gestrichelte Kreise Pa, Pb, Pc und Pd angedeutet.

Die einzelnen Polarisatoren 10a, 10b, 10c und lOd, deren Polarisationsrichtungen durch Pfeile 78a, 78b, 78c bzw. 78d angedeutet sind, kommen bei richtiger Winkelorientierung des Trägers 76 im Bereich der Pole zu liegen. Jeweils ein- ander gegenüberliegende Polarisatoren 10a, 10c bzw. 10b, lOd bilden dabei Paare mit gleicher Polarisationsrichtung; die Polarisationsrichtungen der beiden Paare verlaufen senkrecht zueinander.

Mit einer derartigen quasi-tangentialen Polarisation läßt sich bei Quadrupolbeleuchtung eine Erhöhung des Kontrasts vor allen bei solchen Retikeln erzielen, bei denen die abzubildenden Strukturen sehr fein sind und orthogonal zueinander verlaufen. Der Träger 76 sowie die die Quadrupolbeleuchtung erzeugenden Komponenten der Beleuchtungseinrich- tung sind dabei winkelmäßig so zu orientieren, daß die Polarisationsrichtungen 78a bis 78d der Polarisatoren 10a bis lOd mit den orthogonalen Vorzugsrichtungen der abzubildenden Strukturen übereinstimmen.

Die Figur 25 zeigt in einer Draufsicht eine dritte Polari- satoranordnung 80, die für eine Dipolbeleuchtung mit zwei Polen Pa, Pc vorgesehen ist. Im Gegensatz zu der in Figur 7 gezeigten Polarisatoranordnung 74 ist hier auf einem Träger 76' lediglich ein Paar von Polarisatoren 10a', 10c' gleicher Polarisationsrichtung 78a', 78c' angeordnet. Die bei Dipolbeleuchtung einzusetzende Polarisatoranordnung 80 er- laubt es, noch kleinere Strukturen mit hohem Kontrast abzubilden, sofern diese entlang der Polarisationsrichtung 78a', 78c' der Polarisatoren 10a', 10c' verlaufen. Für orthogonal dazu verlaufende Strukturen wird hingegen keine Kontrasterhöhung erzielt.

Die Figuren 26 und 27 zeigen in einer Draufsicht bzw. in einem Schnitt entlang der Linie XX-XX eine vierte Polarisatoranordnung 82, die insgesamt fünf Polarisatoren 210a', 210b', 210c', 210d' und 210e' umfaßt. Jeder der Polarisatoren 210a' bis 210e' enthält dünne plattenförmige Träger für Strahlteilerschichten, wie dies in den Figuren 11 bis 15 gezeigt ist. Die Polarisatoren 210a' bis 210e' überdecken jeweils einen Pol einer sog. C-Quad-Beleuchtung, die sich von der in der Figur 24 gezeigten Quadrupolbeleuchtung durch einen zusätzlichen Pol Pe in der Mitte der Pupille unterscheidet.

Das besondere bei der in den Figuren 26 und 27 gezeigten Polarisatoranordnung 82 ist, daß bei allen Polarisatoren 210a bis 210e die Trägerelemente 290 die in der Figur 15 gezeigte günstige Ausrichtung haben. Die Lote L auf den Trägerelementen 290 liegen daher alle in der YZ-Ebene, die senkrecht zur Papierebene verläuft. Die langgestreckten Trägerelemente 290 sind somit alle parallel zur X-Richtung ausgerichtet. Als Folge davon ist das durch die Polarisatoren 210a' bis 210e' hindurchtretende Licht sehr gleichmäßig und hochgradig linear polarisiert, wobei die Schwingungsebenen der elektrischen Feldvektoren alle in der XY-Ebene liegen.

Bei der C-Quad-Beleuchtung ist es allerdings erwünscht, daß die Polarisationsrichtungen an den einzelnen Polen Pa bis Pe die durch Pfeile 78a bis 78e angedeutete Richtung haben. Das durch die Polarisatoren 210b und 210d hindurchtretende Licht ist somit nicht in der gewünschten Weise polarisiert.

Um auch für die Pole Pb und Pd die gewünschte Polarisationsrichtung zu erhalten, umfaßt die Polarisatoranordnung 82 einen weiteren Träger 84, der parallel zu dem Träger 76 angeordnet ist und deswegen nur in der Schnittdarstellung der Figur 27 erkennbar ist. In dem weiteren Träger 84 sind unterhalb der Pole Pb und Pd kreisförmige Halbwellenlängen- Plättchen 86b, 86d in entsprechende Aussparungen eingesetzt. Die Halbwellenlängen-Plättchen 86b, 86d verdrehen die Polarisationsrichtung hindurchtretenden linear polari- sierten Lichts um 90°, wodurch man die gewünschte, durch die Pfeile 78b bzw. 78d angedeutete Polarisationsrichtung erhält.

Die in den Figuren 26 und 27 dargestellte Polarisatoranordnung 82 hat den Vorteil, daß die Winkelabhängigkeit des li- nearen Polarisationsgrades Pi für alle Pole Pa bis Pe gleich ist. Bei der in der Figur 24 gezeigten Polarisatora- nordnung 74 hingegen ist diese Winkelabhängigkeit infolge des anhand der Figur 15 erläuterten Effekts bei den Polen Pa und Pc anders als bei den Polen Pb und Pd.

Die Figur 28 zeigt in einer Draufsicht eine fünfte Polari- satoranordnung 90, die insgesamt vier Polarisatoren 510a, 510b, 510c und 510d umfaßt. Jeder der Polarisatoren 510a bis 510d enthält auf einem gemeinsamen transparenten Träger 512 aufgebrachte Gitterstrukturen, wie dies oben mit Bezug auf die Figur 22 erläutert wurde. Die Gitterstrukturen der einzelnen Polarisatoren 510a bis 510d verlaufen dabei jeweils gekrümmt und parallel zueinander auf dem Träger 512.

Die Polarisatoren 510a bis 510d überdecken jeweils einen in der Figur 28 nicht dargestellten Pol einer sog. Quasar- Beleuchtung, die aus der in der Figur 24 gezeigten Quadru- polbeleuchtung durch eine Drehung um 45° um die optische Achse hervorgeht. Da die Gitterstrukturen tangential verlaufen, wird das hindurchtretende Licht senkrecht dazu, d.h. radial, polarisiert. Dies ist in der Figur 28 durch Pfeile 92 angedeutet.

Die Figur 29 zeigt in einer Draufsicht eine sechste Polarisatoranordnung 94, die insgesamt zwei Polarisatoren 510a', 510b' umfaßt. Jeder der Polarisatoren 510a', 510b' enthält auf einem gemeinsamen Träger 512 aufgebrachte Gitterstrukturen, wie dies vorstehen mit Bezug auf die Figur 28 erläutert wurde. Die Polarisatoren 510a', 510b' überdecken jeweils einen in der Figur 29 nicht dargestellten Pol einer horizontalen Dipolbeleuchtung. Die Gitterstrukturen verlaufen auch hier tangential und parallel zueinander. Das Gitter ist dabei jedoch so ausgelegt, daß nicht die senkrecht, sondern die parallel zur Längsrichtung der Gitterstrukturen verlaufende Polarisationskomponente transmittiert wird, wie dies oben mit Bezug auf die Figur 22 erläutert wurde. Auf diese Weise wird eine tangentiale Polarisation an den Polen erzielt. In der Figur 29 ist dies durch Pfeile 96 angedeutet.

Die Figur 30 zeigt in einer Draufsicht eine siebte Polarisatoranordnung 98, die einen ringförmigen Polarisator 510'' umfaßt, der alternativ auch aus mehreren aneinander angrenzenden Einzelsegmenten zusammengesetzt sein kann. Der Polarisator 510'' weist auf einem Träger 512 aufgebrachte ring- förmige Gitterstrukturen auf, die parallel zueinander verlaufen. Die Gitterstrukturen überdecken dabei einen ringförmigen Bereich, der bei einer Ringbeleuchtung in der Pupille ausgeleuchtet wird. Das Gitter ist hier wieder so ausgelegt, daß die senkrecht zur Längsrichtung der Gitter- Strukturen verlaufende Polarisationskomponente transmittiert wird.

Um dennoch eine tangentiale Polarisation zu erhalten, ist der Polarisatoranordnung 98 ein Halbwellenlängenplättchen 100 zugeordnet, das die Polarisationsrichtung um 90° dreht. Das Halbwellenlängenplättchen 100 ist dabei hinter der Polarisatoranordnung 98 angeordnet und deswegen in der Figur 30 nur gestrichelt angedeutet. Die zunächst radiale Polari- sationsverteilung wird durch das Halbwellenlängenplättchen 100 in eine tangentiale Polarisationsverteilung umgewandelt. Anstelle des Halbwellenlängenplättchen 100 kann selbstverständlich auch jedes andere polarisationsdrehende Element verwendet werden.

Die Figur 31 zeigt in einer Draufsicht eine achte Polarisatoranordnung 102, die vier Polarisatoren 510a''', 510b''', 510c''' und 510d' ' ' umfaßt. Jeder der Polarisatoren 510a''¹ bis 510d' ' ' enthält auf einem gemeinsamen Träger 512 aufge- brachte Gitterstrukturen, wie dies oben mit Bezug auf die Figur 22 erläutert wurde. Die Gitterstrukturen verlaufen dabei gekrümmt und parallel zueinander auf dem Träger 512.

Die Polarisatoren 510a''¹ bis 510d' ' ' überdecken jeweils einen in der Figur 28 nicht dargestellten Pol einer neuar- tigen Beleuchtung, die für die Projektion bestimmter Retikel besonders geeignet ist. Die Pole verlaufen dabei spiegelsymmetrisch zu einer Achse, die um 45° geneigt zur Horizontalen durch die Pupille verläuft. Um eine tangentiale Polarisation zu erzielen, befindet sich auch bei diesem Ausführungsbeispiel ein Halbwellenlängenplättchen 100 hinter der Polarisatoranordnung 102.

Aus den obigen Ausführungen wird deutlich, daß sich die Zahl, die Anordnung und die Polarisationsrichtung der Polarisatoren praktisch beliebig an die bei der Projektion ei- nes gegebenen Retikels zu berücksichtigenden Umstände anpassen lassen. Im Falle von neuartigen Beleuchtungen, wie sie z.B. in der Figur 31 gezeigt sind, genügt es, die Polarisatoren entsprechend umzugruppieren und die Polarisationsrichtung durch Ausrichtung der polarisierenden Strukturen und ggf. durch die Hinzunahme von polarisationsdrehen- den Elementen geeignet festzulegen.

Claims

Patentansprüche

1. Beleuchtungseinrichtung für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, mit einer Lichtquelle

(1) zur Erzeugung von Projektionslicht, einer Maskierungseinrichtung (5) zur Maskierung eines Retikels (R) , einem Maskierungsobjektiv (6) zur Abbildung der Maskierungseinrichtung (5) auf das Retikel (R) und mit einem Polarisator (10; 210; 410; 510),

dadurch gekennzeichnet, daß

daß der Polarisator (10; 210; 410; 510) in dem Maskierungs- objektiv (6) angeordnet ist und hindurchtretendes Projektionslicht in mindestens einer Richtung linear polarisiert.

2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polarisator (10; 210; 410; 510) in einer Pupillenebene des Maskierungsobjektivs (6) oder in der Nähe einer solchen angeordnet ist.

3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Polarisator ein Drahtpolarisator ist.

4. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- durch gekennzeichnet, daß der Polarisator (510) ein Gitterpolarisator ist, der Gitterstrukturen (5141 bis 5145) enthält, die jeweils mehrere zu einer Gitterebene parallele und übereinander angeordnete dielektrische Schichten (516, 518) umfassen.

5. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Polarisator (10; 210) eine polarisationsselektive Strahlteilerschicht (54, 56; 154, 156; 292, 294) enthält.

6. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Strahlteilerschicht (54, 56;

154, 156; 292, 294) in einem Winkel zu einer Ebene (X, Y) angeordnet ist, die zumindest annähernd senkrecht zu einer optischen Achse (OA) des Maskierungsobjektivs (6) verläuft.

7. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- kennzeichnet, daß der Polarisator (10) mehrere, vorzugsweise in der Ebene (X, Y) angeordnete Polarisatorelemente (16, 116) aufweist, die jeweils zwei in einem Winkel zueinander angeordnete polarisationsselektive Strahlteilerschichten (54, 56; 154, 156) umfassen.

8. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlteilerschichten (54, 56; 154, 156) symmetrisch zu der Ebene (X, Y) angeordnet sind und einen Winkel im Bereich von 80° bis 160° aufspannen.

9. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den Strahlteilerschichten (54, 56; 154, 156) zwischen 90° und 120° und vorzugsweise exakt 90° beträgt.

10. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Strahlteilerschichten (54, 56) wenigstens eine Streueinrichtung (60) so angeordnet ist, daß wenigstens ein Teil des von einer Strahlteilerschicht (54) reflektierten Lichts die Streueinrichtung (60) durchtritt und darin gestreut wird, bevor es auf die andere Strahlteilerschicht (56) trifft.

11. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Streueinrichtung eine mattier- te Fläche umfaßt.

12. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Streueinrichtung eine Gitterstruktur (60) umfaßt.

13. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisationselemente (16) jeweils zwei Teilelemente (18, 20) umfassen, wobei jedes Teilelement (18, 20) eine Strahlteilerschicht (54, 56) trägt.

14. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Teilelement (18, 20) mindestens zwei aufeinanderliegende Prismen (46, 48, 50, 52) umfaßt, zwischen denen die Strahlteilerschicht des Teil- elements (18, 20) angeordnet ist.

15. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den Prismen eine

Flüssigkeit befindet.

16. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, da- durch gekennzeichnet, daß jedes Teilelement (18, 20) zwei aufeinanderliegende Keilprismen (46, 48, 50, 52) gleicher Form umfaßt.

17. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Keilprismen (46, 48, 50, 52) so zueinander angeordnet sind, daß jedes Teilelement

(18, 20) im Querschnitt im wesentlichen die Form eines Parallelogramms hat.

18. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Keilprismen (46, 48, 50, 52) so zueinander angeordnet sind, daß jedes Teilelement (18, 20) im Querschnitt im wesentlichen die Form eines Rechtecks, insbesondere die Form eines Quadrats, hat.

19. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Prismen (46, 48, 50, 52) von einer Trägerplatte (22) getragen ist.

20. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (22) einstückig mit dem Prisma (46, 48, 50, 52) ausgebildet ist.

21. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Prismen (48, 52) benachbarter Teilelemente (18, 20) ein Spalt (58) verbleibt, der mit einer Flüssigkeit gefüllt ist.

22. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Teilelements (18,

20) schräg geneigte Grenzflächen der Prismen (46, 48; 50, 52), zwischen denen die Strahlteilerschicht (54, 56) des betreffenden Teilelements (18, 20) angeordnet ist, in Querrichtung (X) unterschiedliche Abmessungen haben.

23. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 19 oder 20 und nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (22) in einer Längsrichtung (Y) wenig- stens zu einer Seite des davon getragenen Prismas (46, 50) einen Überstand (26) hat.

24. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 23, gekennzeichnet durch eine Montagescheibe (12) mit einem Ausschnitt (14), über dem die Polarisationselemente (16, 116) nebeneinander angeordnet sind.

25. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 23 und nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei ein- ander gegenüberliegenden Begrenzungen des Ausschnitts (14) zwei Leisten (32, 34) angeordnet sind, unter die die Überstände (26) der Trägerplatten (22) in Längsrichtung (Y) eingeführt sind.

26. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 25 bei Rück- beziehung auf Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung ein Lichtmischelement (9) aufweist, das eine periodische Intensitätsverteilung in einer Pupillenebene (8) erzeugt, in der der Polarisator (10) angeordnet ist, und daß die Breite der Trä- gerplatten (22) in Querrichtung (X) gleich einem ganzzahligen Bruchteil oder einem ganzzahligen Vielfachen der Periode der Intensitätsverteilung ist.

27. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Polarisator (210) mehrere plan- parallele Trägerelemente (290) umfaßt, die jeweils eine

Strahlteilerschicht (292, 294) tragen und geneigt zu einer Einfallsrichtung (304a, 304b, 304c) angeordnet sind, die das auf die Strahlteilerschicht (292, 294) auftreffende Projektionslicht im Mittel hat.

28. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß einander benachbarte Trägerelemente (290a, 290b, 290c, 290d) in einem Winkel zueinander angeordnet sind.

29. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen einander benachbarten Trägerelementen (290a, 290b, 290c, 290d) im wesentlichen gleich ist.

30. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Trägerelemente (290) kleiner ist als 5 mm, vorzugsweise kleiner als 1,5 mm, weiter vorzugsweise kleiner als 0,75 mm ist .

31. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) zwischen dem Lot (L) auf den Trägerelementen (290) und der jeweiligen Einfallsrichtung zwischen 60° und 75°, vorzugsweise zwischen 65° und 70°, liegt.

32. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerelemente (290) derart angeordnet sind, daß ihr Lot (L) zu der jeweiligen Einfallsrichtung zumindest annähernd den gleichen Winkel einschließt.

33. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß Abweichungen der

Einfallsrichtung (304a, 304b, 304c) von der optischen Achse zunehmen, je weiter das Trägerelement (290) von der opti- sehen Achse (OA) entfernt ist.

34. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichung der Einfallsrichtung (304a, 304b, 304c) von der optischen Achse (OA) zwischen 1° und 4° liegt.

35. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerelemente (290) auf beiden Seiten Strahlteilerschichten (292, 294) tragen.

36. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerelemente (290) auf einer Seite eine Strahlteilerschicht (294) und auf der anderen Seite eine Antireflexschicht (300) tragen.

37. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Trägerelemente (290, 290') derart entlang der Einfallsrichtung hintereinander angeordnet sind, daß jeder Lichtstrahl (LR3) die mindestens zwei Trägerelemente (290, 290') durchtritt.

38. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trägerelement (290) eine Antireflexschicht (300) und eine Strahlteilerschicht (294) und ein weiteres Trägerelement (290') zwei Strahlteilerschich- ten (292, 294) trägt.

39. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Retikel

(R) abgewandter Endbereich des Trägerelements (290) für das verwendete Projektionslicht absorbierend ist.

40. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich von einer absorbierenden Schicht (298) bedeckt ist.

41. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß das Lot (L) auf allen Strahlteilerschichten zumindest annähernd in einer Ebene (Y-Z) liegt, die durch die optische Achse (OA) und einer Richtung (Y) aufgespannt wird, entlang der das Projektionslicht in der Pupillenebene die kleinste Winkelverteilung hat .

42. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteilerschicht ein polari- sationsdrehendes Element (86b, 86d) zugeordnet ist.

43. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Polarisator umfaßt: a) eine erste einstückig ausgebildete Platte (416; 416'; 416'') mit einer ersten (452; 452') und einer zweiten (455) sich im wesentlichen parallel zu der Ebene (X, Y) erstreckenden Fläche, von denen mindestens die er- ste Fläche (452; 452') in mehrere Teilflächen (4541 bis 454n) unterteilt ist, die geneigt zu der Ebene angeordnet sind und die Strahlteilerschicht (456; 456') tragen, und

b) eine zweite einstückig ausgebildete Platte (418; 418'; 418'') mit einer mit einer sich im wesentlichen parallel zu der Ebene (X, Y) erstreckenden weiteren Fläche (5+0; 460'), welche die gleiche Form wie die erste Fläche der ersten Platte hat und dieser zugewandt ist.

44. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 43, dadurch ge- kennzeichnet, daß die weitere Fläche ebenfalls eine

Strahlteilerschicht trägt.

45. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 43 oder 44, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fläche (452; 452') und die weitere Fläche (460; 460') voneinander durch einen Spalt (464; 464') beabstandet sind.

46. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (464; 464') mit einer

Flüssigkeit (466; 466') gefüllt ist.

47. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß sich für das Projektionslicht die

Brechzahl der Flüssigkeit (466; 466') von der Brechzahl der ersten (416, 416')und der zweiten Platte (418, 418') um nicht mehr als 0,1, vorzugsweise um nicht mehr als 0,01, unterscheidet .

48. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 43 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fläche

(452; 452') in mindestens vier Teilflächen (4541 bis 454n) unterteilt ist.

49. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 43 bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (416,

416') und die Zweite Platte (418, 418') für das Projektionslicht transparent sind.

50. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (464') eine Dicke von weniger als 0,1 mm, vorzugsweise von weniger als 0,01 mm, hat .

51. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- kennzeichnet, daß der Polarisator umfaßt:

a) eine erste einstückig ausgebildete Platte (416) mit einer ersten und einer zweiten sich im wesentlichen parallel zu der Ebene (X, Y) erstreckenden Fläche, von denen mindestens die erste Fläche in mehrere Teilflä- chen unterteilt ist, die geneigt zu der Ebene angeordnet sind und die Strahlteilerschicht tragen, und

b) eine zweite Platte (478) mit planparallelen Flächen,

c) einen Zwischenraum, der zwischen der ersten Fläche der ersten Platte und der zweiten Platte einen Zwischenraum festlegt,

d) eine Flüssigkeit (466) , welche den Zwischenraum ausfüllt.

52. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung, in der der Polarisator (510a bis 510d) hindurchtretendes Polarisationslicht polarisiert, von dem Ort abhängt, an dem das Polarisationslicht den Polarisator durchtritt.

53. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 52, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Richtung tangential zu Kreisen verläuft, die konzentrisch zu einer optischen Achse sind.

54. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere einzelne Polarisatoren (10a, 10b, 10c, lOd; 10a', 10c'; 210a, 210b, 210c, 210d) in einer Pupillenebene (9) angeordnet sind.

55. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß Paare von punktsymmetrisch zur optischen Achse angeordneten Polarisatoren (10a, 10b, 10c, lOd; 10a', 10c') die gleiche Polarisationsrichtung (78a, 78b, 78c, 78d; 78a', 78c') haben.

56. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß alle Polarisatoren (210a, 210b,

210c, 210d) die gleiche Polarisationsrichtung haben.

57. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 56 bei Rückbezug auf Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem Polarisator ein polarisationsdrehendes Element (86b, 86d; 100) zugeordnet ist.

58. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Polarisator (10; 210; 410; 510) austauschbar in einem Filtereinschub (11) angeordnet ist.

59. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, daß der Polarisator (10; 210; 410; 510) in unterschiedlichen Winkelpositionen in der Beleuchtungs- einrichtung anordenbar ist.

60. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungseinrichtung (IS) nach einer der vorhergehenden Ansprüche.

61. Polarisator für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage (PEA) , dadurch gekennzeichnet, daß der Polarisator (210) mehrere planparallele Trägerelemente (290) umfaßt, die jeweils eine Strahlteilerschicht (292, 294) tragen und geneigt zu einer Einfallsrichtung angeordnet sind, die auf die Strahlteilerschicht auftreffendes Projektionslicht im Mittel hat.