JP5861897B2 - Optical system for microlithographic projection exposure apparatus - Google Patents
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Description
本出願は、2013年3月14日出願のドイツ特許出願DE 10 2013 204 453.4に対する優先権を主張するものである。この出願の内容は、これにより引用によって組み込まれる。 This application claims priority to the German patent application DE 10 2013 204 453.4 filed on March 14, 2013. The contents of this application are hereby incorporated by reference.
本発明は、マイクロリソグラフィ投影露光装置のための光学系に関する。 The present invention relates to an optical system for a microlithographic projection exposure apparatus.
マイクロリソグラフィ投影露光装置は、例えば、集積回路又はLCDのような微細構造化構成要素を生成するために使用される。そのような投影露光装置は、照明デバイスと投影レンズを含む。マイクロリソグラフィ処理では、照明デバイスを用いて照明されたマスク(=レチクル)の像は、マスク構造を基板の感光コーティングに転写するために、感光層(フォトレジスト)で被覆されて投影レンズの像平面に配置された基板(例えば、シリコンウェーハ)上に投影レンズを用いて投影される。 Microlithographic projection exposure apparatus are used to produce microstructured components such as, for example, integrated circuits or LCDs. Such a projection exposure apparatus includes an illumination device and a projection lens. In a microlithographic process, an image of a mask (= reticle) illuminated with an illumination device is coated with a photosensitive layer (photoresist) to transfer the mask structure to the photosensitive coating of the substrate, and the image plane of the projection lens. Projection is performed using a projection lens on a substrate (for example, a silicon wafer) disposed on the substrate.
マイクロリソグラフィ投影露光装置の作動中に、所定の照明設定、すなわち、照明デバイスの瞳平面内の強度分布をターゲット方式で設定しなければならない。更に、結像コントラストを最適化するために、照明デバイスにおいて照明瞳内に特定の偏光分布を設定するための様々な手法が公知である。 During operation of the microlithographic projection exposure apparatus, a predetermined illumination setting, i.e. an intensity distribution in the pupil plane of the illumination device, must be set in a target manner. Furthermore, various techniques are known for setting a specific polarization distribution in the illumination pupil in the illumination device in order to optimize the imaging contrast.
特に、照明デバイスと投影レンズの両方において、高コントラストの結像に向けてタンジェンシャル偏光分布を設定することは公知である。「タンジェンシャル偏光」(又は「TE偏光」)は、個々の直線偏光光線の電界強度ベクトルの振動平面の方位が、光学系軸に向く円の半径に対してほぼ垂直に定められる偏光分布を意味すると理解しなければならない。それとは対照的に、「半径方向偏光」(又は「TM偏光」)は、個々の直線偏光光線の電界強度ベクトルの振動平面の方位が、光学系軸に向く円の半径に対してほぼ半径方向に定められる偏光分布を意味すると理解しなければならない。それに応じて、疑似タンジェンシャル偏光分布又は疑似半径方向偏光分布は、上述の基準が少なくとも近似的に満たされる偏光分布を意味すると理解しなければならない。 In particular, it is known to set the tangential polarization distribution for high contrast imaging in both the illumination device and the projection lens. “Tangentially polarized light” (or “TE polarized light”) means a polarization distribution in which the orientation of the vibration plane of the electric field intensity vector of each linearly polarized light beam is determined approximately perpendicular to the radius of the circle toward the optical system axis. Then you have to understand. In contrast, “radial polarization” (or “TM polarization”) is the direction in which the oscillation plane orientation of the electric field intensity vector of each linearly polarized light beam is approximately radial with respect to the radius of the circle toward the optical system axis. It must be understood to mean the polarization distribution defined in Accordingly, a pseudo tangential polarization distribution or a pseudo radial polarization distribution should be understood to mean a polarization distribution in which the above criteria are at least approximately satisfied.
従来技術に関しては、例えば、WO 2005/069081 A2、WO 2005/031467 A2、US 6,191,880 B1、US 2007/0146676 A1、WO 2009/034109 A2、WO 2008/019936 A2、WO 2009/100862 A1、DE 10 2008 009 601 A1、DE 10 2004 011 733 A1、及びEP 1 306 665 A2を参照されたい。 As for the prior art, for example, WO 2005/069081 A2, WO 2005/031467 A2, US 6,191,880 B1, US 2007/0146676 A1, WO 2009/034109 A2, WO 2008/019936 A2, WO 2009/100862 A1 DE 10 2008 009 601 A1, DE 10 2004 011 733 A1, and EP 1 306 665 A2.
本発明の目的は、投影露光装置に望ましい偏光分布を比較的簡単な方式で発生させることを可能にするマイクロリソグラフィ投影露光装置のための光学系を提供することである。 It is an object of the present invention to provide an optical system for a microlithographic projection exposure apparatus that makes it possible to generate a desired polarization distribution in the projection exposure apparatus in a relatively simple manner.
この目的は、独立請求項1の特徴に従って達成される。 This object is achieved according to the features of independent claim 1.
マイクロリソグラフィ投影露光装置のための本発明による光学系は、光学系軸と偏光影響光学配列を含み、偏光影響光学配列は、一軸性結晶材料から生成され、かつ光学系軸に対して垂直な光学結晶軸の第1の方位及び光学系軸の方向に変化する厚みを有する第1の偏光影響要素と、光伝播方向に第1の偏光影響要素の下流に配置され、一軸性結晶材料から生成され、かつ光学系軸に対して垂直で第1の方位とは異なる光学結晶軸の第2の方位及び平行平面幾何学形状を有する第2の偏光影響要素とを含み、偏光影響光学配列は、配列上に入射する光の一定直線入力偏光分布を光ビーム断面にわたって連続的に変化する偏光方向を有する出力偏光分布に変換する。 An optical system according to the present invention for a microlithographic projection exposure apparatus includes an optical system axis and a polarization-influencing optical array, wherein the polarization-influencing optical array is generated from a uniaxial crystal material and is optical A first polarization-influencing element having a first orientation of the crystal axis and a thickness that varies in the direction of the optical system axis; and disposed downstream of the first polarization-influencing element in the light propagation direction and produced from a uniaxial crystal material And a second polarization influencing element having a second orientation of the optical crystal axis perpendicular to the optical system axis and different from the first orientation and a parallel plane geometry, the polarization influencing optical array comprising: A constant linear input polarization distribution of light incident thereon is converted into an output polarization distribution having a polarization direction that continuously varies across the beam cross section.
本発明は、原理的に、3つの直線リターダー(すなわち、直線複屈折に起因して、リターデーション、すなわち、2つの直交するか又は互いに垂直な偏光状態の間の光路差をもたらす3つの偏光影響光学要素)の組合せを用いて、直線リターダーの構成に依存して任意の楕円リターダーを物理的に実現することができるという考察に基づいている。この場合、「楕円リターダー」は、そのような楕円リターダーによってもたらされる予め定められた偏光状態の回転をポアンカレ球上で任意に得ることができる限り一般化される偏光影響光学要素の定義として理解される。 In principle, the present invention provides three linear retarders (ie, due to linear birefringence, retardation, ie, three polarization effects that result in an optical path difference between two orthogonal or mutually perpendicular polarization states. Based on the consideration that any elliptical retarder can be physically realized using a combination of optical elements) depending on the configuration of the linear retarder. In this case, an “elliptical retarder” is understood as a definition of a polarization-influencing optical element that is generalized as long as the predetermined polarization state rotation provided by such an elliptical retarder can be arbitrarily obtained on the Poincare sphere. The
この考察の根底にあるポアンカレ球の概念を図5に略示している。この場合、直線リターダーは、ポアンカレ球の赤道平面に存在する軸の回り(例えば、図5の軸「A」又は「B」の回り)の偏光状態のポアンカレ球上での回転の効果を有する。次に、予め定められた一定の複屈折速軸又は光学結晶軸の方向を各々が有する3つの直線リターダーの組合せを用いて、いずれかの任意の楕円リターダー(ポアンカレ球上で任意軸、例えば、図5の軸「D」の回りの偏光状態の回転をもたらす)を提供することができることを数学的に示すことができる。 The concept of the Poincare sphere underlying this consideration is shown schematically in FIG. In this case, the linear retarder has the effect of rotation on the Poincare sphere in a polarization state around an axis existing in the equatorial plane of the Poincare sphere (for example, around the axis “A” or “B” in FIG. 5). Next, using any combination of three linear retarders each having a predetermined constant birefringence fast axis or optical crystal axis direction, any arbitrary elliptical retarder (any axis on the Poincare sphere, e.g., It can be shown mathematically that a polarization state rotation about axis “D” in FIG. 5 can be provided.
上述の考察から始めて、次に、本発明は、特に、最大で3つの直線リターダーの組合せを用いて、光ビーム断面にわたって連続的である偏光方向の変化(すなわち、ポアンカレ球上での図5の軸「C」の回りの偏光状態の回転に対応して連続的に変化する偏光回転角を有する回転子の効果)を得るという概念に基づいている。この場合、第1に、光学活性の使用又は光学活性材料の使用を割愛することができ、第2に、使用されるリターダーに関して、各場合に均一な光学結晶軸の方位を有する天然に利用可能な結晶材料に頼ることができる。 Starting with the above considerations, the present invention then uses a combination of up to three linear retarders, in particular, to change the polarization direction that is continuous across the light beam cross section (ie, FIG. 5 on the Poincare sphere). This is based on the concept of obtaining the effect of a rotator having a polarization rotation angle that continuously changes in response to rotation of the polarization state about the axis “C”. In this case, firstly, the use of optically active or optically active materials can be omitted, and secondly, with respect to the retarder used, it is naturally available with a uniform optical crystal axis orientation in each case Can rely on simple crystal materials.
原理的に、一般的な直線リターダーは、次式のジョーンズ行列Jによって説明することができる(1)。
J=
ここで、Δφは、位相リターデーション(ラムダが作動波長を表す場合に、直交偏光状態に対する光路差に2π/λを乗じたものからもたらされる)を表し、βは、光学結晶軸の角度を表している。
In principle, a general linear retarder can be described by the Jones matrix J:
J =
Where Δφ represents the phase retardation (derived from the optical path difference for the orthogonal polarization state multiplied by 2π / λ when lambda represents the working wavelength), and β represents the angle of the optical crystal axis. ing.
本発明によって求められる回転子のジョーンズ行列Jtargetは、一般的に次式になる(2)。
The rotor Jones matrix J target obtained by the present invention is generally expressed by the following equation (2).
本発明により、複屈折の速軸の予め定められた一定の方向を各々が有する3つの直線リターダーの以下の定式化がここで選択される(3)。
ここで、J1は、β=0°及び位相リターデーションΔφ1の場合のリターダーのジョーンズ行列を表し、すなわち、次式で与えられる(4)。
J2は、β=45°及び位相リターデーションΔφ2の場合のリターダーのジョーンズ行列を表し、すなわち、次式で与えられる(5)。
J3は、β=0°及び位相リターデーションΔφ3の場合のリターダーのジョーンズ行列を表し、すなわち、次式で与えられる(6)。
(4)〜(6)から、次式が得られる(7)。
この式は、それぞれの位相リターデーションΔφ1、Δφ2、及びΔφ3に対して以下の解をもたらす(8)。
According to the present invention, the following formulation of three linear retarders each having a predetermined constant direction of the fast axis of birefringence is selected here (3).
Here, J 1 represents the Jones matrix of the retarder when β = 0 ° and the phase retardation Δφ 1 , that is, given by the following equation (4).
J 2 represents the Jones matrix of the retarder when β = 45 ° and the phase retardation Δφ 2 , that is, given by the following equation (5).
J 3 represents the Jones matrix of the retarder when β = 0 ° and the phase retardation Δφ 3 , that is, given by the following equation (6).
From (4) to (6), the following equation is obtained (7).
This equation yields the following solution for each phase retardation Δφ 1 , Δφ 2 , and Δφ 3 (8):
すなわち、(8)による解は、90°の光学結晶軸の方位(予め定められた方向、例えば、予め固定的に定められた座標系のy方向に対する)を有するλ/4板と、45°の光学結晶軸の方位(予め定められた方向、例えば、y方向に対する)及びΔφ2=2αの位相リターデーションを有する直線リターダーと、0°の光学結晶軸の方位(予め定められた方向、例えば、y方向に対する)を有する更に別のλ/4板とを含む偏光影響光学配列に対応する。従って、本発明によって求められる場所依存方式で変化する偏光回転角αの発生に関して、45°の光学結晶軸の方位を有するこの直線リターダーは、場所依存方式で変化するか又は光ビーム断面にわたって変化する位相リターデーションΔφ2も有する。 That is, the solution according to (8) is a λ / 4 plate having a 90 ° optical crystal axis orientation (predetermined direction, eg, relative to the y direction of a fixed coordinate system), and 45 ° A linear retarder having an optical crystal axis orientation (predetermined direction, eg, relative to the y direction) and a phase retardation of Δφ 2 = 2α, and an optical crystal axis orientation of 0 ° (predetermined direction, eg, , With respect to the y-direction) and a further λ / 4 plate. Thus, for the generation of polarization rotation angle α that varies in a location-dependent manner as required by the present invention, this linear retarder with an orientation of the optical crystal axis of 45 ° varies in a location-dependent manner or across the light beam cross section. It also has a phase retardation Δφ 2 .
具体的には、光ビーム断面にわたって変化する偏光回転角を有する回転子を有効に実施するための本発明により使用される偏光影響光学配列は、少なくとも2つの直線リターダーを含み、そのうちの1つは、光伝播方向又は光学系軸の方向に変化する厚みプロフィールを有し、光伝播方向に下流に配置された更に別のリターダーは、平行平面幾何学形状を有し、これらの2つの直線リターダーの各々は、光学系軸に対して垂直で互いに異なる光学結晶軸の方位を有する。 Specifically, the polarization affecting optical array used by the present invention to effectively implement a rotator having a polarization rotation angle that varies across the light beam cross section includes at least two linear retarders, one of which is Still another retarder having a thickness profile that varies in the direction of light propagation or in the direction of the optical system axis and arranged downstream in the direction of light propagation has a parallel plane geometry, and these two linear retarders Each has a different orientation of the optical crystal axis perpendicular to the optical system axis.
本発明による偏光影響光学配列上に入射する光の入力偏光分布の特定の構成に基づいて、望ましい出力偏光分布を得るために、以下で更により詳しく説明するように、同じく平行平面幾何学形状を有し、かつ光伝播方向に関して第1及び第2の直線リターダーの上流に配置された第3の直線リターダーを更に使用することもできる。 In order to obtain the desired output polarization distribution based on the specific configuration of the input polarization distribution of light incident on the polarization-influencing optical array according to the present invention, the parallel plane geometry is also used, as will be described in more detail below. It is also possible to use a third linear retarder having and disposed upstream of the first and second linear retarders with respect to the light propagation direction.
一実施形態により、第1の偏光影響要素及び第2の偏光影響要素は、光伝播方向に直接に連続して配置される。 According to one embodiment, the first polarization influencing element and the second polarization influencing element are arranged directly continuously in the light propagation direction.
一実施形態により、偏光影響光学配列は、光伝播方向に第1の偏光影響要素の上流に配置され、一軸性結晶材料から生成され、かつ光学系軸に対して垂直な光学結晶軸の第3の方位と平行平面幾何学形状とを有する第3の偏光影響要素を更に含む。 According to one embodiment, the polarization-influencing optical array is arranged upstream of the first polarization-influencing element in the direction of light propagation, is produced from a uniaxial crystal material and has a third optical crystal axis perpendicular to the optical system axis. And a third polarization influencing element having a parallel plane geometry.
一実施形態により、第1、第2、及び第3の偏光影響要素は、光伝播方向に直接に連続して配置される。 According to one embodiment, the first, second and third polarization affecting elements are arranged directly continuously in the light propagation direction.
一実施形態により、第2の偏光影響要素の光学結晶軸の第2の方位と第3の偏光影響要素の光学結晶軸の第3の方位とは、互いに垂直に延びる。 According to one embodiment, the second orientation of the optical crystal axis of the second polarization influencing element and the third orientation of the optical crystal axis of the third polarization influencing element extend perpendicular to each other.
一実施形態により、第1の偏光影響要素の光学結晶軸の第1の方位は、第2の偏光影響要素の光学結晶軸の第2の方位及び第3の偏光影響要素の光学結晶軸の第3の方位に対して絶対値で45°±5°の角度で延びる。 According to one embodiment, the first orientation of the optical crystal axis of the first polarization affecting element is the second orientation of the optical crystal axis of the second polarization affecting element and the first orientation of the optical crystal axis of the third polarization affecting element. It extends at an angle of 45 ° ± 5 ° in absolute value with respect to 3 orientations.
一実施形態により、第1の偏光影響要素は、楔形又は楔断面形幾何学形状を有する。 According to one embodiment, the first polarization-influencing element has a wedge or wedge cross-sectional geometry.
一実施形態により、第1の偏光影響要素は、光学系軸に対して方位角方向に変化し、かつ光学系軸に対して半径方向に一定である厚みプロフィールを有する。 According to one embodiment, the first polarization-influencing element has a thickness profile that varies azimuthally with respect to the optical system axis and that is constant radially with respect to the optical system axis.
一実施形態により、第2の偏光影響要素は、ラムダが光学系の作動波長を表す場合にλ/4のリターデーションを有する。 According to one embodiment, the second polarization affecting element has a retardation of λ / 4 when the lambda represents the operating wavelength of the optical system.
一実施形態により、第3の偏光影響要素は、ラムダが光学系の作動波長を表す場合にλ/4のリターデーションを有する。 According to one embodiment, the third polarization affecting element has a retardation of λ / 4 when the lambda represents the operating wavelength of the optical system.
一実施形態により、一軸性結晶材料は、フッ化マグネシウム(MgF2)、サファイア(Al2O3)、及び結晶石英(SiO2)を含む群から選択される。 According to one embodiment, the uniaxial crystalline material is selected from the group comprising magnesium fluoride (MgF 2 ), sapphire (Al 2 O 3 ), and crystalline quartz (SiO 2 ).
一実施形態により、偏光影響光学配列は、配列上に入射する光の一定直線入力偏光分布を少なくとも近似的にタンジェンシャルの出力偏光分布に変換する。 According to one embodiment, the polarization-influencing optical array converts a constant linear input polarization distribution of light incident on the array at least approximately to a tangential output polarization distribution.
一実施形態により、偏光影響光学配列は、光学系の瞳平面に配置される。 According to one embodiment, the polarization affecting optical array is placed in the pupil plane of the optical system.
本発明は、更に、マイクロリソグラフィ投影露光装置と微細構造化構成要素をマイクロリソグラフィ的に生成する方法とに関する。 The invention further relates to a microlithographic projection exposure apparatus and a method for microlithographically generating a microstructured component.
本発明の更に別の構成は、本明細書及び従属請求項から得ることができる。 Further arrangements of the invention can be obtained from the description and the dependent claims.
本発明を添付図面に示す例示的な実施形態に基づいて以下により詳細に説明する。 The invention will be described in more detail below on the basis of exemplary embodiments shown in the accompanying drawings.
最初に、マイクロリソグラフィ投影露光装置の可能な構成を簡単な概略図である図1を参照して下記で説明する。 First, a possible configuration of a microlithographic projection exposure apparatus is described below with reference to FIG. 1, which is a simple schematic diagram.
図1に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置100は、光源ユニット101と、照明デバイス102と、構造担持マスク103と、投影レンズ104と、露光される基板105とを含む。光源ユニット101は、光源、例えば、193nmの作動波長のためのArFレーザと、平行光ビームを生成するビーム成形光学ユニットとを含むことができる。光源ユニット101によって放出された平行光ビームは、最初に回折光学要素(DOE)106上に入射する。DOE106は、それぞれの回折面構造によって定められる角放出特性を用いて、瞳平面PP内に望ましい強度分布、例えば、二重極分布又は四重極分布を生成する。ビーム経路内でDOE106の下流に配置されたレンズ108は、可変直径を有する平行光ビームを生成するズームレンズとして設計される。平行光ビームは、偏向ミラー109によってアキシコン111上に向けられる。ズームレンズ108を上流のDOE106及びアキシコン111と共に用いて、アキシコン要素のズーム設定及び位置に依存して瞳平面PP内に異なる照明構成が生成される。
A microlithographic
図1により、瞳平面PP内には偏光影響光学配列200が置かれ、これに関しては、可能な実施形態を図2及びそれ以降を参照して以下に説明する。
According to FIG. 1, a polarization-influencing
照明デバイス102は、アキシコン111の下流の瞳平面PPの領域(図1ではアキシコン111の直ぐ下流)に配置された光混合系112を更に含み、この光混合系は、例えば、光混合を提供するのに適するマイクロ光学要素配列を含むことができる。光混合系112及び適切な場合に更に別の光学構成要素(単一のレンズ要素110のみを示す)には、レチクルマスキング系(REMA)113が続き、レチクルマスキング系113は、REMAレンズ114によってレチクル103上に結像され、それによってレチクル103上の照明領域を区切る。レチクル103は、投影レンズ104を用いて感光基板105上に結像される。図示の実施形態において、投影レンズ104の最後の光学要素115と感光基板105との間には、空気とは異なる屈折率を有する液浸液116が置かれる。
The
更に別の実施形態において、照明デバイス102は、異なる照明構成を生成するために、例えば、WO 2005/026843 A2から公知である複数の互いに独立して調節可能なミラー要素を含む同じく公知のミラー配列を含むことができる。
In yet another embodiment, the
ここで以下において、図1に記載の瞳平面PP内に置かれた偏光影響光学配列200の可能な実施形態を図2及びそれ以降を参照して構成及び機能に対して説明する。
Hereafter, a possible embodiment of the polarization-influencing
図2により、偏光影響光学配列200は、第1の実施形態において、光伝播方向(図示の座標系のz方向に対応する)に変化する厚みを有する楔断面形偏光影響光学要素220(以下では「第1の偏光影響要素」とも表す)を2つの平行平面偏光影響光学要素210と230の間に含み、後者は、光伝播方向に関して(第1の)楔断面形偏光影響光学要素220の直ぐ上流及び下流それぞれに配置される。
Referring to FIG. 2, the polarization-influencing
偏光影響要素210、220、及び230は、各場合にそれぞれの作動波長で十分な透過率を有する一軸性結晶材料、例えば、約193nmの例示的作動波長ではフッ化マグネシウム(MgF2)、サファイア(Al2O3)、又は結晶石英(SiO2)から製造される。これらの材料では、異常屈折率neと正常屈折率noの間の差は、それぞれne−no(SiO2)≒+0.013、ne−no(Al2O3)≒−0.011、ne−no(MgF2)≒+0.014である。
特定の例示的な実施形態において、偏光影響要素210及び230において、リターデーション(これらの要素の平行平面構成に起因して、光ビーム断面にわたって一定である)は、各場合にλ/4であり、ここでラムダは、光学系の作動波長を表している。図2の偏光影響光学要素210、220、及び230では、光学結晶軸の方向を各場合に示す双方向矢印で符号化しており、特定の例示的な実施形態において、この方向は、図示の座標系に関して要素210ではy方向と平行に、要素230ではx方向と平行に、要素220ではx方向及びy方向に対して45°の角度で延びている。
In certain exemplary embodiments, in the
図2は、偏光影響光学配列200によって全体的に場所依存方式で得られる偏光回転角αも同じく示しており、この偏光回転角は、特定の例示的な実施形態では、y方向に沿って光ビーム断面にわたって0°と90°の間で変化し、特に偏光影響要素220の楔断面形構成によってもたらされる。
FIG. 2 also shows the polarization rotation angle α that is obtained in a generally location-dependent manner by the polarization-influencing
上述した偏光影響光学配列200によって達成される場所依存方式で又は光ビーム断面にわたって連続的に変化する偏光状態の生成は、例えば、これらの偏光状態の適切な分布を用いて照明デバイス内に望ましい偏光照明設定を生成するために(例えば、複数の互いに独立して調節可能なミラー要素を含むミラー配列を用いて)使用することができる。更に別の用途では、照明デバイス又は投影レンズに存在する偏光状態の望ましくない外乱の少なくとも部分的な補償をもたらすことができる。
Generation of polarization states that change in a location-dependent manner or continuously across the light beam cross-section achieved by the polarization-influencing
下記では、図3及び図4を参照して、本発明の更に別の実施形態による偏光影響光学配列300の構成及び機能を以下に説明する。
Hereinafter, with reference to FIGS. 3 and 4, the configuration and function of a polarization-influencing
偏光影響光学配列300は、図3に示すように、一定直線入力偏光分布305を少なくとも近似的にタンジェンシャルの出力偏光分布335に変換するように機能する。図2に記載の偏光影響光学配列200とは対照的に、偏光影響光学配列300の場合には、中央の偏光影響光学要素320は楔断面形方式に実施されず、図4a、図4bに示すように、光学系軸(すなわち、z方向)に関する方位角方向に変化し、かつ光学系軸に対して半径方向には一定である厚みプロフィールを有する。図4aに略図示の実施形態において、偏光影響光学要素320は、要素軸EAに対して垂直であり、かつ基準軸RAと角度θを形成する半径Rに沿って一定の厚みを有する。従って、この実施形態において、厚みプロフィールは、方位角θにしか依存しない。偏光影響光学要素320の中心には、中心孔321が置かれる。
The polarization affecting
図4aは、例示的な厚みプロフィールを斜視図に示しており、図4bは、この厚みプロフィールに対して、厚みdが方位角θの関数としてプロットされたグラフを示している。例示的な実施形態において、厚みプロフィールは、θ=180°でジャンプを有し、このジャンプにおける厚み差は、ラムダ(又はラムダの整数倍)のリターデーションに対応する。更に、この例示的な実施形態における偏光影響光学要素320は、2つの部分要素から構成されるか、又はセグメント構成を有する。しかし、本発明は、これらに限定されない。更に別の実施形態において、より多くの(例えば、4つの)セグメントを含む構成、又はそれ以外に非セグメント又は一体構成、及び全体を通して連続する(すなわち、厚みプロフィールにジャンプのない)厚みプロフィールを代わりに選択することもできる。
FIG. 4a shows an exemplary thickness profile in a perspective view, and FIG. 4b shows a graph in which the thickness d is plotted as a function of the azimuth angle θ for this thickness profile. In an exemplary embodiment, the thickness profile has a jump at θ = 180 °, and the thickness difference in this jump corresponds to a retardation of lambda (or an integer multiple of lambda). Further, the polarization-influencing
光伝播方向に関して要素320の上流及び下流それぞれに配置される偏光影響光学要素310及び330は、図2に記載の例示的な実施形態と同じく平行平面幾何学形状とλ/4という一定のリターデーションとを用いて構成される。
Polarization-influencing
図2に記載の例示的な実施形態と同様に、約193nmの例示的な作動波長では、偏光影響要素310、320、及び330は、例えば、フッ化マグネシウム(MgF2)、サファイア(Al2O3)、又は結晶石英(SiO2)から製造することができる。この場合、−λ/2から+λ/2の範囲のリターデーションを与えるために要素320の厚みプロフィールに存在しなければならない偏光影響光学要素320の高低差の最大値は、約15μmの領域にある。
Similar to the exemplary embodiment described in FIG. 2, at an exemplary operating wavelength of about 193 nm,
図2及び図3を参照して上述した実施形態において、それぞれ3つの偏光影響光学要素から形成される配列200及び300が使用されたが、本発明は、これに限定されない。3つの偏光影響光学要素ではなく、本発明による偏光影響光学配列上に入射する光の入力偏光分布の構成に基づいて、望ましい出力偏光分布を生成するために2つの偏光影響光学要素(上述の例示的な実施形態における要素220、230及び320、330)でも十分に事足りる場合があることを指摘しておきたい。これは、それぞれの偏光影響光学配列上に入射する光の入力偏光分布が一定直線的である場合に(例えば、y方向に延びる偏光方向を有する)、同じく例えばy方向に向けられた光学結晶軸を有するλ/4板(図2に記載の要素210及び図3に記載の要素310に対応する)が、入力偏光分布に対して影響を持たないからである(言及した例では、光は、それぞれの要素210及び310上に固有状態で入射する)。
In the embodiments described above with reference to FIGS. 2 and 3,
本発明を特定の実施形態に基づいて記載したが、例えば、個々の実施形態の特徴の組合せ及び/又は交換による多くの変形及び代替実施形態は、当業者には明らかである。従って、そのような変形及び代替実施形態が、本発明によって付随的に包含され、かつ本発明の開示の範囲が、添付の特許請求の範囲及びその均等物の意味の範囲でのみ限定されることは、当業者には言うまでもないことである。 Although the invention has been described with reference to particular embodiments, many variations and alternative embodiments, for example, by combining and / or exchanging features of individual embodiments will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, such modifications and alternative embodiments are included by the present invention and the scope of the present disclosure is limited only by the scope of the appended claims and their equivalents. Needless to say to those skilled in the art.
100 マイクロリソグラフィ投影露光装置
101 光源ユニット
103 構造担持マスク
104 投影レンズ
200 偏光影響光学配列
DESCRIPTION OF
Claims (16)
光学系軸(OA)と、
偏光影響光学配列と、
を含み、
前記偏光影響光学配列(200,300)は、
一軸性結晶材料から生成され、かつ前記光学系軸(OA)に対して垂直な光学結晶軸の第1の方位及び該光学系軸(OA)の方向に変化する厚みを有する第1の偏光影響要素(220,320)と、
光伝播方向に前記第1の偏光影響要素(220,320)の下流に配置され、一軸性結晶材料から生成され、かつ前記光学系軸(OA)に対して垂直で前記第1の方位とは異なる前記光学結晶軸の第2の方位及び平行平面幾何学形状を有する第2の偏光影響要素(230,330)と、
を含み、
前記偏光影響光学配列(200,300)は、該配列(200,300)上に入射する光の一定直線入力偏光分布を光ビーム断面にわたって連続的に変化する偏光方向を有する出力偏光分布に変換する、
ことを特徴とする光学系。 An optical system for a microlithographic projection exposure apparatus,
An optical system axis (OA);
A polarization-influencing optical array;
Including
The polarization affecting optical array (200, 300) is
A first polarization effect produced from a uniaxial crystal material and having a first orientation of an optical crystal axis perpendicular to the optical system axis (OA) and a thickness varying in the direction of the optical system axis (OA) Elements (220, 320);
The first orientation is located downstream of the first polarization influencing element (220, 320) in the direction of light propagation, is produced from a uniaxial crystal material, and is perpendicular to the optical system axis (OA) and A second polarization-influencing element (230, 330) having a different second orientation of the optical crystal axis and a parallel plane geometry;
Including
The polarization-influencing optical array (200, 300) converts a constant linear input polarization distribution of light incident on the array (200, 300) into an output polarization distribution having a polarization direction that continuously varies across the light beam cross section. ,
An optical system characterized by that.
投影レンズ(104)と、
を含むことを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置(100)。 A lighting device (102) embodied according to any one of claims 1 to 14;
A projection lens (104);
A microlithographic projection exposure apparatus (100) comprising:
感光材料で構成された層が少なくとも部分的に加えられた基板(105)を与える段階と、
結像される構造を有するマスク(103)を与える段階と、
請求項15に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置(100)を与える段階と、
前記投影露光装置を用いて前記マスク(103)の少なくとも一部を前記層のある一定の領域上に投影する段階と、
を含むことを特徴とする方法。 A method for microlithographically generating a microstructured component, comprising:
Providing a substrate (105) to which a layer composed of photosensitive material is at least partially applied;
Providing a mask (103) having a structure to be imaged;
Providing a microlithographic projection exposure apparatus (100) according to claim 15,
Projecting at least a portion of the mask (103) onto a certain area of the layer using the projection exposure apparatus;
A method comprising the steps of:
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