(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロリソグラフィ投影露光装置のための光学系であって、
偏光影響光学配置（１００，２００，２５０）、
を含み、
前記偏光影響光学配置（１００，２００，２５０）は、第１の偏光影響要素（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，．．．；３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，．．．；４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃ，．．．；５１０ａ；．．．）の少なくとも１つの第１のアレイ（１１０，２１０，２６０）及び第２の偏光影響要素（１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，．．．）の第２のアレイ（１２０，２２０，２７０）を含み、該第１及び第２のアレイは、光伝播方向に連続して配置され、
前記第１及び第２の偏光影響要素は、各場合に電界の存在に依存する複屈折を有し、
前記第１の偏光影響要素（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，．．．；３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，．．．；４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃ，．．．；５１０ａ；．．．）及び前記第２の偏光影響要素（１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，．．．）は、横方向Ｐｏｃｋｅｌｓセルであり、
前記偏光影響光学配置は、個々の前記偏光影響要素に対して、各場合にそれぞれの該偏光影響要素（５１０ａ）の互いに反対の側面の異なる対に割り当てられた少なくとも２つの電極対（５１１，５１４；５１２，５１５；５１３，５１６）を含む
ことを特徴とする光学系。
【請求項２】
前記偏光影響光学配置（１００，２００，２５０）は、前記電界を発生させるための複数の電極（１１５，１２５，３１５，４１５，５１１〜５１６）を含み、
前記電極は、各場合に前記第１の偏光影響要素（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，．．．；３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，．．．；４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃ，．．．；５１０ａ；．．．）の及び前記第２の偏光影響要素（１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，．．．）の互いに反対の側面上に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項３】
前記第１のアレイ内の前記電極（１１５）は、前記第２のアレイ内の前記電極（１２５）に対して有限の角度の向きに配置されることを特徴とする請求項２に記載の光学系。
【請求項４】
電圧は、各場合に互いに独立して前記電極対（５１１，５１４；５１２，５１５；５１３，５１６）に印加することができることを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項５】
前記第１の偏光影響要素（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，．．．；３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，．．．；４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃ，．．．；５１０ａ；．．．）に誘導することができる前記複屈折の速軸及び前記第２の偏光影響要素（１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，．．．）に誘導することができる該複屈折の速軸が、互いに対して有限の角度の向きに配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項６】
前記角度は、４５°±５°であることを特徴とする請求項５に記載の光学系。
【請求項７】
前記第１のアレイ（１１０，２１０）及び／又は前記第２のアレイ（１２０，２２０）は、六角形配置でそれぞれの前記偏光影響要素（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，．．．；３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，．．．；４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃ，．．．；５１０ａ；．．．；１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，．．．）を含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項８】
前記偏光影響光学配置（１００）は、光学系の瞳平面（ＰＰ）に配置されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項９】
前記偏光影響光学配置（１００，２００，２５０）は、該配置を通って延びる多数のチャネルの各々に対して、予め定められた電圧がそれぞれの該チャネルの領域に置かれた前記偏光影響要素（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，．．．；３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，．．．；４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃ，．．．；５１０ａ；．．．；１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，．．．）に存在するか否かに依存する態様で、該それぞれのチャネルを通過する直線偏光光に対して異なる偏光回転角を生成することができることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１０】
前記偏光回転角は、各場合に４５°の整数倍であることを特徴とする請求項９に記載の光学系。
【請求項１１】
定められた電圧を前記偏光影響要素（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，．．．；３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，．．．；４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃ，．．．；５１０ａ；．．．；１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，．．．）に選択的に印加することにより、光学系を通過する光の一定直線偏光分布は、疑似タンジェンシャル又は疑似ラジアル偏光分布に変換することができることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１２】
回折光学要素（６０６）を含むことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１３】
前記偏光影響光学配置（２５０）は、偏光影響要素の少なくとも３つのアレイ（２６０，２７０，２８０）を含むことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１４】
マイクロリソグラフィ投影露光装置（６００）の照明デバイス（６０２）であることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれかの１項に従って具現化された照明デバイス（６０２）と、
投影レンズ（６０４）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（６００）。
【請求項１６】
光源を用いて発生させた光が、投影レンズ（６０４）の物体平面を照明するために投影露光装置（６００）の照明デバイス（６０２）に給送され、かつ該物体平面が、該投影レンズ（６０４）を用いて該投影レンズの像平面内に結像されるマイクロリソグラフィ露光方法であって、
前記照明デバイス（６０２）は、第１の偏光影響要素（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，．．．；３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，．．．；４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃ，．．．；５１０ａ；．．．）の少なくとも１つの第１のアレイ（１１０，２１０）と第２の偏光影響要素（１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，．．．）の第２のアレイ（１２０，２２０）とを含む偏光影響光学配置（１００，２００，２５０）を含み、該第１及び第２のアレイは、前記光の伝播方向に連続して配置され、
電圧の前記偏光影響要素（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，．．．；３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，．．．；４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃ，．．．；５１０ａ；．．．；１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，．．．）への異なる選択的印加により、異なる偏光分布が、前記照明デバイス（６０２）に設定され、
前記偏光影響光学配置は、個々の前記偏光影響要素に対して、各場合にそれぞれの該偏光影響要素（５１０ａ）の互いに反対の側面の異なる対に割り当てられた少なくとも２つの電極対（５１１，５１４；５１２，５１５；５１３，５１６）を含む
ことを特徴とする方法。
【請求項１７】
微細構造化構成要素のマイクロリソグラフィ生産の方法であって、
感光材料からなる層が少なくとも部分的に付加された基板（６０５）を与える段階と、  結像される構造を含むマスク（６０３）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を与える段階と、
前記投影露光装置を用いて前記マスク（６０３）の少なくとも一部を前記層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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願への相互参照〕
本出願は、共に２０１２年１月１２日出願のドイツ特許出願ＤＥ  １０  ２０１２  ２００  ３７１．１及びＵＳ  ６１／５８５，６６６の優先権を主張するものである。これらの出願の内容は、これにより引用によって組み込まれる。
【０００２】
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及びマイクロリソグラフィ露光方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
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産するのに使用される。そのような投影露光装置は、照明デバイス及び投影レンズを含む。マイクロリソグラフィ処理では、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、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、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。
【０００４】
マイクロリソグラフィ投影露光装置の作動中には、定められた照明設定、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。この目的で、回折光学要素（いわゆるＤＯＥ）の使用の他に、例えば、ＷＯ  ２００５／０２６８４３  Ａ２からミラー配置の使用も公知である。
【０００５】
そのようなミラー配置は、互いに独立して設定することができる多数のマイクロミラーを含む。
【０００６】
更に、第１に、例えば、Ｐｏｃｋｅｌｓセル又はＫｅｒｒセルのような偏光状態を変更するためのデバイスと、第２に、互いに独立して設定することができるミラー要素を含んで照明デバイス内に置かれたミラー配置との間の時間相関によって偏光分布に関して異なる照明設定を設定すること、及びそのように異なって偏光された照明設定間の電子的切り換えを実現することの両方が、ＷＯ  ２００９／１００８６２  Ａ１から公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ  ２００５／０２６８４３  Ａ２
【特許文献２】ＷＯ  ２００９／１００８６２  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が対処する問題は、そのようなミラー配置を必要としなくても異なる偏光分布の柔軟な設定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及びマイクロリソグラフィ露光方法を提供する問題である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この問題は、独立請求項の特徴に従って解決される。
【００１０】
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、偏光影響光学配置を含み、偏光影響光学配置は、第１の偏光影響要素の少なくとも１つの第１のアレイと、第２の偏光影響要素の第２のアレイとを含み、第１及び第２のアレイは、光伝播方向に連続して配置され、第１及び第２の偏光影響要素は、各場合に電界の存在に依存する複屈折を有し、第１の偏光影響要素及び第２の偏光影響要素は、横方向Ｐｏｃｋｅｌｓセルである。
【００１１】
本発明による手法は、瞳平面内の任意の強度分布（「自由形状分布」）（適切な回折光学要素、略して「ＤＯＥ」を用いて設定することができる）に加えて、偏光分布も自由に選択可能である限り、特に、互いに独立して設定することができるミラー要素を有するミラー配置（すなわち、いわゆるＭＭＡ）を含んでいないズームアキシコン系を含む照明デバイスにおいても異なる偏光状態の柔軟な設定を与えることを可能にし、すなわち、そのような照明デバイスにおいても、偏光を「切換可能」にすることを可能にする。強度分布及び／又は偏光分布に関して互いに異なる様々な偏光照明設定を設定するために、偏光状態の本発明による切り換えを特にＤＯＥ交換器と組み合わせることができる。
【００１２】
本発明は、特に、互いに独立して設定することができるミラー要素を有するミラー配置（＝ＭＭＡ）を用いずに実現することができるが、本発明は、これに限定されず、従って、原理的には、本出願は、そのようなミラー配置（ＭＭＡ）を含む照明デバイスとの併用も包含する。
【００１３】
本出願の意味の範囲では、偏光影響要素の「アレイ」とは、少なくとも４つの偏光影響要素から構成され、この配置の平面内の２つの互いに垂直な空間方向の各々において各場合にこれらの偏光影響要素のうちの少なくとも２つが互いに隣接して配置された配置であると理解しなければならない。この場合に、「アレイ」は、周期的配置又は等距離配置であることに限定されず、すなわち、２つの空間方向（例えば、ｘ方向及びｙ方向）の各々に互いに連続するマニピュレータ要素を偏光影響要素の最大広がりに関して原理的に任意に（すなわち、非周期的にも）構成することができる。更に、個々の偏光影響要素は、その光学的使用有効面に関して正方形、矩形、六角形、又はそれ以外の他の適切な幾何学形状を有することができる。それに反して、偏光影響要素は、その広がりに関して互いに垂直な空間方向のうちの少なくとも一方に（部分的又は全体的に）周期的に配置することができる。
【００１４】
アレイの各々は、少なくとも４つの偏光影響要素からなるが、各アレイ内の偏光影響要素の個数は、典型的に有意により多く、単なる例として１００個（例えば、１０＊１０格子配置において）又は更に数百個とすることができる。この場合に、各アレイ内の偏光影響要素の個数は、それぞれ、生成される照明設定に依存して選択することができる。
【００１５】
本発明の開示により、第１及び第２の偏光影響要素は、横方向Ｐｏｃｋｅｌｓセルである。電界を発生させるために使用される電極を通る光のいかなる通過も不要であるように、横方向Ｐｏｃｋｅｌｓセル内では、電界が直線偏光分布と垂直に印加される。横方向Ｐｏｃｋｅｌｓセルの使用の更に別の利点は、この場合に、予め決定されたリターデーション（例えば、λ／２、λは作動波長を表す）を生成するのに必要とされる低い電圧である。従って、リン酸二水素カリウム（ＫＤＰ、ＫＨ2ＰＯ4）からなる横方向Ｐｏｃｋｅｌｓセルの場合に、λ／２のリターデーションを生成するのに必要とされる電圧は、約２２０Ｖであり、それに対して縦方向Ｐｏｃｋｅｌｓセルの場合のこの電圧は、例えば、キロボルト（ｋＶ）範囲の値を有する可能性がある。
【００１６】
本発明の開示は、横方向Ｐｏｃｋｅｌｓセルの使用に限定されず、従って、原理的には、縦方向Ｐｏｃｋｅｌｓセルを使用することもできる。更に、Ｐｏｃｋｅｌｓセルの代わりに、同じく外部から印加される電界の変化を用いて、通過する光の偏光の制御可能な変調を可能にするＫｅｒｒセルを偏光影響要素として使用することができる（Ｋｅｒｒセルの場合には、誘導される複屈折は、Ｐｏｃｋｅｌｓセルの場合のようには印加電界に直線的に比例せず、印加電界への２次関数的依存性を有する）。一般的に、本発明の開示はまた、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し、光学系は、偏光影響光学配置を含み、偏光影響光学配置は、第１の偏光影響要素の少なくとも１つの第１のアレイと、第２の偏光影響要素の第２のアレイとを含み、第１及び第２のアレイは、光伝播方向に連続して配置され、第１及び第２の偏光影響要素は、各場合に、電界の存在に依存する複屈折を有する。
【００１７】
一実施形態により、偏光影響光学配置は、電界を発生させるための複数の電極を含み、電極は、各場合に、第１の偏光影響要素の及び第２の偏光影響要素の互いに反対の側面に配置される。
【００１８】
一実施形態により、第１のアレイ内の電極は、第２のアレイ内の電極に対して有限の角度の向きに配置される。
【００１９】
一実施形態により、偏光影響光学配置は、個々の偏光影響要素に対して、各場合にそれぞれの偏光影響要素の互いに反対の側面の異なる対に割り当てられた少なくとも２つの電極対を含む。
【００２０】
一実施形態により、電極対には、各場合に電圧を互いに独立して印加することができる。
【００２１】
一実施形態により、第１のアレイの第１の偏光影響要素内に誘導することができる複屈折速軸と、第２のアレイの第２の偏光影響要素内に誘導することができる複屈折速軸とは、それぞれ、互いに対して有限の角度、特に４５°±５°の角度の向きに配置される。
【００２２】
この目的のために、第１のアレイ及び／又は第２のアレイは、第１に、それぞれの第１の偏光影響要素とそれぞれの第２の偏光影響要素とが互いに対して傾斜され、それによって第１のアレイ及び第２のアレイ内の偏光影響要素の互いに対応する側が互いに対して同じくある角度にあり、従って、電極配置に対する対応する位置も互いに対して同じくある角度にあるように構成することができる。
【００２３】
しかし、これに代えて、第１及び第２のアレイの向きが同一に与えられたとしても、第１の偏光影響要素内の速軸と第２の偏光影響要素内の速軸との間に望ましい角度をそのように実現するために、電極の位置決めに対して単に第１及び第２のアレイ内の偏光影響要素の対向する側の異なる対を選択することが可能である。最後に言及した構成は、第１に、光線遮蔽効果に起因する強度損失を最小にすることができ、第２に、第２のアレイ内のそれぞれ隣接する偏光影響要素内への光線転移という望ましくない効果、従って、ある一定の状況下では、それぞれ得られる偏光状態の影響における望ましくないずれを防止することができるという利点を有する。
【００２４】
一実施形態により、第１のアレイ及び／又は第２のアレイは、各場合に偏光影響要素の六角形配置を有する。そのような六角形配置は、第１に、利用可能区域をＰｏｃｋｅｌｓセルで特に密に充填することを可能にする。第２に、六角形配置では、個々のＰｏｃｋｅｌｓセルの側面が各場合に３０°の角度で延びるので、そのような構成では、例えば、これらの電極が、個々のＰｏｃｋｅｌｓセルの側面に対して１次近似で平行になるように（すなわち、これらの側面と数度という小さい角度しか形成しない）、それぞれのＰｏｃｋｅｌｓセルに電界を発生させるために存在する電極の好ましい配置を提供することが可能になる。具体的に、それぞれのＰｏｃｋｅｌｓセルに電界を発生させるために存在する電極の１つの好ましい配置は、電極を２つのアレイ内に入射光の好ましい偏光方向に対して正確に±２２．５°で（すなわち、互いに対して４５°の角度で）配置することであり、これは、この場合に、以下により詳細に説明するように、異なる偏光状態を特に有利な態様（すなわち、「４５°量子化」）で設定することができるからである。この場合に、Ｐｏｃｋｅｌｓセルは、実質的にλ／２板として作動され、Ｐｏｃｋｅｌｓセルの偏光影響効果は、複屈折速軸での好ましい偏光方向の鏡像に対応する。その結果、入射する光の好ましい偏光方向に対して正確に２２．５°の向きの複屈折速軸（従って、それぞれのＰｏｃｋｅｌｓセルに電界を発生させるために存在するこの向きの電極）の場合には、好ましい偏光方向の４５°の回転が得られる。
【００２５】
以下にも説明するように、上述の構成は、例えば（単に例示的な使用として）、一定直線入力偏光の疑似タンジェンシャル偏光分布又は疑似ラジアル偏光分布への変換を可能にする。更に、いかなる他の望ましい偏光分布も瞳平面に設定することができる。
【００２６】
一実施形態により、偏光影響光学配置は、光学系の瞳平面に配置される。本発明による配置を使用することにより、偏光は、瞳平面内の多数の異なる領域（アレイに存在するＰｏｃｋｅｌｓセルの個数に対応する）に対して別々に切り換えることができる。
【００２７】
一実施形態により、偏光影響光学配置は、配置を通過して延びる多数のチャネルの各々に対して、それぞれのチャネルの領域内に置かれた偏光影響要素に予め定められた電圧が存在するか否かに依存する態様で、通過する直線偏光光に対して異なる（特に４つの異なる）偏光回転角を生成することができる。これらの偏光回転角は、特に各場合に４５°の整数倍とすることができる。
【００２８】
一実施形態により、偏光影響要素に対して予め定められた電圧を選択的に印加することにより、光学系を通過する光の一定直線偏光分布を疑似タンジェンシャル偏光分布又は疑似ラジアル偏光分布に変換することができる。この場合に、「タンジェンシャル偏光分布」は、一般的に、電界強度ベクトルの振動方向が、光学系軸に向く円の半径に対して垂直に延びる偏光分布であると理解しなければならない。それに応じて、上述の条件が、対応する平面（例えば、瞳平面）内で近似的に又は個々の領域において満たされる場合に、「疑似タンジェンシャル偏光分布」という表現を使用する。それに応じて、「ラジアル偏光分布」は、一般的に、電界強度ベクトルの振動方向が、光学系軸に向く円の半径に対して平行に延びる偏光分布であると理解しなければならない。それに応じて、上述の条件が、対応する平面内で近似的に又は個々の領域において満たされる場合に、「疑似ラジアル偏光分布」という表現を使用する。
【００２９】
一実施形態により、光学系は、回折光学要素を含む。
【００３０】
一実施形態により、偏光影響光学配置は、偏光影響要素の少なくとも３つのアレイを含む。
【００３１】
本発明は、更に、マイクロリソグラフィ投影露光装置及びマイクロリソグラフィ露光方法に関する。
【００３２】
本発明の更に別の構成は、本明細書及び従属請求項から集めることができる。以下において、本発明を添付図面に例示する例示的実施形態に基づいてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１ａ】本発明の実施形態の構成及び機能を解説するための概略図である。
【図１ｂ】本発明の実施形態の構成及び機能を解説するための概略図である。
【図２ａ】本発明の実施形態の構成及び機能を解説するための概略図である。
【図２ｂ】本発明の実施形態の構成及び機能を解説するための概略図である。
【図３】本発明の実施形態の構成及び機能を解説するための概略図である。
【図４】本発明の実施形態の構成及び機能を解説するための概略図である。
【図５】本発明の実施形態の構成及び機能を解説するための概略図である。
【図６】マイクロリソグラフィ投影露光装置の構成の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
最初に、マイクロリソグラフィ投影露光装置の基本構成を簡単な概略図である図６を参照して以下に説明する。
【００３５】
マイクロリソグラフィ投影露光装置６００は、光源ユニット６０１と、照明デバイス６０２と、構造担持マスク６０３と、投影レンズ６０４と、露光される基板６０５とを含む。光源ユニット６０１は、光源として、例えば、１９３ｎｍの作動波長のためのＡｒＦレーザを含み、かつ平行光ビームを発生させる光線成形ユニットを含むこともできる。光源ユニット６０１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）６０６上に入射する。ＤＯＥ６０６は、それぞれの回折面構造によって定められる角度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。
【００３６】
ビーム経路内でＤＯＥ６０６の下流に配置されたレンズ６０８は、可変直径を有する平行光ビームを発生させ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６０９によってアキシコン６１１上に向けられる。ズームレンズ６０８を上流のＤＯＥ６０６及びアキシコン６１１と共に使用することにより、瞳平面ＰＰ内にズーム設定とアキシコン要素の位置とに依存して異なる照明構成が生成される。図６により、瞳平面ＰＰ内には偏光影響光学配置１００が置かれ、この光学配置の構成は、図１及びそれ以降を参照して以下に説明する。
【００３７】
照明デバイス６０２は、瞳平面ＰＰの領域内（図６ではその直ぐ下流）に配置されて、例えば、光混合を達成するのに適するマイクロ光学要素の配置を含むことができる光混合系６１２をアキシコン６１１の下流に更に含む。
【００３８】
光混合系６１２及び適切な場合には更に別の光学構成要素（個々のレンズ要素６１０だけしか示していない）には、レチクルマスキング系（ＲＥＭＡ）６１３が続き、このレチクルマスキング系６１３は、ＲＥＭＡレンズ６１４によってレチクル６０３上に結像され、それによってレチクル６０３上の照明領域が区切られる。レチクル６０３は、投影レンズ６０４を用いて感光基板６０５上に結像される。図示の例では、投影レンズ６０４の最後の光学要素６１５と感光基板６０５の間に空気のものとは異なる屈折率を有する液浸液６１６が置かれる。
【００３９】
次に、図６に記載の瞳平面ＰＰに置かれた偏光影響光学配置１００の構成及び機能を図１及びそれ以降を参照して以下に説明する。
【００４０】
図１ａ−ｂによると、偏光影響光学配置１００は、Ｐｏｃｋｅｌｓセル１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、．．．、及び１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、．．．の形態の例示的実施形態では偏光影響要素の六角形配置を各々が含む第１のアレイ１１０と第２のアレイ１２０を含む。このＰｏｃｋｅｌｓセルは、作動波長（例えば、約１９３ｎｍ又は約１５７ｎｍ）で十分な透過率を有する適切な結晶材料から製造され、結晶材料に存在する複屈折の外部から印加される電界に対する直線的比例関係に起因して、偏光の操作を可能にする。例えば、リン酸二水素カリウム（ＫＤＰ、ＫＨ2ＰＯ4）又はベータホウ酸バリウム（ＢＢＯ）のような非線形光結晶が材料として適している。
【００４１】
図２ａによると、この概略図は、本発明による偏光影響光学配置を瞳平面に疑似タンジェンシャル偏光分布を有する照明設定を生成するためにどのように使用することができるのかを示している。この場合に、第１及び第２のアレイ内で電圧がそれぞれ印加されるＰｏｃｋｅｌｓセルをハッチング形式で例示しており、それに対して例示的実施形態におけるＰｏｃｋｅｌｓセルの残りの部分には電圧は印加されない。
【００４２】
具体的な例示的実施形態において、電圧が印加される第１のアレイ１１０のＰｏｃｋｅｌｓセルは、ｙ方向に対して又は偏光影響光学配置１００上に入射する光の好ましい偏光方向（図１及びそれ以降に双方向矢印「Ｐ」に示す）に対して＋２２．５°の向きの複屈折速軸（「ｆａ−１」で表す）を有し、第２のアレイ１２０のＰｏｃｋｅｌｓセルは、ｙ方向に対して−２２．５°の向きの複屈折速軸（「ｆａ−２」で表す）を有する。
【００４３】
表１は、この例に対して、偏光影響光学配置１００上に入射する直線偏光光に対してチャネル（互いに割り当てられた第１のアレイ１１０のＰｏｃｋｅｌｓセルと第２のアレイのＰｏｃｋｅｌｓセルとによって形成された）内で第１のアレイ１１０内のこれらのＰｏｃｋｅｌｓセル（左手の列）及び第２のアレイ１２０内のこれらのＰｏｃｋｅｌｓセル（右手の列）の電圧状態に応答してそれぞれ得られる偏光回転角を一番右の列に示している。この場合に、「オン状態」では関連のＰｏｃｋｅｌｓセルに電圧が存在し、それに対して「オフ状態」ではこのＰｏｃｋｅｌｓセルには電圧は存在しない。
【表１】
0005892499.tif 000002
【００４４】
表１から分るように、第１のアレイ１１０と第２のアレイ１２０によって与えられるチャネルの各々における表１に示す切り換え候補に従う第１及び第２のアレイ１１０、１２０からの対応するＰｏｃｋｅｌｓセルの電圧状態の選択に基づいて、０°、±４５°、及び９０°の偏光回転角を正確に設定することができ、それによって更に同じく図２に示すように瞳平面ＰＰ内に疑似タンジェンシャル偏光分布を設定することができる。本発明の更に別の実施形態において、２つよりも多いアレイと上述の原理とを用いて、より小さい「偏光量子化」を設定することができる（４５°よりも小さい角度の整数倍に対応する偏光回転角を実現するという意味で）。
【００４５】
図２ａの配置の場合には、強度分布自体は、回折光学要素（ＤＯＥ）（示していない左手領域内に置かれた）を用いて生成される。瞳平面の直近には、視野にわたって例えばマイクロ光学要素の配置の形態にあるいわゆる視野定義要素（＝ＦＤＥ）が置かれる。例えば、図６を参照して上述したズームアキシコン系の形態にある光学系を「２０５」を有する単純なレンズ要素として大幅に簡略化した形式で例示している。
【００４６】
図２ｂに記載の更に別の実施形態において、偏光影響光学配置２５０は、３つ（又はそれよりも多く）の偏光影響要素アレイ２６０、２７０、２８０を含むことができる。３つの偏光影響要素アレイ２６０、２７０、２８０を含む構成は、例えば、照明光の偏光方向が照明デバイスへの入射時に（例えば、図６のＤＯＥ６０６の依然として上流において）既に回転されている場合に有利とすることができる。
【００４７】
図３から分るように、１つの同じアレイ内の個々の偏光影響要素又はＰｏｃｋｅｌｓセル３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、．．．には、例えば、それぞれのアレイ内の電極３１５が交互に切り換えられるか、又は電圧を印加させることにより、すなわち、連続する電極３１５の電圧の極性を矢印方向に隣接するＰｏｃｋｅｌｓセル３１０ｂ、３１０ｃ、．．．に沿って変化させることにより、同一の向きの電界又はそれによって誘導される複屈折の速軸を与えることができる。
【００４８】
図３に同じく示すように、例示的実施形態で選択した六角形アレイ幾何学形状の場合には、電極３１５（入射光の好ましい偏光方向又はｙ方向に対して±２２．５°の角度で配置された）は、個々のＰｏｃｋｅｌｓセル３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、．．．の側面に対して１次近似で平行に延び（すなわち、これらの側面と数度という小さい角度しか形成せず）、これは、図３の六角形配置では、ｙ方向に対して傾斜した個々のＰｏｃｋｅｌｓセル３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、．．．の側面が、各場合にｙ方向に対して３０°の角度で延びるからである。そのような向きの電極３１５を使用することにより、図２ａを参照して上述したように、異なる偏光状態を特に有利な態様で（すなわち、生成される偏光回転角が各場合に４５°の整数倍である「４５°量子化」で）設定することができ、これらの偏光状態は、次に、一定直線入力偏光の疑似タンジェンシャル偏光分布又は疑似ラジアル偏光分布への変換を可能にする。
【００４９】
電圧は、好ましくは、それぞれのＰｏｃｋｅｌｓセル４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、．．．内の電界が電極４１５自体によって単独でもたらされるように、図４に略示すように、偏光影響光学配置自体内の電極に電気リード（図４で「４１７」で表す）の領域内での電界の遮蔽を伴って印加される。この目的のために、特に、例えば、隣接するＰｏｃｋｅｌｓセル４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、．．．の間に残る間隙空間に沿って案内することができる電気リード４１７を十分な遮蔽を得るための同軸ケーブルとして構成することができる。更に別の実施形態において、電気リード４１７はまた、各場合に遠距離電場が急激に低下し、従って、Ｐｏｃｋｅｌｓセル４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、．．．に対する有意な外乱的影響を持たないように「対合」させることができる。
【００５０】
図５ａ〜図５ｄに示す更に別の実施形態により、個々のＰｏｃｋｅｌｓセル５１０ａ、．．．に対して、電極５１１〜５１６は、２つだけではなく、それよりも多い互いに反対の側面（図示の例では６つ全ての側面）に配置され、それによってこれらの電極５１１〜５１６への相応に変化する電圧印加を用いて、第１に（図５ａ及び図５ｂに示すように）、異なる向きの電界又は誘導複屈折速軸の間で切り換えを行うことができる。第２に、同一の大きさ又は異なる大きさを有する電圧をＰｏｃｋｅｌｓセル５１０ａの互いに反対の側面の複数の対に印加することができ（図５ｃ及び図５ｄに示すように）、それによってこの場合に図５にそれぞれ異なって向けられた速軸「ｆａ−３」、「ｆａ−４」、「ｆａ−５」、及び「ｆａ−６」を用いて示すように、それぞれのＰｏｃｋｅｌｓセル５１０ａに存在するそれぞれの得られる電圧により、電界又は誘導複屈折速軸の向きを回転させることが少なくとも近似的に可能になる。
【００５１】
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、本発明によって関連的に包含され、本発明の範囲が、特許請求の範囲及びその均等物の意味の範囲内にのみ限定されることを当業者には説明するまでもない。
【符号の説明】
【００５２】
１１０  第１のアレイ
１１０ａ  第１の偏光影響要素
１１５、１２５  電極
１２０  第２のアレイ
ｆａ−１  ＋２２．５°の向きの複屈折速軸
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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