(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光学系であって、
ミラー装置によって反射された光の角度分布を変更するために互いに独立して調節可能である複数のミラー要素（１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，．．．）を有する少なくとも１つのミラー装置（１２０，３２０，４２０，５２０，６２０，７２０，８２０，９２０，９６０）と、
前記投影露光装置の作動中に通過する光ビームに対して、該光ビームの断面によって異なる偏光状態を設定することができる偏光影響光学装置（１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０，８１０，９１０，９５０）と、
光伝播方向に前記偏光影響光学装置の上流に配置され、かつ前記投影露光装置内のどこにでも存在する偏光分布の外乱を少なくとも部分的に補償するリターダー装置（１３０，２３０，３３０，４３０，５３０，６３０，７３０，８３０，９３０，９７０）と、
を含み、
前記偏光影響光学装置は、互いに対するそれらの相対位置において調節可能である光学構成要素（１１１−１１３，３１１−３１３，４１１−４１３，５１１−５１３，６１１−６１３，７１１−７１３，８１１−８１３，９１１−９１３，９５１−９５３）を有し、異なる出力偏光分布を前記ミラー装置（１２０，３２０，４２０，５２０，６２０，７２０，８２０，９２０，９６０）と共にこの調節によって生成することができる、
ことを特徴とする光学系。
【請求項２】
前記光学構成要素（１１１−１１３，３１１−３１３，４１１−４１３，５１１−５１３，６１１−６１３，７１１−７１３，８１１−８１３，９１１−９１３，９５１−９５３）は、前記光伝播方向に可変である重ね合わせ度で互いに対して調節可能であることを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項３】
通過する光の支配的な偏光方向の異なる偏光回転角を前記調節によって設定することができ、これらの角度が、２２．５°の整数倍に対応することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学系。
【請求項４】
前記角度が、４５°の整数倍に対応することを特徴とする請求項３に記載の光学系。
【請求項５】
前記光学構成要素は、λ／２板であ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】
前記光学構成要素は、前記光伝播方向と平行である光結晶軸の向きを有する光学活性材料から生成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７】
前記光学活性材料は、結晶石英であることを特徴とする請求項６に記載の光学系。
【請求項８】
前記リターダー装置（１３０，２３０，３３０，４３０，５３０，６３０，７３０，８３０，９３０，９７０）は、与えられたリターデーションの変化に対して調節可能であ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】
前記リターダー装置（１３０，２３０，３３０，４３０，５３０，６３０，７３０，８３０，９３０，９７０）が、与えられたリターデーションの変化に対して調節可能であることは、前記光伝播方向と垂直な平面内で前記リターダー装置（１３０，２３０，３３０，４３０，５３０，６３０，７３０，８３０，９３０，９７０）の少なくとも１つの構成要素が変位可能であることを含むことを特徴とする請求項８に記載の光学系。
【請求項１０】
前記リターダー装置（１３０，２３０，３３０，４３０，５３０，６３０，７３０，８３０，９３０，９７０）が、与えられたリターデーションの変化に対して調節可能であることは、前記光伝播方向と垂直な平面内の２つの互いに垂直な方向に前記リターダー装置（１３０，２３０，３３０，４３０，５３０，６３０，７３０，８３０，９３０，９７０）の少なくとも１つの構成要素が変位可能であることを含むことを特徴とする請求項９に記載の光学系。
【請求項１１】
前記リターダー装置（１３０，２３０，３３０，４３０，５３０，６３０，７３０，８３０，９３０，９７０）が、与えられたリターデーションの変化に対して調節可能であることは、前記光伝播方向と平行な回転軸の回りの前記リターダー装置（４３０）の構成要素が回転可能性であることを含むことを特徴とする請求項８〜請求項１０のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１２】
前記リターデーションの前記与えられた変化は、該リターデーションの符号の変化を含むことを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１３】
前記リターダー装置は、前記光伝播方向と垂直な平面内で互いに独立に移動可能である２つのリターダーを有する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】
前記リターダー装置は、前記光伝播方向と垂直な平面内の２つの互いに垂直な方向に互いに独立に移動可能である２つのリターダーを有することを特徴とする請求項１３に記載の光学系。
【請求項１５】
前記リターダー装置は、少なくとも１つの平行平面板を有することを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１６】
前記リターダー装置（３３０，６３０，７３０，９３０，９４０，９７０）は、楔の一部の形態にある少なくとも１つの要素を有することを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１７】
前記リターダー装置（３３０，６３０，７３０，９３０，９４０）は、二重楔装置の有効厚みを変化させるために互いに対して変位可能である２つの楔要素（３３１，３３２，６３１，６３２，７３１，７３２，９３１，９３２，９４１，９４２）からなる少なくとも１つの二重楔装置を有することを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１８】
前記リターダー装置（８３０）は、少なくとも１つの光弾性変調器を有することを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１９】
マイクロリソグラフィ投影露光装置であって、
照明デバイスと、
投影レンズと、
を含み、
前記照明デバイス（１１０）及び／又は前記投影レンズ（１３０）は、請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の光学系を有する、
ことを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
【請求項２０】
微細構造化構成要素をマイクロリソグラフィを用いて生成する方法であって、
感光材料からなる層が少なくとも部分的に塗布された基板（４０）を与える段階と、
結像される構造を有するマスク（３０）を与える段階と、
請求項１９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（３０）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、両方共に２０１２年３月２９日出願のドイツ特許出願ＤＥ  １０  ２０１２  ２０５  ０４５．０及びＵＳ  ６１／６１７，１３０の優先権を主張するものである。これらの出願の内容は、引用によって本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学系に関する。特に、本発明は、異なる偏光分布に対して望ましくない系リターデーションの有効な補償を比較的僅かな複雑さしか伴わずに可能にするマイクロリソグラフィ投影露光装置の光学系に関する。
【背景技術】
【０００３】
マイクロリソグラフィは、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のに使用される。マイクロリソグラフィ処理は、照明デバイスと投影レンズとを含むいわゆる投影露光装置において実施される。この場合に、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、照明デバイスの瞳平面に定められた照明設定、すなわち、強度分布を目標を定めて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）の使用と共に、例えば、ＷＯ  ２００５／０２６８４３  Ａ２に記載のミラー装置の使用も公知である。そのようなミラー装置は、互いに独立して設定することができる複数のマイクロミラーを含む。
【０００５】
更に、結像コントラストを最適化するために、照明デバイス内の瞳平面及び／又はレチクル内に特定の偏光分布を目標を定めて設定するための様々な手法は公知である。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向きが、光学系軸に向く円の半径に対してほぼ直角に定められた偏光分布を意味すると理解される。それとは対照的に、「ラジアル偏光」は（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向きが、光学系軸に対する円のほぼ半径方向に定められた偏光分布を意味すると理解される。
【０００６】
従来技術に関しては、一例として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、及びＤＥ  １０  ２００４  ０１１  ７３３  Ａ１を参照されたい。
【０００７】
投影露光装置の作動中に、例えば、レンズ要素のような光学構成要素の材料内に発生する複屈折（例えば、フッ化カルシウム内の固有複屈折）に起因して、応力複屈折（製造工程における装着又は材料応力に起因する）又は層複屈折、望ましくない系リターデーションが発生し、それによっていわゆるＩＰＳ値（すなわち、「Intensity in Preferred State（支配的な状態における強度）」）の低下がもたらされる。「リターデーション」は、２つの直交する（すなわち、互いに垂直な）偏光状態の光路長の差を意味すると理解される。
【０００８】
この場合に、このリターデーションがベクトル的性質を有し、互いに異なる偏光状態を有する光線が、実質的に異なるリターデーションを受け、更に系リターデーションが、比較的有意な領域依存性及び瞳依存性を有する限り、ＩＰＳ値を増大させる目的でのこの系リターデーションの補償は複雑になる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ＷＯ  ２００５／０２６８４３  Ａ２
【特許文献２】ＷＯ  ２００５／０６９０８１  Ａ２
【特許文献３】ＷＯ  ２００５／０３１４６７  Ａ２
【特許文献４】ＵＳ  ６，１９１，８８０  Ｂ１
【特許文献５】ＵＳ  ２００７／０１４６６７６  Ａ１
【特許文献６】ＷＯ  ２００９／０３４１０９  Ａ２
【特許文献７】ＷＯ  ２００８／０１９９３６  Ａ２
【特許文献８】ＷＯ  ２００９／１００８６２  Ａ１
【特許文献９】ＤＥ  １０  ２００８  ００９  ６０１  Ａ１
【特許文献１０】ＤＥ  １０  ２００４  ０１１  ７３３  Ａ１
【特許文献１１】ＵＳ  ５，８８６，８１０  Ａ１
【特許文献１２】ＵＳ  ５，７４４，７２１  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上述の系リターデーションの有効な補償を比較的僅かな複雑さしか伴わずに可能にするマイクロリソグラフィ投影露光装置の光学系を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、独立請求項１に記載の特徴による光学系を用いて達成される。
【００１２】
マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学系は、ミラー装置によって反射された光の角度分布を変更するために互いに独立して調節可能な複数のミラー要素を有する少なくとも１つのミラー装置と、投影露光装置の作動中に通過する光ビームに対して光ビームの断面によって異なる偏光状態を設定することができる偏光影響光学装置と、光伝播方向に偏光影響光学装置の上流に配置され、投影露光装置内のどこにでも存在する偏光分布の外乱を少なくとも部分的に補償するリターダー装置とを含み、偏光影響光学装置は、互いに対するそれらの相対位置において調節可能である光学構成要素を有し、ミラー装置と共にこの調節によって異なる出力偏光分布を生成することができる。
【００１３】
本発明は、特に、異なる強度及び偏光分布を柔軟に生成するために、ミラー装置を偏光影響光学装置との組合せで含む光学系内に、実際に光伝播方向に偏光影響光学装置の前に（すなわち、この偏光影響光学装置の上流に）望ましくない系リターデーションを補償するように機能するリターダー装置を配置するという思想に基づいている。この思想は、このリターダー装置により、例えば、初期直線偏光状態の光に対して導入される（かつこのリターダー装置の直線複屈折によって生成される）偏光状態の楕円率が、偏光状態に関して、リターダー装置に続くか又は光伝播方向にその下流に置かれた偏光影響光学装置による影響を同じく受け、正確に言えば、光ビーム断面にわたって異なる態様で同じく影響を受けるという結果を有する。
【００１４】
従って、例えば、偏光影響光学装置が、通過する光の光ビーム断面にわたって支配的な偏光方向の異なる偏光回転角を与える場合には、本発明によるリターダー装置によって生成される楕円率は、この偏光回転角に従ってこれに伴って回転され、更にこれは、当該楕円率が、対応する光成分の偏光状態（又は偏光回転角）に基づいて、望ましくない系リターデーションの有効な補償に寄与することができるという結果を有する。偏光影響光学装置に起因するこの偏光回転は、この点に関してリターダー装置によって導入される楕円成分の主軸の回転に対応し、この場合に、偏光楕円率自体（すなわち、リターデーション）が維持され、各々外乱を与えるか又は望ましくない系リターデーションを補償するのにそれを使用することができる。
【００１５】
偏光影響光学装置の上流への本発明によるリターダー装置の配置は、この場合に、特に、偏光影響光学装置によって生成される異なる偏光状態に対して複数の異なるリターダー装置構成要素の使用を不要にすることができるという利点を有する。これは、これらの異なる偏光状態又は異なる偏光回転角が、本発明によるリターダー装置を通した後に初めて生成され、この場合に、上述したように、リターダー装置によって生成され、系リターデーションの補償に必要とされる楕円偏光成分が、偏光影響光学装置によってこれに伴って回転されるからである。
【００１６】
本発明の開示によれば、偏光影響光学装置は、互いに対するそれらの相対位置において調節可能である光学構成要素を有し、ミラー装置と共にこの調節によって異なる出力偏光分布を生成することができる。従って、特に、この光学構成要素に対して、光伝播方向に可変である重ね合わせ度を設定可能にすることができる。
【００１７】
本発明の実施形態において、偏光影響光学装置の光学構成要素は、λ／２板とすることができる。この構成は、少なくとも２つのλ／２板をミラー装置との組合せに使用することにより、光の通過時にこの通過がこれらのλ／２板のうちの１つだけを通して発生するか、両方のλ／２板を通して発生するか、又はλ／２板のいずれも通らずに発生するかに基づいて、ミラー装置との協働で異なる出力偏光分布を有する領域をもたらすという機能原理に基づいている。このようにして、２つのλ／２板の使用により、自由に選択可能な光成分又は強度成分を有する４つの異なる偏光状態を生成することができる。この場合に、互いに対するそれらの相対位置におけるλ／２板の調節可能性は、λ／２板のうちの少なくとも１つの平行移動、及び／又はλ／２板のうちの少なくとも１つの回転を含むことができる。更に、λ／２板は、互いに異なる向きの複屈折速軸を有することができ、特に、速軸は、互いに対して４５°±５°の角度で配置することができる。更に、これらのλ／２板は、互いに重なる領域内で９０°回転子（通過する光の支配的な偏光方向の９０°の有効回転をもたらす）を形成することができる。
【００１８】
本発明の更に別の実施形態において、偏光影響光学装置の光学構成要素は、以下により詳細に説明するように、光伝播方向と平行な向きの光結晶軸を有する光学活性材料、特に結晶石英から生成することができる。
【００１９】
本発明の一実施形態によれば、リターダー装置は、与えられたリターデーションの変化に向けて調節可能である。この調節可能性は、特に、光伝播方向に対して垂直な平面内での特にこの平面内の２つの互いに垂直な方向のリターダー装置の少なくとも１つの構成要素の変位可能性を含むことができる。この変位可能性に起因して、リターダー装置の光学構成要素によりミラー要素が覆われる度合いを動的に変更することができ、この場合に、リターダー装置は、ミラー装置のリターダー装置によって覆われるミラー要素内にのみリターデーションを生成する。
【００２０】
更に別の実施形態によれば、リターダー装置の調節可能性は、光伝播方向と平行な回転軸の回りのリターダー装置の構成要素の回転可能性を含む。この構成は、固定偏光方向の入射光の場合にリターダー装置の速軸の回転を用いて、リターダー装置によって生成される有効な複屈折又はリターデーションの大きさを同じく変更することができる（例えば、偏光方向と平行な向きの速軸の場合に、有効複屈折が発生せず、それに対して速軸が偏光方向に対して４５°の角度にある場合に、有効複屈折は最大になる）という機能原理に基づいている。
【００２１】
本発明の一実施形態によれば、リターダー装置によって与えられるリターデーションの変化は、リターデーションの符号の変化を含む。言い換えれば、リターダー装置を用いてそれぞれ生成される楕円偏光の回転方向を逆転させることにより、正と負の両方のリターデーションを提供することができる。これは、視野と瞳の両方に依存する光学系の典型的なリターデーション分布において、正と負の両方のリターデーションを個々の瞳領域に対して利用可能に保たなければならない状況を考慮している。
【００２２】
一実施形態によれば、リターダー装置は、光伝播方向に対して垂直な平面内に、特にこの平面内の２つの互いに垂直な方向に互いに独立して移動可能な２つのリターダーを有する。
【００２３】
リターダー装置は、特に少なくとも１つの平行平面板を有することができる。
【００２４】
一実施形態によれば、リターダー装置は、楔の一部の形態にある少なくとも１つの要素を有する。
【００２５】
一実施形態によれば、リターダー装置は、２つの楔要素からなる少なくとも１つの二重楔装置を有し、これらの２つの楔要素は、二重楔装置の有効厚みを変化させるために互いに対して変位可能である。この場合に、楔要素を互いに対して変位させることにより、二重楔装置の有効厚み及び従って生成されるリターデーションの絶対値は、補償される系リターデーションに依存する態様で変更することができる。
【００２６】
更に別の実施形態により、リターダー装置は、与えられるリターデーションの絶対値を設定することを可能にするために、切換可能要素として光弾性変調器を有する。
【００２７】
本発明は、マイクロリソグラフィ投影露光装置、及び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に関する。
【００２８】
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。
【００２９】
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以下により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１ａ】本発明の異なる実施形態を明らかにするための概略図である。
【図１ｂ】本発明の異なる実施形態を明らかにするための概略図である。
【図２】ａ）及びｂ）は、本発明の異なる実施形態を明らかにするための概略図である。
【図３】ａ）及びｂ）は、本発明の異なる実施形態を明らかにするための概略図である。
【図４】ａ）及びｂ）は、本発明の異なる実施形態を明らかにするための概略図である。
【図５】ａ）及びｂ）は、本発明の異なる実施形態を明らかにするための概略図である。
【図６】ａ）からｃ）は、本発明の異なる実施形態を明らかにするための概略図である。
【図７ａ】本発明の異なる実施形態を明らかにするための概略図である。
【図７ｂ】本発明の異なる実施形態を明らかにするための概略図である。
【図８】本発明の異なる実施形態を明らかにするための概略図である。
【図９】本発明の異なる実施形態を明らかにするための概略図である。
【図１０】本発明の異なる実施形態を明らかにするための概略図である。
【図１１】本発明による光学系を有するマイクロリソグラフィ投影露光装置の構成を明らかにするための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
最初に図１１を参照して、本発明による光学系を含むマイクロリソグラフィ投影露光装置の基本構成を以下に説明する。投影露光装置は、照明デバイス１０と投影レンズ２０を有する。照明デバイス１０は、例えば、１９３ｎｍの動作波長のためのＡｒＦエキシマ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光源ユニット１からの光で構造担持マスク（レチクル）３０を照明するように機能する。一般的に、照明デバイス１０及び投影レンズ２０は、好ましくは４００ｎｍよりも短く、特に２５０ｎｍよりも短く、より特定的には２００ｎｍよりも短い動作波長に向けて設計される。
【００３２】
本発明により、照明デバイス１０の一部は、特に、互いに独立して設定することができる複数のミラー要素を有するミラー装置１２０である。光伝播方向にミラー装置１２０の上流には、図１及びそれ以降を参照して以下により詳細に説明する偏光影響光学装置１１０が配置される。更に、光伝播方向にこの偏光影響光学装置１１０の上流にはリターダー装置１３０が置かれる。図１により、更に、それぞれ偏光影響光学装置１１０、ミラー装置１２０、及びリターダー装置１３０に割り当てられ、各々適切なアクチュエータを用いてこれらの装置の調節を可能にする駆動ユニット１１５、１２５、及び１３５が設けられる。装置を調節するためのアクチュエータは、いずれかの望ましい態様で、例えば、ベルトドライブ、屈曲体要素、圧電アクチュエータ、リニアドライブ、ギアを有するか又は伴わない直流（ＤＣ）モータ、スピンドルドライブ、歯付きベルトドライブ、歯車ドライブ、又はこれらの公知の構成要素の組合せとして構成することができる。
【００３３】
照明デバイス１０は、図示の例では取りわけ偏向ミラー１２を含む光学ユニット１１を有する。光伝播方向に光学ユニット１１の下流のビーム経路には光混合デバイス（例示していない）が置かれ、この光混合デバイスは、例えば、光混合を提供するのに適するマイクロ光学要素の装置、更にレンズ要素群１４をそれ自体公知の態様で有することができ、レンズ要素群１４の下流には、レチクルマスキング系（ＲＥＭＡ）を有する視野平面が置かれ、このレチクルマスキング系は、光伝播方向に下流に配置されたＲＥＭＡレンズ１５により、更に別の視野平面に配置された構造担持マスク（レチクル）３０上に結像され、それによってレチクル上の照明領域を区切る。構造担持マスク３０は、投影レンズ２０により、感光層が設けられた基板４０又はウェーハ上に結像される。投影レンズ２０は、特に液浸動作に向けて設計することができる。更に、投影レンズ２０は、０．８５よりも大きく、特に１．１よりも大きい開口数ＮＡを有することができる。
【００３４】
図１ａ、図１ｂにより、ミラー装置１２０は、複数のミラー要素１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ，．．．を有する。ミラー要素１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ，．．．は、ミラー装置１２０によって反射される光の角度分布を変更するために互いに独立して調節可能であり、図１１により、駆動ユニット１２５がこの目的のためなどに機能する。例示的実施形態において、光伝播方向にミラー装置１２０の上流には、図１１には示していないが、図１ａ、図１ｂに略示すマイクロレンズ要素装置１０５が更に置かれ、このマイクロレンズ要素装置は、ミラー装置のミラー要素上への目標を定めたフォーカスのために、及び「不使用面区域」の照明を軽減又は回避するための複数のマイクロレンズ要素を有する。ミラー要素１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、．．．は、各々、例えば、−２°から＋２°まで、特に−５°から＋５°まで、更に特定的には−１０°から＋１０°までの角度範囲で個々に傾斜させることができる。ミラー装置１２０内のミラー要素１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、．．．の適切な傾斜配置を用いて、予め均一化されて平行化されたレーザ光が、ミラー要素１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、．．．によって望ましい照明設定に依存して対応する方向にそれぞれ向けられることにより、瞳平面ＰＰ内に望ましい光分布、例えば、環状照明設定、又は他に二重極設定又は四重極設定を形成することができる。
【００３５】
最初に、本発明による思想を実施形態に基づいて図１ａ、図１ｂの概略図を参照して以下に説明する。
【００３６】
図１ａは、第１に図１１に関して上述した偏光影響光学装置１１０とミラー装置１２０との相互作用を明らかにするように機能する。この場合に、偏光影響光学装置１１０は、光学活性結晶石英からなる光学回転子の形態にある３つの互いに独立して調節可能な構成要素を有し、これらの構成要素は、ビーム経路に各々光伝播方向と垂直に導入することができ、これらの回転子の各々は、通過する光に対して支配的な偏光方向の４５°の回転をもたらす。その結果、支配的な偏光方向は、１つの回転子１１１、１１２、又は１１３だけを通しての光の通過時に４５°だけ、これらの回転子１１１−１１３のうちの２つを通しての通過時に９０°だけ、更に回転子１１１−１１３の全てを通しての通過時に１３５°（又は４５°）だけ回転される。この状況を図１ａに例示しており、この図では、部分ビームＳ１−Ｓ４に対して示す双方向矢印は、ｚ方向に見た場合（ｘｙ平面内で見た場合）の支配的な偏光方向をそれぞれ表している。この場合に、部分ビームＳ１は、回転子１１１−１１３のうちのいずれも通過せず、従って、支配的な偏光方向（この例ではｘ方向に対応する）は、この部分ビームでは変化しないままに留まる。
【００３７】
図１ａは、上述したように個々の部分ビームを上述の１２０のミラー要素１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、．．．上にそれぞれフォーカスさせるマイクロレンズ要素装置１０５を同じくごく概略的に例示している。このマイクロレンズ要素装置１０５の配置は例示的なものに過ぎず、更に別の例示的実施形態において、マイクロレンズ要素装置１０５は、偏光影響光学装置１１０の背後、又は光伝播方向にその下流に配置することができる。
【００３８】
次いで、図１ａに記載の構成に起因して異なる支配的な偏光方向が与えられた部分ビームＳ１−Ｓ４は、照明系１０（図１１に記載の）を更に通過する時に、冒頭で記載した系リターデーションに起因して異なるリターデーション（例えば、レンズ要素材料内の複屈折、応力複屈折等によってもたらされる）を受ける。本発明により、この望ましくない系リターデーションを補償するために、図１ｂから分るように、ここでビーム経路にリターダー装置１３０が導入され、リターダー装置１３０は、光伝播方向に偏光影響光学装置１１０の前（すなわち、その上流）に導入される。
【００３９】
リターダー装置１３０は、図３及びそれ以降を参照して以下に説明するように、異なる手法で構成することができ、最も単純な場合には、直線複屈折材料、例えば、光伝播方向に対して垂直な向きの光結晶軸を有するフッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）、又は結晶石英からなる平行平面板として構成することができる。この直線複屈折平行平面板は、通過する光に対して例えば１０ｎｍのリターデーションを生成するように構成することができ、この場合に、このリターデーションは、平行平面板又はリターダー装置１３０上に入射し、元々ｘ方向に直線偏光状態にある光に対して偏光楕円率を導入する。
【００４０】
偏光影響光学装置１１０の上流におけるリターダー装置１３０の本発明による配置に起因して、この偏光楕円率（又は、それぞれの楕円の主軸）は、この時点で、それぞれの部分ビームがそれぞれ通過する偏光影響光学装置１１０の構成要素又は回転子によって「これに伴って回転」され、この場合に、この回転の範囲は、既に図１ａに記載のシナリオにあったように、幾つの構成要素又は回転子１１１−１１３が通過されるかに依存する。その結果、望ましくない系リターデーションを補償するのに、上述の態様で回転される楕円偏光を使用することができる。
【００４１】
図２ａ、図２ｂに示すように、異なる偏光状態を有するスポットが照明デバイス内で重ね合わされる場合に、系リターデーションを補償するために本発明によるリターダー装置によって導入されるリターデーション、又はそれに関する偏光楕円率を使用することができる。上述の補償器に起因してリターデーションＲｅｔi（ｉ＝１，２）を受け、偏光影響光学装置に起因して異なる偏光回転、すなわち、
0005928653.tif 000002
を有する２つのストークスベクトルＳ1及びＳ2を考えると、記述された特性を有するミラー装置の２つのミラー要素が重ね合わされる場合に、以下：
0005928653.tif 000003
が得られる。
【００４２】
この場合に、リターダー装置によって導入されるリターデーションは、ミラー装置の異なるミラー要素のスポット重ね合わせを用いて生成される偏光回転の場合にも有効であることが明らかになる。従って、回転偏光状態の場合に系リターデーションを補正することも可能である。
【００４３】
本発明によるリターダー装置の更に別の実施形態を図３及びそれ以降を参照して以下に説明する。
【００４４】
図３ａ、図３ｂは、最初に、有効厚みを変化させるために互いに対して変位させることができる２つの楔要素３３１、３３２からなる二重楔装置としてのリターダー装置３３０の可能な構成を示している。この場合に、楔要素３３１及び３３２の各々は、ここでもまた、光伝播方向に対して垂直な向きの光結晶軸を有する直線複屈折材料から生成され、この場合に、結晶軸の向きは、両方の楔要素３３１内で対応する。楔要素の各々は、単に楔の一部として（すなわち、この一部が一点まで先細になることなく）具現化することができることは言うまでもない。
【００４５】
図３ａ、図３ｂでは、入射する直線偏光光の偏光方向をここでもまた双方向矢印を用いて記号化しており、ビーム経路に導入された二重楔を通過する部分ビームは、二重楔によって起こされるリターデーションに起因して楕円偏光状態に変換される。図３ｂから分るように、偏光影響光学装置３１０の回転子又は構成要素の導入の結果として、望ましくない系リターデーションを補償するために利用可能に保たれるリターデーションに対応するこの偏光楕円率は、次に、構成要素又は回転子３１１−３１３のうちのどれが通過されるかに依存してこれに伴って回転される。この場合に、補償される系リターデーションの大きさへの適応化を実施することを可能にするために、リターダー装置３３０を形成する二重楔装置によって生成されるリターデーションの絶対値を有効厚みｄeffの変更によって可変に設定することができる。二重楔装置を用いて設定することができる有効厚みの範囲が適切な大きさに選択される場合に、設定するか又は利用可能に保つことができるリターデーションは、例えば、０からλ（λ＝動作波長、例えば、約１９３ｎｍ）までの値を取ることができる。更に、必要に応じて（補償される系リターデーションの符号に依存して）、二重楔装置の有効厚みの変更を用いて正と負の両方のリターデーションを設定するか又は利用可能に保つことができる（すなわち、左回転楕円偏光状態と右回転楕円偏光状態の間で切り換えを行うことができる）。
【００４６】
図４ａ、図４ｂにより、更に別の実施形態において、リターダー装置４３０を光伝播方向（ｚ方向に延びる）と平行な回転軸の回りに回転可能な平行平面板４３０として構成することができ、この場合に、この板は、ここでもまた、光伝播方向に対して垂直な向きの光結晶軸を有する直線複屈折材料から構成される。図４ａでは、板の回転方向を図示の矢印方向によって記号化しており、複屈折の速軸の向きを「ｆａ」で表している。回転機能に起因して、この速軸の向きは、入射光の支配的な偏光方向に対して変更可能であるので、リターダー装置４３０によって生成されるリターデーションの大きさを有効に変更することができる（このリターデーションは、例えば、速軸と支配的な偏光方向との平行な向きの場合に消失し、速軸と支配的な偏光方向の間の４５°の角度の場合に最大になる）。
【００４７】
図５ａ、図５ｂにより、本発明の更に別の実施形態において、リターダー装置５３０は、ｘ方向とｙ方向に変位可能であるように構成することができる。その結果、リターダー装置５３０によりミラー装置５２０のミラー要素が覆われる度合いを変更することができ、この変更は、更に、系リターデーションを補償することが意図される瞳平面の瞳部分又は瞳領域を動的に変更することができるという結果を有する。
【００４８】
上述したように、本発明による思想に関して、リターダー装置は、光伝播方向に偏光影響光学装置の上流に配置されることが重要なことである。しかし、これに代えて、本発明は、構成要素である「リターダー装置」、「偏光影響光学装置」、及び「ミラー装置」のいずれかの更に別の具体的な順序に限定されることはない。従って、特に、図６ａ−図６ｃに略示するように、ミラー装置６２０をリターダー装置６３０と偏光影響光学装置６１０の間に配置し（図６ａ）、光伝播方向にリターダー装置６３０及び偏光影響光学装置６１０の下流に配置し（図６ｂ）、又は光伝播方向にリターダー装置６３０及び偏光影響光学装置６１０の上流に配置する（図６ｃ）ことができる。この場合に、ミラー装置６２０の個々のミラー要素を偏光影響光学装置６１０の構成要素（図６ａ−図６ｃの板６１１−６１３）及びリターダー装置６３０によって選択的にカバーすることができるように、ミラー装置６２０の個々のミラー要素上に入射する光ビームが、異なるミラー分割領域において互いに空間的に依然として重ね合わされておらず、すなわち、依然として互いに空間的に分離されていることを確実にするように注意するだけでよい。
【００４９】
図７ａ、図７ｂを参照して略示する更に別の実施形態において、リターダー装置は、図１−図６を参照して異なる実施形態で上述した構成要素の１つだけではなく２つ、例えば、図７ａ、図７ｂの例示的実施形態では２つの二重楔装置７３０及び７４０を有することができる。更に別の実施形態において、これらの二重楔装置の一方又は両方は、図１−図６を参照して上述したリターダー装置によって（すなわち、例えば、平行平面複屈折板によっても）置換することができる。これらの２つの構成要素（すなわち、図７ａ、図７ｂに記載の二重楔装置７３０、７４０）は、異なる部分ビーム及び従って異なる瞳領域に対して異なるリターデーションを設定することができるように（図７ａと図７ｂの比較に示すように）、図７ａに垂直な双方向矢印に示すようにここでは各々光伝播方向と垂直に変位可能である。特に、二重楔装置７３０及び７４０により、それぞれ設定された有効厚みに依存して、その絶対値に対応し、異なる符号を有するリターデーションを生成することができる。
【００５０】
図８により、更に別の実施形態において、リターダー装置８３０は、光弾性変調器を有することができる。光弾性変調器（ＰＥＭ）は、音響振動を起こすＰＥＭの励振が、周期的に変化する機械的応力をもたらし、従って、時間的に変化するリターデーションをもたらすように応力複屈折を示す材料から生成された光学構成要素である。そのような光弾性変調器は、従来技術では、例えば、ＵＳ  ５，８８６，８１０  Ａ１又はＵＳ  ５，７４４，７２１  Ａ１から公知であり、例えば、可視光からＶＵＶ範囲（約１３０ｎｍ）までの波長での使用に向けて（米国）オレゴン州ヒルズボロのＨｉｎｄｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｉｎｃ．によって生産されて販売されている。ＰＥＭの結晶材料は、この場合に典型的にはＰＥＭの結晶材料に装着された圧電接点に電圧を印加することによって振動を起こすようにされ、この場合に、レーザパルスが各々リターデーションの最大値でＰＥＭ上に入射するように、レーザのパルス周波数を例えば印加電圧の周波数に同調させることができる。従って、この実施形態において、圧電接点に印加される電圧及び従ってＰＥＭ内の結晶材料の振動の振幅によってリターデーションの半波最大値の大きさを設定することができるので、リターダー装置は電気的に切換可能である。更に、図５ａ、図５ｂに記載の実施形態と同様に、光弾性変調器を有するリターダー装置８３０は、光伝播方向に対して垂直な平面内で（特に、この平面内の２つの互いに垂直な方向に、例えば、ｘ方向とｙ方向に）移動可能であるように構成することができる。
【００５１】
図９は、図７ａ、図７ｂと類似の装置の斜視図を示している。この場合に、図示の例示的実施形態において、二重楔装置９３０と９４０は、互いに異なる向きの速軸を有し、図９に記載のこれらの速軸の向きは、入力偏光（ｙ方向に延びる）に対して＋４５°の角度と−４５°の角度にある。二重楔装置９３０、９４０のこれらの速軸の向きと、更に与えられるｘ方向及びｙ方向の可動性とに起因して、原理的に任意の系リターデーション分布を第一近似で補償することができる。
【００５２】
図９に示す速軸の向きは、互いに独立して移動可能なリターダー装置の２つのリターダー構成要素が、二重楔装置として具現化される（図９の場合のように）のではなく、平行平面複屈折板として具現化される場合に特に有利であり、その理由は、それによってリターダー装置を用いて異なる符号のリターデーションを簡単に設定することが可能であるからである（二重楔装置の場合に、この設定は、それぞれの有効厚みを設定することによって行うことができる）。
【００５３】
図１０により、本発明によるリターダー装置９７０は、（従来の例示的実施形態の場合のような互いに対して変位可能な２つの部分要素からなる二重楔装置の代わりに）ただ１つの部分要素を有することができる（この場合に、当然ながら、一点まで先細となる楔のの部分は再び除外する、すなわち、楔の一部のみ存在するものとすることができる。）。この実施形態は、そのような個々の楔要素によって導入されるビームオフセットをミラー装置９６０のミラー要素の適切な傾斜を用いて補償することができる（すなわち、これらのミラー要素の設定によって利用可能に保つことができる）という考察に基づいている。この場合に、リターダー装置９７０を形成する楔要素とミラー装置９６０の間の距離は、このビームオフセットが、光線／ビームがミラー装置９６０の対応するミラー要素上に以後入射せず、又は以後完全に入射しない程十分に小さいように選択されることを確実にするように注意しなければならない。図１０に記載の実施形態は、この場合に、瞳平面内で発生する望ましくない系リターデーションの連続的な変化を補償するために、リターダー装置９７０を形成する楔要素に沿って生じる生成されたリターデーションの線形に増大するプロファイルを使用することができるという利点を有する。
【００５４】
本発明を特定の実施形態に基づいて記載したが、当業者には、例えば、個々の実施形態の特徴の組合せ及び／又は交換によって多くの変形及び代替実施形態が明らかである。従って、当業者には、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、添付の特許請求の範囲及びその均等物の意味の範囲内でのみ限定されることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５５】
１０５  マイクロレンズ要素装置
１１０  偏光影響光学装置
１１１  光学構成要素
１２０  ミラー装置
１３０  リターダー装置
【図１ａ】
0005928653.tif 000004
【図１ｂ】
0005928653.tif 000005
【図２ａ）】
0005928653.tif 000006
【図２ｂ）】
0005928653.tif 000007
【図３ａ）】
0005928653.tif 000008
【図３ｂ）】
0005928653.tif 000009
【図４ａ）】
0005928653.tif 000010
【図４ｂ）】
0005928653.tif 000011
【図５ａ）】
0005928653.tif 000012
【図５ｂ）】
0005928653.tif 000013
【図６ａ）】
0005928653.tif 000014
【図６ｂ）】
0005928653.tif 000015
【図６ｃ）】
0005928653.tif 000016
【図７ａ】
0005928653.tif 000017
【図７ｂ】
0005928653.tif 000018
【図８】
0005928653.tif 000019
【図９】
0005928653.tif 000020
【図１０】
0005928653.tif 000021
【図１１】
0005928653.tif 000022