(57)【要約】【課題】複屈折誘導器を使用し、光学素子の複屈折を誘導又は変更し、光学素子内の屈折率を変更し、光学素子を通過する偏光遅延された光ビームを生成するシステム及び方法を提供する。【解決手段】光学素子は、１つ又は複数の光学プレート又は調整可能な光学補償器を含むことができる。複屈折誘導器は、機械的、電気的、磁気的、又は音響的力などの外力を、光学素子に印加することができる。直線偏光子は、所望の強度分布を有する直線偏光され強度が修正された光ビームを生成するために、光学素子からの出力ビームを偏光する。複屈折の誘導を制御する制御システムは、強度検出器及び制御装置を含むことができ、複屈折誘導器に制御信号を提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光の修正された照明強度分布を提供するシステムであって、
複屈折制御可能な光学素子と、
前記複屈折制御可能な光学素子に結合された複屈折誘導器と、
前記複屈折制御可能な光学素子に光学的に結合された直線偏光子とを備えるシステム。
【請求項２】
前記複屈折制御可能な光学素子が複屈折制御可能な光学プレートのアレイを有している、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記複屈折誘導器が外部力の生成器を有している、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記外部力の生成器が機械的力の生成器を有している、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記外部力の生成器が音響波の生成器である、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記外部力の生成器が前記複屈折制御可能な光学素子に電磁的に結合された電界生成器である、請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記外部力の生成器が前記複屈折制御可能な光学素子に磁気的に結合された磁界生成器である、請求項３に記載のシステム。
【請求項８】
前記複屈折制御可能な光学素子が複屈折制御可能で調整可能な光学補償器のアレイを有している、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記直線偏光子及び前記複屈折誘導器に結合された制御システムをさらに有している、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記制御システムが、
前記直線偏光子からの出力ビームを受け且つ前記出力ビームの照明強度を検出する、前記直線偏光子に光学的に結合された検出器と、
前記検出された照明強度から制御信号を生成し且つ前記制御信号を前記複屈折誘導器へ伝達する、前記検出器及び前記複屈折誘導器に結合された制御装置とを有している、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記複屈折制御可能な光学素子が単一の複屈折制御可能な光学プレートを有している、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記複屈折誘導器が可変の静的な力の場の生成器を有している、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
偏光の修正された強度分布を提供する方法であって、
複屈折制御可能な光学素子に偏光ビームを伝達する工程と、
前記複屈折制御可能な光学素子の複屈折を調整して、偏光遅延された光ビームを生成する工程と、
前記偏光遅延された光ビームを直線偏光して、直線偏光され修正された強度の光ビームを生成する工程とを含む方法。
【請求項１４】
前記伝達する工程が前記複屈折制御可能な光学素子に直線偏光ビームを伝達することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記調整する工程が前記複屈折制御可能な光学素子に外力を印加することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記調整する工程が、前記複屈折制御可能な光学素子を構成する、複屈折制御可能な光学プレートのアレイの各複屈折制御可能なプレートの複屈折を個別に調整することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記調整する工程が、前記複屈折制御可能な光学素子を構成する、複屈折制御可能で調節可能な光学補償器のアレイの各複屈折制御可能な補償器の複屈折を個別に調整することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記調整する工程を制御することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記制御する工程が、
直線偏光の修正された強度光ビームの照明強度を検出することと、
検出された照明強度に基づいて制御信号を生成することと、
前記制御信号に基づいて調整工程を実行することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
リソグラフィ・システムであって、
偏光された照明源と、
前記偏光された照明源に光学的に結合された複屈折制御可能な光学素子と、
前記複屈折制御可能な光学素子に結合された複屈折誘導器と、
前記複屈折制御可能な光学素子に光学的に結合されたパターン生成器と、
前記パターン生成器に光学的に結合された直線偏光子と、
前記直線偏光子に光学的に結合された投影システムを含むリソグラフィ・システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明強度均一性補償器に関する。
【背景技術】
【０００２】
均一性補償器（当業者によってＵｎｉＣｏｍｓとしても知られる）は、できるだけ所望の照明強度分布に近い照明強度分布を提供するために、例えばリソグラフィ・システムを含む多くのシステムで使用される。リソグラフィにおいて、例えば、均一な照明強度は基板レベルで望まれる。均一性補償器は、投影光学装置によって誘導される効果を補償するために、リソグラフィ・システム（例えば、照明器又はスリット）に配置される。一実施例において、均一性補償器によって提供される最適な均一性分布は、特定の非均一性分布である。
【０００３】
リソグラフィ・システムで使用されるいくつかの以前の均一性補償器は、例えばスリット上の低周波数の均一性変化に対してグレー・フィルタを介して補償する。これは、望ましくない高周波数変化成分を有する非均一性を結果として生じる。さらに、いくつかの現在知られている均一性補償器及び補償方法は、有効スリット幅及び／又はスリットにおけるパルス数の変化のために、ドーズ量子化へ悪影響を有する。例えば、いくつかのリソグラフィ・システムは、側方からスリットへ移動するフィンガ・アレイを使用して、より高い周波数を補償することができる。しかしながら、これらのシステムは、各フィンガの位置に応じて、スリット幅及び局所的なスリット内のレーザ・パルス数を変更する。さらに、現代のリソグラフィ・システムに関する照明強度分布要件は厳しくなっている。現代のリソグラフィ・システムは、現在、約０．１％未満の照明強度分布変化を必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、高周波数を補償することができ、且つドーズ量子化に実質的に影響しない照明強度均一性補償器が必要である。また、有効スリット幅に影響を及ぼさず、且つスリットにおけるパルス数が変更されないままであることを可能にする照明強度均一性補償器が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施例は、複屈折制御可能な光学素子を含む偏光の修正された照明強度分布を提供するシステムを提供する。システムは、複屈折誘導器及び直線偏光子も含み、これら両方は、複屈折制御可能な光学素子に結合される。複屈折誘導器は、複屈折制御可能な光学素子を通過する光ビームに偏光遅延を提供するために、複屈折制御可能な光学素子における複屈折を引き起こす又は変化させる。直線偏光子は、直線偏光され強度が修正された光ビームを生成するために、光ビームの偏光をフィルタリングする。
【０００６】
いくつかの実施例において、光学素子は、複屈折制御可能な光学プレート又は複屈折制御可能な光学プレートのアレイを含む。１つ以上の光学プレートを使用する実施例において、複屈折誘導器は、外部力生成器を含む。外部力生成器は、例えば、機械力生成器、電界生成器、磁界生成器、又は音響波生成器を含む。代替実施例において、光学素子は、市販のソレイユ−バビネ補償器（ＳＢＣ）などの複屈折制御可能であり調整可能な光学補償器である。
【０００７】
いくつかの実施例は、複屈折誘導器により複屈折の誘導を制御し、それによって直線偏光子の出力の照明強度を制御する制御システムを含む。制御システムは、強度検出器及び制御器を含むことができ、且つ複屈折誘導器に制御信号を提供することができる。
【０００８】
本発明の一実施例は、偏光の修正された照明強度分布を提供する方法を提供し、該方法は、複屈折制御可能な光学素子に偏光ビームを伝達する工程と、偏光遅延された光ビームを生成するために複屈折制御可能な光学素子の複屈折を調整する工程と、直線偏光の修正された強度光ビームを生成するために偏光遅延された光ビームを直線偏光する工程とを含む。一実施例において、調整する工程は、機械、電気、磁気、又は音響力などの外部力を、複屈折制御可能な光学素子に加える工程を含む。いくつかの実施例において、方法は、直線偏光の修正された強度光ビームを制御する工程をさらに含む。一実施例において、方法は、直線偏光の修正された強度光ビームの照明強度を検出することと、検出された照明強度に基づいて制御信号を生成することと、制御信号に基づいて調整工程を実行することとを含む。
【０００９】
本発明のさらなる実施例は、偏光された照明源と、偏光された照明源に光学的に結合された複屈折制御可能な光学素子と、複屈折制御可能な光学素子に結合された複屈折誘導器とを含むリソグラフィ・システムを含む。システムは、また、複屈折制御可能な光学素子に光学的に結合されたパターン生成器と、パターン生成器に光学的に結合された直線偏光子と、加工片などの対象物に光ビームを投影することができる直線偏光子に光学的に結合された投影システムとを含む。一実施例において、リソグラフィ・システムは、さらに制御システムを含む。
【００１０】
本発明のさらなる実施例、特徴、及び利点、並びに本発明の様々な実施例の構造及び動作は、添付図面を参照して以下に詳細に記載される。
【００１１】
本明細書に組み込まれ且つ明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明の１つ以上の実施例を示し、記載とともに、本発明の原理を説明し、且つ当業者が本発明を作り且つ使用することを可能にするようにさらに役立つ。
【００１２】
本発明は、添付の図面を参照して以下に記載される。図面において、同様の符号は、同一又は機能的に類似する要素を示す。さらに、参照符号の一番左の数字は、参照符号が最初に現れる図面を識別する。
【実施例】
【００１３】
概要
特定の構成及び配置が説明されるが、これが、例示の目的のためだけになされることが理解されるべきである。当業者は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、他の構成及び配置が使用されうることを認識する。本発明が、様々な他の適用に用いられることもできるは当業者には明らかである。
【００１４】
本発明の実施例は、光学素子内の屈折率を変更するために複屈折が誘導される、複屈折制御可能な光学素子を用いる偏光ビームに、修正された照明強度分布を提供するシステム及び方法を提供する。光学素子は、光学異方性材料から作られ、この光学異方性材料は、異なる方向から測定されたときに異なる値を有する光学特性を示す材料である。例えば多くの結晶物質は、光学異方性である。他の材料は、それらの通常の状態で光学異方性ではないが、それらに誘導される光学異方性特性を有する。複屈折は、そのような光学異方性特性の１つである。光学素子は、代わりにそのような非光学異方性材料から作られる。
【００１５】
複屈折は、２つの光線を形成する、２つのわずかに異なる方向における、光の屈折である。換言すれば、複屈折材料は、少なくとも２つの異なる屈折率を示す材料である。複屈折材料から作られた光学素子の複屈折を誘導し又は変更することは、光学素子における屈折率を変更する。偏光放射のビームの照明強度が、光学素子及びその後に配置された偏光子を通過するときに変更できるように、屈折率における変化は、光学素子の光学性能に変化を課す。このように光ビーム内の変更可能な照明強度を個別に調整することは、より均一な照明強度の光ビームを結果として生じる。例えば、リソグラフィ・システムにおいて、この技術は、加工片により均一な照明強度の光ビームを提供する投影光学装置によって誘導される照明強度に対する効果を補償するために使用される。
【００１６】
物理後方複屈折
物理後方複屈折の理解は、以下の本発明の記載を読むときに役立つ。以下の段落に見出される情報は、その全体が参照によって本明細書に援用される、Ａｄｄｉｓｏｎ  Ｗｅｓｌｅｙ  Ｌｏｎｇｍａｎ、Ｉｎｃ．による、Ｈｅｃｈｔ、Ｅｕｇｅｎｅ、Ｏｐｔｉｃｓ、Ａｄｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ、Ｒｅａｄｉｎｇ、Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ、Ｔｈｉｒｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ、第８章、頁３１９−３７６、Ｃｏｐｙｒｉｇｈｔ  １９９８年から得られた。
【００１７】
立方晶系結晶などのいくつかの材料は、光学等方性である。これらの材料は、単一の屈折率を有し、それらの通常の状態で複屈折ではない。六方晶系、正方晶系、及び三方晶系などの他の材料は、異方性及び複屈折である。なぜなら、光が非対称構造に入射するように、それらの原子が配置されるからである。１つの光学軸しか存在しない（すなわち、一方向だけに原子が対称に配置される）結晶は、単軸結晶である。単軸物質は、２つの原理屈折率を有する。一方の屈折率ｎｏは、材料から放射される自然の球状のｏウエーブレットに対応し、式ｎｏ≡ｃ／ν⊥によって表され、ここでｃは、光の速度であり、ν⊥は、球状のｏウエーブレットが拡張する速度である。他方の屈折率ｎｅは、材料から放射される自然楕円状のｅウエーブレットに対応し、式ｎｅ≡ｃ／ν‖によって表され、ここでν‖は、ｅウエーブレットが光学軸に垂直に拡張する速度である。複屈折は、差Δｎ＝ｎｅ−ｎｏに等しい。２つの屈折率で、結晶を通る光ビームは、２つの直交ビームになる。（Ｈｅｃｈｔの章８．４、８．４．１、及び８．４．２の頁３３０−３３８を参照）（二軸（すなわち２つの光学軸を有する）であり且つ３つの異なる屈折率を有する、斜方晶系、単斜晶系、及び三斜晶系結晶などの他の結晶が存在する。（Ｈｅｃｈｔの章８．４．２の頁３３８を参照）しかしながら、これら二軸結晶の特性は、本明細書で議論されない。）
【００１８】
本明細書において後で議論されるように、複屈折などの光学効果は、光学素子が、その通常の状態で光学異方性ではない材料から作られていても、光学素子に誘導されることがある。光学異方性である材料において、複屈折は、この誘導によって変更される。複屈折を誘導するために使用される手段は、例えば、機械、音響、電気、又は磁気手段である。これら手段のいくつかの物理的な背景が、以下に簡単に記載される。
【００１９】
物質への機械的応力の印加は、その物質における複屈折を誘導又は変更する。この機械的複屈折は、応力複屈折又は偏光弾性としても知られている。機械的複屈折は、例えば物質に圧縮又は張力を印加することを介して得られる。機械的応力の印加は、応力の方向に有効光学軸を生成する。誘導された複屈折は、応力に比例する。結果として生じる複屈折は、印加された応力が均一でないなら、均一ではない。そのような不均一性で、伝達される波の遅延は、また均一ではない。物質の任意の位置での遅延は、原理応力差（σ１−σ２）に比例し、ここでσ１及びσ２は、直交原理応力（例えば、垂直及び水平応力）である。原理応力（及びそれらの差）は、物質の異なる領域で異なることができる（Ｈｅｃｈｔの章８．１１．１の頁３６０−３６２を参照）。
【００２０】
磁界の印加は、物質における複屈折を誘導又は変更することもできる。強い磁界が、材料への直線光の伝播方向に印加されるとき、光の振動面は回転する。これは、ファラデー効果と呼ばれる。振動面が回転する角度（円弧の分で）は、β＝υＢｄであり、ここでＢは、静的な磁束密度であり、ｄは、横切られる媒体の長さであり、且つυは、材料のヴェルデ定数である。この効果のために、磁界は、光学モジュレータの生成に使用される（Ｈｅｃｈｔの章８．１１．２の頁３６２−３６３を参照）。
【００２１】
電界の印加は、物質における複屈折を誘導又は変更することもできる。電界が印加されるとき、２つの屈折率を結果として生じる。一方の屈折率ｎ‖は、印加される電界に平行である波の振動面の方向に対応する。他方の屈折率ｎ⊥は、印加される電界に垂直である波の振動面の方向に対応する。複屈折は、ｎ‖とｎ⊥との間の差に等しく、Δｎ＝λ０ＫＥ２であり、ここでλ０は、波長であり、Ｅは、電界であり、且つＫは、物質のカー定数である。この現象は、カー効果として知られている。カー効果は、電界の二乗に比例し、しばしば二次電気光学効果と呼ばれる（Ｈｅｃｈｔの章８．１１．３の頁３６３−３６４を参照）。
【００２２】
他の電気光学効果は、ポッケルス効果である。二次電気光学カー効果とは対照的に、ポッケルス効果は、線形電気光学効果である。ポッケルス効果を用いて、誘導された複屈折は、印加された電界の一乗に比例し、したがって印加された電圧に比例する。この効果は、対称中心を有さない材料だけで生じる（Ｈｅｃｈｔの章８．１１．３の頁３６４−３６６を参照）。
【００２３】
全般的な複屈折及び／又は光学効果を誘導するための方法に関するさらなる情報に関して、より前に述べられたように、その全体が参照によって本明細書に援用される、Ａｄｄｉｓｏｎ  Ｗｅｓｌｅｙ  Ｌｏｎｇｍａｎ、Ｉｎｃ．による、Ｈｅｃｈｔ、Ｅｕｇｅｎｅ、Ｏｐｔｉｃｓ、Ａｄｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ、Ｒｅａｄｉｎｇ、Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ、Ｔｈｉｒｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ、第８章、頁３１９−３７６、Ｃｏｐｙｒｉｇｈｔ  １９９８年を参照されたい。
【００２４】
例示的な均一性補償器
図１及び図２は、本発明の様々な実施例による例示的な均一性補償器システムを示す。図２の均一性補償器システムは、図１の均一性補償器システムに類似するが、後で議論されるように制御システムをさらに含む。
【００２５】
図１は、光学素子１１０、複屈折誘導器１０８、及び偏光子１２０を含むシステム１００を示す。光学素子１１０は、複屈折制御可能な光学プレート又は調整可能な光学補償器などの１つ以上の複屈折制御可能な光学副素子１１１を有することができる。例えば、光学素子１１０は、光学プレートのアレイ又は調整可能な光学補償器のアレイを備えることができる。図１において、５個の光学副素子１１１のアレイが、簡単化のために図示される。しかしながら、任意のサイズのアレイは、２×２４のアレイの光学副素子を備える、上面図として示されるアレイ１１４などが使用される。アレイは、当業者によって知られるフィンガ・タイプ・アレイである。
【００２６】
光学素子１１０を形成するために使用される複屈折制御可能な材料は、例えば、物理的応力下で、或いは電界又は磁界の下で光学的に活性である材料であるべきである。一実施例において、光学素子１１０は、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）から作られる。フッ化カルシウム（ＣａＦ２）は、その通常の状態で複屈折材料であり、通常の状態で、複屈折が、その複屈折材料を通過する光の特性を修正又は変更するために、その複屈折材料に誘導されることができる。他の実施例において、光学素子１１０は、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）から作られる。二酸化シリコン（ＳｉＯ２）は、その通常の状態では複屈折ではないが、複屈折が誘導されることができる。他の光学活性材料が、以下に議論され、且つ当業者によって認識されるように使用されうる。
【００２７】
光学素子１１０が、光学プレートのアレイである実施例において、プレートは、可能な限り互いに近接するように配置されるべきであり、わずかに重なるようにも配置されることができる。光学プレートのサイズは、ミリメートルのオーダであることができる。アレイ１１４などの２×２４のアレイの実施例において、約３ｍｍから約５ｍｍの光学プレートが使用されることができる。より多くのプレートが使用されると、プレートがより小さく、結果として生じる照明強度プロファイルがより均一になる。より前に述べられたように、光学プレートのアレイは、任意のサイズである。
【００２８】
複屈折誘導器１０８は、例えば以下に記載されるソレイユ−バビネ補償器などの調整可能な光学補償器を使用するとき、光学副素子１１１の一部を任意に形成する。代わりの実施例において、複屈折誘導器１０８は、光学副素子１１１に対して外部にある。
【００２９】
光学素子１１０は、例えば偏光子１０４及び照明強度プロファイル１０６で偏光照明ビーム１０２を受ける。一実施例において、偏光照明ビーム１０２は直線偏光される。他の実施例において、偏光照明ビーム１０２は部分的に偏光される（例えば楕円偏光）。図１に示されるように、照明強度プロファイル１０６は、照明ビーム１０２における照明強度の変化性を示す。所望の照明強度プロファイルを得るために、複屈折は、複屈折誘導器１０８を使用して１つ以上の光学副素子１１１に誘導される。これは、局所的に誘導された複屈折に応じて、光ビーム偏光の遅延の局所的な変化を誘導する。以降に配置される偏光子１２０は、また局所的に誘導された複屈折に応じて、光強度を取り除く。
【００３０】
一実施例において、複屈折は、それぞれ各光学副素子１１１へ外力を印加することによって誘導される。したがって、本明細書で使用される単一の用語「複屈折誘導器１０８」は、また、各光学副素子１１１のための複屈折誘導器１０８が存在することができるなど、複数の複屈折誘導器を包含する。光学副素子１１１により大きな応力が印加されると、複屈折がより大きく、且つ偏光における遅延がより大きい。したがって、この実施例において、より大きな偏光遅延を生成するために、最も大きな応力が、最も高い照明強度に関連付けられる光学副素子１１１に印加されるべきである。このように、各光学副素子１１１を通過する照明ビームの一部の偏光遅延が、個別に調整される。
【００３１】
光学素子１１０への応力で誘導される複屈折の結果として、光学素子１１０からの出力としての出力ビーム１１６は、元の照明ビーム１０２の偏光１０４から回転される遅延偏光１１８を有する。出力ビーム１１６は、次に、任意の望ましくない偏光及び強度をフィルタリングして除くために、偏光１２２を有する偏光子１２０を通される。結果として生じるビーム１２４は、次に偏光１２６のものである（偏光子１２０の偏光１２２）。偏光照明ビーム１０２が、直線偏光の照明ビームであれば、最も均一な（等しく分散される）強度分布は、α＝ｓｉｎ−１（Ｉｏ／Ｉｉ）に等しい偏光ベクトルの遅延角度を印加することによって得られることができ、ここで、Ｉｉは、出力ビーム１１６の一部における初期の局所的な強度であり、Ｉｏは、所望の局所的な強度である。この場合、結果としてのビーム１２４は、均一な照明強度プロファイル１２８を有する。
【００３２】
光学素子１１０が光学プレートのアレイである実施例によれば、複屈折誘導器１０８は、例えば光学プレートに対する曲げ、圧縮、張力の印加、又は光学プレートを押圧するための手段など、機械的手段を含む。光学プレートのアレイを使用する他の実施例において、複屈折誘導器１０８は、例えば電界を印加する手段などの電気的手段を含む。さらなる実施例において、複屈折誘導器１０８は、磁気的手段（例えば磁界を印加するための手段）、又は音響的手段（例えば音響波を印加するための手段）を含む。本明細書で提示される複屈折誘導器１０８の例示的な実施例は、例示だけであり制限するものではない。他の複屈折誘導器１０８は、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく当業者には明らかである。
【００３３】
光学プレートに機械的に複屈折を誘導する実施例において、各光学プレートは、光学経路が妨げられないように、例えば両側で取り付けられる（例えば頂部及び底部を締めること）ことによって、システム内に保持される。機械的応力は、使用される機械的手段に応じて、例えば一方側又は対向する両側で均一に配置される。他の実施例において、光学プレートは、他の手段で取り付けられる。例えば、電気的又は磁気的に複屈折を誘導する実施例において、電界又は磁界は、他の場所に取り付けられたデバイスから光学プレートに印加されることができ、光学プレートを取り付ける方法は、当業者によって認識されるように、多くの許容可能な方法で達成されることができ、光学経路を自由にしたままにする。
【００３４】
前に述べられたように、実施例は、偏光子出力ビーム１２４の照明強度を検出し、且つ応じて誘導された複屈折を調節するための制御システムを含む。例えば、図２のシステム２００は、図１に見出される同一の要素の全てを含み、強度検出器２２６及び制御装置２２４を含む制御システムをさらに含む。強度検出器２２６は、例えば各個別の光学副素子１１１に対応する、出力ビーム１２４からの照明強度を検出することができる。検出された強度は、フィードバック信号２２８を介して制御装置２２４に伝達される。フィードバック信号２２８に応答して、制御装置２２４は、複屈折誘導器１０８へ制御信号２３０を伝達する。複屈折誘導器１０８は、制御信号２３０の制御下で、応じて各個別の光学副素子１１１の複屈折を調整する。
【００３５】
いくつかの実施例において、光学素子１１０は、複屈折制御可能で調整可能な光学補償器のアレイを含み、複屈折制御可能で調整可能な光学補償器のアレイを介して、複屈折が誘導される。光学プレートのアレイに類似して、調整可能な光学補償器のアレイは、任意のサイズのものであることができる。調整可能な光学補償器は、複屈折制御可能な材料で作られた調整可能ウエーブプレート又は遅延プレートを含むことができる。調整可能な光学補償器は、複屈折を調節するために自身の調節器を含むこともできる。調整可能な光学補償器の一実施例は、市販のソレイユ−バビネ補償器（ＳＢＣ）であり、そのソレイユ−バビネ補償器（ＳＢＣ）の使用が、以下に記載される。
【００３６】
図３及び図４は、調整可能な光学補償器の一実施例として、ソレイユ−バビネ補償器（ＳＢＣ）の異なる状態の実施例を示す。ソレイユ−バビネ補償器３００は、可動の長いウエッジ３３０、長いウエッジ３３０と同じ角度を有する固定された短いウエッジ３３２、及び固定プレート３３４を含む。図３及び図４に示されるように、長いウエッジ３３０及び短いウエッジ３３２は、それらの直角三角形の斜辺が互いに面するように、平行に配置される。長いウエッジ３３０及び短いウエッジ３３２は、通常、わずかな空隙（図示せず）だけ分離される。固定プレート３３４は、示されるように固定された短いウエッジ３３２の下方に配置される。長いウエッジ３３０及び短いウエッジ３３２は、例えば、結晶水晶、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、又はセレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）などの複屈折制御可能な材料、又は任意の他の複屈折制御可能な材料で作られる。長いウエッジ３３０及び短いウエッジ３３２は、同一の材料又は異なる材料からそれぞれ作られる。
【００３７】
固定プレート３３４は、長いウエッジ３３０及び／又は短いウエッジ３３２の材料と同一の材料又は異なる材料で作られることもできる。しかしながら、固定プレート３３４は、ウエッジ対の光学軸に直交する光学軸を有するべきである。固定プレート３３４を使用しない代わりの実施例において、長いウエッジ３３０は、短いウエッジ３３２の光学軸に直交する光学軸を有するべきである（すなわち、一方のウエッジは、光学能動方向に向けられるべきであり、他方のウエッジは、光学受動方向に向けられるべきである）。しかしながら、この代わりの実施例において、偏光遅延は、一般に均一ではない。
【００３８】
偏光の遅延は、変更され、複屈折の変化は、光ビーム３３６に垂直な方向に且つウエッジ３３０及び３３２の隣接する直角三角形の斜辺によって作られる軸に沿って、長いウエッジ３３０を移動することによって、ソレイユ−バビネ補償器３００で生じる。長いウエッジ３３０及び短いウエッジ３３２によって形成される有効なプレートが、図３に示される固定プレート３３４と同一の厚み（Ｘ）であるその最小厚みであるように、可動の長いウエッジ３３０が配置されるとき、最小（すなわちほとんど無い又は無い）遅延が生じる。代わりに、長いウエッジ３３０及び短いウエッジ３３２によって形成される有効なプレートが、（図４に示される固定プレート３３４の厚みＸより厚い）その最大厚みであるように、可動の長いウエッジ３３０が配置されるとき、最大遅延が生じる。この構成において、ソレイユ−バビネ補償器３００による光ビームの照明強度を低減する効果を有する最大複屈折が誘導される。偏光遅延（及び誘導された複屈折）の範囲は、これら２つの極値間内の可動な長いウエッジ３３０の位置に対して存在する。
【００３９】
前に述べたように、調整可能な光学補償器は、長いウエッジ３３０の位置を調整し、したがって複屈折を調整するための調整器を含むことができる。例えば、ソレイユ−バビネ補償器は、上記に議論されたように、短いウエッジ３３２に対して異なる位置に長いウエッジ３３０を移動するための機構を含むことができる。ソレイユ−バビネ補償器は、例えば、その上に長いウエッジ３３０が取り付けられるばね付勢ステージを含むことができ、ばね付勢ステージは、例えばデジタル・マイクロメータ又はマイクロメータねじによって移動される。
【００４０】
例示的動作
図５は、本発明の実施例による方法５００を示すフローチャートである。方法５００は、システム１００及び２００又は他の同様のシステムの動作の間に、使用されることができる。
【００４１】
方法５００は、工程５０２で始まる。工程５０４において、実質的に全ての偏光光ビームは、複屈折制御可能な光学素子に伝達される。工程５０６において、光学素子の複屈折は、調整されて偏光遅延された光ビームを生成する。調整は、例えば本明細書における他の箇所で記載される手段を介して作られる。偏光遅延された光ビームは、光学素子の通過による遅延された偏光を有する。工程５０８において、偏光遅延された光ビームは直線偏光され、直線偏光され修正された強度光ビームを生成する。工程５０８における偏光は、望ましくない偏光及び強度をフィルタリングして除く。方法は、工程５１２で終わる。
【００４２】
代わりの実施例は、図５において破線によって示される工程５１０を含む。工程５１０において、複屈折の調整が制御される。一実施例において、工程５１０は、図６に示された工程を含む。工程６２０において、直線偏光され修正された強度光ビームの照明強度が検出される。工程６２２において、制御信号は、検出された照明強度に基づいて生成される。工程６２４において、制御信号は、工程５０６における調整を制御するために使用される。工程６２６において、方法は、方法５００の工程５０６に戻る。このように、それが直線偏光子を通過した後、結果としての光ビームの照明強度が制御されることができる。直線偏光子を通過した光ビームの任意の部分が、所望の強度の部分ではないなら、工程５１０は、応じてそれを調整することができる。
【００４３】
例示的環境、リソグラフィ
図７は、本発明の実施例により、その内に均一性補償器を有する実施例のリソグラフィ・システム７００を示す。図７において、偏光照明システム７４４からの放射は、投影システム７５４を介してパターン生成器７５０から対象物７５６に向かって向けられた、パターン形成された光を生成するためにパターン生成器７５０を照明する。様々な実施例において、対象物７５６は、加工片、基板、ウエハ、フラット・パネル・ディスプレイ基板、プリント・ヘッド、マイクロ又はナノ流体デバイスなどであるが、これらに限定されない。
【００４４】
知られるように、偏光照明システム７４４は、光源７４０及び照明光学装置７４２を含むことができる。パターン生成器７５０は、光学装置（図示せず）も含むことができる。これら光学装置の一方又は両方は、当業者には明らかであるように１つ以上の光学素子（図示せず）（例えば、レンズ、ミラーなど）を含むことができる。
【００４５】
様々な実施例において、パターン生成器７５０は、当業者には明らかになるように、マスク・ベースのパターン生成器又はマスクレスのパターン生成器であり得る。マスク・ベースのパターン生成器又はマスクレスのパターン生成器は、例えば、リソグラフィ、フォトリソグラフィ、マイクロリソグラフィ、又は浸漬リソグラフィに関連付けられることができる。
【００４６】
実施例のリソグラフィ・システム７００に示される均一性補償器は、図１〜図６に関して上記で議論されたように、複屈折制御可能な光学素子７４６、複屈折誘導器７４８、及び線形偏光子７５２を含む。均一性補償器の使用に応じて、均一性補償器が、リソグラフィ・システム７００の様々な部品に配置される。図７のリソグラフィ・システム７００の実施例において、均一性補償器は、パターン生成器７５０の前に光学素子７４６とともに示され、偏光子７５２は、パターン生成器７５０の後で示される。偏光照明システム７４４は、複屈折制御可能な光学素子７４６に光学的に結合され、複屈折制御可能な光学素子７４６は、パターン生成器７５０に光学的に結合され、パターン生成器７５０は、直線偏光子７５２に光学的に結合され、直線偏光子７５２は、投影システム７５４に光学的に結合され、投影システム７５４は、対象物７５６に光学的に結合される。複屈折誘導器７４８は、複屈折制御可能な光学素子７４６に結合される。この構成は、パターン生成器にわたってより均一な照明強度分布を可能にする。本明細書で提示されるその内に均一性補償器を有するリソグラフィ・システム７００の例示的な実施例は、例示だけのためであり制限しない。他の実施例は、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに当業者には明らかである。例えば、光学素子７４６は、照明光学装置７４２の一部など照明システム７４４の内側に配置される。
【００４７】
一実施例において、オプションの制御システム７５８は、複屈折制御可能な光学素子７４６に調整をするために使用される。制御システム７５８は、強度検出器７５９及び制御装置７６０を含む。強度検出器７５９、制御装置７６０、及び複屈折誘導器７４８は、フィードバック・ループで結合される。この実施例の動作間に、強度検出器７５９は、投影システム７５４を出る出力ビームからの照明強度を検出する。検出された強度は、フィードバック信号７６２を介して制御装置７６０に伝達される。フィードバック信号７６２に応答して、制御装置７６０は、光学素子７４６に関連付けられる複屈折誘導器７４８に制御信号７６４を伝達する。複屈折誘導器７４８は、光学素子７４６の複屈折を応じて調整するために制御信号７６４を使用することができる。本明細書で提示されるリソグラフィ・システム７００におけるオプションの制御システム７５８は、例示だけのためであり制限しない。他の実施例は、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに当業者には明らかである。例えば、強度検出器７５９は、直後の直線偏光子７５２などのリソグラフィ・システム７００における様々な位置に配置される。
【００４８】
結論
上述のように、本発明の実施例は、複屈折を誘導して光学素子内の屈折率を変化させる複屈折制御可能な光学素子を利用するシステム及び方法を提供する。屈折率における変化は、放射の偏光ビームの照明強度が、それが光学素子及びその後に配置された偏光子を通過したとき変化するように、光学素子の光学性能を変更することを与える。この技術を使用する光ビーム内の可変照明強度を個別に調整することは、より均一な照明強度の光ビーム及び／又は所望の強度分布に近く整合する強度分布を結果として生じることができる。
【００４９】
本発明のさらなる実施例が可能である。例えば、光学素子１１０は、単一の光学プレートを含むことができる。この実施例において、可変の静的な力の場（例えば複屈折誘導器１０８）は、複屈折を可変に誘導するために、単一の光学プレートに印加されることができる。本明細書に記載される制御システムに類似する制御システムは、可変の静的な力の場を制御するために使用されることができる。さらなる実施例の他の例は、第２の９０度（９０°）回転された光学プレートのセット又は調整可能な光学補償器を使用して二次元の均一性補正が可能になる。一方のセットは、左から右方向の均一性訂正のために使用されることができ、他方のセットは、頂部から底部方向の均一性訂正のために使用されることができる。
【００５０】
本発明は、高周波数の変化に関する訂正を提供することができる。さらに本発明は、ドーズ量子化に対してほとんど又は全く影響を及ぼさない（すなわち、有効スリット幅の変化が無い、及びスリットにおけるパルス数がそのまま残る）。本発明は、わずかな可動部品又は可動部品が無い比較的小さな空間で実施されることができる。さらに、本発明は、ともに非常に近く配置されることができる実質的に制限されない数の光学プレートで実施されることができる。
【００５１】
本発明の様々な実施例が、上述されたが、それら実施例は、例示だけによって示され制限しないことを理解すべきである。形態及び詳細における様々な変更は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、それらに行われ得ることは当業者には明らかである。したがって、本発明の幅及び範囲は、任意の上述された例示的な実施例によって制限されるべきではなく、特許請求の範囲及びそれらの等価物に従ってだけで定義されるべきである。
【００５２】
概要及び要約の部分ではなく、詳細な記載の部分が、特許請求項を解釈するために使用されることが意図されることは理解されるべきである。概要及び要約の部分は、発明者によって想定される本発明の全ての例示的な実施例ではなく、１つ以上の例示的な実施例を示すことができ、したがって、いずれの方法でも本発明及び添付の特許請求の範囲を限定することを意図しない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施例による照明強度均一性補償器を示す図である。
【図２】本発明の実施例による制御システムを有する照明強度均一性補償器を示す図である。
【図３】ソレイユ−バビネ補償器（ＳＢＣ）などの調整可能な光学補償器の状態を示す図である。
【図４】ソレイユ−バビネ補償器（ＳＢＣ）などの調整可能な光学補償器の状態を示す図である。
【図５】本発明の実施例による偏光の修正された照明強度分布を提供する方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例による図５に示される方法の工程５０８を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例による照明強度均一性補償器を含むリソグラフィ・システムを示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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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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【図７】
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