(57)【要約】【課題】特にマイクロリソグラフィ投影露光装置の光学系と、特にマイクロリソグラフィ投影露光装置の照明系又は投影対物系における使用に適し、かつタンジェンシャル−ラジアル混合偏光分布を含む異なる偏光分布の柔軟な調節を可能にする偏光影響光学装置を有する光学系とを提供する。【解決手段】本発明は、光学系軸及び偏光影響光学装置（２５０，６５０）を含む特にリソグラフィ投影露光装置の光学系に関し、この装置は、光学結晶軸を有する光学活性材料を含み、光学結晶軸の方向に変化する厚みプロフィールを有する偏光影響光学要素（２００）と、偏光影響光学要素（２００）の位置の操作のための位置マニピュレータ（２１０）とを有し、この偏光マニピュレータ（２１０）は、光学系軸（ＯＡ）に対して９０°±５°の角度で配置された回転軸の回りに偏光影響光学要素（２００）を回転させるようになっている。【選択図】図１
2011135087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系軸（ＯＡ）と、
偏光影響光学装置（２５０，６５０）と、
を含み、
前記偏光影響光学装置（２５０，６５０）は、
光学結晶軸を有する光学活性材料を含み、かつ該光学結晶軸の方向に変化する厚みプロフィールを有する少なくとも１つの偏光影響光学要素（２００）、及び
前記光学系軸（ＯＡ）に対して９０°±５°の角度で配置された回転軸の回りに前記偏光影響光学要素（２００）を回転させるようにされた該偏光影響光学要素（２００）の位置の操作のための位置マニピュレータ（２１０）、
を有する、
ことを特徴とする光学系。
【請求項２】
前記偏光影響光学要素（２００）は、該偏光影響光学要素（２００）の少なくとも１つの位置において、該偏光影響光学要素を通過する光ビームの光ビーム断面全面にわたって一定である好ましい偏光方向を有する直線偏光分布を少なくとも近似的にタンジェンシャルな偏光分布に変換するようになってい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１又は請求項２に記載の光学系。
【請求項４】
前記偏光影響光学要素（２００）は、要素軸（ＥＡ）を有し、前記厚みプロフィールは、方位角（θ）にのみ依存し、該方位角は、該要素軸（ＥＡ）に対して垂直であって該要素軸と交わる基準軸（ＲＡ）に関することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項５】
９０°回転子（６０５）を更に有す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】
前記偏光影響光学要素（２００，７００）は、前記方位角（θ）にのみ依存する厚みプロフィールを各々が有する少なくとも２つの部分要素（２１０，２２０；７１０〜７４０）から成ることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の光学系。
【請求項７】
方位角１０°＜θ＜１７０°に対して、及び方位角１９０°＜θ＜３５０°に対して、かつ前記要素軸からの一定の間隔ｒに対して、前記厚みプロフィールｄ（ｒ，θ）による方位角方向断面ｄ（ｒ＝一定，θ）が、該方位角θの線形関数であり、該線形関数は、αが前記光学活性結晶の固有回転能である場合に、少なくとも近似的に勾配：
【数１】
2011135087.tif 000005
を有することを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項８】
前記方位角θ＝０°及びθ＝１８０°に対する前記方位角方向断面ｄ（ｒ＝一定，θ）の各々は、ほぼ急激に１８０°／α増大することを特徴とする請求項７に記載の光学系。
【請求項９】
前記偏光影響光学要素（７００）は、前記方位角（θ）だけに依存する厚みプロフィールを各々が有する４つの部分要素（７１０〜７４０）から成ることを特徴とする請求項４から請求項８のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１０】
方位角１０°＜θ＜８０°に対して、方位角１００°＜θ＜２６０°に対して、及び方位角２８０°＜θ＜３５０°に対して、かつ前記要素軸（ＥＡ）からの一定の間隔ｒに対して、前記厚みプロフィールｄ（ｒ，θ）による方位角方向断面ｄ（ｒ＝一定，θ）が、該方位角θの線形関数であり、該線形関数は、αが前記光学活性結晶の固有回転能である場合に、少なくとも近似的に勾配：
【数２】
2011135087.tif 000006
を有することを特徴とする請求項４から請求項６又は請求項９のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１１】
前記方位角θ＝９０°及びθ＝２７０°に対する前記方位角方向断面ｄ（ｒ＝一定，θ）の各々は、ほぼ急激に１８０°／α増大することを特徴とする請求項１０に記載の光学系。
【請求項１２】
マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学系である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】
照明系と、
投影対物系と、
を含み、
前記照明系（１１０）及び／又は前記投影対物系（１３０）は、請求項１から請求項１２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１４】
投影対物系（１３０）の物体平面が、照明系（１１０）を用いて照明され、該物体平面が、該投影対物系（１３０）を用いて該投影対物系（１３０）の像平面内に結像されるマイクロリソグラフィ投影露光方法であって、
少なくとも２つの異なる照明設定が、照明系（１１０）を用いて設定され、
前記照明設定の間で、光学結晶軸を有する光学活性材料から作られ、かつ該光学結晶軸の方向に変化する厚みプロフィールを有する偏光影響光学要素（２００）が、光学系軸（ＯＡ）に対して９０°±５°の角度で配置された回転軸の回りに回転される、
ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
微細構造構成要素のマイクロリソグラフィ製造の方法であって、
感光材料の層が少なくとも部分的に付加された基板（１４０）を準備する階段と、
結像される構造を有するマスク（１２５）を準備する階段と、
請求項１３に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置（１００）を準備する階段と、
前記投影露光装置（１００）を用いて前記マスク（１２５）の少なくとも一部を前記層の領域上に投影する階段と、
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、２００９年１２月２２日出願のドイツ特許出願第１０ ２００９ ０５５ １８４．０号、並びに２０１０年１月２５日出願の米国特許仮出願第６１／２９７，９２３号に対する優先権を請求する。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、特に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、マイクロリソグラフィ投影露光装置の照明系又は投影対物系における使用に適し、かつタンジェンシャル−ラジアル混合偏光分布を含む異なる偏光分布の柔軟な調節を可能にする偏光影響光学装置を有する光学系に関する。
【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のような微細構造構成要素の製造に用いられる。マイクロリソグラフィ処理は、照明系及び投影対物系を有する投影露光装置と呼ばれるものにおいて実施される。この場合、照明系を用いて照明されるマスク（＝レチクル）の像が、投影対物系の像平面に配置されて感光層（フォトレジスト）で被覆された基板（例えば、シリコンウェーハ）上に投影対物系を用いて投影され、マスク構造が、基板上の感光コーティング上に転写される。
【０００４】
照明系、及び同じく投影対物系の両方において、高コントラスト結像に向けて特に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。個々の直線偏光光ビームの電界強度ベクトルの振動面が、光学系軸に向う半径に対してほぼ垂直に向けられた偏光分布を表す上で、「タンジェンシャル偏光」（又は「ＴＥ偏光」）という表現を用いる。それとは対照的に、個々の直線偏光光ビームの電界強度ベクトルの振動面が、光学系軸に対してほぼラジアル方向に向けられた偏光分布を表す上で、「ラジアル偏光」（又は「ＴＭ偏光」）という表現を用いる。
【０００５】
ＷＯ２００５／０６９０８１Ａ２は、特に、光学活性結晶を含み、光学結晶軸の方向に変化する厚みプロフィールを有する偏光影響光学要素を開示している。この場合、特に、本出願の図２ａに示している要素２００は、一定の好ましい偏光方向を有する直線偏光分布のタンジェンシャル偏光分布への変換について開示されている。この要素２００は、図２ｂに示しているように、要素軸ＥＡと垂直関係で交わる基準軸ＲＡに関連する方位角θにのみ依存する厚みプロフィールを有する。この場合、要素２００の厚みは、ラジアル方向に一定に留まる。プロセス工学的理由から、要素２００の中心、すなわち、小さい半径の領域では、偏光が変化しないままに留まる孔１１が存在する。
【０００６】
更に、照明系の瞳全面にわたって変化する更に別の偏光分布を設定する必要性も存在する。
【０００７】
マイクロリソグラフィ投影露光装置の照明系において偏光誘起の複屈折を回避するために、例えば、第１及び第２の偏光マニピュレータを用い、これらの偏光マニピュレータの間に配置された光学要素が、例えば、直交する偏光状態の間で双方向に切り換えるために時間に関して変化する偏光方向の光で第１の偏光マニピュレータを通じて照明され、かつ時間に関して一定の偏光方向が第２の偏光マニピュレータによって設定されることは、特に、ＵＳ２００６／００５５９０９Ａ１から公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ドイツ特許出願第１０ ２００９ ０５５ １８４．０号
【特許文献２】米国特許仮出願第６１／２９７，９２３号
【特許文献３】ＷＯ２００５／０６９０８１Ａ２
【特許文献４】ＵＳ２００６／００５５９０９Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、タンジェンシャル−ラジアル混合偏光分布を含む異なる偏光分布の柔軟な設定を可能にする特に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】
【００１０】
光学系軸及び偏光影響光学装置を含む特にマイクロリソグラフィ投影露光装置の光学系は、光学結晶軸を有する光学活性材料を含み、光学結晶軸の方向に変化する厚みプロフィールを有する少なくとも１つの偏光影響光学要素と、光学系軸に対して９０°±５°の角度で配置された回転軸の回りに偏光影響光学要素を回転させるようにされている偏光影響光学要素の位置の操作のための位置マニピュレータとを有する。
【００１１】
光学系軸に対して実質的に垂直に配置された回転軸の回りの偏光影響光学要素の本発明によって提供される回転機能がもたらすことは、それぞれ同じ偏光分布（例えば、光ビーム断面全面にわたって一定の好ましい偏光方向を有する直線偏光分布）から始めて、偏光影響光学要素のそれぞれの回転位置に依存して異なる開始(starting)偏光分布の間で柔軟に変更を行うことを可能にすることである。
【００１２】
この点に関して、投影露光装置において上述のような方法で可能である異なる照明設定の柔軟な調節は、付加的な光学構成要素（例えば、λ／２板等）を用いずに達成することができ、これは、構造上の支出及び例えばリソグラフィ工程に対するコストの有意な低減をもたらす。本発明の更に別の利点は、付加的な光学構成要素の使用に伴う伝送損失を回避することができることである。
【００１３】
実施形態では、偏光影響光学要素は、偏光影響光学要素の少なくとも１つの位置において、偏光影響光学要素を通過する光ビームの光ビーム断面全面にわたって一定の好ましい偏光方向を有する直線偏光分布を少なくとも近似的にタンジェンシャルな偏光分布に変換するようになっている。この場合、偏光影響光学装置を用いて、又は偏光影響光学要素のそれぞれの回転位置に依存して、タンジェンシャル開始偏光分布の生成とタンジェンシャル−ラジアル混合偏光分布の生成との間で変更を行うことが可能である。
【００１４】
以下では、タンジェンシャル及びラジアル偏光分布の間の連続的な遷移を有する偏光分布を表す上で、「タンジェンシャル−ラジアル混合偏光分布」（ＴＥ／ＴＭ偏光分布又はＴＭ／ＴＥ偏光分布と呼ぶこともできる）という表現を用いる。言い換えれば、個々の直線偏光光ビームの電界強度ベクトルの振動面が、光学系軸に向う半径に対してほぼ垂直に向けられた瞳内の位置と、個々の直線偏光光ビームの電界強度ベクトルの振動面が、光学系軸に向う半径に対してほぼ平行に向けられた位置との間の遷移において、そのような偏光分布は、振動面がこれらの２つの「極端」な位置の間にあり、かつタンジェンシャルな向きからラジアルな向きへと瞳全面にわたって連続的に変化する位置を有する。
【００１５】
更に別の手法によると、本発明は、光学結晶軸を有する光学活性材料を含み、この光学結晶軸の方向に変化する厚みプロフィールを有する偏光影響光学要素を含み、偏光影響光学要素が、偏光影響光学要素を通過する光ビームの光ビーム断面全面にわたって一定である好ましい偏光方向を有する直線偏光分布をタンジェンシャル−ラジアル混合偏光分布に変換するように光学系内に配置される特にマイクロリソグラフィ投影露光装置の光学系に関する。
【００１６】
実施形態では、光学活性材料は、結晶石英である。
【００１７】
実施形態では、偏光影響光学要素は、要素軸を有し、厚みプロフィールは、方位角にのみ依存し、方位角は、要素軸に対して垂直であって要素軸と交わる基準軸に関連する。
【００１８】
実施形態では、光学系は、更に、９０°回転子を有する。これは、上述の（ＴＥ／ＴＭ及びＴＭ／ＴＥ）偏光分布の代わりに、ここでもまたタンジェンシャル偏光分布とラジアル偏光分布の間に連続的な遷移が存在する偏光分布を生成することを可能にするが、これは、９０°回転子によって導入される好ましい偏光方向の回転の結果として、上述の例ではラジアル偏光が存在した位置にタンジェンシャル方向に延びる好ましい偏光方向を有し、及びその逆も同様である偏光分布である。
【００１９】
本発明は、更に、マイクロリソグラフィ投影露光装置、及び微細構造構成要素のマイクロリソグラフィ製造のための工程に関する。
【００２０】
本発明の更に別の構成は、その説明及び特許請求の範囲において見出されるものとする。
【００２１】
以下では、本発明を一例として添付図面に図示の実施形態を用いてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態による偏光影響光学装置を有するマイクロリソグラフィ投影露光装置の構造を示す模式図である。
【図２ａ】図１の偏光影響光学装置に存在する偏光影響光学要素の模式的な斜視図である。
【図２ｂ】図１の偏光影響光学装置に存在する偏光影響光学要素の厚みプロフィールを示す図である。
【図２ｃ】更に別の実施形態による偏光影響光学装置の構成要素部分としての偏光影響光学要素の模式的な平面図である。
【図２ｄ】原則として光学活性偏光影響光学要素の動作モードを例示する斜視図である。
【図３ａ】図１の偏光影響光学装置に存在する位置マニピュレータの可能な実施形態を示す模式図である。
【図３ｂ】図１の偏光影響光学装置に存在する位置マニピュレータの可能な実施形態を示す模式図である。
【図４】図１の本発明による偏光影響光学装置を用いた異なる開始偏光分布の生成を示す模式図である。
【図５】図１の本発明による偏光影響光学装置を用いた異なる開始偏光分布の生成を示す模式図である。
【図６】図１の本発明による偏光影響光学装置を用いた異なる開始偏光分布の生成を示す模式図である。
【図７ａ】本発明による偏光影響光学要素の更に別の実施形態を例示する斜視図である。
【図７ｂ】本発明による偏光影響光学要素の更に別の実施形態を例示する厚みプロフィールを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、光源ユニット１０１、照明系１１０、結像される構造を有するマスク１２５、投影対物系１３０、及び露光される基板１４０を有するマイクロリソグラフィ投影露光装置１００の模式図を示している。光源ユニット１０１は、光源として、ＤＵＶレーザ又はＶＵＶレーザ、例えば、１９３ｎｍ用のＡｒＦレーザ、１５７ｎｍ用のＦ2レーザ、１２６ｎｍ用のＡｒ2レーザ、又は１０９ｎｍ用のＮｅ2レーザを含み、更に、平行光線束を生成するビーム形成光学系を含む。光線束の光線は、個々の光線の電界ベクトルの振動面が単一方向に延びる直線偏光分布を有する。
【００２４】
平行光線束は、発散増大光学要素１１１上に入射する。発散増大光学要素１１１は、例えば、回折ラスタ要素又は屈折ラスタ要素から成るラスタ板とすることができる。各ラスタ要素は、ラスタ要素の広がり及び焦点距離によって決められる角度分布を有する光線束を生成する。ラスタ板は、その後の対物系１１２の物体平面又はその近くに配置される。対物系１１２は、可変直径の平行光線束を生成するズーム対物系である。平行光線束は、偏向ミラー１１３を通じてアキシコン１１５を含む光学ユニット１１４上に誘導される。ズーム対物系１１２のアキシコン１１５との併用により、それぞれのズーム位置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瞳平面に生成される。
【００２５】
瞳平面１１６又はその直近には、例えば、図２ａに示している偏光影響光学要素２００が配置される。光伝播方向に偏光影響光学要素２００の後には、通過する放射線の偏光影響光学要素２００によって引き起こされた角度偏位を補償するような厚みプロフィールを有する補償板１１７が配置される。光学ユニット１１４にはレチクルマスキングシステム（ＲＥＭＡ）１１８が続き、レチクルマスキングシステム（ＲＥＭＡ）１１８は、ＲＥＭＡ対物系１１９によって構造担持マスク（レチクル）１２５上に結像され、それによってレチクル１２５上の照明領域の境界を定める。構造担持マスク１２５は、投影対物系１３０によって感光基板１４０上に結像される。投影対物系１３０の最後の光学要素１３５と感光基板１４０の間には、空気とは異なる屈折率を有する液浸液１３６が配置される。
【００２６】
図２ａは、本発明の実施形態による偏光影響光学装置の構成要素部分としての偏光影響光学要素２００を示している。
【００２７】
偏光影響光学要素２００は、光学活性材料、特に、石英から作られ、特に、タンジェンシャル偏光分布を生成するのに適し、かつ底面３０３とそれと反対の面３０５とを有する円筒形状のものである。底面３０３は、円形の平坦面の形態にある。この平坦面に対して垂直に、円の中心を通って要素軸ＥＡが延びている。反対の面３０５は、要素軸ＥＡに関して所定の厚みプロフィールに従う構成のものである。光学活性結晶の光学結晶軸は、要素軸ＥＡに対して平行に向けられている。底面の平面内では、要素軸ＥＡに対して平行に基準軸ＲＡが延び、基準軸ＲＡは、要素軸と交わり、方位角θの対する基準軸として機能する。
【００２８】
図２に図示の実施形態では、偏光影響光学要素２００は、要素軸ＥＡに対して垂直であって基準軸ＲＡと角度θを成す半径Ｒに沿って一定の厚みを有する。従って、図２ｂに示している厚み形状(configuration)は、方位角θだけに依存する。
【００２９】
図２ａ、図２ｂの実施形態では、方位角１０°＜θ＜１７０°（特に、０°＜θ＜１８０°）に対して、及び方位角１９０°＜θ＜３５０°（特に、１８０°＜θ＜３６０°）に対して、かつ要素軸からの一定の間隔ｒに対して、厚みプロフィールｄ（ｒ，θ）を通る方位角方向の断面ｄ（ｒ＝一定，θ）は、方位角θの線形関数であり、この線形関数は、αが光学活性結晶の固有回転能である場合に、少なくとも近似的に勾配：
【００３０】
【数１】
2011135087.tif 000003
【００３１】
を有する。
【００３２】
プロセス工学的な理由から、偏光影響光学要素２００の中心に配置された中心孔１１が存在する。この場合、この孔径は、一般的に、偏光影響光学要素２００の全直径の約１０〜１５％であり、一般的に、その全直径は、１００ｍｍと１５０ｍｍの間にある。
【００３３】
上述のように、偏光影響光学要素２００は、光学活性結晶の光学結晶軸の方向に変化する厚みプロフィールを有する。光学活性結晶及びそのような結晶から作られた偏光影響光学要素の一般的な動作モードを図２ｄに例示している。
【００３４】
光学活性結晶は、結晶構造によって与えられる少なくとも１つの光学結晶軸ＣＡを有する。直線偏光光が、この光学結晶軸ＣＡに沿って伝播すると、電界ベクトル２８１の振動面は、結晶２８０内の伝播距離ｄに比例する回転角βだけ回転する。対応する比例係数は、固有回転能αであり、入射する波長に依存する材料特異パラメータを表している。固有回転能は、例えば、石英では１８０ｎｍの波長において（３２５．２±０．５）°／ｍｍであることが見出されている。特に、結晶２８０内で光学結晶軸ＣＡに沿って伝播する光は、いかなる直線複屈折も受けない。従って、直線偏光光の偏光状態は、光学活性結晶２８０を光学結晶軸ＣＡに沿って通過する際に変更を受けず、結晶２８０で覆われる距離ｄの長さに依存する電界ベクトル２８１の振動面の変更された空間的な向きだけを有する。
【００３５】
本発明によって実施される偏光影響光学要素２００の位置操作又は回転を図３を参照して以下に説明する。この場合、例示している座標系では、ｘ方向を照明系の光学系軸ＯＡの方向（すなわち、光伝播方向）とし、偏光影響光学要素２００は、開始位置でｙｚ平面に配置される。
【００３６】
この場合、偏光影響光学要素２００は、図４に示しているように、好ましい偏光方向がｙ方向に延びる一定の直線入力偏光分布４２０からタンジェンシャル開始偏光分布４２０を生成する。
【００３７】
次に、図５は、偏光影響光学要素２００が、上述の開始位置から光学系軸ＯＡ（すなわち、ｘ軸）に対して垂直な軸の回りに１８０°だけ回転された状況において、上記と同じ一定の直線入力偏光分布５１０に対してこの偏光影響光学要素によって生成される開始偏光分布５２０を示している。代替的に、この回転は、ｙ軸又は同じくｚ軸に行うことができ、各場合に同じ開始偏光分布５２０を引き起こす。
【００３８】
図５に示しているように、上述の開始偏光分布５２０では、好ましい偏光方向又は電界強度ベクトルの振動方向は、「１２時」、「３時」、「６時」、及び「９時」の位置においてタンジェンシャルに延び、ｘ軸又は光学系軸ＯＡの回りにこれらの位置に対して４５°だけ回転された位置においてラジアル方向に延びている。それらの間において、振動方向が瞳全面にわたってタンジェンシャルな向きからラジアルな向きへと連続的に移行する限り、これらの「極値」の間で連続的な遷移が存在する。従って、この偏光分布は、タンジェンシャル偏光分布とラジアル偏光分布との間で連続的な遷移を有し、従って、「タンジェンシャル−ラジアル混合偏光分布」を表している。図５に示している偏光分布５２０をＴＥ／ＴＭ偏光分布又はＴＭ／ＴＥ偏光分布と呼ぶことができる。
【００３９】
一定の直線入力偏光分布４１０の生成から上述のタンジェンシャル−ラジアル混合偏光分布５２０の生成への偏光影響光学要素２００の上述の回転に伴う遷移は、以下の通りに説明することができる。
【００４０】
偏光影響光学要素２００が、入力偏光分布４１０から開始偏光分布４２０を生成する図４を参照して説明したその開始位置からｙ軸の回りに１８０°の角度だけ回転される場合は（図３ａを参照されたい）、回転軸上の領域がｙ軸回りの回転時に不動状態に留まるので、要素２００のｙ軸上（すなわち、「１２時」及び「６時」）にある領域を通過する光に対して、光学活性の結果として末端位置において達成される電界強度ベクトルの振動方向に関する回転作用は、開始位置（すなわち、１８０°回転前の設定）に対して変更されずに留まる。
【００４１】
更に、要素２００のｚ軸に沿って互いに反対関係にある領域（すなわち、それぞれ「３時」及び「９時」）は、同じ厚みのものであり、かつ光学活性の結果として達成される好ましい偏光方向の回転に対して光学要素が反対方向の通過（すなわち、「前方から後方」又は「後方から前方」）を受けるか否かは重要ではないので、電界強度ベクトルの振動方向に関して光学活性の結果として達成される回転作用もまた、光学活性の結果として、要素２８０のｚ軸上にある領域を通過する光に対しては変更されずに留まる。
【００４２】
それとは対照的に、偏光影響光学要素２００のｚ軸又はｙ軸上になくて光が通過する他の領域は、セグメント２１０、２２０の厚みの増大又は減少の結果として、要素２００の上述の回転の前と後では異なる厚みのものである。その結果、要素２００の上述の回転の後には、相対的に大きい厚みの要素部分が、回転の前に相対的に小さい厚みの要素部分が存在した位置に配置され、その逆も同様である。従って、回転の前の状況と比較すると（以前に生成されたタンジェンシャル開始偏光分布に対して）、電界強度ベクトルの方向は、「過大に」回転されるか又は「過小に」回転され、結果として、図５のタンジェンシャル−ラジアル混合偏光分布が引き起こされる。
【００４３】
回転可能構成により、偏光影響光学要素２００は、図４に示している位置（タンジェンシャル開始偏光分布４２０を生成する）から図５の位置（タンジェンシャル−ラジアル混合偏光分布５２０を生成する）に、更にその逆向きに必要に応じて柔軟に回転させることができ、付加的な光学構成要素のビーム経路内への導入をこの目的で必要とすることはない。
【００４４】
偏光影響光学要素２００の望ましい回転を実施するために、照明系１１０は、図１に模式的に示しているように、特に、要素２００の上述の回転（図３ａを参照されたい）させることができ、この目的のために適切な回転機構及び場合によっては一体化されたモータが設けられた位置マニピュレータ２５０を有する。この目的のために、要素２００を一時的にビーム経路から引き出すことができ（図３ａを参照されたい）、この目的のために、位置マニピュレータ２５０は、偏光影響光学要素２００のそのホルダと一緒の光学ビーム経路からの変位に適するアクチュエータ（リトラクタ）を有する。
【００４５】
本発明は、偏光影響光学要素に関して、図２ａに示しかつ部分要素において方位角に関して連続的に変化する厚みプロフィールに限定されない。図２ｃに平面図を示している更に別の実施形態によると、偏光影響光学要素２３０のセグメントは、階段プロフィールのものとすることができ、又は円の扇形の形状にある個々のそれぞれ平行平面の要素２３１で構成することができる。
【００４６】
図１の偏光影響光学要素２００及び位置マニピュレータ２５０を含む偏光影響光学装置は、図６の例を参照して以下に説明するように、更に別の偏光分布の柔軟な設定に対して用いることができる。
【００４７】
図６に示しているように、ビーム経路内には、偏光影響光学要素２００に加えて、９０°回転子６０５が配置され、この９０°回転子６０５の配列は、図５のタンジェンシャル−ラジアル混合偏光分布５２０の代わりに、好ましい偏光方向又は電界強度ベクトルの振動方向が、「１２時」、「３時」、「６時」、及び「９時」の位置においてラジアルであり、かつｘ軸又は光学系軸ＯＡの回りにこれらの位置に対して４５°だけ回転された位置においてタンジェンシャルである開始偏光分布６２０が生成されるという結果を有する。この開始偏光分布６２０もまた、タンジェンシャル偏光分布とラジアル偏光分布との間で連続的な遷移を有し、同様に、タンジェンシャル−ラジアル混合偏光分布を表している。
【００４８】
図６に示しているように、９０°回転子６０５は、光伝播方向に偏光影響光学要素２００に対して下流に配置され、ビームの各個々の直線偏光光線の電界強度ベクトルの振動面を９０°だけ回転することを可能にする。別の実施形態（図示せず）では、９０°回転子６０５は、光伝播方向に偏光影響光学要素２００に対して上流に配置することができる。
【００４９】
９０°回転子６０５の可能な構成は、αpが光学活性結晶の固有回転能を指定する場合に、約９０°／αpの厚みを有する光学活性結晶を含む平行平面板をビーム経路内に備えることを伴っている。偏光影響光学要素２００の場合と同様に、上述の平行平面板の光学結晶軸もその要素軸に対して平行に延びている。更に別の実施形態では、９０°回転子は、複屈折結晶から成る２つのλ／２板で構成することができる。これらのλ／２板の各々は、小さい屈折率の方向に延びる遅軸と、それに対して垂直であり、高屈折率の方向に延びる速軸とを有する。この場合、２つのλ／２板は、各場合にその遅軸と速軸が４５°の角度を成すように互いに対して回転される。
【００５０】
上述のタンジェンシャル−ラジアル混合開始偏光分布を生成するための更に別の実施形態を図７ａ〜図７ｂを参照して説明する。この目的のために、図示の実施形態により４つの部分要素７１０〜７４０で構成された偏光影響光学要素７００が用いられ、これらは、各々が同様に結晶石英から作られ、円セグメントの形状にある幾何学形状を有し、かつ要素軸ＥＡに対して同心状に配置される。図７ｂは、対応する厚みプロフィールを示している。この場合、４つの部分要素７１０〜７４０の各々において、ここでもまた、それぞれの光学結晶軸ＣＡは、要素軸ＥＡに対して平行であり、４つの部分要素７１０〜７４０の各々は、図７ｂに示しているように、要素軸ＥＡと垂直関係で交わる基準軸ＲＡに対する方位角θだけに依存する厚みプロフィールを有する。従って、部分要素７１０〜７４０の各々の厚みは、ここでもまた、ラジアル方向に一定に留まる。
【００５１】
図７の配列では、部分要素７１０〜７４０の各々は、図２ａ、図２ｂの高さ分布に関してそれぞれのラジアル対称軸の回りに１８０°だけ回転されて配置され、この場合にも、一定の好ましい偏光方向を有する直線入力偏光分布から上述のタンジェンシャル−ラジアル混合開始偏光分布が生成される。
【００５２】
図７ｂに示しているように、方位角１０°＜θ＜８０°（特に、０°＜θ＜９０°）に対して、方位角１００°＜θ＜２６０°（特に、９０°＜θ＜２７０°）に対して、及び方位角２８０°＜θ＜３５０°（特に、２７０°＜θ＜３６０°）に対して、かつ各場合に要素軸からの一定の間隔ｒに対して、厚みプロフィールｄ（ｒ，θ）による方位角方向の断面ｄ（ｒ＝一定，θ）は、方位角θの線形関数であり、この線形関数は、αが光学活性結晶の固有回転能である場合に、少なくとも近似的に勾配：
【００５３】
【数２】
2011135087.tif 000004
【００５４】
を有する。更に、方位角θ＝９０°及びθ＝２７０°それぞれに対して、方位角方向の断面ｄ（ｒ＝一定，θ）は、ほぼ急激に１８０°／α増大する。
【００５５】
更に別の実施形態（図示せず）では、図２に示している偏光影響光学要素２００を左旋性（右旋性の代わりに）の石英から作ることができ、この場合、上述のタンジェンシャル−ラジアル混合開始偏光分布は、同じく直線の入力偏光分布から生成される。
【００５６】
本発明を特定的な実施形態を用いて説明したが、当業者には、例えば個々の実施形態の特徴の組合せ及び／又は交換によって数々の変形及び代替実施形態が明らかであろう。従って、当業者は、そのような変形及び代替実施形態も同様に本発明によって包含され、本発明の範囲が特許請求の範囲及びその均等物の意味においてのみ限定されることを認めるであろう。
【符号の説明】
【００５７】
２００  偏光影響光学要素
２１０  位置マニピュレータ
２５０  偏光影響光学装置
ＯＡ  光学系軸
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
2011135087.tif 000011
【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【外国語明細書】
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