(57)【要約】  本発明は、光学系軸（ＯＡ）と偏光影響光学装置（１００，４００，５００）とを有す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。一態様によれば、偏光影響光学装置（１００，４００，５００）は、一体設計と直線複屈折とを有する少なくとも１つの偏光影響光学要素（１０１，４０１〜４０４，５０１〜５０４）を含み、偏光影響光学要素（１０１，４０１〜４０４，５０１〜５０４）の全ての複屈折の全体的絶対値は、λが光学系の作動波長である場合にλ／２という値から最大で±１５％だけずれ、複屈折の速軸の方向は、少なくとも１つの偏光影響光学要素（１０１，４０１〜４０４，５０１〜５０４）内の光学系軸（ＯＡ）に対して垂直な平面内で変化し、偏光影響光学要素の複屈折の速軸の分布は、要素の少なくとも１つの光学的不使用領域（１０１ｂ，３０１ｂ，３０１ｃ）内に位置する放射線誘起欠陥によってもたらされる。【選択図】図２
2015515142.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（１００，４００，５００）とを有する特にマイクロリソグラフィ投影露光装置の光学系であって、
この偏光影響光学装置（１００，４００，５００）は、
一体設計と直線複屈折とを有する少なくとも１つの偏光影響光学要素（１０１，４０１〜４０４，５０１〜５０４）であって、これらの偏光影響光学要素（１０１，４０１〜４０４，５０１〜５０４）のうちの全ての該複屈折の全体的絶対値が、λが光学系の作動波長である場合に値λ／２から最大で±１５％だけずれる前記少なくとも１つの偏光影響光学要素（１０１，４０１〜４０４，５０１〜５０４）、
を含み、
この複屈折の速軸の方向が、前記少なくとも１つの偏光影響光学要素（１０１，４０１〜４０４，５０１〜５０４）内の前記光学系軸（ＯＡ）に対して垂直な平面内で変化し、
前記偏光影響光学要素の前記複屈折の前記速軸の分布が、該要素の少なくとも１つの光学的不使用領域（１０１ｂ，３０１ｂ，３０１ｃ）に位置する放射線誘起欠陥によってもたらされる、
ことを特徴とする光学系。
【請求項２】
全てのこれらの偏光影響光学要素（１０１，４０１〜４０４，５０１〜５０４）の前記複屈折の前記全体的絶対値は、前記値λ／２から最大で±１０％、特に最大で±５％、より特定的には最大で±３％だけず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】
光学系の作動中に、前記偏光影響光学装置（１００，４００，５００）は、該装置（１００，４００，５００）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、少なくとも近似的にラジアル、又は混合ラジアル／タンジェンシャル出力偏光分布に変換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】
光学系軸（ＯＡ）と偏光影響光学装置（１００，４００，５００）とを有する特にマイクロリソグラフィ投影露光装置の光学系であって、
この偏光影響光学装置（１００，４００，５００）は、
一体設計と直線複屈折とを有し、この複屈折の速軸の方向が、前記光学系軸（ＯＡ）に対して垂直な平面内で変化する少なくとも１つの偏光影響光学要素（１０１，４０１〜４０４，５０１〜５０４）、
を含み、
光学系の作動中に、前記偏光影響光学要素（１０１，４０１〜４０４，５０１〜５０４）は、前記装置（１００，４００，５００）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、少なくとも近似的にラジアル、又は混合ラジアル／タンジェンシャル出力偏光分布に変換し、
前記偏光影響光学要素の前記複屈折の前記速軸の分布が、該要素の少なくとも１つの光学的不使用領域（１０１ｂ，３０１ｂ，３０１ｃ）に位置する放射線誘起欠陥によってもたらされる、
ことを特徴とする光学系。
【請求項５】
光学系軸（ＯＡ）と偏光影響光学装置（１００，４００，５００）とを有する特にマイクロリソグラフィ投影露光装置の光学系であって、
この偏光影響光学装置（１００，４００，５００）は、
一体設計と直線複屈折とを有する少なくとも１つの偏光影響光学要素（１０１，４０１〜４０４，５０１〜５０４）であって、この複屈折の絶対値が、予め決められた一定値から最大で±１５％だけずれ、この複屈折の速軸の方向が、該少なくとも１つの偏光影響光学要素（１０１，４０１〜４０４，５０１〜５０４）内の前記光学系軸（ＯＡ）に対して垂直な平面内で変化する前記少なくとも１つの偏光影響光学要素（１０１，４０１〜４０４，５０１〜５０４）、
を含み、
前記偏光影響光学要素の前記複屈折の前記速軸の分布が、該要素の少なくとも１つの光学的不使用領域（１０１ｂ，３０１ｂ，３０１ｃ）に位置する放射線誘起欠陥によってもたらされる、
ことを特徴とする光学系。
【請求項６】
前記要素の前記光学的不使用領域（１０１ｂ，３０１ｂ，３０１ｃ）は、環状幾何学形状を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項７】
前記偏光影響光学要素の前記複屈折の前記速軸の前記分布は、前記光学系軸に対して第１の半径方向内側領域（３０１ｃ）にかつ該光学系軸に対して第２の半径方向外側領域（３０１ｂ）に位置する放射線誘起欠陥によってもたらされる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】
前記偏光影響光学要素（１０１，４０１〜４０４，５０１〜５０４）は、平行平面幾何学形状を有す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】
前記偏光影響光学要素（１０１，４０１〜４０４，５０１〜５０４）は、アモルファス材料、特に石英ガラス（ＳｉＯ2）で製造され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】
光伝播方向に前記偏光影響光学装置（４００，５００）の上流にλ／４板（４１０，５１０）を更に含むことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１１】
約４５°の偏光回転角の入射光の偏光方向の回転をもたらす４５°回転子（４２０，５２０）を光伝播方向に前記偏光影響光学装置（４００，５００）の下流に更に含む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】
約９０°の偏光回転角の入射光の偏光方向の回転をもたらす９０°回転子（５３０）を更に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】
前記偏光影響光学装置（４００，５００）は、光伝播方向に連続して配置された複数のそのような偏光影響光学要素（４０１〜４０４，５０１〜５０４）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】
これらの偏光影響光学要素（５０１〜５０４）のうちの少なくとも１つが、前記光伝播方向に前記９０°回転子（５３０）の上流及び該光伝播方向に該９０°回転子（５３０）の下流の両方にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１２及び請求項１３に記載の光学系。
【請求項１５】
前記光伝播方向に関して前記９０°回転子（５３０）の上流の光学系に発生された系リターデーションが、該光伝播方向に関して該９０°回転子（５３０）の下流の光学系に発生される系リターデーションによって少なくとも部分的に補償されることを特徴とする請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１６】
λ／４板（４１０，５１０）、４５°回転子（４２０，５２０）、及び９０°回転子（５３０）である前記要素のうちの少なくとも１つ、特にこれらの要素の全てを光学ビーム経路内の位置と該光学ビーム経路の外側の位置との間で互いに独立して移動することができるアクチュエータデバイスを更に含むことを特徴とする請求項１０から請求項１５のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１７】
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（１０）と、
投影レンズ（２０）と、
を含み、
前記照明デバイス（１０）及び／又は前記投影レンズ（２０）は、請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の光学系を含む、
ことを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置。
【請求項１８】
微細構造化構成要素をマイクロリソグラフィで生成する方法であって、
感光材料の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１７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４月１７日出願のドイツ特許出願ＤＥ１０  ２０１２  ２０６  ２８７．４及びＵＳ  ６１／６２５，１７１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、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デバイスにおける又は投影レンズにおける使用に適し、かつ混合タンジェンシャル／ラジアル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射されたマスク（＝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。
【０００４】
高コントラスト結像の目的で照明デバイスと投影レンズの両方において特にタンジェンシャル偏光分布を設定することが慣例となっている。「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が、光学系軸に向く半径に対してほぼ垂直な向きに配置さ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」（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が、光学系軸に対してほぼラジアルな向きに配置された偏光分布を意味すると理解される。それに応じて、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される。
【０００５】
更に、照明デバイスの瞳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。
【０００６】
従来技術に関して、ＷＯ  ２００５／０６９０８１  Ａ２、ＵＳ  ２００６／００５５９０９  Ａ１、ＷＯ  ０３／０７７０１１  Ａ１、及びＤＥ  １０  ２００９  ０５５  １８４  Ｂ４を純粋に例示的に参照されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ  ２００５／０６９０８１  Ａ２
【特許文献２】ＵＳ  ２００６／００５５９０９  Ａ１
【特許文献３】ＷＯ  ０３／０７７０１１  Ａ１
【特許文献４】ＤＥ  １０  ２００９  ０５５  １８４  Ｂ４
【特許文献５】ＷＯ  ２００５／０２６８４３  Ａ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、望ましい偏光分布（例えば、タンジェンシャル偏光分布のような）の具備を比較的低い製造の複雑さしか伴わずに高い精度で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】
【０００９】
この目的は、独立請求項の特徴によって達成される。
【００１０】
本発明の一態様によれば、特にマイクロリソグラフィ投影露光装置の光学系は、光学系軸と偏光影響光学装置とを含む少なくとも１つの偏光影響光学要素を含み、この偏光影響光学装置は、一体設計と直線複屈折とを有し、偏光影響光学要素の全ての複屈折の全体的絶対値は、λが光学系の作動波長である場合にλ／２という値から最大で±１５％だけずれ、複屈折の速軸の方向は、少なくとも１つの偏光影響光学要素内の光学系軸に対して垂直な平面内で変化し、偏光影響光学要素の複屈折の速軸の分布は、要素の少なくとも１つの光学的不使用領域内に位置する放射線誘起欠陥によってもたらされる。
【００１１】
特に、本発明の根底にある概念は、一体設計と空間的に変化する複屈折速軸方向とを有する少なくとも１つの光学要素を用いて望ましい（出力）偏光分布を生成し、この複屈折効果又は全体的にもたらされるリターデーションが、絶対値に関してλ／２に実質的に等しく、ここで、λ／２板内で発生する複屈折速軸にして偏光方向を鏡像反転させる効果を使用するというものである。本発明により、この場合に、第１に一体要素内に変化する複屈折速軸方向を発生させる結果として、セグメント空間を回避することができる。更に、変化する厚みプロファイルの生成を割愛することができ、すなわち、ある一定の状況では、偏光影響効果は、厳密な意味で、光が通過する材料の厚み変化に依存せず、複屈折速軸の空間変化に依存するので、製造の複雑さを割愛することができる。
【００１２】
本発明による複屈折速軸の局所変動は、更に、以下により詳細に説明するように、比較的高い精度で設定することができ、従って、望ましい（出力）偏光分布の生成も比較的高い精度で可能である。本発明による上述の手法の更に別の利点は、偏光影響効果を修正するために必要に応じて偏光影響光学要素の「事後処理」を比較的簡単に、例えば、厚みプロファイルを変更するのと比較して簡単に実施することができる点である。この場合に、偏光影響光学装置の全体複屈折を測定するために、適切な偏光測定は、それ自体公知の方式に使用することができ、その上で、複屈折速軸の局所変動を修正するために少なくとも１つの偏光影響光学要素の適切な事後処理を存在させることができる。
【００１３】
一実施形態によれば、偏光影響光学要素のうちの全ての複屈折の全体的絶対値は、λ／２という値から最大で±１０％、特に最大で±５％、更に、特に最大で±３％だけずれる。「偏光影響光学要素のうちの全ての複屈折の全体的絶対値」という文言は、偏光影響光学要素のうちの全ての総計した（合算した）複屈折として理解されるものとする。
【００１４】
一実施形態によれば、光学系の作動中に、偏光影響光学装置は、装置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、少なくとも近似的にラジアル、又は混合ラジアル／タンジェンシャル出力偏光分布に変換する。
【００１５】
ここでかつ以下に続く本文では、「混合タンジェンシャル／ラジアル偏光分布」（ＴＥ／ＴＭ偏光分布又はＴＭ／ＴＥ偏光分布と呼ぶ場合もある）は、タンジェンシャル偏光分布とラジアル偏光分布の間の（連続的又は段階的）遷移を有する偏光分布を意味すると理解しなければならない。言い換えれば、個々の直線偏光光線の電界強度ベクトルの振動平面が、光学系軸に向く半径に対してほぼ垂直な向きに配置された瞳内の点と、個々の直線偏光光線の電界強度ベクトルの振動平面が、光学系軸に向く半径に対してほぼ平行な向きに配置された点との間で遷移にあるそのような偏光分布は、電界強度ベクトルの振動平面が、これらの２つの「極端な」位置の間に位置し、かつ瞳にわたってタンジェンシャルからラジアルアラインメントまで連続的又は段階的な遷移を受ける点を有する。
【００１６】
更に別の態様によれば、本発明はまた、光学系軸と偏光影響光学装置とを有す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し、この偏光影響光学装置は、一体設計と直線複屈折とを有する少なくとも１つの偏光影響光学要素を含み、この複屈折の速軸の方向は、光学系軸に対して垂直な平面内で変化し、光学系の作動中に、偏光影響光学要素は、装置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、少なくとも近似的にラジアル、又は混合ラジアル／タンジェンシャル出力偏光分布に変換し、偏光影響光学要素の複屈折速軸の分布は、この要素の少なくとも１つの光学的不使用領域内に位置する放射線誘起欠陥によってもたらされる。
【００１７】
放射線誘起欠陥を用いた本発明により使用される複屈折速軸の局所変動の発生は、特に赤外線放射線により、例えば、石英ガラス（ＳｉＯ2）のようなアモルファス材料を照射することにより、放射線誘起欠陥によってもたらされる直線複屈折を材料内に目標を定めた方式で生成することができ、この複屈折が、直接に照射されない領域内にも形成され、それによって放射線誘起欠陥を光学的に全く使用されない領域内に発生させることができるという発見に基づいている。しかし、この点に関して、本発明の開示は、光学的不使用領域内での放射線誘起欠陥の発生に限定されない。むしろ、例えば、該当領域内での偏光状態又は放射線誘起欠陥によるその操作が光学系の性能に対して比較的重要ではない場合に、光学系の作動中に必ず光が通過する光学要素の領域を照射するか又はそこに欠陥を与えることができ、マイクロリソグラフィ投影露光装置では、この条件は、例えば、光学系軸に関して中心にある領域において一般的に満たされる。
【００１８】
上述の手法を使用することにより、望ましい出力偏光分布を発生させるための本発明による複屈折速軸の局所変動は、特に高い精度で設定することができる。
【００１９】
更に別の態様によれば、本発明はまた、光学系軸と偏光影響光学装置とを有す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し、この偏光影響光学装置は、一体設計と直線複屈折とを有する少なくとも１つの偏光影響光学要素を含み、この複屈折の絶対値は、予め決められた一定値から最大で±１５％だけずれ、この複屈折の速軸の方向は、少なくとも１つの偏光影響光学要素内の光学系軸に対して垂直な平面内で変化し、偏光影響光学要素の複屈折の速軸の分布は、要素の少なくとも１つの光学的不使用領域内に位置する放射線誘起欠陥によってもたらされる。
【００２０】
一実施形態によれば、放射線誘起欠陥が発生する要素の光学的不使用領域は、環状幾何学形状を有する。
【００２１】
一実施形態によれば、偏光影響光学要素の複屈折の速軸の分布は、光学系軸に対して第１の半径方向内側領域と光学系軸に対して第２の半径方向外側領域とに位置する放射線誘起欠陥によってもたらされる。その結果、マイクロリソグラフィ投影露光装置では、光学系軸に関して中心にある領域において、通過する光の偏光状態は一般的に比較的重要ではなく、又は少なくとも僅かなかかわりしかなく、従って、放射線誘起欠陥は、光学的不使用領域（例えば、光学系軸に関して半径方向外側領域）内だけではなく、照明設定に基づいて、言わば半径方向内側の光学的使用領域内にも確かに発生させることができるという上述の発見が使用される。処理においては、上述の複屈折分布は、言わば２つの側（光学的有効面に関して半径方向内側及び半径方向外側）から発生させることができるので、更に任意的に、複屈折速軸の空間分布の更に精密な設定を有利な方式で達成することも可能である。
【００２２】
一実施形態によれば、偏光影響光学要素は、平行平面幾何学形状を有する。そのような実施形態は、製造の観点と、同じく光ビーム断面にわたって達成される偏光光学効果の精度の観点との両方から特に有利であり、特に、望ましい出力偏光分布を発生させるのに変化する厚みプロファイルを割愛することができるという冒頭で記載した本発明により利用される原理が利用される。
【００２３】
一実施形態によれば、偏光影響光学要素は、アモルファス材料、特に石英ガラス（ＳｉＯ2）で製造される。
【００２４】
一実施形態によれば、光学系は、光伝播方向の偏光影響光学装置の上流にλ／４板を更に含む。そのようなλ／４板を使用することにより、最初に、光学系内の元の一定直線入力偏光分布（例えば、レーザ光源によって供給されるもののような）を円偏光光に変換することができる。その結果、今度は、以下により詳細に尚も説明するように、複屈折速軸の局所分布を有する少なくとも１つの偏光影響光学要素を例えば「下流の」（すなわち、偏光影響光学装置に続く）４５°回転子と併せて、この局所分布がラジアル分布又はタンジェンシャル分布であるように設計することが可能になる。これは、次に、例えば圧電要素によって印加することができる外部（光学系軸に関してラジアル方向に作用する）圧力の印加により、関連の複屈折を発生させることを可能にする。
【００２５】
従って、一実施形態によれば、光学系は、光伝播方向の偏光影響光学装置の下流に入射光の偏光方向の約４５°の偏光回転角の回転をもたらす４５°回転子を更に含む。
【００２６】
一実施形態によれば、光学系は、入射光の偏光方向の約９０°の偏光回転角の回転をもたらす９０°回転子を更に含む。そのような９０°回転子の存在は、特に、望ましい偏光状態の本発明による設定の範囲よりも大きいリターデーション補償効果を９０°回転子の適切な位置決めによってもたらすことができる点から有利とすることができ、すなわち、光学系に存在し、かつ光学系のうちで光伝播方向に関して９０°回転子の上流にある（「第１の」）部分内で発生又は収集された望ましくない偏光楕円率が、９０°回転子の作用によって反転されるので（すなわち、右周りの楕円から左周りの楕円へ、又はその逆に）、この系のうちで光伝播方向に関して９０°回転子の下流にある（「第２の」）部分内で発生又は収集された偏光楕円率により、望ましくない系リターデーションの少なくとも部分的な補償を得ることが可能であり、望ましくない系リターデーションの少なくとも部分的な補償をもたらすことができる。
【００２７】
従って、一実施形態によれば、光伝播方向に関して９０°回転子の上流にある光学系内で発生した系リターデーションは、光伝播方向に関して９０°回転子の下流にある光学系に発生される系リターデーションによって少なくとも部分的に補償される。
【００２８】
一実施形態によれば、偏光影響光学装置は、光伝播方向に連続して配置された本発明による設計の複数の偏光影響光学要素を含む。特に、これらの要素は、直接に連続して配置することができる。
【００２９】
一実施形態によれば、これらの偏光影響光学要素のうちの少なくとも１つは、光伝播方向に９０°回転子の上流と光伝播方向に９０°回転子の下流との両方にそれぞれ配置される。この実施形態において、上述したように、必要に応じて、光伝播方向に９０°回転子の上流に配置された偏光影響光学要素の複屈折を光伝播方向に９０°回転子の下流に配置された偏光影響光学要素の複屈折によって補償することがまさに可能である。
【００３０】
一実施形態によれば、光学系は、λ／４板、４５°回転子、及び９０°回転子である要素のうちの少なくとも１つ、特にこれらの要素の全てを光学ビーム経路内の位置と光学ビーム経路の外側の位置との間で互いに独立して移動することができるアクチュエータデバイスを更に含む。これは、発生される出力偏光分布の切り換え（例えば、タンジェンシャル偏光分布から一定直線偏光分布への）を得ることも必要に応じて可能にする。
【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微細構造化構成要素のマイクロリソグラフィ生成の方法に関する。
【００３２】
本発明の更に別の実施形態は、この説明及び従属請求項から集めることができる。本発明を添付図面に示す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】
【００３３】
【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設計を説明するための概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による偏光影響光学要素の設計及び機能を説明するための概略図である。
【図３】偏光影響光学要素の更に別の実施形態を説明するための概略図である。
【図４】偏光影響光学装置の更に別の例示的実施形態を説明するための概略図である。
【図５】偏光影響光学装置の更に別の例示的実施形態を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に続く本文では、最初に、図１を参照して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例示的実施形態を説明する。投影露光装置は、照明デバイス１０と投影レンズ２０を含む。照明デバイス１０は、例えば、１９３ｎｍの作動波長のための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、更に特定的には２００ｎｍよりも短い作動波長に向けて設計される。
【００３５】
照明デバイス１０は、取りわけ、図示の例では偏向ミラー１３を含む光学ユニット１１を有する。本発明の実施形態において、照明デバイスは、異なる照明構成を生成するために互いに独立して設定することができ、例えば、ＷＯ  ２００５／０２６８４３  Ａ２から公知であるような複数のミラー要素を含む図１に示すミラー装置１２を含む。これらのミラー要素は、例えば−２°から＋２°まで、より具体的には−５°から＋５°まで、更に特定的には−１０°から＋１０°までの角度範囲でそれぞれ個々に傾斜させることができる。ミラー装置内のミラー要素の適切な傾斜配置の結果として、予め均一化されて平行化されたレーザ光を望ましい照明設定に基づいてミラー要素によって適切な方向にそれぞれ偏向することにより、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。更に別の実施形態において、照明デバイスは、ミラー装置の代わりに例えばＤＯＥ又はアキシコンとの併用でのズームレンズのような発散増大光学要素を含むことができる。
【００３６】
光伝播方向に光学ユニット１１の下流のビーム経路には、例えば、光混合を提供するのに適する微小光学要素の配置とレンズ要素群１４とをそれ自体公知の方式で含む光混合デバイス（例示していない）が位置し、その下流には、レチクルマスキング系（ＲＥＭＡ）を有する視野平面が位置し、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の境界が定められる。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。特に、投影レンズ２０は、液浸作動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。
【００３７】
本発明により、偏光影響光学装置１００は、照明デバイス１０の構成要素であって図１の例示的実施形態では瞳平面ＰＰ内又はその直近に位置する少なくとも１つの偏光影響光学要素１０１を有し、この偏光影響光学要素１０１に対して、図２及びそれ以降を参照して下記でより詳細に説明する。
【００３８】
図２は、偏光影響光学要素１０１の設計及び機能を説明するための概略図を示している。要素１０１は、例えば、石英ガラス（ＳｉＯ2）のようなアモルファス材料からなり、図２に略示するように、以下により詳細に説明する適切な処理の結果として直線複屈折を有し、この複屈折は、光学的有効区域に対応する領域３０１ａにわたって絶対値に関して実質的に一定であり、この光学的有効区域にわたって複屈折速軸のアラインメントに関して局所的に変化する。図２では、速軸のそれぞれの位置を最も厚みのある線で記号化し、「ｆａ」で表している。厚みの小さい双方向矢印（「Ｐ１」で表す）は、図示の例ではプロットした座標系のｙ軸に沿って延びる入力偏光の方向を指定し、中くらいの厚みの双方向矢印（「Ｐ２」で表す）は、出力偏光の方向を指定している。
【００３９】
図２から分るように、出力偏光の方向は、複屈折速軸の方向の局所変動の結果として変化し、この場合に、要素１０１から射出する光の偏光方向は、要素１０１の複屈折の絶対値又は要素に引き起こされるリターデーションの絶対値がλ／２（λは作動波長を表す）に等しい場合に速軸「ｆａ」に関する入力偏光方向の鏡像反転として出現する。
【００４０】
図２の特定の例示的実施形態において、要素１０１内の複屈折速軸の局所変動は、正確に出力偏光分布がタンジェンシャル偏光分布に対応するように発生される。しかし、本発明は、タンジェンシャル偏光分布に限定されず、更に別の実施形態において、特定の用途又は光学系における要件に基づいて、例えば、ラジアル出力偏光分布又は混合タンジェンシャル／ラジアル出力偏光分布を発生させることができる。
【００４１】
図２では、「１０１ｂ」は、光学的不使用領域を表し、これは、この特定の例示的実施形態では環状幾何学形状を有し、そこには、上述の要素１０１のアモルファス材料内での速軸の局所変動を有する直線複屈折を生成する目的のための赤外線放射線によって放射線誘起欠陥が発生される。ここで、本発明は、予め決められた領域（この例では領域１０１ｂ）に局所的に限定される方式で放射線誘起欠陥を発生させることにより、該当要素１０１の別の領域（この例では領域１０１ａ）内にも直線複屈折がもたらされ、この場合に出現する複屈折速軸の局所分布を放射線誘起欠陥の適切な配置によって目標を定めた方式で設定することができるという発見を端緒とする。ここで、実施した研究は、例えば、材料経路１センチメートル毎に１０ｎｍよりも大きい遅延又はリターデーション（すなわち、互いに直交するか又は垂直な偏光状態に対する光路長の差）の値を高い精度で設定することができることを示している。一例として、作動波長が約１９３ｎｍである場合に、λ／２の遅延は、約９６．５ｎｍに対応し、従って、９ｃｍよりも小さい必要材料経路に対応し、これは、この必要材料経路を示す偏光影響光学要素のうちの１つ又は更にそれよりも多くによって与えることができる。
【００４２】
光学要素１０１は、望ましい複屈折又は偏光効果を発生させるために光学系内に特定的に導入された１つ又はそれよりも多くの追加の要素、又は他にいずれにしても光学系内に既に存在する光学要素又はレンズ要素（例えば、マイクロリソグラフィ投影露光装置の照明デバイスのもののような）とすることができる。
【００４３】
図３は、本発明の更に別の実施形態による偏光影響光学要素３０１の設計及び機能を説明するための概略図を示している。図３に記載の実施形態は、上述の放射線誘起欠陥が、半径方向外側の光学的不使用領域３０１ｂ内だけではなく、半径方向内側の領域３０１ｃ内にもこれに加えて形成されることにより、図２に記載のものとは異なり、この場合に、半径方向内側領域及び半径方向外側領域は、光学系軸ＯＡに関してのものである。
【００４４】
本発明の更に別の実施形態において、偏光影響光学装置は、局所変動する複屈折速軸方向を有する１つだけの偏光影響光学要素の代わりに、光伝播方向に関して互いに前後に（必ずではないが特に直接に連続して）配置することができる複数のそのような偏光影響光学要素を含むことができる。そのような実施形態は、偏光影響光学要素の各々が、全体的に得られる複屈折に対して各々小さい寄与しか与える必要がないので、製造が更に簡易化される点で有利である。
【００４５】
図４は、本発明による偏光影響光学装置４００が４つの偏光影響光学要素４０１〜４０４を含み、その各々が、上述したように直線複屈折のものであり、複屈折速軸の局所変動を伴って実施される例示的実施形態を概略図に示している。更に、図４に記載のものでは、光伝播方向（矢印「Ｌ」で表す）に装置４００の上流にλ／４板４１０が設けられ、光伝播方向に装置４００の下流に４５°回転子４２０が設けられる。λ／４板４１０は、光伝播方向に対して垂直の光学結晶軸のアラインメントを有する例えばフッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）、又は他に結晶石英のような適切な光学的単軸結晶材料からいずれかの手法で製造することができる。４５°回転子４２０は、約４５°の角度の望ましい偏光回転を与えるために、光伝播方向に対して平行な光結晶軸のアラインメントを有する光学活性結晶石英で製造することができる。
【００４６】
図４の画像の下側部分に示すように、上述の個々の構成要素の配置により、最初に一定である直線入力偏光分布Ｐ４１は、λ／４板４１０の結果として一定の円偏光を有する偏光分布Ｐ４２に変換される。装置４００の個々の偏光影響光学要素４０１〜４０４の各々は、複屈折速軸のラジアル分布を有し、それによって装置４００を通した後には偏光分布Ｐ４３が得られ、この偏光分布は、最終的に望ましいタンジェンシャル偏光分布Ｐ４４に対して約４５°の角度だけ回転されており、従って、最終的に、望ましいタンジェンシャル偏光分布Ｐ４４は、４５°回転子４２０によってのみ生成される。
【００４７】
λ／４板４１０及び４５°回転子４２０の追加使用の結果として、要素４０１〜４０４内の複屈折速軸の分布がそれぞれラジアル分布であるという事実は、（例えば、図１の例における複屈折速軸分布の場合におけるものとは異なり）対応する複屈折速軸空間分布を外部の圧力によって（例えば、圧電要素を使用することにより）生成することができるという事実をもたらす。しかし、当然ながら、図１に基づいて上述した例示的実施形態と同様に、放射線誘起欠陥の発生を適用することも可能である。
【００４８】
図５は、本発明の更に別の実施形態を概略図に示している。この実施形態は、特に（本発明がこれに限定されることはないが）、偏光影響光学装置５００の連続する偏光影響光学要素５０２、５０３の間に配置することができる９０°回転子５３０が更に別の構成要素として設けられることによって図４におけるものと区別される。
【００４９】
更に、図５に記載のものでは、プロットした矢印によって示すように、９０°回転子５３０と、図４と同じく存在する構成要素、すなわち、λ／４板５１０及び４５°回転子５２０との両方を互いにそれぞれ独立してビーム経路の外側の位置と光学ビーム経路の内側の位置との間で移動することができる。その結果、より具体的には、図５の下側部分に示すように、最終的に発生される出力偏光分布がタンジェンシャル偏光分布ではなく、ここでもまた、一定直線偏光分布Ｐ５２であるような切り換え、すなわち、９０回転子５３０だけが光学ビーム経路に配置されることによるものであるような切り換えが発生する。この場合に、光伝播方向に９０°回転子５３０の上流に位置する要素５０１、５０２の複屈折効果は、光伝播方向に９０°回転子５３０の下流に位置する要素５０３及び５０４によって完全に補償され（一方で要素５０１、５０２の全体複屈折寄与が、他方で要素５０３、５０４の寄与に絶対値に関して対応するという仮定の下に）、それによって最終的に元の偏光分布Ｐ５１に対応する一定直線偏光分布Ｐ５２が得られる。更に、９０°回転子５３０を光学ビーム経路の外側の位置に移動し、λ／４板５１０及び４５°回転子５２０をそれぞれ光学ビーム経路内の位置に配置することにより、図４に関して上述したタンジェンシャル出力偏光分布の発生を実現することができる。従って、その結果、図５の例示的実施形態において、タンジェンシャル出力偏光分布と直線出力偏光分布の間で柔軟に切り換えを行うことが可能である。
【００５０】
本発明を特定の実施形態に基づいて記述したが、当業者には、例えば、個々の実施形態の特徴の組合せ及び／又は交換により、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同時に包含され、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でのみ限定されることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５１】
１０１  偏光影響光学要素
１０１ａ  光学的有効区域
１０１ｂ  光学的不使用領域
ｆａ  複屈折速軸
Ｐ1  入力偏光方向
Ｐ2  出力偏光方向
【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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【国際調査報告】
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