CN101568884B - 光学系统、具体而言微光刻投射曝光设备的照明系统或投射物镜 - Google Patents

光学系统、具体而言微光刻投射曝光设备的照明系统或投射物镜 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种光学系统，具体而言一种微光刻投射曝光设备的照明系统或投射物镜，其包括至少一影响偏振的光学布置(200、400、550)，所述光学布置具有至少两个、光学活性材料的影响偏振的光学元件(210、220)，其中至少一所述影响偏振的元件(210、220)被可旋转地布置。

Description

光学系统、具体而言微光刻投射曝光设备的照明系统或投射物镜
技术领域
本发明涉及光学系统，具体而言涉及微光刻投射曝光设备的照明系统或投射物镜(projection objective)。具体而言，本发明涉及具有影响偏振的光学布置的微光刻投射曝光设备的照明系统或投射物镜，该影响偏振的光学布置在提供希望的偏振分布上允许增强的灵活性。
背景技术
微光刻用于微结构元件的生产，例如集成电路或LCD。微光刻在具有照明系统和投射物镜的所谓投射曝光设备中进行。在该情形中，利用照明系统照明的掩模(＝掩模母版reticle)图像利用投射物镜被投射到衬底(例如硅晶片)上，该衬底涂覆以光敏层(光致抗蚀剂)并且布置在投射物镜的像平面中，以便将掩模结构转移至衬底上的光敏涂层上。
为了优化图像对比度，已知各种方案来特别设定照明系统中的光瞳平面中和/或掩模母版中的特定的偏振分布。
WO 2005/069081A2公开了包括光学活性晶体并且包括在晶体的光学轴的方向厚度分布变化的影响偏振的光学元件。
从WO 2006/077849A1和其它事物已知，在照明系统的光瞳平面中或其附近布置光学元件，用于转变偏振状态，所述光学元件具有多个可变光学旋转元件，通过可变光学旋转元件，入射的线性偏振的光的偏振方向可以旋转可变的可调整的旋转角度。通过这些旋转元件提供的可变旋转角度或偏振状态也尤其根据测量偏振状态的装置所提供的测量结果而调整，以便例如相互适应两个不同的系统。
WO 2005/031467A2公开了，在投射曝光设备中，利用一或更多的偏振操纵装置来影响偏振分布，该一或更多的偏振操纵装置也可以布置于多个位置并且可以为可以被引入光束路径的影响偏振的光学元件的形式，其中这些影响偏振元件的动作可以通过改变位置，例如元件的旋转、偏心或倾斜而变化。
发明内容
本发明的目的是提供一种光学系统，具体而言一种微光刻投射曝光设备的照明系统或投射物镜，它在提供希望的偏振分布上具有提高的灵活性。
该目的通过独立权利要求1的特征而获得。
根据本发明的光学系统，具体而言微光刻投射曝光设备的照明系统或投射物镜，包括至少一影响偏振的光学布置，其具有至少两个、光学活性材料的影响偏振的光学元件，其中至少一所述影响偏振的元件被可旋转地布置。
根据本发明，提供了至少两个、光学活性材料的影响偏振的光学元件，其中至少一所述影响偏振的元件被可旋转地布置，这样的事实提供利用旋转而如所希望地在光学系统中可变地定位这些影响偏振的光学元件的可能性，和在光束路径中可能提供其相互叠置的不同程度的可能性，由此提供偏振分布可调整性方面的高度灵活性。在该方面，利用简单(多个)旋转所述元件，尤其可以产生、避免、或者具体而言改变在光束路径中两个影响偏振的光学元件的重叠区，以便根据入射光是否均穿过影响偏振的光学元件两者，仅穿过其一或者一个也未穿过，根据由所述元件的叠置所提供的光学活性材料的整体厚度，而产生整体旋转效果。
根据本发明的布置的另一优点是(例如与具有相对彼此可移置的楔形构件的配置对比)，可以使用几乎整个光瞳区成为希望的界定的偏振状态，或者可以基本在整个光瞳平面上实现界定的偏振分布。
根据优选实施例，每个所述影响偏振元件被可旋转地布置。具体地，影响偏振的元件可以相互独立地被可旋转地布置。
根据优选实施例，至少两个影响偏振的光学元件各自具有恒定的厚度，它也优选这样被选择，使得每个这些元件引起线性偏振光以90°和90°奇数倍的偏振方向旋转。在该情形中，当穿过两个影响偏振元件时，偏振状态因此旋转180°。采用该配置，影响偏振元件的各旋转位置的改变使得可以从初始的恒定偏振方向的线性偏振光产生多个不同的偏振分布，其中所述光瞳的对应的单独的区可以以不同的方式关于其偏振方向被旋转或者90°(当仅穿过一个元件)或者可以保持未改变(当穿过两个元件或者一个元件也未穿过)。
根据优选实施例，影响偏振的光学布置至少紧邻布置于光学系统的光瞳平面。
根据优选实施例，对于影响偏振的光学布置存在至少一中性位置，其中至少两个影响偏振的光学元件使穿过布置的光的偏振状态基本保持不变。这具有整体布置可以永久保留在光学系统中的优点，既便例如不希望偏振状态改变。
根据优选实施例，对于影响偏振的光学布置存在至少一位置，其中碰撞于该布置之上的线性偏振光的优选偏振方向被旋转90°。这使得可以以灵活的方式选择一种作为90°延迟器的设置，依靠光学系统的两个部分之间的影响偏振的光学布置的作用，该90°延迟器适于实现在相应的部分中出现的相位跳变(例如由于镜子的反射现象)的补偿。在该情形，两个相互垂直的偏振状态通过根据本发明的影响偏振的光学布置作为90°延迟器的作用而被互换，使得在第二部分中的相位跳变之和精确地低偿在第一部分中的相位跳变之和。
根据优选实施例，至少两个影响偏振的光学元件以这样的方式布置，使得在光学系统的光束路径中其光学有效表面为圆的扇形的形状的对应几何形状并且优选是半圆。在该情形也优选至少两个影响偏振的光学元件以这样的方式可旋转地布置，使得其光学有效表面在影响偏振的光学元件的至少一旋转位置相互补充，以便构成整体圆形表面(在平面图中或作为投射)。作为影响偏振元件的各光学有效表面的半圆几何形状的结果，这些元件的合适的旋转使得可以产生具有圆的部分的形状的几何形状的区并且具有相互不同的偏振方向。这些偏振分布首先包括称为‘准切向’偏振分布(也称为‘X-Y偏振’)，它在一阶近似中是切向的偏振分布中，包括优选偏振方向在X方向的光分量和优选偏振方向在Y方向的光分量，其中这两个光分量尤其可以在光束截面中所占据的其整个表面面积方面和在其强度方面都一致(在此X轴和Y轴被设为是笛卡儿坐标系的相互垂直的轴，其中垂直于X轴和X轴的Z轴平行于光学系统轴或光传播方向延伸)。
但是，可以被产生的偏振分布还包括具有垂直和水平极的大小的偏振分布，它们与上述界定的分布相关而改变，就其而言，因此优选偏振方向在X方向和优选偏振方向在Y方向的光分量在光束截面中其所占据的总面积方面和在其强度方面分别不一致。换言之，根据本发明的影响偏振的光学布置也可以产生多个偏振分布，就其而言，可以连续地改变在光束截面中存在的面积的相对尺寸关系，而具有恒定的优选偏振方向。
根据另一优选配置，影响偏振的光学布置具有另一具有垂直于光学系统轴取向的光学晶体轴的双折射晶体材料。优选另一光学元件绕光学系统轴可旋转地布置。此外该光学元件优选具有四分之一波长板或多个四分之一波长板的布置。该另一光学元件优选仅布置在光束穿过影响偏振的光学布置的中心部分区中。
该设计配置使得它可以产生其中圆偏振光或者有效地未被偏振的光也产生于光瞳的中心区(该区的尺寸取决于另一光学元件的范围)的偏振分布。
在该方面，本发明利用了下列事实，在根据本发明的布置中，圆偏振光在偏振状态未被影响的条件下穿过光学活性材料，因为圆偏振状态代表光学活性材料的固有状态。此外，利用所述另一光学元件(四分之一波长板)的旋转，可以相对于碰撞于所述布置之上的光的偏振方向，调整其光学晶体轴的取向，换而言之，四分之一波长板可以放置在其将线性入射偏振转换为圆偏振的位置和其保留线性入射偏振未改变的位置之间。
根据另一实施例，所述另一光学元件也可以具有四分之一波长板的矩阵状或棋盘状布置。在该情形中，矩阵或棋盘状布置的单独区可以具有相对彼此旋转90°的光学晶体轴，使得正被讨论的区交替地将线性入射偏振分别转换为右圆偏振光和左圆偏振光，因此，通过图像处理中组分的叠置，而在光瞳的中心区再次设置未偏振的光。
上述总体构思的实施，即圆偏振光穿过光学活性材料而不在偏振状态方面被影响，因为圆偏振状态代表光学活性材料的固有状态，不限于根据本发明的影响偏振布置，而是也可以普遍地在其它布置或光学系统中被实施。
根据本发明的另一方面，还涉及微光刻投射曝光设备的照明系统，其中不同的照明设置可以在照明系统中被设置，并且其中在照明系统中存在的偏振分布可以通过至少一光学元件的旋转而被适应于分别设置的照明设置。
在该情形中这些照明设置可以在所生产的照明极的尺寸和/或形状方面不同，在该情形中，偏振分布可以连续地适应于这些照明极的尺寸和/或形状。
根据优选实施例，至少一这些照明设置是环形照明设置。
根据优选实施例，至少一光学元件由光学活性材料制成。
根据另一方面，本发明还涉及在至少一照明极中设置偏振分布的方法，具体地在具有上述特征的光学系统中或照明系统中，其中偏振分布的设置受到至少一光学元件的旋转的影响。
根据另一方面，本发明还涉及光学系统，具体地是微光刻投射设备的照明系统或投射物镜，包括光学活性材料的至少一光学元件，其中所述光学元件是这样布置的，使得在光学系统的工作中其至少以圆偏振光按区照射。
根据另一方面，本发明还涉及操作光学系统的方法，具体地是微光刻投射曝光设备的照明系统或投射物镜，其中所述系统具有至少一光学活性材料的光学元件，其中所述光学系统至少以圆偏振光按区照射。
本发明还涉及微光刻投射曝光设备，微结构元件的微光刻生产的方法和微结构元件。
在说明书和所附权利要求中阐述了本发明的更多的配置。
附图说明
以下将通过在附图中以实例方式示出的实施例更详细地描述本发明，其中：
图1是根据本发明的微光刻投射曝光设备的照明系统的结构的示意图；
图2是根据本发明的影响偏振的光学布置的结构的示意图；
图3a-3k示出了通过图2的影响偏振的光学元件的不同旋转位置可以获得的对于预定入射偏振分布(图3a)的偏振分布的示意图(图3b-3k)；
图4示出了在另一实施例中示出根据本发明的影响偏振的光学元件的结构的示意侧视图。
图5a-5d示出了示出通过图4的影响偏振的光学元件的不同旋转位置对于预定入射偏振分布(图5a)可以获得的偏振分布的示意图(见图5b-5c)，和根据本发明的影响偏振的光学布置的另一替代配置(图5d)；
图6-7示出了示出在另一实施例中根据本发明的影响偏振的光学布置的结构的示意图和可以利用这样的布置产生的出射偏振分布；以及
图8a-8e示出了可以在光学系统中被设定的不同照明设置的示意图。
具体实施方式
图1是示出根据本发明一实施例的微光刻曝光设备的照明系统的基本结构的示意图。
照明系统1采用来自包括例如193nm工作波长的ArF激光的光源单元(未示出)和产生平行光束的束形成光学系统的光，用于结构承载掩模(掩模母版)的照明。
根据所示出的实施例，光源单元的平行光束首先撞击衍射光学元件3(也称为‘光瞳界定元件’)，它通过由光瞳平面P1中的各衍射表面结构所界定的角辐射特性的方式产生希望的强度分布(例如双极或四极分布)。如图1中所示出的，在光传播方向布置在折射光学元件3的下游的是具有产生可变直径的平行光束的变焦物镜(zoom object)的光学单元4，和轴锥体(axicon)。利用变焦物镜结合布置在上游的折射光学元件3，根据各变焦位置和轴锥体元件的位置，在光瞳平面P1中产生不同的照明配置。光学单元4还包括改变方向镜4a。
根据所述实施例，影响偏振的光学布置5布置于光瞳平面P1中。该布置可以包括任何以下所述的影响偏振的光学布置的配置。
在光束路径中在光传播方向布置在影响偏振的光学布置5的下游的是光混合装置6，它自身以已知的方式具有包括适于产生光混合的微光学元件的布置。光混合装置也可以替代地包括蜂巢聚光器、或对于在工作波长的光透明的材料例如石英玻璃或者还有晶状氟化钙的条形积分器。
光混合装置6在光传播方向被跟随着透镜组7，其下游是具有掩模母版掩模系统(REMA)的场平面F1，其图像通过在光传播方向的下游位置的REMA物镜，产生于布置在场平面F2中的结构承载掩模(掩模母版)2上，并且它由此界定了掩模母版2上的照明区。结构承载掩模2用投射物镜(在此未示出)成像于被提供以光敏层的晶片或衬底上。
参考图2，在此示出的仅是影响偏振的光学布置200的示意性侧视图。影响偏振的光学布置200包括第一影响偏振的光学元件210和第二影响偏振的光学元件220，它们相互独立地围绕着共同旋转轴可旋转地布置(该轴在示出的实施例中与光学系统轴OA一致)。可旋转布置的实施可以受到光学元件210、220的影响，该各光学元件210、220例如包括在光学使用面积之外的各自范围，并且在固定元件(未示出)中被固定在未被光学使用的各自区中，固定方式例如为夹钳安装或粘结安装，这又通过(优选可驱动)旋转装置是可旋转的。根据另一实施例，仅有影响偏振元件210和220之一被可旋转地布置。
两个影响偏振的光学元件210和220各自以平板的形式由光学活性晶状石英生产，其中各晶体材料的光学晶体轴与上述旋转轴(即也与光学系统轴，对应于示出的坐标系的z轴)成平行关系取向。此外在示出的实施例中影响偏振的光学元件210、220各自为恒定厚度的平板的形式，所述厚度是这样选择的使得元件210、220产生线性偏振光学90°或其奇数倍的偏振方向的旋转。当使用在193nm的波长和21.6℃具有大约323.1°/mm的比旋转能力α合成的光学活性晶状石英时，该条件对应于影响偏振的光学元件210、220的278.5μm或其奇数倍的厚度。对于自然石英，为了对比的目的，光学行为就例如关于Oa(天然石英)＝325.2±0.5°/mm来确定(在20℃和25℃之间的环境温度，其中温度相关性由ΔOa/ΔT＝2.37mrad/(mm℃)±0.14mrad/(mm℃)来确定)。
根据所示出的实施例，影响偏振的光学元件210和220的几何形状可以基本上按希望被选择(例如以圆板的或矩形板的形式)，影响偏振的光学元件210和220被这样在光束路径中布置，使得在光学系统的光束路径中，各这些元件210、220的光学有效表面分别是半圆几何形状。在图3b-3k的示意图中，这些元件210、220的各光学有效表面通过相互不同的阴影线示出，其中取决于单独的元件210、220的对应的旋转位置而存在的重叠区通过对应的双阴影线而被识别。这些图还示出了通过在光传播方向在影响偏振的光学布置200的下游的元件210、220的动作所设置的偏振分布，更具体地通过箭头的方向指示对应的优选偏振方向。因而这些箭头在此仅作为单箭头示出(并且不作为双箭头)，以便更好地示出实际旋转角度，但是在该方面例如出射偏振的180°的旋转角度的旋转最终保持偏振分布不变。
在分别在图3b和3c中示出的布置310和320中，影响偏振元件210和220是这样定位的，使得其相互完全叠加。因而作为结果存在分别具有对于入射偏振在影响偏振的光学布置200后面未改变偏振方向的半圆区311和321(在图3a中面对Y方向)，以及其中偏振方向已经被旋转180°的半圆区321和322。因而对于在图3b中示出以及在图3c中示出的设置，在影响偏振的光学布置200的动作方面，出射偏振分布对应于入射偏振分布，使得各情形包括不改变偏振分布的布置200的中性位置。
在图3d和图3e中，影响偏振的光学元件210和220的位置是这样选择的，使得其有效光学表面不重叠但是相互补充以便提供圆形的整体表面(在平面图中或作为投射)。结果偏振方向90°的旋转分别发生于各两个对应的半圆区331和332，和341和342中。当在光学系统的两个部分之间，影响偏振的光学布置的动作旨在实施在光学系统的各部分中出现的相位跳变的补偿，这样的设置尤为有效，相位跳变例如由镜的反射现象引起。在该情形中，两个相互垂直的偏振状态通过作为90°延迟器的根据本发明的影响偏振的光学布置的动作而被互换，使得在第二部分中的相位跳变之和精确地低偿在第一部分中的相位跳变。减小/补偿偏振状态不希望的改变的该原理例如从WO03/077011A1中已知，并且因而还可以采用根据本发明的影响偏振的光学布置而实施。
在图3g中所示出的影响偏振的光学元件210和220的布置360是这样选择的，使得它们在Y方向上(即垂直)的相互面对关系的两个区362和364中不重叠(使得在各情形中在此发生偏振方向90°的旋转)。与之对比，两个元件210和220在区363中重叠，使得在此偏振方向被旋转180°。在X方向与区363成相对关系的区361中，元件210和220分别都不在光束路径中，使得在此根本没有发生偏振方向的旋转。作为结果获得的偏振分布被称为‘准切向’和‘X-Y偏振’，因为所谓在一阶近似中它包括优选偏振方向在X方向的光分量和优选偏振方向在Y方向的光分量。在图3g的布置360的情形中，这两个光分量就其在光束截面这所占据的总表面还有其强度而言一致。
在图3f和3h中示出的布置是这样选择的，使得元件210、220的重叠区和未被元件210或220所覆盖的区各自比仅被元件210、220之一各自覆盖的区(即在图3f中的区352和354和在图3h中的区372和374)小(图3f，区351、353)或大(见图3h，区371、373)。结果，优选偏振方向在X方向和优选偏振方向在Y方向的光分量就其在光束截面中所占据的总面积和其强度而言分别不一致。分别改变覆盖区353和373的大小使得可以以恒定的优选偏振方向而连续地改变各极的尺寸或在光束截面中存在的面积。
在元件210和220的图3j中所示出的布置390中，元件210和220的非重叠区以相对关系在X方向水平布置，其中在垂直地相对布置的区392和394中，元件210和220或者重叠(区394)或者根本不存在(区392)。结果，图3j的布置390产生被称为‘准径向’的偏振分布，其中分别在X轴和Y轴上的优选偏振方向，以与方向朝向光学系统轴OA的半径平行的关系取向。相似于上述图3f和3h的实施例，图3i和3k的实施例对于上述图3j的布置390以这样的方式修改，使得在光束截面中存在并且分别在X方向和Y方向成相对关系的极尺寸或表面的面积被改变而具有恒定的优选偏振方向。
以下将参考图6和7描述根据本发明的影响偏振的光学布置的另一实施例。该布置与参考图2和3描述的影响偏振布置200不同，即总共6个影响偏振元件沿光学系统轴OA连续地布置并且被布置得围绕光学系统轴OA(形成共同的旋转轴)可旋转。各这些元件(也由具有平行于光学系统轴OA光学晶体轴的光学活性晶状石英制成)而且也是恒定厚度，与图2和3不同，这些元件不是为半圆的形状而是为四分之一圆的形状。对应的布置例如在图7a(以及图7c、图7e、等第)中作为平面图示出，在该方面数字‘1’，‘1+2’，‘2+3’等识别在正被讨论的圆形扇区中存在的对应的元件和在此重叠的元件。作为已经在图2和3的实例中的情形，单个元件的旋转围绕相关整圆的中心点发生。单独的影响偏振元件的厚度是这样选择的，使得在光学传播方向的头两个元件分别产生线性偏振光45°或其奇数倍的偏振方向的旋转。在光传播方向上接下来的两个元件(即该布置的第三和第四元件)是这样的厚度使得其产生线性偏振光90°的偏振方向的旋转。在光传播方向上更后面的两个元件(即该布置的第五和第六个元件)分别引起线性偏振光135°的偏振方向的旋转。
如已经利用图2和3的实例所描述的，穿过多个板时的偏振状态通过光分别穿过的多个板的单独旋转之和而旋转。
该布置在提供希望的偏振状态方面实现了灵活性的进一步的增加，如以下所述。图6首先示出了可以用两个分别叠置的元件的结合实现的结果的全部旋转的综述。在该情形中单独的影响偏振元件从‘1’至‘6’连续编号并且当光穿过这两个板时导致的旋转角以角度并且也以箭头符号的形式说明。
现在，对于这些影响偏振的光学元件布置的实施例，图7a-7p示出了，六个影响偏振的光学元件的总共八个不同的配置以及对应的产生的出射偏振分布。在该方面图7b示出了与图7a的配置相关的出射偏振分布，图7d示出了与图7c的配置相关的出射偏振分布，等等。在所有情形中，各入射偏振分布分别对应于图3a和图5a的配置，即在Y方向具有优选偏振方向的线性偏振分布。
图7a和7c的配置分别适于产生准切向偏振分布(图7a，b)和准径向偏振分布(分别是图7c、d)，分别与图3g和3j对比，它仍然分别是对于理想切向和径向偏振分布的更好近似。
图7e-7f的配置对应于作为不影响偏振状态的结果的中性位置。图7g-7h对应于优选偏振方向90°的规则旋转，并且因而相似于上述图3d和图3e的配置，适于最小化在未被偏振操作中的残留偏振的剩余角度。
图7i-7j的配置，相似于图3g的实施例，对应于准切向X-Y偏振的产生，根据图7k-71的另一可能的配置，也可以围绕光学系统轴OA旋转45°而产生。
图7m-7n和图7o-7p的配置因而分别对应于优选偏振方向的45°(图7m-7n)和135°(图7o-7p)的均匀旋转。
以下，参考图4和图5a-5c，将描述根据本发明另一实施例的影响偏振的光学布置。该影响偏振的光学布置400首先具有图2和图3的布置200的两个影响偏振的光学元件210和220。另外并且在光传播方向(沿示出的坐标系中的z轴)被布置在布置200的上游，但是作为布置400的组成元件，存在另一双折射晶体材料的光学元件410，其中该光学晶体轴垂直于光学系统轴OA取向，与元件210和220形成对比。根据示出的实施例，该另一光学元件410是以四分之一波长板的形式并且也围绕元件210和220的公共旋转轴而可旋转地布置(它在示出的实施例轴也与光学系统轴OA符合)并且独立于元件210和220。另外元件410包括圆形几何形状并且在示出的实施例中具有穿过该布置的光束的直径的大约50％的直径(这就是说例如大约50％的最大光瞳直径)。
如在图5a-c中所示出的，根据图4的布置400，可以从具有恒定偏振方向的原始的入射偏振分布(见图5a)产生出射偏振分布，该出射偏振分布依靠在光瞳中心区(其尺寸取决于光学元件410的范围)的四分之一波长板的作用而产生圆偏振光。在该方面，有益的效果是通过四分之一波长板产生的圆偏振光穿过后面的元件210、220而不影响偏振状态，因为圆偏振状态代表光学活性材料的固有状态。由于前述从线性入射偏振分布产生圆偏振光的动作预示元件410中光学晶体轴为相对于线性入射偏振分布轴的优选偏振方向是基本45°的角度，所以上述产生圆偏振的效果也可以利用元件410围绕光学系统轴OA的旋转而被改进或抑制。具体地在示出的实施例中，光学元件410不具有任何影响偏振动作，如果元件410中的光学晶体轴平行于线性入射偏振的优选偏振方向(即在示出的坐标系轴的y方向)，因为该偏振方向关于四分之一波长板的双折射材料也形成固有状态。
在这种意义上，图5b中所示出的配置对应于与图3g相似的准切向偏振分布的产生，图5b中示出了板的旋转位置以及出射偏振分布，相似于图3的视图，但是在光瞳的中心区515具有圆偏振分布。在图5c中所示出的布置520，相似于图3f，对应于又一准切向偏振分布的产生，该准切向偏振分布与垂直极522、524相比在水平极521、523具有不同尺寸，并且在光瞳的中心区525具有圆偏振分布。相似地，对于参考图2和3已经描述的所有配置，利用图4的影响偏振的光学布置400，可以产生对应的包括在光瞳的中心区的圆偏振的出射偏振分布，即所述在光瞳中心区的圆偏振的产生独立于其他影响偏振元件或旋转器板的位置来实现。
此外应当理解在光的传播方向布置在偏振旋转器或影响偏振元件上游的四分之一波长板的原理也可以被应用于参考图6和7所述的布置，以便产生在图7a-7p中详细示出的出射偏振布置，在各情形中相似地具有在光瞳的中心区中的圆偏振分布。
根据另一实施例，另一光学元件410，如在图5d的示意图中所示出的，替代四分之一波长板，也可以具有四分之一波长板的矩阵状或棋盘状布置570，其中相互相邻布置的矩阵状布置的四分之一波长板分别具有相互相对旋转90°的光学晶体轴，其中此外相似于图4，所述布置例如在光传播方向定位于影响偏振布置200的上游(在图5d中被560所标识)并且也优选围绕在z方向上延伸的光学系统轴OA可旋转地布置。根据另一替代实施例，另一光学元件410也可以包括影响偏振元件的矩阵状或棋盘状分布，在该情形，在该分布中各相邻元件交替地产生四分之一波长-和(3*四分之一波长)-延迟。
优选在上述矩阵状布置中，‘逆’的双折射区围绕光瞳中心以点对称布置。作为在图像处理中单个元件的叠置的结果，两种配置都分别允许光瞳的中心区中准未偏振光的产生。在这些配置中，上述矩形形式布置的作用也可以分别利用对于形成旋转轴的光学系统轴旋转大约45°而被“切换为开或关”。具有四分之一波长板(或(3*四分之一波长板)矩阵状或棋盘状布置的结构也可以与各此前所述的影响偏振布置(分别参考图2、3和图6、7)结合。
图8a-e示出了可以在光学系统中设置的典型照明设置，例如如图1中所示出并且例如根据所使用的各掩模而优选的照明系统，其中图8a示出了所谓具有‘小西格马’的照明设置(也称为小西格马设置)，图8b示出了环形照明设置，图8c示出了四极照明设置，也称为C-四方(C-quad)设置，并且图8d示出也被称为类星体设置的照明设置，其中四极的四个极被布置得相对于C-四方设置在各情形中分别围绕z轴关于x轴和y轴旋转45°。图8e示出了相似于图8c的照明设置，而具有在x方向以相反关系布置的极的变化的尺寸(‘水平’极)。根据本发明的影响偏振的光学布置尤其可以被使用，以便通过旋转至少一影响偏振的光学元件，使在照明系统中各被设置或存在的偏振分布，就极尺寸而言，连续地适于各设置的照明设置，即照明极的尺寸和/或形状。
如果以下参考具体实施例描述本发明，则例如通过结合和/或相互交换单个实施例的特征，对于本领域的技术人员而言各种变更和替代配置是显见的。因而对于本领域的技术人员显见的是，这样的变更和替代配置也被本发明包含并且本发明的范围仅根据所附权利要求及其等同物限制。

Claims (33)

1.一种光学系统，具体是一种微光刻投射曝光设备的照明系统或投射物镜，包括：
至少一影响偏振的光学布置(200、400、550)，具有至少两个、光学活性材料的影响偏振的光学元件(210、220)，
其中至少一所述影响偏振元件(210、220)可旋转地布置，
所述光学系统具有光学系统轴(OA)，其中所述光学活性材料分别是光学活性晶体材料并且所述光学活性晶体材料的光学晶轴分别平行于所述光学系统轴(OA)，
可以通过旋转至少一个影响偏振的光学元件(210、220)来改变重叠区，其中由穿过所述光学系统的光中的、同时穿过重叠区内的两个影响偏振的光学元件(210、220)的光束定义所述重叠区。
2.根据权利要求1的光学系统，其特征在于每个所述影响偏振元件(210、220)可旋转地布置。
3.根据权利要求1或2的光学系统，其特征在于至少一影响偏振的光学元件(210、220)在垂直于所述光学系统的光学系统轴(OA)的平面中是可旋转的。
4.根据权利要求2的光学系统，其特征在于每个所述影响偏振的光学元件(210、220)在垂直于所述光学系统的光学系统轴(OA)的平面中分别是可旋转的。
5.根据权利要求2或4的光学系统，其特征在于所述影响偏振的光学元件(210、220)绕所述影响偏振的光学元件(210、220)的公共旋转轴可旋转地布置。
6.根据权利要求5的光学系统，其特征在于所述光学系统具有与所述公共旋转轴一致的光学系统轴(OA)。
7.根据权利要求1、2和4中任一项的光学系统，其特征在于所述至少两个影响偏振的光学元件(210、220)分别具有恒定的厚度。
8.根据权利要求1、2和4中任一项的光学系统，其特征在于所述至少两个影响偏振的光学元件(210、220)的至少一个的厚度被这样选择，使得其产生线性偏振光90°或其奇数倍的偏振方向的旋转。
9.根据权利要求1、2和4中任一项的光学系统，其特征在于所述至少两个影响偏振的光学元件(210、220)中的每个的厚度被这样选择，使得其产生线性偏振光90°或其奇数倍的偏振方向的旋转。
10.根据权利要求1、2和4中任一项的光学系统，其特征在于所述光学系统具有光学系统轴(OA)，其中所述至少两个影响偏振的光学元件(210、220)沿所述光学系统轴(OA)直接连续布置。
11.根据权利要求1、2和4中任一项的光学系统，其特征在于所述光学活性材料是石英、TeO2或AgGaS2。
12.根据权利要求1、2和4中任一项的光学系统，其特征在于存在至少一所述影响偏振的光学布置的中性位置，在所述中性位置，所述至少两个影响偏振的光学元件(210、220)使穿过所述布置的光的偏振状态基本未变。
13.根据权利要求1、2和4中任一项的光学系统，其特征在于存在所述影响偏振的光学布置的至少一位置，在所述至少一位置，碰撞于所述布置之上的线性偏振光的优选偏振方向被旋转90°。
14.根据权利要求1、2和4中任一项的光学系统，其特征在于所述至少两个影响偏振元件(210、220)以这样的方式布置，使得其在所述光学系统的光束路径中的有效光学表面分别为圆的扇形的几何形状。
15.根据权利要求1、2和4中任一项的光学系统，其特征在于所述至少两个影响偏振元件(210、220)以这样的方式布置，使得其在所述光学系统的光束路径中的有效光学表面分别为半圆的几何形状或四分之一圆的几何形状。
16.根据权利要求1、2和4中任一项的光学系统，其特征在于所述影响偏振光学布置具有多于2个这样的影响偏振的光学元件。
17.根据权利要求1、2和4中任一项的光学系统，其特征在于所述影响偏振光学布置具有6个这样的影响偏振的光学元件。
18.根据权利要求16的光学系统，其特征在于至少两个所述影响偏振的光学元件相互厚度不同。
19.根据权利要求1、2和4中任一项的光学系统，其特征在于所述至少两个影响偏振的光学元件(210、220)的有效光学表面在光传播方向在至少一旋转位置完全重叠。
20.根据权利要求1、2和4中任一项的光学系统，其特征在于在至少一旋转位置所述影响偏振的光学元件(210、220)的光学有效表面相互补充，以便提供整体圆形区。
21.根据权利要求1、2和4中任一项的光学系统，其特征在于在所述至少两个影响偏振的光学元件(210、220)的至少一位置中的所述影响偏振的光学布置将具有恒定偏振方向的入射偏振分布转换为近似切向的偏振分布。
22.根据权利要求1、2和4中任一项的光学系统，其特征在于所述影响偏振光学布置至少紧邻所述光学系统的光瞳平面(P1)布置。
23.根据权利要求1、2和4中任一项的光学系统，其特征在于所述光学系统具有光学系统轴(OA)，其中所述影响偏振的光学布置(400)具有双折射晶体材料的另一光学元件(410)，所述双折射晶体材料具有垂直于所述光学系统轴(OA)取向的光学晶体轴。
24.根据权利要求23的光学系统，其特征在于所述另一光学元件(410)绕所述光学系统(OA)轴可旋转地布置。
25.根据权利要求23的光学系统，其特征在于所述另一光学元件(410)具有一个四分之一波长板或多个四分之一波长板的布置。
26.根据权利要求23的光学系统，其中所述另一光学元件具有四分之一波长板的矩阵状布置(570)，其中在所述布置的至少两个相邻四分之一波长板中所述光学晶体轴相互相对旋转90°。
27.根据权利要求23的光学系统，其特征在于所述另一光学元件仅被布置在穿过所述影响偏振的光学布置的所述光束的中心的部分区中。
28.根据权利要求23的光学系统，其特征在于所述另一光学元件包括圆形几何形状。
29.根据权利要求23的光学系统，其特征在于所述另一光学元件具有在所述光学系统的工作中穿过其的光束的直径40％至60％的范围的直径。
30.一种在至少一照明极中，具体是在根据权利要求1至29任一项的光学系统中，设置偏振分布的方法，其中所述偏振分布的设置受到至少一所述影响偏振的光学元件的旋转的影响，所述至少一光学元件由光学活性材料制成。
31.根据权利要求30的方法，其特征在于所述至少一照明极是环形照明设置的照明极。
32.一种具有照明系统和投射物镜的微光刻投射曝光设备，其中所述照明系统和/或所述投射物镜是根据权利要求1至29任一项的光学系统。
33.一种微结构元件的微光刻生产的方法，包括下列步骤：
提供对于其至少部分施加光敏材料层的衬底；
提供具有其图像将被产生的结构的掩模(2)；
提供根据权利要求32的微光刻投射曝光设备；并且
利用所述投射曝光设备投射至少一部分掩模(2)于所述层的区上。
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