JP2015180936A - 偏光変調光学素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】偏光変調光学素子301であって、偏光変調光学素子301は旋光性材料から成り、厚さプロファイルを有し、厚さは光軸の方向(図中の素子軸EAに平行)において測定され、光学素子の領域にわたって変化する。この偏光変調光学素子301は、第1の直線偏光光線の振動面および第2の直線偏光光線の振動面がそれぞれ、相互に異なる第1の回転角度および第2の回転角度で回転される。
【選択図】図3
Description
Claims (81)
- 偏光変調光学素子であって、
当該偏光変調光学素子は厚さプロファイルを有しており、または厚さプロファイルを含み、
光学軸を有する旋光性結晶から成り、または光学軸を有する旋光性結晶を含み、
前記光学軸の方向において測定される前記厚さプロファイルは可変である、
ことを特徴とする偏光変調光学素子。 - 第1の直線偏光光線および第2の直線偏光光線の各振動面はそれぞれ、第1の回転角度および第2の回転角度によって回転され、前記第1の回転角度は前記第2の回転角度と異なる、請求項1記載の偏光変調光学素子。
- 前記旋光性結晶は水晶、TeO2またはAgGaS2である、請求項1または2記載の偏光変調光学素子。
- 前記偏光変調光学素子は、第1の直線偏光分布を有する入射光束を、第2の直線偏光分布を有する出射光束に変換し、前記第1の直線偏光分布は前記第2の直線偏光分布と異なる、請求項1から3までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。
- 前記出射光束の偏光分布は、実質的に接線偏光分布である、請求項4記載の偏光変調光学素子。
- 前記出射光束の偏光分布は、実質的に放射状偏光分布である、請求項4記載の偏光変調光学素子。
- 前記偏光変調光学素子は実質的に旋光性結晶の光学軸の方向に配向されている素子軸を有しており、
前記厚さプロファイルは当該素子軸に関連して変化し、当該変化は方位角θにのみ依存し、当該方位角θは基準軸から測定され、当該基準軸は前記素子軸に対して垂直に延在し、前記素子軸と交差する、
請求項1から6までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。 - 前記厚さプロファイルは半径に沿って一定の値を有しており、
当該半径は、前記素子軸に対して垂直に、かつ前記基準軸に相対して角度θで配向されている、請求項7記載の偏光変調光学素子。 - 前記方位部分d(r=定数,θ)は、実質的に、方位角θ=0°で跳躍のような360°/αの上昇を有する、請求項9記載の偏光変調光学素子。
- 前記方位部分d(r=定数,θ)は、実質的に、方位角θ=0°およびθ=180°で跳躍のような180°/αの上昇を有する、請求項11記載の偏光変調光学素子。
- 前記偏光変調光学素子は、異なる厚さまたは異なる光学的有効厚さを有する少なくとも2つの平面平行部分から成る、または、異なる厚さまたは異なる光学的有効厚さを有する少なくとも2つの平面平行部分を含む、請求項1から8までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。
- 前記部分は円の扇形として、または六角形として、または正方形として、または長方形として、または台形状ラスタ素子として構成されている、および/または少なくとも、旋光性液体または非旋光性液体を含むキュベットを含む、請求項14記載の偏光変調光学素子。
- 第1の平面平行部分の対が、前記偏光変調光学素子の中央素子軸の向かいあっている側に配置されており、第2の平面平行部分の対が前記素子軸の向かいあっている側に配置され、前記第1の平面平行部分に関連して前記素子軸の周りで円周方向にずらされており、 前記第1の部分はそれぞれ、前記各第2の部分の厚さまたは光学的有効厚さと異なる厚さまたは光学的有効厚さを有している、請求項14または15記載の偏光変調光学素子。
- 偏光変調光学素子を通る直線偏光光の振動面は、第1の回転角度β1で前記第1の平面平行部分の少なくとも1つ内で回転され、第2の回転角度β2で前記第2の平面平行部分の少なくとも1つ内で回転され、
従ってβ1およびβ2は実質的に式|β2−β1|=(2n+1)・90°に一致し、ここでnは整数をあらわす、請求項16記載の偏光変調光学素子。 - 前記β1およびβ2は実質的に式β1=90°+p・180°に一致し、ここでpは整数をあらわし、β2=q・180°に一致し、ここでqは0とは異なる整数をあらわす、請求項17記載の偏光変調光学素子。
- 前記第2の平面平行部分の対は、前記第1の平面平行部分の対に関して前記素子軸の周りでほぼ90°で円周方向にずらされている、請求項16から18までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。
- 前記第1の平面平行部分の対と前記第2の平面平行部分の対は、前記偏光変調光学素子の中央開口部または中央掩蔽部の反対側に配置されている、請求項16から19までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。
- 前記第1および第2の対の調整部分は、領域によって相互に離れて間隔が開けられており、
当該領域は、前記偏光変調光学素子に入射する直線偏光光に対して不透明である、または非旋光性である、請求項16から20までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。 - 前記第1および第2のグループの前記部分は取り付け部分によって一緒に保持される、請求項16から21までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。
- 前記取り付け部分は、前記偏光変調光学素子に入射する直線偏光光に対して不透明である、または非旋光性である、請求項22記載の偏光変調光学素子。
- 前記取り付け部分は実質的にスポークホイール形状を有している、請求項22または23記載の偏光変調光学素子。
- 実質的に平面平行部分の第1のグループを含み、通過する直線偏光光の振動面は第1の回転角度β1によって回転され、
実質的に平面平行部分の第2のグループを含み、通過する直線偏光光の振動面は第2の回転角度によって回転され、
従ってβ1およびβ2は実質的に式|β2−β1|=(2n+1)・90°と一致し、ここでnは整数をあらわす、請求項14から24までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。 - 前記β1およびβ2は実質的に式β1=90°+p・180°に一致し、ここでpは整数をあらわし、β2=q・180°に一致し、ここでqは0とは異なる整数をあらわす、請求項25記載の偏光変調光学素子。
- 前記厚さプロファイルまたは有効光学厚さのプロファイルは連続的な形状を有している、請求項1から8までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。
- 素子直径Dおよび最小厚さdminを有しており、当該最小厚さdminは少なくとも、前記素子直径Dの0.002倍に等しい、請求項1から27までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。
- 前記偏光変調光学素子は中央開口部または中央掩蔽部を有している、請求項1から29までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。
- 前記偏光変調光学素子は、第1の直線偏光分布を有する入射光束を、第2の直線偏光分布を有する出射光束に変換し、前記入射光束は複数の光線から成り、当該光線は、旋光性結晶の光学軸に対して相対的に角度分布を有しており、当該角度分布は100mradを超えない最大入射角度を有している、請求項1から30までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。
- 偏光変調光学素子であって、
第1の直線偏光光線の振動面と、第2の直線偏光光線の振動面はそれぞれ第1の回転角度と第2の回転角度で回転され、
前記第1の回転角度は前記第2の回転角度は異なっており、
前記偏光変調光学素子は旋光性材料から成る、または旋光性材料を含む、
ことを特徴とする偏光変調光学素子。 - 異なる厚さまたは異なる有効光学厚さの少なくとも2つの平面平行部分を有している、請求項32記載の偏光変調光学素子。
- 前記部分は、円の扇形として、または六角形として、または正方形として、または長方形として、または台形状ラスタ素子として構成されている、または前記部分は、旋光性液体または非旋光性液体を含む少なくとも1つのキュベットを含む、請求項33記載の偏光変調光学素子。
- 第1の平面平行部分の対が前記偏光変調光学素子の中央素子軸の反対側に配置されており、第2の平面平行部分の対が前記素子軸の反対側に配置されており、かつ前記第1の平面平行部分に関連して前記素子軸の周りで円周方向にずらされており、
前記第1の部分はそれぞれ、前記各第2の部分の厚さまたは有効光学厚さと異なる厚さまたは有効光学厚さを有している、請求項33または34記載の偏光変調光学素子。 - 偏光変調光学素子を通る直線偏光光の振動面は、第1の回転角度β1で前記第1の平面平行部分の少なくとも1つ内で回転され、第2の回転角度β2で前記第2の平面平行部分の少なくとも1つ内で回転され、
従ってβ1およびβ2は実質的に式|β2−β1|=(2n+1)・90°に一致し、ここでnは整数をあらわす、請求項35記載の偏光変調光学素子。 - 前記β1およびβ2は実質的に式β1=90°+p・180°に一致し、ここでpは整数をあらわし、β2=q・180°に一致し、ここでqは0とは異なる整数をあらわす、請求項36記載の偏光変調光学素子。
- 前記第2の平面平行部分の対は、前記第1の平面平行部分の対に関連して前記素子軸の周りでほぼ90°で円周方向にずらされている、請求項35から37までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。
- 前記第1の平面平行部分の対と前記第2の平面平行部分の対は、前記偏光変調光学素子の中央開口部または中央掩蔽部の反対側に配置されている、請求項35から38までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。
- 前記第1および第2の対の調整部分は領域によって相互に離れて間隔が開けられており、
当該領域は、前記偏光変調光学素子に入射する直線偏光光に対して不透明である、または非旋光性である、請求項35から39までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。 - 前記第1および第2のグループの前記部分は取り付け部分によって一緒に保持される、請求項35から40記載の偏光変調光学素子。
- 前記取り付け部分は、前記偏光変調光学素子に入射する直線偏光光に対して不透明である、または非旋光性である、請求項41記載の偏光変調光学素子。
- 前記取り付け部分は実質的にスポークホイール形状を有している、請求項41または42記載の偏光変調光学素子。
- 実質的に平面平行部分の第1のグループを含み、通過する直線偏光光の振動面は第1の回転角度β1によって回転され、
実質的に平面平行部分の第2のグループを含み、通過する直線偏光光の振動面は第2の回転角度によって回転され、
従ってβ1およびβ2は実質的に式|β2−β1|=(2n+1)・90°と一致し、ここでnは整数をあらわす、請求項33から43までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。 - 前記β1およびβ2は実質的に式β1=90°+p・180°に一致し、ここでpは整数をあらわし、β2=q・180°に一致し、ここでqは0とは異なる整数をあらわす、請求項44記載の偏光変調光学素子。
- 請求項1から45までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子を有する光学装置であって、
前記光学装置が構成され、少なくとも1つのさらなる偏光変調光学素子が光路内に挿入される、
ことを特徴とする光学装置。 - 前記さらなる偏光変調光学素子は、請求項1から45の少なくとも1項に記載された偏光変調光学素子を含む、請求項46記載の光学装置。
- 前記さらなる偏光変調光学素子は、旋光性結晶の平面平行板および/または旋光性液体または非旋光性液体を伴うキュベットを含む、請求項46記載の光学装置。
- 前記さらなる偏光変調光学素子は、相互に相対して45°回転されている2つの半波長板から成るロテータを含む、請求項46記載の光学装置。
- 前記偏光変調光学素子は素子軸を有しており、当該素子軸を基準にして厚さプロファイルは変化し、当該変化は方位角θにのみ依存し、当該方位角θは基準軸から測定され、当該基準軸は前記素子軸に対して垂直に延在し、前記素子軸と交差し、
10°<θ<170°の第1方位角領域における前記厚さプロファイルは、前記方位角θの一次関数であり、ここで第1のスロープmを伴っており、
190°<θ<350°の第2方位角領域において、前記方位部分は前記方位角θの一次関数であり、ここで第2のスロープnを伴っており、
前記スロープmとnは同じ絶対値を有しているが、反対の符号を有しており、
前記さらなる偏光変調光学素子は平面平行板を含み、当該平面平行板は180°の方位角領域をカバーする半空間に対する半波長板として構成されている、請求項46記載の光学装置。 - さらなる偏光変調光学素子は、前記光学装置を通過する直線偏光光線の振動面を90°回転させる、請求項46記載の光学装置。
- 補償板が光学システムの光路内に配置されており、当該補償板は厚さプロファイルを有しており、当該厚さプロファイルは、前記偏光変調光学素子によって生じた、透過された放射線の角度偏差を実質的に補償するように構成されている、請求項46から51までのいずれか1項記載の光学装置。
- 投影システムであって、
当該投影システムは放射源と、構造化されたマスクを照明するように操作される照明システムと、前記マスク構造のイメージを感光性基板上に投影する投影対物レンズとを含み、
請求項1から45までのいずれか1項に記載された前記偏光変調光学素子が前記照明システム内に配置されている、
ことを特徴とする投影システム。 - 請求46から52までのいずれか1項に記載された光学装置が前記照明システム内に配置されている、請求項53記載の投影システム。
- 空気とは異なる屈折率を有する浸液が、前記基板と当該基板に最も近い光学素子との間に存在する、請求項53または54記載の投影システム。
- マイクロ構造化された半導体コンポーネントを製造する方法であって、
請求項53から55までのいずれか1項に記載された投影システムを使用するステップを含む、
ことを特徴とする、マイクロ構造化された半導体コンポーネントを製造する方法。 - 光学システムであって、
当該光学システムは、光学システムを通って伝播する光ビームの方向によって与えられる光軸または優先方向を含み、
前記光学システムは、座標系の座標によってあらわされる偏光変調光学素子を含み、
前記座標系の優先座標は前記光軸に対して平行である、または前記優先方向に対して平行であり、
前記偏光変調光学素子は旋光性材料と有効光学厚さのプロファイルを含み、
前記有効光学厚さは少なくとも、前記座標系の優先座標と異なる1つの座標の関数として変化する、
ことを特徴とする光学システム。 - 前記有効光学厚さは、前記偏光変調光学素子の比旋光度の変化によって変化する、請求項57記載の光学システム。
- 前記有効光学厚さは、前記偏光変調光学素子の幾何学的形状厚さの変化によって変化する、請求項57記載の光学システム。
- 前記偏光変調光学素子は、旋光性液体または非旋光性液体および/または旋光性結晶を含む、請求項57から59までのいずれか1項記載の光学システム。
- 前記偏光変調光学素子は、時計まわりおよび逆時計まわりの旋光性材料を含む、請求項57から60までのいずれか1項記載の光学システム。
- 異なる経路で前記光学システムを通って伝播し、前記偏光変調光学素子を通過する第1の直線偏光光線と第2の直線偏光光線の各振動面は、各第1の回転角度と各第2の回転角度によって回転され、
前記第1の角度は前記第2の角度と異なる、請求項57から61までのいずれか1項記載の光学システム。 - 前記偏光変調光学素子は、当該偏光変調光学素子に入射する第1の直線偏光分布を有する光束を、前記偏光変調光学素子を出射し、第2の直線偏光分布を有する光束に変換し、前記第2の直線偏光分布は前記第1の直線偏光分布と異なる、請求項57から62までのいずれか1項記載の光学システム。
- 偏光コントロールシステムを含み、当該偏光コントロールシステムは光学システムを通って伝播する光ビームの偏光分布を、光学システム内の予め定められた位置でコントロールし、
当該偏光コントロールシステムは、前記偏光変調光学素子の温度および/または温度分布を修正するために、少なくとも1つの加熱デバイスまたは冷却デバイスを含み、光学システム内の予め定められた位置で光ビームの偏光分布に影響を与える、請求項57から63までのいずれか1項記載の光学システム。 - 光学システムであって、
当該光学システムは、光軸または、光学システムを通って伝播する光ビームの方向によって与えられる優先方向を含み、
前記光学システムは、座標系の座標によってあらわされる偏光変調光学素子を含み、
前記座標系の優先座標は前記光軸に対して平行である、または前記優先方向に対して平行であり、
前記偏光変調光学素子は固体および/または液体の旋光性材料を含み、
前記有効光学厚さは、前記座標系の優先座標とは異なる少なくとも1つの座標の関数として一定であり、
前記光学システムはさらに、当該光学システムを通って伝播する光ビームの偏光分布を光学システム内の予め定められた位置でコントロールする偏光コントロールシステムを含み、
当該偏光コントロールシステムは、前記偏光変調光学素子の温度および/または温度分布を修正するために、少なくとも1つの加熱デバイスまたは冷却デバイスを含み、光学システム内の予め定められた位置で光ビームの偏光分布に影響を与える、
ことを特徴とする光学システム。 - 前記固体および/または液体の旋光性材料は平行板である、または平行板の形状を有しており、旋光性水晶を含み、当該旋光性水晶の光学軸は前記光学システムの光軸に対して平行である、または前記光学システムの優先方向に対して平行である、請求項65記載の光学システム。
- 前記偏光コントロールシステムは少なくとも1つの温度センサとコントロール回路を含み、前記温度センサは、前記偏光変調光学素子の温度および/または温度分布をあらわす、または前記偏光変調光学素子の温度および/または温度分布に等しい温度センサ値を提供し、
前記コントロール回路は、少なくとも1つの加熱または冷却デバイスを前記温度センサ値に依存して、開ループコントロールまたは閉ループコントロールによってコントロールする、請求項64から66までのいずれか1項記載の光学システム。 - 前記偏光コントロールシステムは偏光測定デバイスとコントロール回路を含み、前記偏光測定デバイスは、前記光学システム内の予め定められた位置での光ビームの偏光または偏光分布をあらわす、または前記光学システム内の予め定められた位置での光ビームの偏光または偏光分布に等しい偏光値を提供し、
前記コントロール回路は、少なくとも1つの加熱または冷却デバイスを前記温度センサ値および/または前記偏光値に依存して、開ループコントロールまたは閉ループコントロールによってコントロールする、請求項67記載の光学システム。 - 前記コントロール回路はコンピュータシステムを含む、またはコンピュータシステムと接続されている、請求項67から68までのいずれか1項記載の光学システム。
- 前記偏光変調光学素子と、前記光学システム内の予め定められた位置との間に少なくとも1つの付加的な光学素子を含み、前記偏光変調光学素子から前記光学システム内の予め定められた位置へ伝播するときに、光ビームは少なくとも1つの付加的な光学素子と接触する、請求項64から69までのいずれか1項記載の光学システム。
- 前記付加的な光学素子は、レンズ、プリズム、ミラー、屈折性または回折性の光学素子または線形複屈折材料を含む光学素子を含む、請求項70記載の光学システム。
- 前記偏光変調光学素子は、請求項1から45までの少なくとも1項に記載された偏光変調光学素子を含む、請求項57から71までのいずれか1項記載の光学システム。
- 前記偏光変調光学素子は平行板を含み、
当該平行板は旋光性水晶を含み、当該旋光性水晶の光学軸は、前記光学システムの光軸に対して平行である、または前記光学システムの優先方向に対して平行である、請求項57から71までのいずれか1項記載の光学システム。 - 前記加熱デバイスは、少なくとも1つの赤外線加熱器および/または少なくとも1つのペルチエデバイスを含み、
当該赤外線加熱器およびペルチエデバイスが前記光学システムを通って伝播する光ビームの光路内にないように配置される、請求項64から73までのいずれか1項記載の光学システム。 - 光学システムであって、
当該光学システムは、光軸または、該光学システムを通って伝播する光ビームの方向によって与えられる優先方向を含み、
当該光学システムは、座標系の座標によってあらわされる温度補償された偏光変調光学素子を含み、
前記座標系の1つの優先座標は前記光軸に対して平行である、または前記優先方向に対して平行であり、
前記温度補償された偏光変調光学素子は、第1および第2の偏光変調光学素子を含み、 当該第1および/または第2の偏光変調光学素子は、固体および/または液体の旋光性材料および有効光学厚さを含み、
前記有効光学厚さは、少なくとも、前記座標系の優先座標とは異なる1つの座標の関数として変化し、
付加的または択一的に前記第1および/または第2の偏光変調光学素子は固体および/または液体の旋光性材料を含み、
前記有効光学厚さは、前記座標系の優先座標とは異なる少なくとも1つの座標の関数として一定であり、
前記第1および第2の偏光変調光学素子は、反対の符号の比旋光度を伴う旋光性材料を含み、または、前記第1の偏光変調光学素子は、前記第2の偏光変調光学素子の旋光性材料と比べて反対の符号の比旋光度を伴う旋光性材料を含む、
ことを特徴とする光学システム。 - 前記第1および第2の偏光変調光学素子は、伝播光ビームの方向において第1および第2の厚さを有する平面板であって、当該板は、時計まわりおよび逆時計まわりの比旋光度を有する旋光性水晶から成る、請求項76記載の光学システム。
- 前記第1および第2の厚さの差の絶対値は、より小さい板の厚さよりも小さい、請求項76記載の光学システム。
- 少なくとも1つの偏光変調光学素子は旋光性材料または非旋光性材料を含み、当該旋光性材料または非旋光性材料は、当該偏光変調光学素子を通って伝播する光ビームの方向に平行な磁界成分を伴う磁界の影響を受ける、請求項57から77までのいずれか1項記載の光学システム。
- 投影システムであって、
当該投影システムは放射源と、構造化されたマスクを照明するように操作される照明システムと、感光性基板上にマスク構造のイメージを投影する投影対物レンズと、請求項57から78までのいずれか1項記載の光学システムを含む、
ことを特徴とする投影システム。 - 空気とは異なる屈折率を有する液浸媒体が、前記基板と当該基板に最も近い光学素子の間に存在する、請求項79記載の投影システム。
- 請求項79または80のいずれか1項に記載された投影システムを使用するステップを含む、
ことを特徴とする、マイクロ構造化された半導体コンポーネントを製造する方法。
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