KR101085737B1

KR101085737B1 - 분극 분배 방해 보상 교정 장치 및 이를 이용한 마이크로석판 인쇄 투영 렌즈

Info

Publication number: KR101085737B1
Application number: KR1020057025036A
Authority: KR
Inventors: 크리스찬 헴드
Original assignee: 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2011-11-21
Also published as: JP2007506990A; US7755833B2; JP4480721B2; KR20060028646A; WO2005001527A1; US20070183017A1; ATE478355T1; DE502004011557D1; DE10328938A1; EP1639393B1; EP1639393A1

Abstract

광선(10)의 단면에서 분극 분배 방해를 보상하기 위한 교정 장치가 설명된다. 상기 교정 장치는 두 개의 평행 표면(24, 26, 126, 127)을 갖는 두개의 이중 굴절 교정 요소(20, 22; 120a, 120b, 122; 220; 222; 320, 322)를 포함하는 하나의 교정 부재(18, 118)를 포함한다. 상기 교정 요소(22, 122, 222) 두께(d)는 상기 표면(22;126, 127)사이에서 일정하다.

하나 이상의 교정 요소(20, 22; 120a, 120b, 122; 220; 222; 320, 322) 하나 이상의 표면(24, 26; 126, 127)이 재처리되어, 두께 Δd의 국부적인 불 균일이 발생되며, 이에 의해 분극 분배의 방해가 거의 보상될 수 있도록 한다. 이와 같은 장치로, 두께(d) 그리고 상기 교정 요소(20, 22; 120a, 120b, 122; 220; 222; 320, 322)의 이중 굴절 특성이 선택되어 두께 Δd의 국부적인 불 균일을 가만 하지 않는 다면 상기 이중-굴절 효과가 서로 상쇄될 수 있도록 한다. 본 발명의 교정 장치는 방해가 보상되는 포인트에서만 분극에 영향을 미치게 한다.

Description

분극 분배 방해 보상 교정 장치 및 이를 이용한 마이크로 석판 인쇄 투영 렌즈{Correcting Device to Compensate for Polarization Distribution Perturbations and Projection Objective for Microlithographic Projection Lens}

본 발명은 광학적 시스템 내 광선의 단면에 대한 분극 분배의 방해를 보상하기 위한 교정 장치에 대한 것이다. 상기 교정 컴포넌트는 두 평행한 표면을 갖는 브리프 린전트(birefringent) 교정 요소를 포함하며, 이들 두 표면사이에서 상기 교정 요소의 두께가 일정한 교정 장치에 대한 것이다. 본 발명은 또한 상기와 같은 교정 장치를 갖는 마이크로 석판 인쇄를 위한 투영 대물렌즈에 대한 것이기도 한다.

이 같은 타입의 교정 장치 그리고 투영 대물렌즈는 DE 198 07 120 A1에서 알려져 있다.

많은 광학적 시스템에서, 높은 영상 품질의 조건은 광학적 시스템을 통과하는 광선이 광선 단면에서 어는 곳에서나 정해진 분극 상태이어야 한다는 것이다. 이 같이 정해진 분극 상태는 상기 광선 단면에서 일정할 필요가 없기 때문에, 상기 “광선의 정해진 분극 배치”가 자주 사용된다. 만약 이 같은 분극 배치로 인한 변동이 발생된다면, 이는 허용할 수 없는 영상 오류를 가져오며 상기 영상 평면에서 콘트라스트 손실을 가져오게 된다. 이 같은 변동에 대한 관련 원인의 예가 반사 층이 분극 종속성이거나 특정 렌즈의 복 굴절이다.

상기 반사 층이 분극 종속성이거나 특정 렌즈의 복 굴절은 대용량 집적 회로에서 사용되는 것과 같은 마이크로 석판 인쇄 투영 노출 장치와 관련하여 특히 중요하다. 이와 같은 경우, 플루오르 스파(CaF₂)로 만들어진 렌즈를 사용하는 것이 일반적이며, 이는 이들 수정이 매우 짧은 투영 광선 파장에도서도 충분한 광학적 투명성을 가지기 때문이다. 그러나 매우 짧은 파장에서, 플루오르 스파는 고유하게 복 굴절이며; 기계적 스트레스로 인한 복 굴절이 더욱 추가된다. 비록 상기 플루오르 시파의 복 굴절을 줄이기 위한 다양한 방법이 알려져 있기는 하나, 상기 투영 광선 비임 단면에서 분극 분배 방해를 완전히 보상하는 것은 불가능한 것이다. 이 같은 방해가 보상되지 않은 채 있게 되면, 상기 투영 대물렌즈의 콘트라스트는 줄어들고, 이는 상기 장치에서 발생될 수 있는 구조 크기에 바람직하지 않은 영향을 미치게 한다.

본 원 명세서에서 분극 분배 방해가 광선 비임의 단면에서 변경되는 특성을 갖는 다는 사실은 종래의 분극 보상장치, 가령 Soleil-Babinet 보상장치에 의한 보상을 배제하는 데, 이는 이들 보상 장치가 상기 광선 비임의 단면에서 균일하게 작용하기 때문이다.

서두에서 언급한 바와 같이 DE 198 07 120 A1는 광선의 단면에서 국부적으로 변경되는 분극 방해를 보상하는 교정 장치를 공개한다. 상기 교정 장치는 마그네슘 플로라이드(MgF₂)로 구성되며 따라서 복 굴절인 플레이트로 구성되며 상기 광학적 시스템의 비임 경로내로 안내된다. 상기 플레이트의 두께는 그 단면에서 변경되며, 이는 위치-종속 보상 효과를 가져온다.

상기 보상에서 필요한 두께 변동이 수 마이크로 미터에 불과하기 때문에, 상기 플레이트에서의 자유 형식 표면은 연마 또는 다른 통상의 재료 침식 방법에 의해 발생될 수 없다. 이 같은 처리 방법은 소위 “나노-비구면 렌즈”생산에서 사용되며, 이는 투영 노출 장치에서 파면 에러를 교정하도록 사용된다.

분극 방해를 가능한 한 범용으로 보상하기 위해, 주 축들이 상호 45도 회전하게 되는 두 플레이트를 사용하는 것이 제안된다. 상기 두께 변동은 상기 분극에 영향을 줄 뿐 아니라 통과하는 광선 파면 프로파일에서 더욱 크게 영향을 주기 때문에, 상기 교정 플레이트 각각에는 파면 보상을 위해 수정 플레이트가 제공되며, 이들 플레이트는 상기 교정 플레이트 두께 변동에 상보적인 두께 변동을 갖게 된다. 이들을 함께 가만하면, 한 교정 플레이트 그리고 이들과 관련된 수정 플레이트는 접착 결합 또는 시멘트에 의해 이음매 없이 함께 결합 되며,이들의 굴절률이 대략 동일하기 때문에 투과된 광선의 파면 프로파일에 영향을 미치지 않는다.

그러나 이 같은 공지의 교정 장치의 단점은 상기 교정 플레이트가 방해기 보상되어질 분극에 영향을 미치지 않을 뿐 아니라, 상기 광선의 전 단면에서 상기 분극을 변경시킨다는 것이다. 이는 상기 교정 플레이트가 분극 분배 방해에 대한 보상이 필요한 복굴절 재료만으로 만들어 질 수 없기 때문이다. 이와 같은 경우, 상 기 교정 플레이트는 단지 수 마이트로미터이어야 할 필요가 있으며, 어떠한 방해도 보상될 필요가 없는 위치에서 구멍들을 가질 필요가 있다. 따라서 이 같은 교정 플레이트는 생산이 가능하지도 않으며 관리가 가능한 것도 아니다. 따라서 상기 교정 플레이트는 서포트(support)로서 작용하는 그리고 전체 단면에 걸쳐 상기 분극에서의 영향에 기여하는 추가의 재료를 포함하여야 한다.

본 발명의 목적은 본원 명세서 서문에서 언급한 교정 장치를 개선하여서, 통과하는 광선의 분극이 분극 분배의 방해가 보상될 필요가 있는 곳에서만 조정되어 영향을 받을 수 있도록 하는 것이다.

이 같은 목적은 하나 이상의 교정 컴포넌트가 하나 이상의 또 다른 복 굴절 교정 요소를 포함하며, 이는 제 1 교정 요소로 할당되고 두 개의 평행 표면을 가지며, 적어도 하나의 상기 교정 요소 중 적어도 하나의 표면이 다시 처리되어 로컬 두께 변동 d를 발생시키도록 하며 이에 의해 분극 분배의 방해가 보상되도록 하고, 상기 교정 요소의 배열, 두께 그리고 복 굴절 특성이 이들 복 굴절 영향이 상기 로컬 두께 변동이 무시되는 때 서로 상쇄될 수 있도록 선택되도록 함으로써 달성된다.

본 발명은 복 굴절 축이 상호 적절한 방법으로 방향을 갖도록 되는 때, 다수의 복굴절 요소들이 이들의 복굴절 여향을 취소할 수 있다는 발견에 기초하는 것이다. 따라서 본 발명은 함께 결합되는 때 통과하는 광선의 분극에 영향을 미치지 않는 두 개 또는 그 이상의 복굴절 교정 요소들의 배열에 먼저 기초를 두게 된다. 만약 이들의 두께가 이들 교정 요소들 중 하나 또는 그 이상에서 국부적으로 변경된다면, 전체 배열 복굴절 영향은 두께의 수정이 수행된 영역들만으로 제한된다. 상기 교정 요소가 같은 굴절 재료로 만들어 지면, 뒤이은 처리에 의해 두께 변동이 있는 것은 외에도, 이들은 같은 두께를 가져서 이들 복굴절 영향의 전체적인 상호 보상이 발생할 수 있도록 하여야 한다.

두 개의 교정 요소를 포함하는 한 교정 컴포넌트에서, 이들은 가령 상호 90도로 회전되는 복굴절 축을 갖는 교정 장치로 배열된다. 세 개의 교정 요소인 경우, 상기 복 굴절 축의 상대적인 방향은 120도 인 것으로 생각 해 볼 수 있다.

본 발명의 바람직한 구성으로서, 상기 교정 요소의 표면은 상보적으로 다시 처리되어 한 교정 컴포넌트의 모든 교정 요소 총 두께가 그 단면에서 일정하도록 한다. 상기 교정 컴포넌트는 전체적으로 어떠한 두께 변동도 갖지 않기 때문에, 파면의 에러가 피하여 진다. 이는 상기 개별 교정 요소가 서로 직접 결합되지 않고 교정 장치로서 서로 거리를 두고 배열되는 때에도 적용된다. 만약 상기 교정 요소들이 편평한 디스크라면, 상기 전체 교정 컴포넌트는 플레인-평행 플레이트로서 작용하는 데, 이는 아직 분극에 영향을 미치기는 하지만 파면의 프로파일에 크게 영향을 주지는 않는다. 따라서 상기 두께 변동으로 인한 광학적 경로 차를 균등하게 하기 위한 종래 기술에서 필요로 하는 추가의 수정 플레이트가 필요하기 않게 된다.

이 같은 구성에서, 한 특정 포인트에서 상기 방해 보상에 필요한 로컬 두께 변동은 다수의 교정 요소사이에서 분배되는 것이 바람직하다. 만약 상기 교정 컴포넌트가 두 개의 교정 요소로 구성된다면, 상기 표면들에 대한 보상 재처리는 로컬 두께 변동 d가 상기 두 교정 요소 사이에서 분배되어지도록 하여, 한 교정 요소의 두께가 상기 해당 포인트에서 Δd/2만큼 줄어들도록 하며, 다른 교정 요소의 두께는 Δd/2만큼 증가하도록 한다. 다수의 교정 요소들 사이 두께 변동 분배는 특히 큰 두께 변동의 경우에 바람직 한데, 이는 이들이 이온 또는 원자 에칭과 같은 공지의 재처리 방법에 의해서는 정확하게 생산하는 것이 매우 어렵기 때문이다.

이상적으로, 상기 교정 장치는 상기 분극에만 국부적으로 영향을 미쳐야 하는 데, 그렇지 않다면 상기 교정 장치가 설치되는 광학 시스템 내 광선 전파를 수정하게 된다. 광선의 묶음이 작은 구멍 각도를 갖는 경우 플레인-평행 플레이트로서 상기 교정 요소를 발생시키는 데 충분하며, 그 크기는 통과하는 광선의 기하학 구조에 맞도록 될 수 있는데 이 경우가 그 같은 경우이다. 그러나 더욱 큰 구멍 각도를 갖는 광선 비임의 경우, 가령 구형 표면과 같은 굴곡 표면을 생각할 수 있다.

한 가지 응용으로, 동공 플레인(plain)내에 배치된 구형 영상 미러(mirro)를 포함하는 반 굴절 광학 투영 대물렌즈를 포함할 수 있다. 상기 교정 장치를 가능한 한 동공 표면에 가까이 배치하고 따라서 상기 굴곡 미러 표면에 근접하도록 배치하기 위해, 상기 미러 굴곡 면에 상기 교정 요소들 표면을 적응시켜야 함은 피할 수 없는 것이다.상기 교정 장치를 한 동공 플레인내에 배열하는 것이 바람직 한데, 이는 계(field)-독립 영향을 가져서 상기 계에서 평균 분극 에러가 상기 교정 크기로 채택될 수 있도록 하기 때문이다.

그러나 상기 단면에서 일정한 모든 교정 요소들의 전체 두께에 있어서도, 상기 개별 교정 요소들의 두께 변경으로 인한 미세한 파면 에러는 완전히 피할 수 있는 것은 아니라. 이 같은 이유로, 하나 이상의 교정 요소가 추가로 재처리되어 상기 두께 변경으로 인한 파면 에러를 줄일 수 있도록 하는 표면을 갖는 것이 바람직한 것이다.

단 하나의 교정 컴포넌트로, 모든 종류의 분극 방해를 보상하는 것은 가능하지 않다. 따라서 두 개의 교정 컴포넌트가 본 원 발명의 바람직한 구성에 제공되며, 한 교정 컴포넌트의 상기 교정 요소 복 굴절 축이 다른 한 교정 컴포넌트 교정 요소들의 복굴절 축에 대해 45도 회전된다. 이와 같이 하여, 위상 이동에 대하여 뿐 아니라 상기 분극의 회전에 대하여도 보상하는 것이 가능하다.

하기에서는 첨부 도면을 참조하여 본원 발명을 상세히 설명한다.

도1은 광선의 단면에 대한 분극 분배의 단순화 도면을 도시한 도면.

도 2는 두 교정 요소를 가지며, 이들을 통해 광선이 통과되는 본 발명에 따른 교정 장치 사시도면.

도 3은 도 2에서 도시된 교정 요소들을 이들이 조립되기 전 단면을 도시한 도면.

도 4는 상기 교정 요소가 함께 조립된 후 도 3에 해당하는 도면을 도시한 도면.

도 5는 세 개의 교정 요소를 갖는, 본 발명에 따른 교정 장치 다른 실시 예 단면도.

도 6은 각각이 두 개의 교정 요소를 갖는 두 개의 교정 컴포넌트를 포함하 는, 본 발명에 따른 교정 장치 또 다른 실시 예 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 교정 장치를 갖는 투영 대물렌즈

도 1은 광선 비임(10)을 통한 단명을 도시하며, 분극 배열이 화살표(12)로 개략적으로 도시된다. 상기 화살표(12)는 상기 광선 비임(10)안쪽에서 분극 방향을 표시한다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 상기 광선은 대부분 상기 광선 비임(10) 단면에서 같은 분극 방향으로 선형적으로 분극 된다. 그러나 도 1에서 14a, 14b 및 14c로 표시된 몇 개의 포인트에서 상기 광선은 정확하게 선형적으로 분극 되지 않으며, 광선이 마치 타원형적으로 분극 된다. 분극 배열의 이와 같은 방해는 광선-스플리터 층 또는 지연 플레이트와 같은 계속하여 일어나는 분극-선택 광학 요소에서 허용 불가한 영상 에러 또는 상기 영상 평면에서 콘트라스트 손실을 만들게 된다.

실제 크기와는 다른 사시도인 도 2 도면은 상기 광선 비임(10) 분극 배치의 방해14a, 14b 및 14c를 보상하는 것이 가능하도록 하는 교정 장치(16)를 도시한 것이다. 프레임 요소(도2에서는 도시되지 않음)외에, 상기 교정 장치(16)는 뒤에 가서 함께 조립되는 제 1 및 제 2 디스크-형상 교정 요소(20, 22)로 구성되는 교정 컴포넌트(18)를 포함한다. 상기 두 교정 요소(20, 22)는 마그네슘 플로라이드 수정(MgF₂)으로 만들어지며, 따라서 이중 굴절(birefringent)된다. 마그네슘 플로라이드는 특히 마이크로 석판 인쇄에서 응용하는 데 적합한데, 이는 193 nm 또는 157 nm 파장을 사용되는 때에도 투명하기 때문이다.

상기 수정 축 방향은 이중 굴절 축을 발생시키도록 선택되며, 상기 두 교정 요소(20, 22)에 대하여 도 2에서 축 인터섹션으로 표시된다. 상대적으로 높은 굴절 율 n1을 갖는 슬로우 수정 축 그리고 상대적으로 낮은 굴절 율 n2를 갖는 패스트 수정 축은 서로 직각을 이루며, Z로 표시된 상기 교정 장치(16)의 광학적 축에도 직각을 이룬다.

제 1 교정 요소(20)에서, 상기 슬로우 수정 축을 따라 연장되는 광선 비임(10) 분극 컴포넌트는 지연으로 언급되기도 하는 위상 변경을 갖게 되며, 이 같은 위상 변경은 상기 분극 컴포넌트와 직각을 이루며 다음과 같이 식으로 표시된다.

Φ = (2Π/λ)·d·(n₁ - n₂)

여기서 λ는 상기 교정 컴포넌트(18)로 입사하는 광선의 파장이며, d는 광 축 Z를 따라 연장되는 상기 교정 요소(20)의 두께이다.

그러나 상기 제 2 교정 요소(22)에서, 직각으로 배열되는 상기 분극 컴포넌트는 상기 교정 요소(20, 22)의 수정 방향, 따라서 이들의 이중 굴절 축이 상기 Z축을 중심으로부터 서로 90도 회전하기 때문에 지연될 것이다. 상기 두 교정 요소(20, 22)는 같은 두께를 가지며, 상기 위상차의 크기는 동일하다. 이와 같이 하여 상기 제 1 교정 요소(20)로 인한 한 분극 컴포넌트 위상 변경은 직각관계를 갖는 상기 제 2 교정 요소(22)에 의해 발생되는 분극 컴포넌트의 동일한 크기의 위상 변경에 의해 보상된다. 상기 두 교정 요소(20, 22)의 두께가 정확히 동일할 때, 서로 직각관계인 분극 컴포넌트사이 상대적인 위상 각, 따라서 상기 광선 통과 분극 상태는 결과적으로 변경되지 않을 것이다.

도면에서 개략적으로 도시된 분극 배열 방해를 보상하기 위해, 상기 두 교정 요소(20, 22)의 두께는 이들이 단면상 적절히 선택된 포인트에서 상이하도록 주의해서 선택된다.

도 3은 조립되기 전 상기 두 교정 요소(20, 22) 단면을 도시한 도면이다. 설명 목적상 과장된 도면에서, 상기 두 교정 요소(20, 22) 상호 대향 표면(24, 26)상에서의 구조가 도시되며, 이들은 두께 변경을 가져오고, 서로 보상적으로 형성된다. 이는 한 표면에서의 높이가 올라가면 반대편 표면에서 이에 해당하는 오목한 부분이 발생됨을 의미하는 것이며, 이와 같은 높이 올라감 그리고 대응되는 오목한 부분의 발생은 이들 두 교정 요소(20, 22)가 함께 조립되는 때 서로 정확하게 맞물려 지도록 디자인 된다. 화살표(28)로 표시된 바와 같이 상기 두 교정 요소(20, 22)를 조립하게 되면, 도 4에 도시된 교정 컴포넌트(18)가 만들어지게 되며, 이는 균일한 총 두께 d를 가지며 어떠한 공동도 허용하지 않는 재료 블록을 만들게 된다.

도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 두께 변동이 무시되는 때, 상기 두 교정 요소(20, 22)는 같은 균일한 d를 가져서, 도 2와 관련하여 상기에서 설명된 바와 같이 위상 변동에 대한 기본 적인 보상을 달성 할 수 있도록 한다. 상기 제 1 교정 요소(20)의 반대표면(24)은 높이 상승 부분(30', 32' 및34')을 가지며, 그 형상은 반대편 오목한 부분과 정확하게 일치하게 된다. 상기 높이 상승 부분(30', 32' 및 34')은 점선으로 도시된 추가의 두께(36)로 제 1 교정 요소(20)를 최초 만들어 냄으로써 발생되며, 상기 높이 상승 부분(30', 32' 및34')이 그 둘레에서 재료가 침식을 받을 수 있도록 함으로써 노출하여 지게 된다.

한편으로 오목한 부분(30, 32, 및 34) 그리고 다른 한편으로 높이 상승 부분(30', 32' 및 34')은 설명을 간단하게 하기 위한 것일 뿐이므로 다른 응용이 가능한 것이기도 하다. 상기 제 2 교정 요소(22)의 표면(26)이 오목한 부분(30, 32, 및 34)으로 사용되거나, 선택에 따라 높이 상승 부분(30', 32' 및 34')으로 사용되는 것은 단지 선택의 문제인 것이다. 일반적으로 상기 교정 요소(20, 22)의 표면(24, 26)은 임의적인 것이며, 다만 서로 상보적인 것이다.

가령, 상기 두께의 변경에 대한 위치와 범위를 정하기 위해 다음과 같은 과정이 채택될 수 있을 것이다.

첫 번째로 분극 배열이 상기 교정 장치(16)가 설치되는 광학적 시스템 영상 평면에 대한 측정 기술을 사용하여 기록된다. 이 같은 목적으로, 두 직교하는 분극이 상기 광학적 시스템의 대물 평면에 연속하여 설치되고, 상기 분극 상태가 상기 영상 평면에서 제각기 기록된다. 상기 교정 요구 조건은 상기 교정 컴포넌트(18) 광학적 위치 함수로서 측정 결과들 사이 차로부터 계산된다. 상기 교정 컴포넌트(18)가 상기 광학적 시스템 동공 평면(pupil plane)에 있다면 상기 교정 컴포넌트(18)의 영향은 계(field)와는 무관하게 된다. 따라서 한 교정 크기로서 상기 계에서 평균 분극 에러를 사용하는 것이 가능하다. 만약 상기 영상 평면 내 광선의 각 좌표 θ와 φ의 함수로서 상기 두 직각 분극 상태 사이 위상차가 Φ(θ,φ)로 표시된다면, 상기 위치 좌표 (x, y)에서 한 교정 요소의 요구되는 두께 변동 Δd는 다음의 식과 같이 정해진다.

Δd(x,y) = Φ(θ,φ)·(λ/2Π)·1/(n₁ - n₂)

도 2내지 4에서 도시된 예시적 실시 예에서 위치(x, y)의 두께 변동 Δd(x, y)는 상기 두 교정 요소(20, 22)사이에서 각각 균일하게 분배되어 전체 두께 d_g를 일정하게 유지시키도록 하며, 이는 상기 위치(x, y)에서 두 교정 요소(20, 22)에 대하여 크기가 d_z = Δd/2인 높이 상승 부분 또는 오목한 부분을 만들도록 한다. 이 같은 크기 d_z는 생산 기술에서 요구되는 재료의 침식 높이를 나타내는 것이며, 하기에서는 프로파일 깊이로서 인용되는 것이다. 상기 프로파일 깊이가 상기 필요한 두께 변동 Δd와 관련하여 2의 인수로 줄어든다는 사실은 상당한 생산 기술 장점이 되는 데, 이는 상기 프로파일 깊이가 크다는 것은 높은정밀도의 재료 침식 방법에 있어 곤란함을 가져오기 때문이다.

도 3은 일예로서 상기 교정 요소(20, 22)의 가장 크며, 가장 작은 두께를 각각 갖는 위치에 대하여 상기 프로파일 깊이 d_z를 나타내는 것이다. 상기 제 1 교정 요소(20)에서의 추가 두께(36)가 그 최대 프로파일 깊이와 동일하도록 선택되며, 따라서 상기 방해 보상에서 필요로 되는 최대 두께 변동의 절반이 되도록 선택된다.

상기 교정 요소(16)가 파장이 193 nm 또는 157 nm인 마이크로 석판 인쇄에서 사용되는 때, 상기 프로파일 깊이 d_z는 대략 수 백 나노미터이게 되며, 상기 디스크의 두께는 대략 수 밀리미터이게 된다. 상기 도면에서 도시된 프로파일 두께는 따라서 설명 목적을 위해 크게 과장하여 도시된 것이다.

도 5는 118로 도시되는, 교정 장치의 또 다른 예시적 실시 예를 도시한 것이다. 도 2 내지 도 4에서 도시된 예시적 실시 예에 해당하는 부분에는 도면 부호가 100으로 표시된다. 상기 제 1 교정 요소는 두 개의 서브-요소(120a, 120b)로 나위어지며, 그 사이에 제 2 교정 요소(122)를 둘러싸고, 총 두께는 제 2 교정 요소(122)의 두께에 해당하는 것이다. 상기 두께 변경 d는 두 개의 인터페이스 사이에서 나뉘어 지며, 상기 제 2 교정 요소(122) 평행 표면(126, 127)에 의해 만들어진다. 따라서 이들 표면(126, 127) 각각에 대하여, 상기 프로파일 깊이는 따라서 식 d_z/2 = Δd/4 에 대하여 2의 인수로 다시 나뉘어 지는 몫이 된다.

도 6은 단면으로 도시되며, 도면 부호 216으로 표시되는 교정 장치의 또 다른 실시 예를 도시한 것이다. 상기 교정 장치(216)는 한편으로 도 2내지 도 4에서 도시된 교정 컴포넌트(18)를 포함하는 것이다. 상기 교정 장치(216)는 또한 두 개의 다른 교정 요소(220, 222)를 포함하기도 하여, 함께 또 다른 교정 컴포넌트를 형성시킨다. 상기 단면의 좌측에서 도시된 바와 같이, 상기 두 교정 요소(220, 222) 수정 축 방향은 상기 교정 요소(20, 22) 수정 축을 각각 45도 회전하여 만들어진다. 따라서 상기 두 바깥 측 교정 요소에서는 패스트 수정 축과 슬로우 수정 축이 각각 서로 수직을 이루게 된다. 이와 같이 하여, 만약 두께 변경이 무시 할 정도이면, 상기 두 바깥 측 교정 요소(220, 222)는 상기 광선 통과 분극에 대한 이들의 영향을 서로 완전히 보상하도록 한다.

도 6에서 설명 목적을 위해 과장하여 도시된 바와 같이, 상기 바깥 측 교정 요소(40, 42)는 상기에서 이미 설명된 바와 같이 서로 상보적인 두께 변동을 갖게 된다. 그러나 이들이 상기 교정 컴포넌트(18)의 맞은편에 배열되기 때문에, 이 같은 배열로 인해 발생되는 높이 상승 부분 그리고 오목한 부분은 서로 맞물려지지 않게 된다. 그럼에도 불구하고 상기 교정 장치의 전체 두께는 모든 좌표(x, y)에서 동일하다.

상기 두 바깥 측 교정 요소(220, 222)에 의해 형성된 교정 컴포넌트 복 굴절 축은 상기 교정 컴포넌트(18)의 복 굴절 축에 대하여 45도 회전되기 때문에, 위상 이동뿐 아니라 분극 방향의 회전이 상기 교정 장치(216)에 의해 보상될 수 있게 된다. 이 같은 일반적인 경우 상기 개별 교정 요소(20, 22, 220 및 222)에서의 두께 변경 배열 및 크기를 결정하기 위해서는, 상기 분극의 위상 이동 및 회전을 설명하는 요소 메트릭스 선형 컴비네이션으로서 계 포인트(field point) 각각 그리고 각 좌표(angle coordinate) 각각에 대하여 존스 메트릭스(Johns matrix)를 나타내도록 함이 바람직하다. 계 포인트 각각에 대하여 이와 같이 표시되는 존스 메트릭스를 위상-이동 요소만을 포함하는 도 6에 도시된 배열에 대한 존스 메트릭스와 같다고 봄으로써, 상기 교정 요소의 표면 포인트(x, y)에서의 두께 변경에 대한 크기가 계수 비교에의해 줄어들 수 있다.

도 6에서 도면 부호(40)는 상기 교정 요소(220)의 바깥 측을 향하는 표면 (42)에서만 존재하는 추가의 재료 침식을 나타내는 것이고, 실제 크기를 나타내는 것은 아니며, 상기 관련된 교정 요소(222)에서는 상응하는 높이 증가 부분에 해당되는 부분이 존재하지 않는다. 이와 같은 재료 침식은 상기 분극 보상 중에 발생되는 작은 파면 에러를 제거시키는 데 사용된다. MgF2의 경우 분극에 영향을 미치는 것보다 100배가 강하게 재료 침식이 상기 파면에 영향을 미친다는 사실이 사용된다.

도 7은 반 굴절 광학(catadioptric) 투영 대물렌즈(56)를 도시한 것이며, 단순화한 단면으로 마이크로 석판 인쇄 투영 노출에 대한 것을 도시한 것이다. 상기 투영 대물랜즈(56)는 래티클(58)내에 담긴 줄어든 구조의 영상을 기판(60)으로 적용된 광 감지 표면으로 투영하도록 사용된다. 상기 래티클(58)을 통과하는 투영 광선은 비임-스플리터 입방체(62)로 적용되며, 여기서 분극-선택 비임-스플리터 층(64)에 의해 반사되고, 1/4파 플레이트(66) 그리고 다수의 렌즈를 통하여 구형 영상 미러(68)로 보내진다. 상기 영상 미러(68)에 의해 반사된 후, 상기 분극은 다시 1/4파 플레이트로 회전되어 상기 투영 광선이 이제는 상기 광선-스플리터 층(64)을 통과하고 상기 투영 대물렌즈(60)의 순수 굴절광학 부분(70)으로 들어갈 수 있도록 된다.

상기 구형 영상 미러(68)는 상기 투영 대물렌즈(60) 동공 평면(72) 가까이에 배치된다. 한 교정 장치(316)가 두 개의 구형 곡선 교정 요소(320, 322)로 구성되고, 마찬가지로 상기 동공 평면(72) 가까이에서 상기 영상 미러(68) 바로 이전에 배치된다. 상기 굴곡 부분은 상기 교정 장치가 상기 동공 평면(72)으로부터 너무 멀리에 배치되지 않도록 한다. 이와 같이 하여, 커다란 구멍 각으로 입사하는 광선의 파면에서 상기 교정 장치(316)가 영향을 덜 받게 된다. 투영 광선 각각이 영상 미러(68)에 의한 반사로 인해 상기 교정 장치(316)를 두 번 통과하기 때문에, 상기 두께 변동 d는 상기 교정 요소를 통해 단지 단일의 통과가 발생되는 장치와 비교하여, 2의 인수로 줄어 들 수 있게 된다.

Claims

광학적 시스템(56)내 광선(10)의 단면에서 분극 분배 방해를 보상하기 위한 교정 장치로서, 두 개의 평행 표면(26, 126, 127)을 가지는 이중 굴절 교정 요소(22, 122, 222, 322)를 포함하는 하나 이상의 교정 컴포넌트(18, 118)를 갖고, 상기 표면 사이의 상기 교정 요소(22, 122, 222)의 두께(d)는 상수인, 교정 장치에 있어서,

하나 이상의 교정 컴포넌트(18, 118)가 하나 이상의 또 다른 이중 굴절 교정 요소(20; 120a, 120b; 220; 320)를 포함하고, 두 개의 평행 표면(24)을 가지며, 하나 이상의 상기 교정 요소(20, 22; 120a, 120b, 122; 220; 222; 320, 322)의 하나 이상의 표면(24, 26; 126, 127)이 재처리되어, 로컬 두께 변동 Δd을 발생시키도록 하며, 이에 의해 상기 분극 분배 방해가 적어도 부분적으로 보상되도록 하며, 상기 교정 요소(20, 22; 120a, 120b, 122; 220; 222; 320, 322)의 배열, 두께(d) 그리고 이중 굴절 특성이 선택되어 상기 로컬 두께 변동 Δd가 무시되는 때 이들의 이중 굴절 영향이 서로 상쇄되도록 함을 특징으로 하는 교정 장치.
제 1항에 있어서, 상기 교정 요소(20, 22; 120a, 120b, 122; 220; 222; 320, 322)가 같은 재료로 구성됨을 특징으로 하는 교정 장치.
제 2항에 있어서, 상기 교정요소(20, 22; 120a, 120b, 122; 220; 222; 320, 322)의 표면(24, 26; 126, 127)이 서로 상보적으로 재처리되어, 교정 컴포넌트(18; 118)의 모든 교정 요소(20, 22; 120a, 120b, 122; 220; 222; 320, 322)의 총 두께(d_g)가 그 단면에서 상수이도록 됨을 특징으로 하는 교정 장치.
제 3항에 있어서, 상기 교정 컴포넌트(18; 118)가 두 개의 교정 요소를 포함하며, 한 특정 포인트에서 상기 방해 보상에 필요한 로컬 두께 변동 Δd가 분산되어 한 교정 요소(22)의 두께(d)가 Δd/2로 줄어들고, 다른 교정 요소(20)의 두께는 Δd/2로 반대로 증가하도록 됨을 특징으로 하는 교정 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 교정 요소(320, 322) 표면들이 굴곡짐을 특징으로 하는 교정 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 교정 컴포넌트(18, 118)가 두 개의 교정 요소(20, 22; 120a, 120b, 122; 220; 222; 320, 322)를 포함하며, 이들의 이중 굴절축이 서로 90도 각도로 회전됨을 특징으로 하는 교정 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 교정 요소(220)는 표면이 추가로 재처리되어 상기 두께 변경으로 인한 파면 오류를 줄이도록 함을 특징으로 하는 교정 장치.
제 1 항에 있어서, 두 교정 컴포넌트((18, 220 및 222)가 제공되며, 한 교정 컴포넌트(18) 교정 요소(20, 22) 이중 굴절 축이 다른 한 교정 컴포넌트 교정 요소(220, 222) 이중 굴절 축에 대하여 45도 회전됨을 특징으로 하는 교정 장치.
제 1 항에 따르는 교정 장치(316)를 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로 석판 인쇄용 투영 대물렌즈.
제 9 항에 있어서, 상기 교정 장치(316)가 투영 대물렌즈(56)의 동공 평면(72)내에 근접하게 배치됨을 특징으로 하는 마이크로 석판 인쇄용 투영 대물렌즈.
제 10 항에 있어서, 상기 교정 장치(316)가 상기 투영 대물렌즈(56)의 반 굴절 광학(catadioptric) 부분에 담긴 한 영상 미러에 근접하여 배치됨을 특징으로 하는 마이크로 석판 인쇄용 투영 대물렌즈.
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