KR20030019577A - 마이크로리토그래피 투사 조명 시설, 광학 시스템,마이크로리토그래피-렌즈 시스템의 제조 방법 및마이크로리토그래픽 구조화 방법 - Google Patents

마이크로리토그래피 투사 조명 시설, 광학 시스템,마이크로리토그래피-렌즈 시스템의 제조 방법 및마이크로리토그래픽 구조화 방법 Download PDF

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KR20030019577A KR10-2003-7000622A KR20037000622A KR20030019577A KR 20030019577 A KR20030019577 A KR 20030019577A KR 20037000622 A KR20037000622 A KR 20037000622A KR 20030019577 A KR20030019577 A KR 20030019577A
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마르틴 브루노테
쥐르겐 하르트마이어
후베르트 홀더러
윈프리드 카이저
알렉산더 콜
젠스 쿠글레르
만프레드 마울
크리스챤 바그너
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칼 짜이스 세미컨덕터 매뉴팩츄어링 테크놀로지즈 악티엔게젤샤프트
짜이스, 칼
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Abstract

본 발명은 투사 조명 시스템, 특히 플루오르화물 결정 렌즈(42, 43)를 포함하고 작동 파장 157 또는 193 nm 및 영상측 NA 0.8 내지 0.95를 가진 것에 관한 것으로, 여기에서는 그의 각도-의존적 복굴절의 부정적 영향이 광축(O) 주위로의 상대적 회전 및/또는 동공 평면(P)에 가까운 교정 소자(44)에 의해 감소된다.

Description

마이크로리토그래피 투사 조명 시설, 광학 시스템, 마이크로리토그래피-렌즈 시스템의 제조 방법 및 마이크로리토그래픽 구조화 방법{MICROLITHOGRAPHIC PROJECTION ILLUMINATION SYSTEM, OPTICAL SYSTEM, METHOD FOR THE PRODUCTION OF A MICROLITHOGRAPHIC PROJECTION LENS SYSTEM AND MICROLITHOGRAPHIC STRUCTURING METHOD}
특허 출원 PCT/EP00/13184는 시장으로부터 알려진 그러한 투사 조명 시설을 위해 작동 파장 157nm에서 개구수 0.8 및 0.9를 가진 적당히 순수한 굴절성 및 캐타디옵트릭 투사-렌즈를 보여준다.
DE 198 07 120A(US 09/252 636 호)로부터 광속에 걸쳐 변하는 편광 효과를 보상하기 위해 국부적으로 두께가 변하는 복굴절 소자들을 사용하는 것이 알려져 있다.
US 6 201 634B는, 이런 사용에 적합한 공업적 플루오르화물 결정은 결정축에 관해 방향 의존성을 나타내는 응력 복굴절을 갖는다는 것을 기재하고 있다.
NIST Gaitsbersburg MD 20899 USA에 있어 John K. Burnett, Eric L. Shirley 및 Zachary H. Lewin에 의한 인터넷-간행물 "CaF2에 있어서의 고유 복굴절의 예비 결정(Preliminary Determination of an intrinsic Birefringence in CaF2)"(2001년 5월 7일 배포)으로부터, 플루오르화칼슘-단결정은 응력 유도에 의해서 뿐 아니라 고유적으로도 복굴절을 갖는다는 것이 알려져 있다.
인용된 모든 문서들은 그 전체 범위가 본 출원 공개의 일부가 또한 될 것이다.
이 복굴절 효과는 약 200 nm 이하의 낮은 파장에서 비로소, 그러니까 특히 193 nm에서 현저해지고 157 nm에서 강화되는 것으로, 이들은 고해상도 마이크로리토그래피에 바람직한 파장들이다.
이 복굴절은 결정축에 관한 광선 방향에 의존하기 때문에, 개방 각도 및 광축 주위 회전각(방위각)의 함수로서 변한다.
(111) 결정축 주위 회전 대칭적으로 배향된 광학 소자, 특히 렌즈(그러나 이것은 평판, 예컨대 폐쇄판, 필터로 구성될 수도 있다)의 경우, 복굴절은 광선의 수직 투사시 최소가 된다. 그러나 약 35°의 개방 각도 및 서로 120°비틀린 세 회전각(방위각) 하에서는 입사 방향은 결정의 (111) 배향에 상당하여 최대 복굴절이 일어난다.
(100), (010) 또는 (001) 축 중 하나에 대한 회전 대칭적 배열의 경우, 45°의 개방 각도 하에서 이제는 4 개의 회전 대칭으로 최대 복굴절을 갖는 (110) 대응 축들이 위치하게 된다.
이제는 개구수 0.8로 157 nm 광선이 투과해 나오는 CaF2로 된 소자에서는 투사에서의 개방 각도는 굴절률 약 1.56로 31도와 같고; NA=0.9의 경우에는 약 35도의 개방 각도가 생긴다. 그래서 그렇게 심하게 개방된 시스템에서는 방향 의존적 복굴절이 문제가 된다.
본 발명은 청구항 1항 및 41항의 대개념에 의한 마이크로리토그래피 투사 조명 시설, 청구항 9 및 12에 의한 대개념에 의한 광학 시스템, 특히 마이크로리토그래픽 투사 대물렌즈, 청구항 42의 대개념에 의한 마이크로리토그래픽-투사 대물렌즈의 제조 방법 및 청구항 44의 대개념에 의한 마이크로리토그래픽 구조화 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 투사 조명 시설의 부분 종단면 약시도를 표시하고,
도 2는 도 1에 의한 투사 조명 시설 내에 통합되어 있는 것에 대안적인 광학 교정 소자를 표시하고,
도 3은 추가의 대안적 광학 교정 소자의 반부의 종단면도를 표시하고,
도 4는, 도 3에 의한 광학 교정 소자와 협동하는 힘 도입 장치의 가동 접촉체로서 도 3에 의한 것에 대안적인 접촉체의 상세 단면도를 표시하고,
도 5는, 도 3과 유사한, 대안적 힘 도입 장치를 가진 광학 교정 소자를 표시하고,
도 6은 도 5에 의한 실시예의 평면도를 표시하고,
도 7은, 도 3과 5에 유사한, 대안적 힘 도입 장치를 가진 대안적 광학 교정 소자를 표시하고,
도 8은, 도 7에 의한 실시예의 평면도를 표시하고,
도 9 내지 12 도는 위에 표시된 힘 도입 장치들과 관련하여 사용될 수 있는 대안적 접촉체들의 실시 변형예를 표시한다.
그래서 본 발명의 목적은, 최대 개구 투사 대물렌즈도 최적하게 작동될 수 있도록, 방향 의존적 복굴절에 의한 교란을 보정하는 것이다.
이 목적은 청구항 1 및 41에 의한 투사 조명 시설, 청구항 9 또는 12에 의한 광학 시스템 및 청구항 42에 의한 제조 방법 및 청구항 44에 의한 마이크로리토그래피(석판인쇄술)적 구조화 방법에 의해 달성된다.
본 발명은, 먼저 큰 각도에서 문제 하의 렌즈 내 약 10 cm 광로의 경우 cm 당 약 6 nm 값에서의 복굴절에 의한 교란은 주로, 서로 수직으로 편광된 두 광선의 경우 약 4 분의 1 람다(파장)까지의 위상 변이를 나타내고, 그 위에 영상 가까이(계 가까이)에 있는 광소자들에서는 큰 광선 각도가 일어나는데 그 소자들의 광선-각도-분포들은 이를 위해 푸리에 변환된 동공 평면에서는 장소 분포들로서 존재한다는 인식에 기초를 두고 있다.
그래서 놀랍게도 그 교란은, 동공 평면 가까이에서 장소 의존적으로 편광 선회하는 또한 장소 의존적으로 상이하게 복굴절하는 광학 소자(교정 소자)에 의해 교정될 수 있다. 그런 소자들 및 국부 연마, 특히 이온 빔 연마에 의한 그의 제조는 상기와 같이 공지되어 있고 새로운 본 기술 내용에서도 습득 가능할 것이다.
동공 평면, 바람직하게는 시스템 구멍 평면의 "가까운" 위치는, 교정 소자에서 편광 및 위상의 위치 분포가 충분히 양호하게 각도 의존적으로 복굴절하는 소자에서 그의 각도 분포로 변환되는 위치와 실질적으로 접근해 있다. 이것은 특히 투사 대물렌즈의 광학 설계와 일치된다.
청구항 1 및 9의 이 내용 외에, 청구항 12에 따라 소자들을 서로 떨어져 설치함에 의해 다수의 그런 소자들의 복굴절 효과를 감소시키는 것도 단독으로 또는 (청구항 13, 41)과 조합하여 가능하다
광학 시스템을 장착 및 조정할 때 서로 뒤틀어 지지되는 소자들의 대표 특정적 교란을 교정하는 것이 실제의 통상적 관행이다. 그러나 이 경우 각도 의존적으로 복굴절에 의해 유지되는 회전 대칭성은 광학 설계에 의해 미리 주어지는 상대적 뒤틀림에 의해 미리 고려될 수 있고 그럼으로써 교란은 감소된다.
(111) 배향으로 된, 두께가 같고 같은 각도 하에서 구성된 두 개의 플루오르화칼슘-소자들의 예에서는, 복굴절의 바로 최대와 최소가 간섭하도록 두 소자를 서로 60도 만큼 뒤틀어 돌리며 그럼으로써 효과는 대략 반감된다. 그때에 소속 교정판은 6 중 회전 대칭성을 갖는다.
교란도 교정 소자에서의 요구되는 형태 변화도 작기 때문에, 투사 대물렌즈를 제조할 때 우선 이 렌즈를 완전하게 설치 조정하고 그런 뒤 청구항 41에 따라 측정하여 거기에 따라 후 처리하는 것이 가능하다. 그러면 고유 및 개별 특정적 복굴절이 동시에 보정될 수 있다.
유리한 실시예들은 종속 청구항들의 대상이다.
청구항 8에 의한 실시예에 있어서는, 투사 대물렌즈 내에서 광학 활성 소자에 의해 반경방향 편광의 접선방향 편광으로의 변환이 일어난다.
적당히 장소에 따라 두께 분포를 행하는 것 외에 청구항 14 항에 따라 힘 도입 장치에 의해 예컨대 팽창- 또는 압축 응력(장력)을 도입하고 그럼으로써 합목적적으로 얻어지는 응력 복굴절에 의해 소망하는 교정 소자의 보정 작용이 달성될 수 있다.
청구항 15에 따라 적어도 한 압전-작동기를 사용하면 힘 도입을 위해 진폭을 정밀히 미리 줄 수 있는 가능성이 생긴다. 압전-작동기 대신에 다른 활성 작동기들, 예컨대 공압식 작동기, 또는 피동형 조작기, 예로서 조절 나사 또는 장력이 미리 가해진 스프링도 사용될 수 있다.
청구항 16에 따른 교정 소자의 주위면에 걸친 힘 도입의 경우, 교정 소자의 전체가 빈 구멍이 얻어질 수 있다. 기계적 힘이 교정 소자 내에 도입될 때에는, 소망스럽지 않은 교정 소자의 변형이 일어나지 않도록, 교정 소자의 중립 섬유조직들 또는 중립면을 따라 힘을 도입하는 것이 유리하다. 광학 소자의 절곡이 발생하지 않도록 주의하면 그런 힘 도입이 대체로 달성될 수 있다.
청구항 17에 의한 힘 도입 장치에 의해, 한정된 힘 도입이 광학 소자의 중립면 방향으로 행해질 수 있다.
청구항 18에 따른 가동 접촉기는 나중에 힘 도입부를 세밀히 적합시키는 것을 보장한다.
청구항 19에 의한 스프링은 교정 소자에 대한 접촉기가 기울어지는 것을 방지한다.
청구항 20에 의한 대체적 또는 추가적으로 제공된 힌지는, 교정 소자에 상대적으로 접촉체의 한정된 이동성이 얻어지게 함으로써 교정 소자에 대해 접촉체가 기울어지는 것을 방지한다.
청구항 21에 의한 고체 힌지는 마모가 없게 또한 소형으로 제조될 수 있다.
청구항 22에 의한 접촉체에 의해 교정 소자 내에 한정된 힘이 도입될 수 있다. 여기에서는 힘 도입 종(種, 부분이나 부재)들의 연장 또는 변위 배치에 의해 이 분포를 위한 제 1 자유도가 미리 주어질 수 있고, 그래서 절대적으로 도입하려는 접촉력을 통해 제 2 자유도가 조절될 수 있다.
청구항 23에 의한 접촉체에 의해 점차적으로 주위 방향으로 변하는 힘 도입 분포가 실현될 수 있다.
이것은 청구항 24에 의한 대체적 또는 추가적 접촉체의 실시예에 의해서도 가능하다.
청구항 25에 의한 힘 도입 성분의 형성은, 교정 소자의 중립면을 따른 힘 도입이 간단히 실현될 수 있는 가능성을 제공하는데, 그 이유는 양 힘 도입 종들을 통해 도입될 수 있는 힘들이 서로 적절히 조화될 수 있기 때문이다.
청구항 26에 의한 힘 도입체들의 배치는 교정 소자의 중립면을 따른 전체 힘을 발생하기 위해 양 힘 도입체들 사이에서의 힘 분포를 정말 적합화 할 가능성을 제공한다.
청구항 27에 의한 힘 도입체들의 배치는 간단하다. 교정 소자의 중립면을 따른 전체 힘의 발생을 위한 힘 도입의 적합화는 여기에서는 레버 암들의 기하학적 배치에 의해 행해지고 있다.
청구항 29에 의한 작동기들의 대안적 배치는 정밀한 힘 도입을 가능하게 한다.
청구항 29에 의한 작동기의 사용은, 힘 도입 장치가 광학 시스템의 광축의 방향으로 평평하게 형성되는 실시를 가능하게 한다.
청구항 30에 의한 힘 도입체에 의해, 교정 소자의 중립면의 방향으로의 전체 힘의 발생을 위해 합목적적 힘 도입 성분들의 배열과 배치를 통해 힘 도입이 제어될 수 있다.
이것은 청구항 31에 의한 작동기에 의해 특히 간단히 성취된다.
청구항 32에 의한 링은 힘도입 장치를 위한 특히 간단한 지지체인데, 그것은 그 위에 교정 소자 자체에 의해 지지되는 성분으로서 구현될 수도 있다. 대체적 또는 추가적으로, 그 자체는 링형으로 형성될 필요가 없는, 교정 소자 위에 작용하는 작동기가 지지되는 교정 소자를 둘러싸는 지지링이 사용될 수 있다. 그런 링의 사용은 그 외에 힘 도입시 교정 소자의 횡 이동이 발생하지 않는 힘 도입 장치를 가능하게 한다.
정적 힘 도입시 필요한 높은 정적 힘으로 인해 교정 소자의 손상은 반드시 배제될 수 있는 것은 아니다. 그 위에 장기간에 걸쳐 오래 지속되는 힘 도입의 경우 교정 소자의 응력 상태는 예컨대 드리프트 효과에 의해 변할 수 있다. 그런데 이런 불리한 제한은, 청구항 33에 의한 교정 소자를 사용하면 극복된다. 동적 힘 도입의 경우에는, 정적 힘 도입의 경우에서 보다 훨씬 더 높은 응력 복굴절이 단시간적으로 파괴 위험 없이 발생될 수 있다. 한편 동적 힘 도입 진폭을 통해 조절하려는 교정 작용의 값을 경우에 따라서는 예민하게 추적 결정할 수도 있는데, 이것은 투사 대물렌즈가 완성되었을 경우에는 외부로부터 수행될 수도 있다.
청구항 34에 의한 힘 도입 장치에 의해, 정적 힘 도입시의 것에 비교될만한 중간 크기의 힘 도입이 달성될 수 있다.
이로서 청구항 35에 의한 힘 도입 장치에 의해, 주어진 힘이 사용되었을 때 교정 작용의 최대화가 달성된다.
투사 광속의 방출에 시간적으로 일치하는 힘 도입을 갖는, 청구항 36에 의한 투사 조명 시설에 의해, 투사광이 투사광 소자를 통과할 때에는 항상 정확한 보정이 이루어질 수 있게 된다. 동시에 교정 소자의 부담은 감소된다.
청구항 37에 의한 제어 장치는 이때 간단히 시간적 일치를 보장한다.
청구항 38에 의한 힘 도입 장치의 사용시에는, 음파 프로필을 통해 음파 프로필과 비슷한 분포를 갖는 굴절률이 발생된다. 음파 프로필은 광학적 파두와 비슷하게 제르니케-함수로 분해될 수 있다. 그래서 직교하는 기준-제르니케-함수들의 임의의 중첩들이 굴절률 프로필로서 생성될 수 있다. N 개수의 작동기들에 의해 예컨대 N/2의 개수를 갖는 교정 프로필들이 발생될 수 있다. 이로 인해 원칙적으로 모든 알려진 복사물 오차들이 감소될 수 있다.
청구항 39에 의한 정재성(定在性) 음파로 인해 정적 복사물 오차들이 교정된다.
대안적으로 청구항 40에 의해 동적 복사물 오차들이 교정될 수 있다. 이로 인해, 예컨대 간헐적 투사 광속의 경우 투사 중 대물렌즈의 복사물 성질을, 광속의 영향화 시점에서 광학 소자에 의해 투사를 위한 최적 복사(재생) 조건이 지배하도록, 합목적적으로 변경시키는 것이 가능하다. 대안적으로, 예컨대 사용된 조명 분포 위 또는 직접 복사된 레티클(reticle, 망선) 조직 위에의 교정 작용을 최적화하기 위해, 청구항 40에 의한 동적 복사 오차 교정에 의해, 광투사 충돌의 시간 스칼라 사에서 느리게, 예컨대 1/100 초의 시간 오더로 변하는 힘 분포를 광학 소자 내에 발생시키는 것이 가능하다.
발명의 실시예들을 이하 도면에 따라 상세히 설명하겠다.
배치된 광축(O)을 기준으로, 도 1은 바람직하게는 157nm 또는 193nm에서 협대역적으로 방출하는 레이저인 광원(1)을 보여준다. 그 광원의 광은 조명 시스템(2)에 공급되고 그 시스템은 DE 195 35 392A1로부터 알려진 것과 같이 반경방향 편광 발생을 위한 수단(21)을 특수물로서 포함할 수 있다. 그래서 레티클-지지- 및 위치 고정 시스템(31)과 연결되어 있는 마이크로리토그래픽 레티클(3)이 조명된다. 그 다음의 투사 렌즈(4)는 레티클(3)을 도면 평면 내에 배치된 물체(5) - 전형적으로는 웨이터 - 위에 복사한다. 물체(5)에는 물체-지지- 및 위치 고정 시스템(51)이 있다.
투사 렌즈(4)는 렌즈들 및 필요에 따라 하나 또는 수 개의 반사경들을 가진 그룹(41), 동공 평면 또는 시스템 구멍 평면(P) 및 이 평면(P)과 물체(5)의 평면 사이의 렌즈들(42, 43)을 포괄하고, 그 렌즈들의 투과 각도(α)는 투사 렌즈의 영상측 개구수(NA)에 의해 이루어진다(정해진다).
렌즈들(42, 43) 중 적어도 하나는, 그의 (111) 배향이 광축(O)과 합동이 되거나 또는 약 5°이내로 벗어나는, 각도 의존적 이중 굴절률을 갖는 재료, 예컨대 플루오르화 칼륨으로 구성된다.
두 표시된 렌즈들(42, 43)(물론 이 영역에는 주로 다시 더 많은 렌즈들이 필요하다)은, 이들이 바람직하게는 방위 각도를 따라, 따라서 광축(O) 주위로 서로 틀어져 설치되도록 되어 있다.
각 광선에 따라, 계에 가까운 렌즈들(42, 43) 중의 하나에서 일어나는 개방 각도(벌어짐 각도)는 동공 평면(P) 가까이에서 광축(O)으로부터 거리로 변환된다. 거기에 본 발명에 따라 배치된, 복굴절성, 응력 복굴절성 또는 광활성 재료로 된 교정 소자(44)는 따라서, 광축(O)으로부터의 거리와 방위 각도에 따라 변하는 두께로, 따라서 장소 의존적 편광 회전 내지 장소 의존적 상이한 복굴절 작용으로, 렌즈들(42, 43)의 각도 의존적 복굴절을 보정한다.
수단(21) 및 교정 소자(44)는 물체(5)에 반경방향 편광을 일으킬 수 있는데, 발명의 의미에서는 교정 소자(44)는 동시에 각도 의존적 복굴절을 보정한다.
투사 렌즈(4)가, 예컨대 중간 영상을 갖는 실시예의 경우에서처럼, 추가의 동공 평면들을 가지면, 교정 소자도 거기에 배치될 수 있다.
교정 소자(44)의 두께 경과에서 굴절 작용이 교란되면, DE 198 07 120A로부터 알려진, 없는 또는 적은 복굴절 재료로 된 보정 판에 의해 보정될 수 있다. 이를 위해서는 렌즈 표면도 예컨대 이온-빔 에칭에 의해 후 성형될 수 있다.
플루오르화물-결정의 각도 의존적 복굴절에 관한 상기 설명은 구멍 율이 높은 투사 대물 렌즈의 광학 설계에서 고려될 수 있다. 이를 위해 방위 각도에 걸친 변화가 고려되어야 한다. 그때에는 교정 소자(44)는 설계시점으로부터 그 형태와 작용이 미리 주어질 수 있다.
그러나 대안적으로 또는 보충적으로 복사상의 교란은 각도 의존적 복굴절에 의해 측정될 수 있고 준비된 교정 소자(44)의 후 처리에 맡겨질 수 있다. 그래서 동시에 예시 특정된 복굴절 분포가 교정될 수 있다.
광학적 교정 소자의 추가 변형예가 도 2 내지 12에 표시되어 있다. 이미 도 1과 관련하여 설명된 성분들은 이 추가 변형예에서는 각각 100만큼 증가된 부재 번호를 갖고 있고 더 이상 상술되지는 않을 것이다.
도 2는 예시적으로 따라서 투사 렌즈 내에 통합되지 않은 상태에 있는 대안적 교정 소자(144)의 확대 평면도를 보여주고 있다. 교정 소자(144)는 3 중의 대칭성을 가진, 따라서 응력 복굴절 성질을 가진 재료로 된 CaF2-판이다. 그 주위면(161)은 구석부가 둥글게 되고 약간 삼각형 중점(광축(O)의 통과점) 방향으로 볼록한 변 면을 가진 등변 삼각형의 형태를 갖고 있다.
교정 소자(144)는 둥근 홀더(150) 내에 장착되어 있고 주위면(161)의 둥글게 된 각 구석의 각 부분을 통해 각 압전-작동기(151 내지 153)와 연결되어 있다. 각 압전-작동기(151 내지 153)는 교정 소자(144)의 반대쪽에서는 홀더(150) 내에 도입되어 있다. 홀더(150) 내 해당 구멍을 통해 외부로 안내되는 신호 도선(154 내지156)을 통해, 압전-작동기들(151 내지 153)은 압전-제어 장치(157)와 연결되어 있다. 압전-제어 장치는 신호 도선을 통해 동기화 장치(159)와 연결되어 있고, 그 장치는 다시 신호 도선(160)을 통해 광원(101)과 연결되어 있다.
사용시에는, 교정 소자(144)는 투사 렌즈 내에 통합되는데(도 1의 렌즈(4)를 참고하라), 도 2에서 점선으로 표시된 원 모양의 통과 영역(162) 내로 투사 광선이 통과할 수 있다. 그런데 교정 소자(144)는 다음과 같이 작동한다:
광원(101)은 엑시머-레이저인데, 이것은 짧은 펄스 기간(약 10 ns) 및 10 kHz 범위의 비교적 낮은 반복율의 단위 펄스들을 갖는 석영-cw(연속파)-투사광-펄스 열이 그 특징이다.
압전-작동기들(151 내지 153)은 압전-제어 장치(157)에 의해, 교정 소자(144)에 있어 반경방향 밀도 진동이 촉진되도록, 제어 조종된다. 이 진동의 주파수는 동기화 장치(159)에 의해, 레이저 펄스 동안 압전-작동기들(151 내지 153)에 의해 예컨대 사인 형으로 발생된 압축 응력의 최대가 교정 소자(144) 내에서 달성되도록, 광원(101)의 반복율에 일치 조화된다. 단지 광원(101)의 반복 주기의 약 일만분의 일 및 교정 소자(144) 내에의 힘 도입 기간에 달하는, 단위 펄스의 짧은 펄스 기간 동안에, 교정 소자 내에 도입된 순간적 힘은 충분히 근사적으로 일정하다. 따라서 레이저 펄스 시점과 힘 도입 시점 사이의 위상 관계와는 상관없이, 단위 광 펄스의 펄스 기간 동안, 교정 소자(144)의 복굴절 상태의 이렇다할 변화는 일어나지 않는다.
신호 도선들(154 내지 156) 상에서 예컨대 사인형 신호 전압을 통해, 응력복굴절은 압전-제어 장치(157)에 의해 조절될 수 있다. 대안적으로는 응력 복굴절의 조절은 레이저 펄스와 힘 도입 사이의 위상 관계를 통해서도 가능하다. 이 위상 관계는, 레이저 펄스가 더 이상 압축 응력의 최대치 동안이 아니라 예컨대 상승하는 또는 하강하는 조절된 압축 응력의 측면부 상의 선택적 부분 동안에 교정 소자(144)를 통과하도록, 변경될 수 있다.
교정 소자(144)의 형상은, 교정 소자(144)의 자기(自己) 진동이 힘 도입 주파수와 공진하도록, 압전 작동기들(151 내지 153)에 의한 힘 도입 형태 및 힘 도입 주파수에 적합화 된다. 이것은, 주어진 힘 경비에서, 최대 힘 작용, 따라서 최대로 발생된 응력 복굴절을 보장한다. 그리고 이 실시에서는 압축 응력 외에 팽창(인장) 장력도 고체의 공명 진동에 의해 생기고 그럼으로써 가능한 복굴절 분포의 다양성은 훨씬 확대된다.
압전-작동기들(151 내지 153)(도 2를 참고하라)에 의해, 압전-작동기들(151 내지 153)의 해당 제어 주파수가 가정될 때, 정재하는 또는 진행하는 음파가 교정 소자(144) 내에서 발생될 수 있다. 정재하는 음파의 발생을 위해서 압전-작동기들(151 내지 153)을 위한 제어 주파수는 교정 소자(144)의 형태 및 재료에 적절히 적합화 된다. 주위면(161)을 통해 교정 소자(144) 위에 작용하는 압전-작동기들의 수에 따라, 대응하는 다중도의 발생 음파들이 생성될 수 있다. 이에 의해 n 개의 압전-작동기들에 의해 n/2 중까지의 대칭성을 가진 정재 음파가 생성될 수 있다. 그 위에 다중도를 가진 음파들의 간섭이 발생될 수 있다. 이에 의해 교정 소자(144) 내에는 음파 프로필을 통해 제어된 소정된 굴절률 프로필이 얻어지게 된다.
여러 다중도의 음파 프로필들의 간섭에 의해, 다수의 복사물 오차들의 독립적 교정에 사용될 수 있는 해당하는 굴절률 프로필들의 간섭이 중첩으로서 조절될 수 있는데, 그 이유는 예컨대 상이한 다중도의 음파 프로필들의 여러 굴절률들의 기여를 통해 복사물 성질을 나타내는 계수들이 소정 방법으로 제르니케-함수들에 의해 영향받기 때문이다.
현재 사용되는 교정 소자-재료들 및 전형적 교정 소자-형태들의 경우, 압전-작동기들(151 내지 153)을 위해 사용될 수 있는 제어 주파수들은 초음파 범위에 있게 된다.
교정 소자(144)의 형태를 통해, 압전-작동기들(151 내지 153)의 결합 형태를 통해, 힘 도입파의 진폭과 주파수를 통해 또한 경우에 따라 교정 소자(144) 내 진동 마디들을 강요하는 성분들을 통해 적합화 될 수 있는 발생된 응력 복굴절 분포에 의해, 교정 소자(144)를 투과하는 투사 광속은, 도 1과 관련하여 기재된 것과 같이, 기타의 복굴절 효과들이 투사 렌즈에서 보정되도록, 영향 받는다.
압전=작동기들 대신에, 힘 도입을 위한 다른 압축- 또는 팽창 수단이 사용될 수도 있다.
도 3은 도 2와 관련하여 기재된 것에 대신할 수 있는 힘 도입 장치를 가진 광학적 교정 소자의 추가예를 종 단면도로 보여준다.
도 3에 의한 실시예에서는 광학적 교정 소자(244)는 CaF2로 된 대칭 양 요형렌즈이고, 이 렌즈 위에는 전체적으로 270으로 표시된 힘 도입 장치가 테 측에서 작용하고 있다. 광학적 교정 장치(244)와 힘 도입 장치(270)는 도 3에서 점선으로 표시된 광축(271) 주위로 다수적으로 회전 대칭이고, 따라서 도 3은 광축(271)으로부터 보아 우반부에만 한정 표시되어 있다.
교정 소자(244)는 테 측에서 상부와 하부에서 모가 비스듬히 깎이어 있기 때문에, 교정 소자(244)의 주위면(272)은 각각 하나의 링형 베벨 면(273, 274)을 통해 교정 소자(244)의 요형 광학 면들로 이행되고 있다. 베벨 면들(273, 274)은 교정 소자(244)의 광학적 면들의 일부가 아니기 때문에, 베벨 면들은 이의 전체 주위면의 일부로 간주될 수 있다.
도 3에서 하부의 베벨 면(274)은 접촉체(276)의 접촉 팁(275)을 통해 교정 소자(244)의 지지부를 형성하는 기초체(277) 위에 얹혀 있다. 접촉체(276)와 기초체(277)는 면적으로 서로 연결, 예컨대 서로 접착되어 있다. 기초체(277)는 다수의 테 측의 구멍들(278)을 갖고 있고, 이들 구멍은 광축(271)에 평행으로 기초체(277)를 통해 형성되어 있고 기초체(277)를 교정 소자(244) 용 비표시된 지지틀에 고정하는데 이용된다.
기초체(277)에는 다수의 레버체(279)가 힌지식으로 형성되어 있다. 예컨대 교정 소자(244)의 주위면(272) 주위로 균일하게 분포 배치된 세 레버체(279)가 존재할 수 있다. 레버체(279)의 수는 힘 도입 장치(270)의 회전 대칭의 다중도를 미리 결정한다. 도 3에서는 레버체들(279) 중에서 단지 하나만 표시되어 있다. 레버체들(279)은 모두 같은 구조를 갖고 있기 때문에 이하에서는 도 3에 표시된레버체(279)를 기재하는 것만으로 충분할 것이다. 이 레버체는 힌지(280)를 통해 기초체(277)에 힌지 연결되어 있다. 힌지(280)는 다른 레버체들(279)을 기초체(277)와 연결시키는 다른 힌지들과 마찬가지로 힌지축을 갖는데, 이 힌지축은 교정 소자(244)의 주위면(272)의 최근점에 대한 접선에 평행으로 뻗는다. 그리고 힌지들(힌지(280)를 참고하라)은 광축(271)에 수직되는 교정 소자(244)의 중앙 평면의 위치에 해당하는 높이에 배치되어 있다.
힌지(280)의 주위면(272)을 등지는 쪽에서는 기초체(277)와 레버체(279)는 서로 마주보는 단 모양의 배면 돌기를 갖고 있고, 그래서 전체적으로 힌지(280)에 이웃하는 수납 홈(281)이 생긴다. 이 홈에는 광축(271)에 평행하는 방향으로 길이가 가변적인 압전 작동체(292)가 삽입되어 있다. 도 3에 표시된 제어 도선(282)에 의해 압전-작동체(282)는 제어 장치(284)와 연결되어 있다.
접촉체(285)와 접촉 팁(286)을 통해 레버체(279)는 도 3에 있어 상부의 베벨 면(273)에 접하고, 그래서 레버체(279)는 거기에 할당 배치된 기초체(277)의 부분과 함께 접촉체(285, 276)를 통해 집게 식으로 교정 소자(244)의 베벨 면(273, 274)에 맞물린다.
힘 도입 장치(270)에 결합된 교정 소자(244)는 다음과 같이 사용된다:
응력 분포를 통해 야기된 교정 소자(244)의 광학적 성질의 변화에 의해 복사물 오차의 보정이 달성될 수 있도록, 보정될 복사물 오차에 따라 제어 장치(284)는 교정 소자(244) 내에서 조절되어야 할 응력 분포를 계산한다. 기초체(277)(접촉 팁(275)을 참고하라)와 접촉 팁(286)을 가진 레버체(279) 사이에 일어나는 집게 작용에 의해 베벨 면들(273, 274) 위에 계산된 응력 분포가 형성 완성되게 하는 힘 도입이 일어날 수 있도록, 계산된 응력 분포로부터 제어 장치(284)는 힘 도입 장치(270)의 압전-작동기(282)가 각 레버체들(279) 위에 전달해야 할 편위치(偏位値)를 결정한다. 접촉 팁들(275, 286)은 이때 경도됨이 없는 한정된 힘 도입을 보장한다. 이 도입된 힘들의 합성력은, 접촉체들(276, 285)에 의해 형성된 집게들의 교정 소자(244)의 중앙 평면에 대한 대칭성으로 인해, 교정 소자(244)의 중립면과 합동되는 이 중앙 평면 내에서 진행한다. 이 방법에 의해, 교정 소자(244)의 구부러짐 또는 휨 모멘트가 이 소자에 전달되는 것은, 압전-작동기들(282)의 힘 작용에 의해 방지된다.
도 4는 도 3에서 연속 원에 의해 표시된 것에 대응하는 대안적 접촉체(385)의 상세 절취도를 보여준다. 접촉체(385)는 두 힌지 연결부(387, 388)를 통해 레버체(379)에 힌지 연결되어 있다. 이들은 레버체(379)의 두 개의 삼각형 돌출부의 "지붕 모서리"에 배치되어 있고, 이들 사이에서 레버체(379)는 후퇴되어 있어 그 레버체는 힌지 연결부들(387, 388) 사이에서 접촉체(385)로부터 격리된다.
접촉체(385)는 탄성 재료로 되어 있다. 접촉체(385)는 그의 레버체(379)를 등진 쪽에 교정 소자(244)의 베벨 면(373)에 접촉하는 접촉 코(389)를 갖고 있다.
도 3에 의한 실시예에서의 다른 접촉체들도 도 4에 의한 접촉체(385) 모양으로 구현될 수 있다.
접촉체(385)는 다음과 같이 작동한다:
양 힌지 연결부들(387, 388)의 베벨 면(373)에 대한 기하학적 위치에 따라,힘 도입이 행해지고 있지 않은 한, 접촉체(385)는 베벨 면(373)에 평행하거나 또는 이 면에 대해 일정 각도 하에서 배치된다. 접촉체(385)의 스프링 작용 및 힌지 연결부들(378, 388)에 의해, 그런 각도의 존재와는 상관없이 접촉 코(389)는 힘이 도입될 때에는 언제나 기울어짐 없이 베벨 면(373)에 확실하게 작용될 수 있다.
힌지 연결부들(387, 388)은 통상적 힌지 또는 고체 조인트로서 구현될 수 있다.
교정 소자(444)를 위한, 3 중 대칭성을 갖는 대안적 힘 도입 장치(470)가, 도 5 및 6에 도시되어 있다. 구멍들(478)을 가진 기초체(477)는 교정 소자(444)의 주위면(472)을 둘러싸는 링으로서 구성되어 있고 그것이 도 6에서는 단지 절취 부분으로 표시되어 있다.
힘 도입 장치(470)는 그 외에도 광축(471)에 대해 수직인 교정 소자(444)의 중앙 평면에 관해서 경면 대칭적이고, 그래서 이하에서는 도 5에 있어 힘 도입 장치(470)의 상반부만 상세히 설명하는 것으로 충분할 것이다.
다수의 가위-압전-작동기들(490)이 기초체(470)와 면적으로 연결되어 있고, 그 작동체들 중 둘이 도 5에 표시되어 있고, 그 둘은 기초체(477)의 양측에서 서로 마주 보며 기초체에 접해 있다. 제어 도선(483)을 통해 가위-압전-작동기들(490)은 제어 장치(484)와 연결되어 있다.
기초체(477)를 등지는 쪽에서, 가위-압전-작동기들(490)은, 접촉 팁들(475, 486)을 가진 접촉체들(476, 485)을 통해 교정 소자(444)의 베벨 면들(473, 474)에 접하는 푸시 체들(491)과 면 연결되어 있다.
전체적으로 힘 도입 장치(470)는, 교정 소자(444)의 주위면(472) 주위로 120° 만큼 변위 배치되어 있는, 소속된 가위-압전-작동기들(490)과 함께 기초체(477)에 관해 서로 대향 위치하는 세 쌍의 푸시 체들(491)로 구성되어 있다.
힘 도입 장치(470)를 가진 교정 소자(444)는 다음과 같이 사용 된다:
먼저 제어 장치(484)에서는 도 3과 관련된 기재와 유사하게 푸시 체들(491)의 힘 도입 설정치들 및 소속된 가위-압전-작동기들(490)의 편위 이동치에 대한 계산이 행해진다. 이 사전 설정치들은 제어 도선(483)을 통한 가위-압전-작동기들(490)의 조종에 의해 교정 소자(444) 내에 있어 가장 소망스런 응력 분포로 전환된다.
가위-압전-작동기들(490)을 통해 전달된, 한편으로는 접촉 팁(475) 다른 한편으로는 (486)을 통해 작용하는 분력은, 이것이 교정 소자(444)의 중립면에서의 전체 힘에 합산되도록, 크기 정해진다. 이것에 관해서는 위에서 힘 도입 장치(270)와 관련하여 설명한 것과 유사하게 설명될 수 있고 따라서 교정 소자(444)에는 휨 모멘트가 작용되지 않는다.
도 7 및 8은, 힘 도입 장치(570)에 의해 일정한 응력 분포가 형성되는, 교정 소자(544)의 추가의 다른 실시예를 표시한다. 이 경우, 교정 소자(544)는 테 영역에 상부 베벨면(573)과 하부 베벨면(574)을 가진 비대칭 양 요형 렌즈이다. 이 렌즈는 교정 소자(544)의 광축(571)의 방향으로 휘기 쉬운 다수의 스프링 암들(592)에 의해 지지되어 있다. 이를 위해 하부 베벨면(574)은 스프링 암(592)의 대응 경사 지지면에 접하고 있다.
스프링 암들(592)은 각각 지지면에 연속되어 있는 광축(571)에 수직되는 스프링 암 부분 및 이 부분에 대해 직각으로 광축(571)의 방향으로 꺾이어 진행하는 제 2의 스프링 암 부분을 갖는다. 이 제 2 스프링 암 부분은, 링의 내경이 교정 소자(544)의 외경보다 큰, 모든 스프링 암들(592)의 제 2 스프링 암 부분들을 싣는 연결 링으로 이행된다.
연결 링은 그의 외부 주위면에서 연결 링을 동축적으로 둘러싸는 스프링 링(593)으로 일체적으로 이행한다. 스프링 링은 광축에 평행하게 측정된 연결 링과 비교하여 보다 작은 재료 두께를 갖는다. 스프링 링(593)은 연결 링을 링 형의 기초체(577)와 일체적으로 연결시키는데, 이 기초체 자체는 스프링 링(593)을 동축적으로 외측에서 둘러싼다.
도 7은 교정 소자(544)의 스프링 암-홀더의 외부 단면을 보여주는데, 총 6 개의 스프링 암들(592)이 이 도면에서 볼 수 있고 그 중 두 개의 스프링 암들(592)은 각기 반만 보인다. 전체적으로 도 7 및 8에 의한 스프링-암 홀더는 따라서 20 개의 스프링 암(592)을 갖고, 이들 스프링 암은 기초체(577)의 주위로 균등 분포되어 이 기초체에 형성되어 있고, 그들 내부의, 교정 소자(544)용 지지면을 가진 스프링 암 부분들은 바퀴살과 비슷하게 내측으로 뻗고 있다.
도 7 및 8에 의한 실시예의 힘 도입 장치(570)는 지지링(594)을 갖는데, 이 지지링은 광축(571)을 기준으로 동축적으로 교정 소자(544)의 주위면(572) 둘레에 배치되어 있다. 지지링(594)의 내부 맨틀면에는 다수의 압전-작동기들(595)이 지지되어 있고, 그 작동기들은 광축(571)에 대해 반경 방향으로 길이 가변적이다. 제어도선들(583)을 통해 압전-작동기들(595)은 제어 장치(584)와 연결되어 있다.
압전-작동기들(595)은, 지지링(594)과, 교정 소자(544)의 주위면(572)에 접하는 접촉체(576) 사이에 지지되어 있고, 이 접촉체는 압전-작동기(595)와 교정 소자(544) 사이에 배치되어 있다. 접촉체들(576)은 각각 광축(571) 방향으로 평행하게 변위 배치된 두 개의 반구형 접촉 돌기들(596, 597)을 갖고 있다. 전체적으로 도 7 및 8의 실시예에서는 지지링(594)의 둘레 방향으로 균등하게 분포 배치된 20 개의 압전-작동기들(595)이 소속된 접촉체들(576)과 함께 존재한다. 그래서 교정 소자(544)의 주위 방향으로 압전-작동기들(595)의 배치는, 도 6의 평면도에 나타나 있는 바와 같이, 각각 한 개의 압전-작동기(595)가 지지링(594)의 둘레 방향으로 두 스프링 암들(592) 사이에 위치하도록 되어 있다.
압전-작동기들(595)을 한편으로는 지지링(594)에 지지 및 다른 한편으로는 접촉체들(576)을 통해 교정 소자(544)에 지지함에 의해, 힘 도입 장치(570)는 단지 교정 소자(544)만에 의해 지지되어 자유롭게 현가 지지된다. 그리고 압전-작동기들(595)은 광축(571)의 방향에 평행으로, 지지링(594) 및 그것과는 상관없이 접촉체들(576)에 상대해서, 이동될 수 있다.
힘 도입 장치(570)는 다음과 같이 장착되고 교정 소자(544) 내에 응력 분포를 생성하기 위해 사용 된다:
먼저 접촉체들(576)을, 교정 소자(544)의 주위면(572) 둘레에, 생성될 응력 분포에 따라 설정되는 요건들에 따라 배분하고 방향을 바르게 맞춘다. 보조-고정 소자들에 의해, 예컨대 인접하는 스프링 암들(592) 위에 배치되는 지지소자들에 의해, 접촉체들(576)을 그 설정-위치들에서 임시로 고정시킨다. 이어서 주위면(592) 둘레에 지지링(594)을 설치하고 역시 보조-고정 소자를 사용하여 임시 고정시킨다. 이제 압전-작동체들(595)을 접촉체들(576)과 지지링(594) 사이에 삽입한다. 접촉체들(576)과 지지링(594) 사이에 충만한 적합 삽착이 존재하도록, 압전-작동체들(595)의 크기를 정한다. 그런 뒤에는 보조-고정 소자들을 제거할 수 있다.
광축(571)에 평행하는 방향으로는, 압전-작동기들의 길이 변화, 및 그것에 의해 교정 소자(544) 위에 발휘된, 접촉 돌기들(596, 597)을 통한 각 압전-작동기(595)의 힘 작용을 통해, 소자의 중립면을 따라 진행하는, 각 압전-작동기(595)의 전체 힘이 교정 소자(544)에 주어지고, 그리하여 압전-작동기들(595)에 의해 교정 소자(544) 위에는 휨 모멘트가 가해지지 않도록, 압전-작동기들(595)을 조정한다.
끝으로, 위에서 제어 장치(284)와 관련하여 설명된 바와 같이, 제어 도체들(583)을 통해, 소정된 응력 분포가 생성되도록, 제어 장치(584)에 의해 계산된 장력(응력)이 압전-작동기들(595)에 전달된다.
도 7 및 8의 실시예에 있어 서로 분리된 접촉체들(576) 대신에, 지지링(594)에 동축적으로 구성된 접촉 링이 사용될 수도 있다.
위에서 도 2 내지 8과 관련하여 기재된 힘 도입 장치와 함께 사용될 수 있는 접촉체들의 추가의 변형예들이 도 9 내지 12에 표시되어 있다.
도 9에서 접촉체(676)는 길이 가변적 압전-작동기(695)에 의해 교정소자(644)의 광축에 대해 반경 방향으로 그 소자의 주위면(672)에 눌러진다. 그때에 접촉체(676)는 총 5 개의 접촉 돌기들(697', 697'', 697''', 697'''', 697''''')을 통해 주위면(672)에 접촉한다. 접촉 돌기들(697' 내지 697''''')은 접촉 스트립(698)에 형성되어 있고, 그 스트립은 교정 소자(644)의 광축에 대해 수직되는 절단 평면에서 대략 초승달 모양의 횡단면을 갖는다. 접촉 스트립(698)은 지지 암들(699)을 통해 지지 스트립(669)과 일체적으로 연결되어 있다. 지지 스트립(669)은 접촉 스트립(698)을 등지는 위치의 그의 단부면으로 압전-작동기(695)에 접하고 있다.
접촉 스트립은 접촉 스트립(698)의 횡단면-형상으로 인해 중간 접촉 돌기(697''')의 영역에서 최고 절곡 강성을 갖는데, 이 강성은 에지 측 접촉 돌기들(697' 및 697''''') 쪽으로 감에 따라 점차 감소한다. 접촉 돌기들(697' 내지 697''''')을 통해 압전-작동기(695)가 교정 소자(644)에 눌러질 때 이 횡단면-형상으로 인해 교정 소자(644) 위에는 특징적인 압력 분포가 발생한다. 이 압력 분포는, 기재한 다른 실시예들에서도 그런 것과 같이, 추가적으로 다시 지지스트립(698)에 수직인 횡단면-형상에 의존할 수 있다. 접촉 스트립(698)의 횡단면-형상 외에 예컨대 이 스트립에 대한 재료 선정도 절곡 강성 분포에 영향을 미친다. 이 경우 접촉 스트립은 모두 일정한 탄성 계수를 가진 재료 또는 특히 접촉 스트립(698)의 종방향으로 변하는 상이한 굴곡 강성의 재료들의 복합물질로 구성될 수 있다.
도 10은 접촉체(776)의 추가 변형예를 보여준다. 여기에서는 표시된 평면도들의 비교에서 알 수 있듯이, 접촉 스트립(798)은 교정 소자(744)를 등지는 쪽에서 대략 도 9의 접촉 스트립(698)에 상보적으로 형성되어 있는 것으로, 즉 접촉 스트립(798)의 횡단면은 중간 접촉 돌기(697''')의 영역에서 최소이고 외측 접촉 돌기들(797', 797''''')의 방향으로 점차적으로 증가한다. 그래서 압전-작동기(795)에 의해 접촉체(776)에 압력이 가해질 때에는, 접촉체(676)에 압력이 기하질 경우에서와 마찬가지로, 접촉 돌기들(797' 내지 797''''')을 통해 해당하는 다른 압력 분포가 교정 소자(744) 위에 나타나게 된다.
도 11은 접촉체(876)의 다른 변형예를 보여준다. 거기에서는 접촉 스트립(898)이 중앙 연결부(868)를 통해 지지스트립(869)과 연결되어 있다. 접촉 스트립(898)은 도 9에 의한 접촉 스트립(698)과 유사한 횡단면 형상을 갖고 있고, 따라서 도 11의 도면 평면에 평행하는 단면 평면을 기준으로 하여, 연결부(868)로 이행하는 부분에 대응하는 중간 접촉 돌기(897''')의 영역에, 가장자리 쪽 접촉 돌기들(897' 및 897''''') 쪽으로 향함에 따라 점차 작아지는 최대 횡단면을 갖고 있다. 접촉체(876)의 형태, 및 접촉 스트립(698)에 대한 횡단면 형상과 재료 선택에 따라, 여기에서도 압전-작동기(895)에 의해 교정 소자(844) 위에 압력이 가해질 때에는, 접촉 돌기들(897' 내지 897''''')을 교정 소자(844)의 주위면(872) 위에 가압하게 하는 소정 압력 분포가 형성된다.
도 12는 다시 접촉체(976)의 외부 형상을 나타낸다. 이 접촉체는 그의 교정 소자(944)를 등지는 쪽에서 역시 면적으로 압전-작동기(995)와 접촉되어 있다. 압전-작동기(995)를 등지고 교정 소자(944)의 주위면(972)을 향하는 면에는, 반구형접촉 단면을 통해 교정 소자(944)의 주위면(972)에 접하는 4 개의 압축 스프링들(967' 내지 967''''')이 접촉체(976)에 형성되어 있다. 압축 스프링들(967' 내지 967''''')은 소정된 상이한 스프링 상수들을 갖고 있다. 그래서 두 개의 중간 압축 스프링들(967'', 967''')은 외측의 두 압축 스프링들(967', 967'''')보다 큰 스프링 경도를 갖고 있다. 그 결과, 압전-작동기(995)에 의해 접촉체(976) 위에 압력이 가해질 때에는, 두 중앙 압축 스프링들(967'', 967''')은 두 외측 압축 스프링들(967', 967'''')보다 더 큰 힘을 주위면(972) 위에 발휘하게 된다.
미리 설정된 응력 분포의 필요에 따라, 접촉 스트립들(698 내지 898)의 횡단면 형태들 및 압축 스프링들(967' 내지 967'''')의 스프링 상수들은 다른 형태들 및 값 분포들을 가질 수도 있다.
비록 개별적으로 기재되지는 않았지만, 상기한 또한 인용된 그리고 청구된 조치들은 상이한 방법으로 조합될 수도 있다.

Claims (44)

  1. a) 특히 250 내지 100 nm 범위의 파장을 가진 광원(1);
    b) 조명 시스템(2);
    c) 마스크-위치화-시스템(31);
    d) 특히 영상 평면(5) 가까이에 배치된, 투과 각도(α)에 의존하는 복굴절을 갖는 재료로 된 적어도 하나의 렌즈(42, 43)를 포함하고 있고, 시스템 구멍 평면(P) 및 영상 평면(5)을 갖고 있고, 바람직하게는 0.7 내지 0.95 범위의 영상측 개구수(NA)를 가진 투사 대물렌즈(4);
    e) 물체-위치화-시스템(51)을 가진
    마이크로리토그래피의 투사 조명 시설에 있어서,
    조명 시스템(2)에는 또는 투사 대물렌즈(4) 내 동공 렌즈(P) 가까이에는, 장소(지점) 의존적으로 편광 회전하는 또한 위치 의존적으로 상이한 복굴절 작용을 갖고 적어도 한 렌즈(42, 43)에 의해 발생된 복굴절 효과를 영상 평면(5) 내에서 적어도 부분적으로 보정하는 광학적 소자(44; 144; 244; 344; 444; 544; 644; 744; 844; 944)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 투사 조명 시설.
  2. 제 1 항에 있어서, 적어도 한 렌즈의 재료는 입방정계 플루오르화물 결정, 특히 CaF2, BaF2또는 SrF2인 것을 특징으로 하는 투사 조명 시설.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 투과 각도(α)에 의존하는 복굴절 및 장소 의존적으로 편광 회전하는 또한 장소 의존적으로 상이한 복굴절 작용은 동일한 다중의, 특히 3 중 또는 4 중 회전 대칭성을 갖는 것을 특징으로 하는 투사 조명 시설.
  4. 상기 각 항 중의 어느 한 항에 있어서, 투과 각도(α)에 의존하는 복굴절을 갖는 상기 재료로 된 적어도 하나의 렌즈(42, 43)가 대칭 구멍 평면(P)과 영상 평면(5) 사이에, 특히 영상 측의 최후의 렌즈(43)로서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 투사 조명 시설.
  5. 상기 각 항 중의 어느 한 항에 있어서, 장소 의존적으로 편광 회전하는 또한 장소 의존적으로 상이한 복굴절 작용을 갖는 상기 소자(44; 144; 244; 344; 444; 544; 644; 744; 844; 944)는 투사 대물렌즈(4)의 대칭 구멍 평면(P) 가까이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 투사 조명 시설.
  6. 상기 각 항 중의 어느 한 항에 있어서, 장소 의존4적으로 편광 회전하는 또한 장소 의존적으로 상이한 복굴절 작용을 갖는 상기 소자(44; 144; 244; 344; 444; 544; 644; 744; 844; 944)는 특히 석영으로 된 광학 활성 소자, 또는 장소적으로 가변하는 두께를 가진 복굴절 소자인 것을 특징으로 하는 투사 조명 시설.
  7. 상기 각 항 중의 어느 한 항에 있어서, 영상 평면(5) 내에는 접선적 또는 반경방향 편광이 존재하는 것을 특징으로 하는 투사 조명 시설.
  8. 제 6 항 또는 7 항에 있어서, 조명 시스템(2) 내에서 또는 투사 대물렌즈(4)의 물체측 부분(41) 내에서 반경방향 편광이 생성되며, 시스템 구멍 평면(P) 가까이에 특히 석영으로 된 광학 활성 소자(44)가 배치되며, 그 활성 소자는, 실제 소자(44)의 적합한 장소적 두께 분포에 의해, 적어도 한 렌즈(42, 43)에 의해 발생된 복굴절 효과를 간섭적(중첩적)으로 보상(보정)할 수 있는 접선적 편광을 위해 편광 회전을 일으키는 것을 특징으로 하는 투사 조명 시설.
  9. a) 투과하는 광속의 광선들의 각도에 걸친 전파(傳播)를 편광 의존적으로 교란시키는 적어도 하나의 제 1 광학 소자를 가진,
    광학 시스템, 특히 마이크로리토그래피 투사 대물렌즈에 있어서,
    b) 적어도 하나의 제 2 광학 소자(44; 144; 244; 344; 444; 544; 644; 744; 844; 944)가 배치되어 있고, 제 1 광학 소자(42, 43)에 의한 교란이 적어도 부분적으로 보정되도록, 그 제 2 광학 소자는, 제 2 광학 소자(44; 144; 244; 344; 444; 544; 644; 744; 844; 944)에 있어 광속의 광선들의 장소 의존적 편광에의 영향을 야기하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템, 특히 마이크로리토그래피 투사 대물렌즈.
  10. 제 9 항에 있어서, 광학 시스템은
    a) 적어도 하나의 계(필드) 평면(3, 5) 및
    b) 그것을 위해 푸리에 변환된 적어도 하나의 동공 평면(P)을 가지며,
    c) 제 1 광학 소자(42, 43)는 상기 계 평면(3, 5) 가까이에 또한
    d) 제 2 광학 소자(44; 144; 244; 344; 444; 544; 644; 744; 844; 944)는 상기 동공 평면(P) 가까이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  11. 제 9 항 또는 10 항에 있어서, 전파(傳播)의 교란 (수단) 및 편광에의 영향 (수단)은, 동일한 다중의, 특히 3 중 또는 4 중 회전 대칭성을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  12. 양자 모두 투과하는 광속의 광선들의 각도에 걸친 전파(傳播)를 편광 의존적으로 교란시키는, 적어도 하나의 제 1 광학 소자 및 제 2 광학 소자를 가진 광학 시스템, 특히 마이크로리토그래피 투사 대물렌즈에 있어서,
    제 1 및 제 2 광학 소자는, 제 1 및 제 2 광학 소자의 최대 복굴절의 회전 각도 범위들이 서로 전치(轉置)되도록, 공통 대칭축 주위로 서로 회전되는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 추가적으로 청구항 9 내지 11 중 적어도 하나의 특징이충족되는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  14. 제 9 항 내지 13 항 중 한 항에 있어서, 응력 의존적 장소 의존적으로 편광 회전하는 및 장소 의존적으로 상이한 복굴절 작용을 갖는 적어도 하나의 광학 소자(44; 144; 244; 344; 444; 544; 644; 744; 844; 944)가 편광 조절(영향) 작용을 변경시키기 위해 힘 도입 장치(151 내지 157; 270; 470; 570)에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 힘 도입 장치(151 내지 157; 270; 470; 570)는 적어도 하나의 압전-작동기(151 내지 153; 282; 490; 595)를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  16. 제 14 항 또는 15 항에 있어서, 힘 도입 장치(151 내지 157; 270; 470; 570)는 광학 소자의 굴곡을 야기함 없이 광학 소자(144; 244; 344; 444; 544; 644; 744; 844; 944)의 주위면(161; 272; 372; 472; 572; 672; 772; 872; 972) 위에 작용하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서, 힘 도입 장치(270; 470; 570)는 적어도 하나의 힘 도입 성분(276, 277, 279, 285; 379, 385; 476, 485, 491; 576)을 갖는데, 이 성분은, 힘 도입 종(種)들을 통해 광학 소자(244; 344; 444; 544)위에 작용하는 힘들의 합성력이 광학 소자(244; 344; 444; 544)의 중립 섬유(재료 조직)들을 포함하는 중립면 내에서 진행하도록, 적어도 두 힘 도입 종들에서 힘 도입체(275, 286; 389; 475, 486; 596, 597)를 통해 광학 소자(244; 344; 444; 544)위에 작용하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  18. 제 14 항 내지 17 항 중의 한 항에 있어서, 힘 도입체(385; 676; 776; 876)가 이를 통해 힘 도입 종에 접촉하는 접촉체(389; 698; 798; 898)는, 접촉체(389; 698; 798; 898)가 힘 도입 종에 배열(정렬)될 수 있도록, 가동적으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서, 접촉체(389; 698; 798; 898)는 스프링을 통해 힘 도입체(385; 676; 776; 876)의 기초체(379; 669; 769; 869)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  20. 제 18 항 또는 19 항에 있어서, 접촉체(389)는 적어도 하나의 힌지(387, 388)를 통해 힘 도입체(385)의 기초체(379)에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  21. 제 18 항에 있어서, 접촉체(389; 698; 798; 898)는 적어도 하나의 가동 고체 힌지(387, 388; 698; 798; 898)를 통해 힘 도입체(385; 676; 776; 876)의기초체(379; 669; 769; 869)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서, 접촉체(698; 798; 898)는 광학 소자(644; 744; 844)의 주위 방향으로 연장된 힘 도입 종을 통해 또는 광학 소자의 주위 방향으로 변위된 힘 도입 종들(697; 797; 897)을 통해 광학 소자(644; 744; 844)에 작용하는데, 접촉체(698; 798; 898)는 광학 소자(644; 744; 844)의 주위 방향으로 변하는 접촉력을 광학 소자(644; 744; 844) 내에 도입하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서, 접촉체(698; 798; 898)는 광학 소자(644; 744; 844)의 주위 방향으로 변하는 내굴(耐屈) 강성을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  24. 제 14 항 내지 23 항 중의 한 항에 있어서, 접촉체(976)는 광학 소자(944)의 주위 방향으로 변위되어 있는 소정된 스프링 경도를 가진 적어도 두 스프링 체(967)를 통해 광학 소자(644; 744; 844)의 주위 방향으로 변하는 힘을 광학 소자(944) 내에 도입하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  25. 제 17 항 내지 24 항 중의 한 항에 있어서, 힘 도입 성분(276, 277, 279, 285; 379, 385; 476, 485, 491; 576)은, 그의 힘 도입 종들이 광학 소자(244; 344; 444; 544)의 중립면 외부에 배치된 정확히 두 힘 도입체들(275, 286; 389; 475, 486; 596, 597)을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  26. 제 25 항에 있어서, 양 힘 도입체들(276, 277, 279, 285)은 힌지(280)를 통해 서로 연결되어 있는데, 힌지(280)와 힘 도입 종들 중의 하나 사이에는 각각 하나의 힘 도입체(276, 277, 279, 285)의 제 1 레버 암이 형성되어 있고, 힘 도입체(276, 277, 279, 285)의 제 2 레버 암에는 작동기(282)가 맞물려 있는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  27. 제 26 항에 있어서, 양 힘 도입체들(276, 277, 279, 285)은 집게 모양으로 형성되어 있고, 거기에 있어 각 작동기(282)는 힘 도입체들(276, 277, 279, 285)의 양 제 2 레버 암들 사이에 배치되어 있고 동시에 양 제 2 레버 암들에 작용하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  28. 제 26 항에 있어서, 힘 도입체(475, 486; 596, 597)에는 각각 적어도 하나의 작동기(490; 595)가 광학 소자(444; 544) 내에 힘이 도입되는 것을 제어하기 위해 할당 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  29. 제 28 항에 있어서, 힘 도입체(475, 486)와 지지 밀착체(477) 사이에서 광학 소자(444)를 지지시키는 작용을 하는, 가위 작용을 갖는 적어도 하나의 작동기(490)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  30. 제 17 항 내지 24 항 중의 한 항에 있어서, 광학 소자(544)의 광축(592) 방향으로 변위(다른 위치에서) 배치되어 있는, 적어도 두 힘 도입 종을 갖는 힘 도입체(596, 597)를 구비하고 있는 힘 도입 성분(576)이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  31. 제 17 항 내지 24 항 중의 한 항에 있어서, 광학 소자(544)의 광축(592) 방향으로 변위 배치되어 있는, 광학 소자(544)에 대해 반경방향으로 힘 도입체(596, 597) 위에 작용하는 작동기(595)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  32. 제 31 항에 있어서, 광학 소자(544) 주위에 링(594)으로 형성되어 있는 작동기(595) 용 반응체가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  33. 제 14 항 내지 32 항 중의 한 항에 있어서, 동적으로 작용하는 힘 도입 장치(151 내지 157)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  34. 제 33 항에 있어서, 힘 도입 장치(151 내지 157)는 소정 주파수로 광학 소자(144)에 작용하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  35. 제 34 항에 있어서, 힘 도입 장치(151 내지 157)의 주파수는 광학 소자(144)의 물체진동의 공진 주파수의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  36. 제 33 항 내지 35 항 중의 한 항에 있어서, 광원(101)은 단속적 투사 광속을 방출하도록 구성되어 있으며, 힘 도입 장치(151 내지 157)는 시간적으로 투사 광속에 일치조화하여 단속적으로 광학 소자(144) 위에 작용하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  37. 제 36 항에 있어서, 힘 도입 장치(151 내지 157)를 광원(101)과 동기화시키기 위한 제어 장치(159)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  38. 제 33 항 내지 37 항 중의 한 항에 있어서, 힘 도입 장치(151 내지 157)는, 이 장치가 광학 소자(144) 내에 그 분포가 소정된 제르니케(Zernike)-함수의 중첩(프로필)에 상당하는 음파 프로필을 발생하도록, 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  39. 제 38 항에 있어서, 힘 도입 장치(151 내지 157)에 의해 정재 음파가 광학 소자(144) 내에 생성되는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  40. 제 38 항에 있어서, 힘 도입 장치(151 내지 157)에 의해 진행 음파가 광학 소자(144) 내에 생성되는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  41. 청구항 9 내지 40 중의 한 항에 의한, 광학 시스템, 특히 투사 대물렌즈를 포함하는, 마이크로리토그래피의 투사 조명 시설.
  42. 물체(4)를 완전히 장착하고 파두를 영상 평면에서 측정하는 마이크로리토그래피-투사 대물렌즈를 제조하는 방법에 있어서, 다중의, 특히 3 중 또는 4 중 회전 대칭적 교란을 평가하고, 거기에 의존하여, 파두의 다중 회전 대칭적 교란이 영상 평면(5)에서 적어도 부분적으로 보정되도록, 특히 동공(pupil) 가까이에 배치된 광학 소자(44)의 두께 프로필을 동일한 다중도 회전 대칭성을 가지고 변경(수정)하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  43. 제 42 항에 있어서, 마이크로리토그래피-투사 대물렌즈는 청구항 9 내지 40 중의 적어도 한 항에 광학 시스템 및/또는 청구항 1 내지 8 중의 적어도 한 항 또는 41 항에 의한 투사 조명 시설의 부분인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  44. 청구항 1 내지 8 중의 적어도 한 항 또는 41 항에 의한 투사 조명 시설을 이용하는 것, 또는 청구항 9 내지 40 중의 적어도 한 항에 의한 광학 시스템을 포함하는 투사 조명 시설을 이용하는 것, 또는 청구항 42 또는 43에 의해 제조된 광학 시스템을 포함하는 투사 조명 시설을 이용하는 것을 특징으로 하는 마이크로리토그래피 구조화 방법.
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