KR20100109897A - 편광기 - Google Patents

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랄프 뮐러
토랄프 그루네르
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칼 짜이스 에스엠티 아게
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Abstract

본 발명은, 일 구성에 따라서, 광축(OA)을 갖는 광학 시스템에 관한 것으로서, 비평면의, 광학적으로 유효한 면을 가지며, 통과하는 광이 편광 상태의 변화를 가져오는 제1 서브엘리먼트(110, 210)(광축(OA)을 따라서 상기 제1 서브엘리먼트에 의해 유도된 최대 유효 지연은 광학 시스템의 동작 파장의 1/4보다 적음)와 제2 서브 엘리먼트(120, 220)를 갖고, 상기 제1 및 제2 서브엘리먼트가 서로 상보적인 상호 대향면(110a, 120a; 210a, 220a)을 갖는 적어도 하나의 편광 조작기(100, 200); 및 상기 제1 서브엘리먼트(110, 210)와 상기 제2 서브엘리먼트(120, 220)의 상대 위치의 조작을 위한 위치 조작기(150, 250)를 포함한다.

Description

광학 시스템{OPTICAL SYSTEM}
본 발명은 광학 시스템에 관한 것으로, 특히 마이크로리소그래픽 투사 노광장치의 광학 시스템에 관한 것이다.
마이크로리소그래피는 예를 들면 LCD 또는 집적 회로 등의 마이크로구조의 구성 부품의 제조를 위해 사용된다. 마이크로리소그래피 공정은 조명 시스템 및 투사 대물렌즈를 포함하는, 투사 노광 장치로 칭해지는 것에서 행해진다. 조명 시스템에 의해 조명되는 마스크(레티클)의 이미지는, 그 경우에 감광층(포토레지스트)에 의해 코팅되고 투사 대물렌즈의 이미지면에 배열되어 있는 기판(예를 들면 실리콘 웨이퍼)으로 투사 대물렌즈에 의해 투사되어, 기판 위의 감광 코팅물에 마스크 구조를 전사한다.
특히 이미징 콘트라스트를 최적화하기 위해 조명 시스템 또는 투사 대물렌즈에서 편광 분포에 관해서 조정 또는 정정을 행하기 위한 다양한 연구들이 알려져 있다.
그중에서도, WO 2005/069081 A2는 광학적으로 활성인 결정과, 결정의 광축의 방향으로 변화하는 두께 형상을 포함하는, 편광에 영향을 주는 광학 소자를 개시한다.
그중에서도, US 2007/0146676 A1에서는 다양한 가변 광학 회전자 소자를 포함하며, 이것에 의해 맞춤(impinging) 선형 편광된 광의 편광 방향이 가변 조정가능한 회전 각도로 회전될 수 있는 편광 상태의 변환을 위한 편광 조작기를 조명 시스템에 배열하는 것이 알려져 있다.
그중에서도, WO 2005/031467 A2는 투사 노광 장치에서, 복수의 위치에 배열될 수 있고, 빔 경로에 유도될 수 있는 편광에 영향을 주는 광학 소자의 형태일 수 있는 하나 이상의 편광 조작 장치에 의해 편광 분포에 영향을 주는 것이 개시되어 있으며, 위치를 바꿈으로써 , 예를 들면, 소자의 회전, 디센터링 또는 틸팅에 의해 소자의 편광에 영향을 주는 효과가 변화할 수 있다.
그중에서도, US 6 252 712 B1은 각각 자유 형태의 표면을 갖추고, 상호 회전되는 광학 결정축을 포함하는 2개의 복굴절 소자를 포함하는 편광 보상기를 개시한다.
그중에서도, US 6 104 472는 축의 비점수차를 제어하기 위해 석영 유리 또는 플루오르화 칼슘의 광학 소자를 사용하며, 이들 소자들은 상호 상보적인 비구면의 표면을 갖고, 그 상대 위치에 관해 서로 이동가능하게 배열되어 있는 것이 알려져 있다.
그러나, 실제로 더 발생하는 문제는, 예를 들면, 응력 복굴절 효과에 관해서 광학 소자에서 수명에 걸쳐 변화하는 경우와 같이, 또는 조명 설정(예를 들면, x-쌍극자- 조명 설정으로 칭해지는 것으로부터 y-쌍극자- 조명 설정으로 칭해지는 것으로)의 변화의 결과로서 광학 시스템에서 소망의 편광 분포에서 변화의 경우에, 편광 분포의 변화가 시간에 종속하여, 고주파수에서 변화할 수 있다는 것이다. 또 다른 예는 동일한 조명 설정으로 조명의 시간 동안에 크기가 증가하는 편광-유도된 복굴절(PBR : polarization-induced birefringence)이다.
본 발명의 목적은 편광 분포에서 시간상 변화가능한 디스터번스의 효과적인 보상을 허용하는 광학 시스템을 제공하는 것이다.
이 목적은 다음의 독립항 1의 특징에 의해 달성된다.
- 비평면의, 광학적으로 유효한 면을 가지며, 통과하는 광이 편광 상태의 변화를 가져오는 제1 서브엘리먼트(광축을 따라서 상기 제1 서브엘리먼트에 의해 유도된 최대 유효 지연은 광학 시스템의 동작 파장의 1/4 미만임)와, 제2 서브 엘리먼트를 갖고, 상기 제1 및 제2 서브엘리먼트가 서로 상보적인 상호 대향면을 갖는 적어도 하나의 편광 조작기; 및
- 상기 제1 서브엘리먼트와 상기 제2 서브엘리먼트의 상대 위치의 조작을 위한 위치 조작기를 포함하는, 광축을 갖는 광학 시스템.
용어 지연은 2개의 직각(상호 직교) 편광 상태의 광로의 차이를 나타내기 위해 사용된다. 또한, 광축을 따라서 유도된 효과적인 지연을 표시하기 위해, "모듈로 λ" 지연을 표시하는 것이 사용된다.(즉, 예를 들면 광학 시스템의 5번째 동작 파장 λ의 지연 대신에, 지연 λ + 0.2*λ, 2λ+0.2*λ 등을 설정하는 것이 또한 가능하며, 동작 파장 λ의 정수배 만큼 차이가 난다). 또한, 이후에 더욱 상세히 서술하는 것같이, 광축에 대해서 서브엘리먼트의 위치를 조작하는 것은 임의의 회전과 또한 서브엘리먼트의 변위 및 이러한 움직임들의 조합을 포함할 수 있다.
서브엘리먼트의 위치의 발명에 따른 조작에 의해, 서브엘리먼트에 의해 설정된 지연의 크기는 특히 목표를 두고 조작될 수 있고, 그래서 특히 편광 분포에서 시간상으로 변화하는 디스터번스를 보상할 수 있다. 이 점에서, 서브엘리먼트의 위치는 z축으로서 광축을 포함하는 좌표 시스템에 대해 회전각도뿐만 아니라 위치 좌표(x, y, z)에 의해 한정된다.
또 다른 구성에 따르면, 본 발명은, 광축을 가지며, 비평면의, 광학적으로 유효한 면을 갖고, 통과하는 광이 편광 상태의 변화를 가져오는 적어도 하나의 서브엘리먼트를 갖고, 광축을 따라서 서브엘리먼트에 의해 유도된 최대 유효 지연은 광학 시스템의 동작 파장의 1/4보다 적은 적어도 하나의 편광 조작기와, 서브엘리먼트의 위치의 조작을 위한 위치 조작기를 포함하는 광학 시스템에 관한 것이다.
일 실시예에 따르면, 평평하지 않은 면은 비구면이다.
일 실시예에 따르면, 편광 조작기는 제1 서브엘리먼트에 추가하여 적어도 하나의 제2 서브엘리먼트를 가지며, 제1 및 제2 서브엘리먼트의 상대 위치를 변화시키기 위해 위치 조작기가 사용된다.
본 발명에 따르는 편광 조작기에서, 특히 모두 비구질일 수 있으며, 상호 상보적이거나 상호 반전될 수 있는 2개의 상호 대향면의 상대위치를 변화시킨 뒤, 2개의 서브엘리먼트를 통과하는 광의 편광 동작이 상대 운동에 따라서 비구면을 나타내는 함수의 도함수로서 근사하여 서술될 수 있고, 실행되는 편광 조작의 정도는, 특정 선형 범위내에서, 상대 운동의 크기와 실질적으로 선형으로 스케일하는 것으로 본 발명을 구현할 수 있다. 따라서, 편광 조작기에 의해 설정된 지연의 크기가 조작될 수 있고, 그래서 편광 분포에서 시간에 대해 변화하는 디스터번스가 2개의 서브엘리먼트의 상대 변위에 의해 특히 보상될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상호 대향면이 모두 비구면 구성이다. 또한, 바람직하게 상호 대향 비구면은 상호 상보적이다. 특히 2개의 서브엘리먼트는, 다른 면이 평면의 형태일 때, 서로 상보할 수 있어서 전체의 면-평행 기하학적 형상을 형성한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 하나의 상기 서브엘리먼트가, 선형 복굴절, 원형 복굴절 및/또는 직교 편광 상태 사이의 트랜스미션 스플리팅에 의해(즉, 배향에 의존한 직교 편광 상태의 크기 관계의 변화에 의해) 편광 상태의 변화를 가져온다.
실시예에 따르면, 편광 조작기가 근축 서브개구비율이 적어도 0.8인 면에 배치된다. 다른 실시예에 따르면, 편광 조작기가 근축 서브개구비율이 최대 0.2인 면에 배열된다. 이 점에서, 근축 서브개구비 S는,
Figure pct00001
로서 정의되며, 여기서, r은 근축 주변 광선 높이를 나타내고, h는 근축 주요 광선 높이를 나타낸다. 이 식에서, sgn(x)는 시그넘(signum) 함수로 칭해지는 것을 나타내며, 정의에 의해 sgn(0) = 1로 설정된다.
용어 주요 광선은 오브젝트 면에서 광축에 대해 가장 멀리 떨어져 있고, 퓨필면에서 광축을 교차하는 오브젝트 점으로부터 나오는 광선을 나타내기 위해 사용된다. 용어 주변 광선은 광축과 오브젝트 필드 면의 교점으로부터의 광선을 나타내기 위해 사용되며, 최대 간극을 갖는 개구는 개구 스탑의 에지를 통과한다. 엑스트라-축 오브젝트 필드의 경우에, 이미지 공간에서 오브젝트의 촬상에 기여하지 않는 개념상의 광선을 포함한다.
근축 서브개구비 S는 광학 시스템에서 면의 필드 또는 퓨필 근사에 관한 측정인 사인을 포함하는 파라미터를 나타낸다. 이 점에 관해서, 그 정의에 따르면, 서브개구 비율은 -1과 1 사이의 값으로 표준화되며, 근축 서브개구비의 영점은 각각의 필드 면에 대응하고, -1 ~ +1 또는 +1 ~ -1의 근축 서브개구비에서 도약(leap)을 갖는 불연속 점은 각각의 퓨필 면에 대응한다. 따라서, 적어도 0.8의 근축 서브개구비를 갖는 면은 퓨필 근방의 면을 나타내고, 최대 0.2의 근축 서브개구비를 갖는 면은 필드 근방의 면을 나타낸다. 이 경우, 근축 서브개구비의 사인은 참조 면의 앞 또는 뒤에서 면의 배열을 특정한다. 예를 들면, 정의의 목적상, 논의가 되는 면에서 코마 광선의 교점의 사인을 포함한다.
본 실시예에 따르면, 광학 시스템은 적어도 2개의 상기 서술된 편광 조작기를 갖는다. 그 설계 구성은 각각의 개별적인 편광 조작기의 변위 이동을 제한할 수 있는 이점을 갖는다. 본 실시예에 따르면, 편광 조작기는 이들 편광 조작기의 위치에서 근축 서브개구비가 적어도 0.1만큼, 바람직하게는 0.15만큼 서로 다른 방식으로 배열된다. 이러한 설계 구성은 다른 편광 조작기보다 필드에 비교적 더 가깝게 배열된 편광 조작기중 하나에 의해 필드상수 퓨필 효과 및 필드 변화 모두에 영향을 주고, 이에 대해서 보상할 수 있는 이점을 갖는다.
본 실시예에 따르면, 광학 시스템은 파면(wave front) 보상기, 즉, 파면을 교체하기 위한 소자를 더 가진다. 이것은 통과하는 광의 편광 상태에 소망의 영향을 주는 것 외에, 본 발명에 따르는 편광 조작기가 일반적으로 원하지 않는, 추가 파면 보상기에 의해 보상될 수 있는 파면 컨트리뷰션 또는 스케일러 동작을 추가적으로 갖는 사실을 고려한다. 파면 보상기는 종래, 소위 Alvarez 조작기, 변형가능한 미러, 변형가능한 반사 소자, 또는 액체 또는 가스의 흐름에 의해서, 또는 일반적으로 다른 파장의 광의 복사(예를 들면, 적외선 복사), 또는 가열 와이어에 의해 국부적으로 가열 및/또는 냉각될 수 있는 광학 소자일 수 있다.
바람직하게, 추가의 파면 보상기가 사인을 포함하고, 편광 조작기에 대해 유사한 근축 서브개구비(예를 들면 최대 20%의 차이가 나는 근축 서브개구비)를 갖는 위치에 배열됨으로써, 양질의 파면 보정이 이루어질 수 있다. 파면 보상기에 포함되는 것은 그 설정에서 시간에 대해 가변인 파면 보상기에 제한되지 않고, 적절한 상호교환가능한 소자가 파면 보상기로서 적절히 비구면화되고, 편광 조작기의 조정시에 각각 상호교환될 수 있는 것도 가능하다.
실시예에 따르면, 적어도 하나의 상호 대향면은 코팅을 갖는다. 바람직하게 적어도 하나의 이들 면은 2% 미만, 바람직하게 1% 미만의 반사성을 갖는다. 이와 같이 원하지 않는 간섭 효과를 감소시키거나 최소화할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 서브엘리먼트와 제2 서브엘리먼트 사이에 공기 또는 또 다른(예를 들면, 불활성) 가스 또는 액체 매질로 채워질 수 있는 갭이 존재 한다. 바람직하게, 갭은 굴절률이 적당한 액체 매질로 채워지며, 즉,갭에서 액체 매질은, 광학 시스템의 동작 파장에서, 제1 및 제2 서브엘리먼트의 평균 굴절률과 0.2 미만 다른, 바람직하게는 0.15 미만 다른 굴절률을 갖는다. 이러한 굴절률이 적당한 매질은 편광 조작기의 일부에서 임의의 원하지 않는 파면 동작을 줄이거나 최소화시킬 수 있으므로 추가의 파면 보상기는 간단한 설계의 구조가 가능하고, 전체적으로 생략될 수도 있다.
일 구성에 따르면, 광학 시스템은 광축을 가지며, 서브엘리먼트의 상대 위치의 다음의 변화 중 하나 또는 이러한 변화들의 조합에 영향을 주기 위해 위치 조작기가 사용된다 :
- 광축에 직교하는 방향으로의 적어도 하나의 서브엘리먼트의 변위;
- 광축에 평행한 방향으로의 적어도 하나의 서브엘리먼트의 변위;
- 광축에 평행한 회전축에 대한 적어도 하나의 서브엘리먼트의 회전;
- 광축에 평행하지 않은 회전축에 대한 적어도 하나의 서브엘리먼트의 회전.
용어 광학 시스템의 광축은 시스템의 회전 대칭 광학 구성부품의 중심점을 통해 진행하는 축(또는 직선 축 부분의 연속)을 나타내기 위해 사용된다. 이 점에 대해서, 광축에 평행한 회전축은 시스템의 광축과 일치하거나 또는 다르다. 또한, 시스템의 광축에 평행하지 않은 회전축(즉, 광축에 대해 기울어진 회전축)은 서브엘리먼트중 하나 또는 그 모두의 중심을 통해 연장될 수 있거나, 또는 이러한 중심을 통해 연장되지 않을 수 있다. 광학 시스템이 엑스트라축 시스템으로 칭해지는 것이면, 회전축은 특히 엑스트라축 시스템의 광학적으로 사용된 영역의 중심을 통해 진행할 수 있다.
실시예에 따르면, 적어도 하나의 서브엘리먼트를 가열 및/또는 냉각하기 위한 장치가 제공될 수 있다. 이것은 서브엘리먼트의 평균 굴절률을 설정하기 위한 추가 자유도를 제공하며, 특히 파면에 원하는 효과를 설정할 수 있고, 또한 온도상의 변화로 인한 편광 조작기의 일부에서의 파면 동작을 최소화할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 시스템의 광축에 따르는 제1 서브엘리먼트와 제2 서브엘리먼트 사이의 공간이 최대 0.5mm, 바람직하게는 최대 0.4mm, 더 바람직하게는 최대 0.3mm이다.
일 실시예에 따르면, 제1 서브엘리먼트와 제2 서브엘리먼트 사이에는 유체로 적어도 부분적으로 채워진 갭이 있다. 이 경우, 유체는 액체 유체 및 또한 (가능하게 높은 굴절률) 가스 유체가 모두 가능하다. 바람직한 실시예에 따르면, 유체는 액체 매질이다.
일 실시예에 따르면, 제1 서브엘리먼트와 제2 서브엘리먼트는 동일한 재료로 만들어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제1 서브엘리먼트와 제2 서브엘리먼트는 다른 재료로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 제1 서브엘리먼트는 플루오르화 마그네슘(MgF2)으로 만들어지고, 제2 서브엘리먼트는 사파이어(Al2O3)로 만들어질 수 있다. 그러므로, 이 예에서 제1 및 제2 서브엘리먼트는 복굴절에서 상이한 사인을 갖는다.
특히 제1 서브엘리먼트와 제2 서브엘리먼트는 각각 결정 재료로 각각 만들어질 수 있으며, 이 경우, 제1 서브엘리먼트의 결정축의 배향이 제2 서브엘리먼트의 결정축의 배향과 5° 초과의 각도, 바람직하게는 10° 초과의 각도만큼 차이가 난다. 이 경우 상이한 지연 분포가 상호 중첩되면, 그 결과 적절한 중첩에 의해 소망의 통합 복굴절 분포를 설정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 서브엘리먼트의 소정의 시작 위치에서의 편광 조작기는 통과하는 광(특히, 편광 조작기에서 광축과 평행의 관계로 입사된 광)의 편광 상태를 변하지 않게 한다.
편광 조작기는 양의 복굴절 결정 재료의 적어도 하나의 서브엘리먼트와 음의 복굴절 결정 재료의 적어도 하나의 서브엘리먼트를 모두 가질 수 있다. 이 점에 대해서 본 경우에 용어 양의 복굴절 결정 재료는 이상 굴절률(extraordinary refractive index) ne가 정상 굴절률(ordinary refractive index) no보다 큰(즉, 값 ne - no는 0보다 크다(예를 들면, 플루오르화 마그네슘(MgF2))) 결정 재료를 나타낸다. 용어 음의 복굴절 결정 재료는 이상 굴절률 ne가 정상 굴절률 no보다 작은(즉, 값 ne - no는 0보다 작다(예를 들면, 사파이어(Al2O3))) 결정 재료를 나타낸다.
이 경우, 예를 들면 편광 조작기의 시작 위치에서, 서브엘리먼트의 각각의 굴절률에 의존하여 편광 조작기의 한편의 양의 복굴절 재료와 다른 한편의 음의 복굴절 재료의 전체 두께를 적절히 선택함으로써, 전체적으로 실질적으로 편광 중립인 동작을 달성할 수 있게 하며, 2개의 서브엘리먼트의 상대 위치에서 본 발명에 따르는 변동은 원하는 방식으로 조정가능한 편광 영향이 되게 한다.
상기 특정된 설계 구성과 조합하여 또는 그것 대신에 실행될 수 있는 또 다른 실시예에 따르면, 2개의 서브엘리먼트는 상이하거나 동일한 정도로 기계적으로 눌려질 수 있으며, 동일하거나 상이한 방식으로 도핑될 수 있으며 및/또는 동일하거나 상이한 방식으로 코팅될 수 있다. 특히 이러한 코팅은 반사방지코팅일 수 있으므로, 원하지 않는 간섭 효과를 감소시키거나 최소화할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 편광 조작기는 상호교환가능하게 배열될 수 있으므로, 상이한 조건의 사용시에 관련된 각각의 팩터에 대한 최적의 적응이 얻어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 편광 조작기는, 서브엘리먼트의 소정의 시작 위치에서, 통과하는 광의 편광 상태를 변화시키기 않는다.
일 실시예에 따르면, 편광 조작기는 진행하는 p-편광된 광용 파면과 진행하는 s-편광된 광용 파면이 상기 서로 다른 편광 조작기에 의해 조작되도록 구성되고, p-편광된 광 및 s-편광된 광용 파면의 평균값의 조작은 0이 아니다.
본 발명은 또한, 각각 진행하는 광에 대해 편광 상태의 변화를 각각 가져오고, 상호 상보적인 비구면을 갖는 제1 서브엘리먼트와 적어도 하나의 제2 서브엘리먼트를 포함하는 편광 조작기에 관한 것으로, 제1 및 제2 서브엘리먼트의 상대 위치를 서로에 대해 조작함으로서, 상기 조작에 의해 변화하는 편광 상태의 변화를 설정할 수 있고, 제1 및 제2 서브엘리먼트의 소정의 시작 위치에서 편광 조작기는 진행하는 광(특히, 광학 시스템 축에 대해 또는 편광 조작기의 소자 축에 평행인 입사광)의 편광 상태를 변하지 않게 한다.
원리상, 본 발명에 따르는 시스템은 임의의 광학 시스템, 예를 들면, 마스크 테스팅 장치, 조명시스템 또는 각각의 서브 시스템이 가능하다. 바람직한 사용에 따라서, 광학 시스템은 마이크로리소그래피 투사 노광 장치의 이러한 광학 시스템, 특히 투사대물렌즈, 마이크로리소그래피 투사 노광 장치의 조명 시스템 또는 그 서브시스템이다.
또 다른 구성에 따르면, 본 발명은 편광 조작기에 관하며, 상기 편광 조작기는, 진행하는 p-편광된 광용 파면과 진행하는 s-편광된 광용 파면이 상기 서로 다른 편광 조작기에 의해 조작되도록 구성되고, p-편광된 광 및 s-편광된 광용 파면의 평균값의 조작은 0이 아니다.
본 연구에 따르면, p-편광된 광용 파면은 특히 s-편광된 광용 파면과 비교하여 독립적으로 및/또는 상이한(즉, 다른 정도까지) 편광 조작기를 포함하는 광학 시스템에서 조작될 수 있다. p-및 s-편광된 광용 2개의 파면의 평균치는 "파면"이라고 통상 칭해지는 것을 나타내며, 이들 2개의 파면의 차이값은 시스템의 복굴절 또는 지연으로서 통상적으로 칭해지는 것을 나타낸다. 따라서, 한편에서 p-편광된 광용 파면, 다른 한편에서, s-편광된 광용 파면의 상이한 조작은 또한 p- 및 s-편광된 광용 파면의 평균값의 변화를 포함한다. 또한, 제1 및 제2 서브엘리먼트의 상대 위치의 변화는 복굴절 즉, p- 및 s-편광된 광용 파면 사이의 차이에 영향을 줄뿐 아니라, p- 및 s-편광된 광용 파면의 평균치에 영향을 준다.
p- 및 s-편광된 광용 파면의 평균치의 변화(즉, 복굴절률의 변화뿐 아니라)를 고의로 이용함으로써, 상기 연구의 본 발명은, 복굴절만이 조작되고, p- 및 s-편광된 광용 파면의 평균치의 수정이 소망되지 않으므로 회피되는(상기 평균치가 추가의 파면 조작기에 의해 항상 조작되기 때문에) 편광 조작기에 대한 종래의 연구로부터 벗어난다.
상기 연구에 따르면, 본 발명은 특히 광학 구성부품에서 재료의 열화 등의 영향을 설명하는 것을 가능하게 한다. 이러한 열화는 복굴절 및 p- 및 s-편광된 광용 파면의 평균치 모두에 통상적으로 효과를 가진다. 본 발명에 따르는 조작기는 이들 성질/수량을 각각 설명하거나 수정하도록 구성될 수 있다. 더 구체적으로, 광학 구성요소에서 재료의 열화로 인한 p- 및 s-편광된 광용 파면의 평균치 및 차이값 모두의 원하지 않는 변화가 적어도 부분적으로 보상되도록 제1 및 제2 서브엘리먼트의 상대 위치의 변화가 구현될 수 있다. 이러한 연구는 특정 조명 설정, 특정 기계적인 스트레스 및 수반하는 압축 효과 또는 다른 특정 동작 조건을 사용한 결과로서 특정하고 애플리케이션-종속된 방식으로 광학 부품에서 재료의 상기 열화가 발생하는 상황에서 특히 유익하다. 이들 효과는 p- 및 s-편광된 광용 파면의 평균치 및 차이값 모두의 원하지 않는 변화를 가져오므로, 본 연구는 특정 동작 조건에 적응되는 유연한 방식으로 이들 값 모두를 설명할 수 있게 된다.
또한, 상기의 연구는 예를 들면, 예를 들면 발광시 연속적인 부하로 인해 생길 수 있는 광학 구성 부품에서 재료의 열화를 증가시키는 것을 설명하기 위해 p- 및 s-편광된 광용 파면의 평균치 및 차이값에 관한 보정량을 동적으로 개선시킬 수 있다. W_p가 p 편광된 광용 파면(또는 "위상 면")을 나타내고, W_s가 s 편광된 광용 파면(또는 "위상 면")을 나타내면, 예를 들면 1mm 만큼의 제1 및 제2 서브엘리먼트의 상대 변위가 α*W_p + β*W_s로 주어질 수 있고, α와 β의 비는 주어진 조작기용 특정 비율이다. 또한, 예를 들면 2mm 만큼의 제1 및 제2 서브엘리먼트의 상대 변위가 2α*W_p + 2β*W_s 등으로 주어질 수 있다. 그럼으로써, W_p 및 W_s의 동적으로 증가하는 조작은 광학 구성 부품에서 재료의 증가하는 열화를 설명하기 위해 구현될 수 있다.
또 다른 구성에 따르면, 본 발명은 조명 시스템 및 투사 대물렌즈를 갖는 마이크로리소그래피 투사 노광 장치에 관한 것이며, 조명 시스템 또는 투사 대물렌즈는 상기 구성된 특징을 갖는 광학 시스템을 구비한다.
일 실시예에 따르면, 투사 대물 렌즈는 0.85 초과, 바람직하게는 1.1 초과의 수치 개구를 갖는다. 이러한 종류의 수치 개구로, 마이크로리소그래피 촬상 공정에서 주요 부분은 본 발명에 따라서 보정가능한 편광 효과에 기인한다. 투사 노광 장치는 이머전 모드의 동작에 대해 특히 설계된다. 용어 이머전 모드는 투사 대물렌즈의 최종 면과 노광되는 층 사이에 이머전 용액이 배치되는 것을 의미하기 위해 사용된다.
일 실시예에 따르면, 노광 장치는 p- 및 s-편광된 광용 파면의 평균치의 제1 디스터번스와 p- 및 s-편광된 광용 파면의 차이값의 제2 디스터번스를 포함하며, 상기 제1 디스터번스 및 제2 디스터번스는 상기 편광 조작기에 의해 각각 부분적으로 보상된다.
본 발명의 마이크로구조의 구성부품의 마이크로리소그래피 제조를 위한 공정에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 구성은 설명 및 청구 범위에서 찾을 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 예를 통해서 실시예들에 의해 이후 더 상세하게 설명한다.
도 1은 제1 실시예에서 본 발명에 따르는 편광 조작기의 도면을 나타낸다.
도 2는 다른 실시예에서 본 발명에 따르는 편광 조작기의 도면을 나타낸다.
도 3a ~ b는 편광유도된 복굴절에 의해 보상되는 지연의 예에 의한 분포(nm로)와 상기 복굴절의 최종 축의 관련된 배향을 나타낸다(도 3b).
도 4는 도 2의 편광 조작기에서 분리 비구면의 크기에 관해서, 도 3a에서 지연 분포의 보상에 적합한 구성을 나타낸다.
도 5a ~ b는 보상되는 소정의 디스터번스용 복굴절의 최종 축(도 5a) 및 도 2에 나타낸 것같이 본 발명에 따르는 편광 조작기(도 5b)의 각각의 배향의 분포를 나타낸다.
도 6은 마이크로리소그래피 투사 노광 장치의 예를 통해 원래의 구조를 나타낸다.
도 7 ~ 12는 자오선 부분에서 투사 대물렌즈의 실시예들을 예를 통해 나타낸다.
도 13a ~ e는 본 발명에 따르는 광학 시스템에서 사용될 수 있는 하나 이상의 서브엘리먼트의 예를 통한 실시예들의 도면을 나타낸다.
본 발명에 따르는 편광 조작기(100)의 주요한 구조를 우선 설명하기 위해 도 1을 참조한다. 도시된 실시예에서, 각각 플루오르화 마그네슘(MgF2)으로 만들어지고, 각각 상호 대향 비구면(110a, 120a)을 가지는 제1 서브엘리먼트(110) 및 제2 서브엘리먼트(120)를 가지고, 이들 비구면(110a, 120a)은 상호 상보적이다. 이 실시예에서와 같이, 서브엘리먼트(110, 120)의 다른 면들은 각각 평평한 면이며, 그래서 2개의 서브엘리먼트(110, 120)는 서로 상보하여 전체 면-평행 기하학적 구조를 제공한다.
편광 조작기(100)의 2개의 서브엘리먼트(110, 120)의 상대 위치는 가변이며, 도 1에 나타낸 것같이, 개략적으로 도시된 위치 조작기(150)에 의해서만 도시된 좌표 시스템에서 x-방향으로 변동이 실행될 수 있다. 이 점에서, 도 1에서는, 광학 시스템의 광축과 광진행 방향은 z-방향으로 연장되므로, 광학 소자(110, 120)의 상대 변위는 광축과 직교하여 발생되는 것으로 가정한다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 어떠한 면에서, 서브엘리먼트(110, 120)의 상대 위치의 변화는, 광축(z방향)에 따르는 방향의 적어도 하나의 서브엘리먼트(110, 120)의 변위, 광축에 평행한 회전축에 대한 적어도 하나의 서브엘리먼트(110, 120)의 회전, 또는 광축에 평행하지 않은 회전축 주위에 대한 적어도 하나의 서브엘리먼트(110, 120)의 회전을 교대로 또는 추가로 포함할 수 있다.
도시된 실시예에서 서브엘리먼트(110, 120)의 결정 재료에서의 광학 결정축의 배향은 각각의 경우에 광학 시스템의 광축에 수직인 면에서, 예를 들면, y 방향으로 연장되므로, 각각의 서브엘리먼트에 의해 생긴 지연은 서브엘리먼트의 두께에 비례한다. 이 점에서 제1 서브엘리먼트(110)의 광학 결정축의 배향은 제2 서브엘리먼트(120)의 광학 결정축의 배향과 5°초과의 각도만큼, 바람직하게는 10°초과의 각도만큼 다르다.
본 발명은 도 1에 나타낸 것같이 선형 복굴절을 갖는 결정 재료의 서브엘리먼트의 구성에 한정되지 않는다. 오히려, 다른 실시예에서 하나 또는 양쪽의 서브엘리먼트가 원형 복굴절(예를 들면, 광 진행 방향에 평행한 광학 결정축의 배향을 갖는 결정질 석영)을 포함하는 광학적으로 활성인 재료, 및/또는 직교 편광 상태 사이에서 전사 스플리팅에 의한 편광 상태의 변화, 즉, 배향에 의존하여 직교 편광 상태의 크기 관계의 변화를 생기게 하는 재료로 만들어질 수 있다. 목적에 적합한 재료는 예를 들면 193nm의 동작 파장에서 자연 2색성(전기석과 유사)을 갖는, 예를 들면, 결정질 석영, 방해석(CaCO3) 또는 Ba3(B3O6)2(BBO)이다.
또한, 서브엘리먼트(110, 120)의 하나 또는 모두에서 가능한 선형 복굴절은, 압축 또는 장력에 놓여질 수 있는 입방체의 결정질 재료(예를 들면, CaF2, BaF2, LiBaF3, Lu3Al5O12, Y3Al5O12 또는 MgAl2O4)를 사용하여, 압축 또는 장력에 놓여질 수 있는 비정질 재료(예를 들면, 석영 유리(SiO2))를 사용하여, 또는 MgF2 이외의 광학적으로 단축의 결정질 재료(예를 들면, 광진행 방향에 평행하지 않은 결정축을 갖는 LaF3, Al2O3 또는 SiO2)를 사용하여 또한 실행될 수 있다.
도 13a ~ e는 본 발명에 따르는 광학 시스템에서 사용될 수 있는 서브엘리먼트의 예를 통해 실시예를 개략적으로 나타내며, 도시된 양쪽 화살표는 각각 광학 시스템의 광축 OA에 대한 서브엘리먼트의 위치의 조작을 나타내며, 조작은 위치 조작기(도 13a ~ 13e에서는 비도시)에 의해 이루어진다.
이 점에서, 서브엘리먼트는 예를 들면 비구면 광학적 활성면을 갖는 서브엘리먼트(51)가 가능하다(도 13a). 또한, 서브엘리먼트는 비평면이지만 구형의 광학적 활성면을 갖는 서브엘리먼트가 가능하다(도 13b). 도 13c 및 13d는 서로 상보적이고 구형 구성인 각각 상호 대향 광학적 활성면을 갖는 2개의 서브엘리먼트(53a, 53b 및 54a, 54b)를 포함하는 배치물(53, 54)을 나타내며, 이들 서브엘리먼트의 상대 위치의 변화는 변위(도 13c에서, 예를 들면 변위는 광축 OA에 직교하는 면에서만 주어진다) 및 회전(도 13d에서, 예를 들면 회전은 광축 OA 주위만 주어진다) 모두에 의해서 구현될 수 있다. 이 점에서, 광축에 따른 서브엘리먼트에 의해 유도된 각각의 최대 유효 지연은 광학 시스템의 동작 파장의 1/4보다 작다.
도 13e는, 또한 가능한 다른 연구에 따라서, 복굴절 분포가 광축 OA에 직교하는 방향으로 서브엘리먼트 내에서 각각 변화하는 것에 관한 2개의 서브엘리먼트(55a, 55b)를 포함하는 배치물(55)을 나타내며, 변화는 서브엘리먼트의 두께 변화에 의하지 않고, 복굴절의 위치 변화(예를 들면, 변화하는 응력 복굴절)에 의해 만들어진다.
도 2는 본 발명에 따르는 편광 조작기(200)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 우선, 도 1과 유사한 구조로, 이 편광 조작기(200)는, 플루오르화 마그네슘(MgF2)로 각각 만들어지고 상호 대향 비구면이고 상호 상보적인 면(210a, 220a)를 각각 갖는 2개의 서브엘리먼트(210, 220), 상대 위치를 변경하는 위치 조작기(250), 및 또한 사파이어(Al2O3)로 만들어지고 광 입사면 및 광 입사면에 평행한 광 출사면과 서브엘리먼트(210, 220)의 각각의 광출사면과 배열된 평면판(230)을 포함한다. 플루오르화 마그네슘(MgF2)이 광학적으로 양의 재료이고(ne - no = 0.0135>0), 사파이어(Al2O3)는 음의 복굴절 재료이고(ne - no = -0.0133<0)이므로, (주변) 두께 d1, d2, d3를 적절히 선택함으로써, 편광 조작기의 도 2에 나타낸 시작 위치에서, z방향으로 진행하는 광에 대해서, 전체 배열의 일부에서 결과의 복굴절 효과가 없게 된다. 예를 들면, 그 목적을 위해 두께 d1 = d2 = 2.5 mm 및 d3= 5.973mm를 선택하는 것이 가능하다. 그 다음, 이후 서술하는 것같이, 편광 영향은 2개의 서브엘리먼트의 상대 위치의 변동에 의해 원하는 방식으로 조정될 수 있다.
비구질 면(210a, 220a)의 특정 구성을 고려하면, 위치 종속성은 이하 분리 비구질로 칭해지는 함수T(x, y)에 의해 서술되며, 이후 이용되는 기본 시작점은 광학 시스템에서 보상되는 소정의 디스터번스 또는 플루오르화 마그네슘 재료에서 적절히 선택된 두께 형상이며, 최종 언급된 두께 형상은 두께 함수 D(x, y)에 의해 서술될 수 있다. 상기 분리 비구질 T(x, y)은 소망의 두께 함수 D(x, y)의 역도함수, 즉 적분으로 주어지며, 즉, 다음을 적용한다.
Figure pct00002
편광 조작기(100 또는 200)에 의해 제공되는 지연의 크기는 각각 서브엘리먼트(110, 120 및 210, 220)의 상대 변위에 비례하며, 분리 비구질 T(x, y)의 크기에 비례한다.
도 3a는 광학 시스템에서 편광유도된 복굴절에 의해 생기는 보상되는 지연 분포(nm로)의 예를 나타내며, 각각의 표준화된 퓨필 좌표가 도면의 축 및 도 3b 및 도 5a ~ b의 또 다른 도면의 축에 플로팅된다. 도 3b는 복굴절의 속축(fast axis)의 관련 배향을 나타낸다. 도 4는 도 2의 편광 조작기에서 분리 비구질 T(x, y)의 크기에서, 도 3a의 디스터번스의 보상을 위해 식(2)에 따른 적합한 변화를 나타낸다. 도 5a 및 5b의 보상으로부터 알 수 있는 것같이, 보상되는 소정의 디스터번스(도 5a) 및 본 발명에 따르는 편광 조작기(도 5b)에 대한 복굴절의 속축의 각각의 배향은 상호 직교한다.
구체적인 계산은, 250㎛까지의 2개의 서브엘리먼트(210, 220)의 상대 변위에 대해서, 분리 비구질 T(x, y)의 최대 크기가 약 ±193 ㎛이며 약 10nm의 지연을 제공하는 것을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따르는 마이크로리소그래피 투사 노광 장치의 원리의 구조를 도시하기 위한 개략 도면이다. 이 경우, 본 발명의 개념은 조명 시스템과 투사 대물렌즈 모두에 동등하게 적용될 수 있다. 예를 통해 본 발명에 따르는 편광 조작기의 배열에 적합한 위치(즉, 퓨필에 근접하거나, 이미지에 근접하거나 또는 중간 이미지에 근접하는, 즉 중간 위치)는 도 6에서 화살표로 개략적으로 표시된다.
마이크로리소그래피 투사 노광 장치는 조명 시스템(301) 및 투사 대물렌즈(302)를 갖는다. 조명 시스템(301)은 예를 들면 193nm의 동작 파장에 대한 ArF 레이저를 포함하는 광원 유닛(304)과, 평행 광빔을 생성하기 위한 빔-형성 광학 수단으로부터의 광으로 스트럭쳐-베어링 마스크(레티클)(303)의 조명을 위해 동작한다. 우선, 광원 유닛(304)으로부터의 평행 광빔은, 각각의 회절 표면 구조에 의해 정의된 각도 빔 방사 특성을 통해 퓨필 면(P1)에 소망의 세기 분포(예를 들면, 다이폴 또는 쿼드러폴 분포)를 생성하는 회절 광학 소자(305)에 입사된다. 광진행 방향으로 회절 광학 소자(305)의 하류에 가변 지름의 평행 광빔을 생성하기 위한 줌 대물렌즈 및 엑시콘(axicon) 렌즈를 갖는 광학 유닛(306)이 위치한다. 상류-배치된 회절 광학 소자(305)와 함께 줌 대물렌즈에 의해, 엑시콘 소자의 위치 및 각각의 줌 설정에 의존하여, 퓨필 면(P1)에 다른 조명 구성이 생성된다. 도시된 실시예에서 광학 유닛(306)은 굴절 미러(307)를 더 포함한다. 광 진행 방향으로 빔 경로에서 퓨필 면(P1)의 하류에, 예를 들면 그 자체로 알려진 방식으로 광 혼합 효과를 얻기에 적합한 마이크로광학 소자의 배열을 가질 수 있는 광 혼합 장치(308)가 위치한다. 광 혼합 장치(308)의 다음에 광진행 방향으로 렌즈 그룹(309)이 오며, 그 하류에는 광진행 방향으로 다음에 오는 REMA 대물렌즈(310)에 의해, 필드 면(F2)에서 스트럭쳐-베어링 마스크(레티클)(303)로 투사되는 레티클 마스킹 시스템(REMA)을 갖는 필드면(F1)이 배치됨으로써, 레티클의 조명되는 영역을 한정한다. 스트럭쳐-베어링 마스크(303)는, 도시된 예에서 2개의 퓨필 면(PP1, PP2)을 갖는 투사 대물렌즈(302)를 갖고 감광층이 구비된 웨이퍼 또는 기판(311)으로 투사된다.
또한, 도 7 ~ 12는 하나 이상의 편광 조작기가 상기 서술된 것같이 배열될 수 있는 투사 대물렌즈의 예를 통한 특정 설계를 나타낸다.
도 7은 자오선 부에서 투사 대물렌즈(400)를 나타내며, WO 2003/075096 A2(도 8 및 표 8 참조)에 개시되어 있다. 투사 대물렌즈(400)는 웨이스트, 제1 양의 렌즈군, 제2 음의 렌즈군, 제3 양의 렌즈군을 갖는 순수 굴절 구조이다.
도 8은 자오선 부에서 투사 대물렌즈(500)를 나타내며, WO 2004/019128 A2(도 19 및 표 9 및 10 참조)에 개시된다. 투사 대물렌즈(500)는 제1 굴절 서브시스템(510), 제2 반사굴절 서브시스템(530), 제3 굴절 서브시스템(540)을 포함하므로, "RCR 시스템"이라고 칭한다. 이 점에서, 용어 "서브시스템"은 이러한 광학 소자의 배치물을 표시하기 위해 항상 사용되며, 실제 오브젝트가 실제 이미지 또는 중간 이미지로서 촬상된다. 즉, 각각의 서브시스템은, 주어진 오브젝트 또는 중간 이미지면에서 시작하여, 다음의 실제 이미지 또는 중간 이미지까지 모든 광학 소자를 항상 포함한다.
제1 굴절 서브시스템(510)은 굴절 렌즈(511 ~ 520)를 포함하며, 그 다음에 제1 중간 이미지(IMI1)가 빔 경로에 생성된다. 제2 서브시스템(530)은 서로에 대해 어느 각도로 배열된 2개의 미러면(531, 532)을 갖는 더블-폴드 미러를 포함하며, 제1 서브시스템(510)으로부터의 입사광은 렌즈(533, 534) 및 다음의 오목 미러(535)를 향하는 방향으로 미러 면(531)에서 우선 반사된다. 오목 미러(535)는 그 자체로 알려진 방식대로, 서브시스템(510, 540)에 의해 생성된 이미지 필드 곡률의 효과적인 보상을 허용한다. 오목 미러(535)에서 반사된 광은 더블-폴드 미러의 제2 미러면(532)에서 렌즈(534, 533)를 다시 통과한 뒤 반사되므로, 그 결과 광축 OA이 90°를 통해 두번 접혀진다. 제2 서브시스템(530)은 제2 중간 이미지(IMI2)를 생성하며, 거기로부터의 광은 굴절 렌즈(541 ~ 555)를 포함하는 제3 굴절 서브시스템(540)에 입사된다. 제2 중간 이미지(IMI2)는 제3 굴절 서브시스템(540)에 의해 이미지 면(IP)으로 투사된다.
도 9를 참조하면, 자오선부에 투사 대물렌즈(600)가 있으며, 이는 WO 2005/069055 A2(도 32 참조)에 개시되어 있다. 그 투사 대물렌즈(400)의 설계 데이터가 표 1에 설정되어 있다. 그 점에서, 칼럼 1은 각각의 굴절 또는 그렇지 않으면 구분된 광학 면의 수를 나타내며, 칼럼 2는 면의 반경을 (mm로)나타내며, 칼럼 3은 그 면에서 비구질에 관한 것을 선택적으로 포함하며, 칼럼 4는 다음 면에 대한 그 면의 두께로서 식별되는 공간을 (mm로)나타내며, 칼럼 5는 각각의 면 다음의 재료를 나타내며, 칼럼 6은 광학 소자의 광학적으로 이용가능한 자유 반지름을 (mm로)나타낸다,
비구질 상수를 표 2에 나타낸다. 도 9에서 두꺼운 점으로 식별되고 표 1 및 2에서 특정된 표면은 비구질 곡선이고, 이들 면의 곡률은 다음 비구질 식에 의해 주어진다.
Figure pct00003
여기서, P는 광축에 평행한 논의 중인 면의 캠버 높이를 나타내며, h는 광축으로부터 방사 공간을 나타내며, r은 논의중인 면의 곡률의 반경을 나타내며, cc는 코니컬(conical) 상수를 나타내며(표 7에서 K로 식별), C1, C2, …는 표 2에 서술된 비구질 상수를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 반사굴절의 구조에서 투사 대물렌즈(600)는 제1 광학 서브시스템(610), 제2 광학 서브시스템(620), 및 제3 광학 서브시스템(630)을 갖는다. 제1 광학 서브시스템(610)은 굴절 렌즈(611 ~ 617)의 배치물을 포함하며, 대물면 "OP"을, 그 대략 위치가 도 9에서 화살표로 표시된 제1 중간 이미지(IMI1)로 투사한다. 제1 중간 이미지(IMI1)는 제2 광학 서브시스템(620)을 통해, 그 대략 위치가 도 9에서 화살표로 표시된 제2 중간 이미지(IMI2)로 투사된다. 제2 광학 시스템(620)은, 광 진행이 오목 미러(621, 622)의 반사면으로부터 이미지 면(IP)으로 각각 발생할 수 있는 방식으로, 광축에 직교한 방향으로 각각 "컷오프"되는 제1 오목 미러(621)와 제2 오목 미러(622)를 포함한다. 제2 중간 이미지(IMI2)는 제3 광학 서브시스템(630)을 통해 이미지면(IP)으로 투사된다. 제3 광학 서브시스템(630)은 굴절 렌즈(631 ~ 643)의 배치물을 포함한다.
도 10을 참조하면, 자오선부에 반사굴절 투사 대물렌즈(700)가 더 있으며, 이는 WO 2005/069055 A2(도 39 및 표 39, 39A 참조)에 개시되고, 총 4개의 미러를 갖는다. 도 11을 참조하면, 또한, 자오선부에 반사굴절 투사 대물렌즈(800)가 더 있으며, 이는 WO 2005/069055 A2(도 21 및 표 21, 21A 참조)에 개시되고, 2개의 미러를 가지며 그 사이에는 렌즈가 끼워져 있다. 도 12를 참조하면, 또한, 자오선부에 반사굴절 투사 대물렌즈(900)가 더 있으며, 이는 EP 1 480 065 A2(도 19 참조)에 개시되고, 텔레센트릭 굴절 미러를 가지며, 이러한 텔리센트리는 굴절 미러들 사이에 양의 그룹에 의해 제공된다. 중간 이미지를 갖는 반사굴절의 투사 대물렌즈에 대한 또 다른 설계는 예를 들면 US 6 665 126 B2에 개시되어 있다.
본 발명은 특정 실시예들을 참조하여 서술되었지만, 예를 들면 개별 구성요소들의 특징의 교환 및/또는 변화에 의한 다양한 변화와 다른 실시예들이 본 기술에서 숙련된 자들에게는 분명히 가능하다. 따라서, 이러한 변화 및 또 다른 실시예들은 본 발명에 포함되며, 본 발명의 범위는 수반된 청구 범위 및 그 동등한 것에 의해서만 제한되는 것은 본 기술에서 숙련된 자에게 분명하다.
Figure pct00004
Figure pct00005

Claims (37)

  1. 광축(OA)을 갖는 광학 시스템으로서,
    ㆍ비평면의, 광학적으로 유효한 면을 가지며, 통과하는 광이 편광 상태의 변화를 가져오는 제1 서브엘리먼트(110, 210)(광축(OA)을 따라서 상기 제1 서브엘리먼트에 의해 유도된 최대 유효 지연은 광학 시스템의 동작 파장의 1/4 미만이다)와, 제2 서브 엘리먼트(120, 220)를 갖고, 상기 제1 및 제2 서브엘리먼트는 서로 상보적인 상호 대향면(110a, 120a; 210a, 220a)을 갖는 적어도 하나의 편광 조작기(100, 200); 및
    ㆍ상기 제1 서브엘리먼트(110, 210)와 상기 제2 서브엘리먼트(120, 220)의 상대 위치의 조작을 위한 위치 조작기(150, 250)를 포함하는, 광학 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    적어도 하나의 상기 상호 대향면(110a, 120a; 210a, 220a)은 비구면인 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    광이 통과하는 적어도 하나의 서브엘리먼트(110, 210, 120, 220)는 선형 복굴절, 원형 복굴절에 의해 및/또는 그 배향에 의존한 직교 편광 상태의 크기 관계의 변화에 의해 편광 상태의 변화를 가져오는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편광 조작기(100, 200)는 근축 서브개구비가 적어도 0.8인 면에 배열되는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편광 조작기(100, 200)는 근축 서브개구비가 최대 0.2인 면에 배열되는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2개의 이러한 편광 조작기를 갖는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 편광 조작기는, 이들 편광 조작기의 위치에서 근축 서브개구비가 적어도 0.1 만큼, 바람직하게는 적어도 0.15만큼 서로 차이가 나는 방식으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 시스템을 통해 진행하는 광의 파면에서, 편광 보상기(100, 200)에 의해 생긴, 변화의 적어도 부분적인 보상을 위한 파면 보상기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 상호 대향면은 코팅을 갖는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 상호 대향면은 2% 미만, 바람직하게는 1% 미만의 반사율을 갖는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 서브엘리먼트가
    - 압축 또는 장력하에 놓여진 입방체의 결정 재료,
    - 압축 또는 장력하에 놓여진 비정질 재료, 또는
    - 광학적으로 단축 결정 재료
    를 포함하는 그룹으로부터 선택된 재료로 생성되는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 압축 또는 장력하에 놓여진 입방체의 결정 재료는 플루오르화 칼슘(CaF2), 플루오르화 바륨(BaF2), 플루오르화 리튬 바륨(LiBaF3), 가넷, 특히, 루테튬 알루미늄 가넷(Lu3Al5O12), 및 이트륨 알루미늄 가넷(Y3Al5O12) 및 스피넬, 특히 마그네슘 스피넬(MgAl2O4)을 포함하는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  13. 청구항 11 또는 12에 있어서,
    상기 광학적으로 단축 결정 재료는 플루오르화 마그네슘(MgF2), 플루오르화 란타늄(LaF3), 사파이어(Al2O3), 및 석영 결정(SiO2)을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  14. 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 서브엘리먼트(110, 120; 210, 220)의 위치의 다음의 변화 중 하나 또는 이러한 변화들의 조합에 영향을 주기 위해 위치 조작기(150, 250)가 조정되는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
    - 광축에 직교하는 방향으로의 적어도 하나의 서브엘리먼트(110, 120; 210, 220)의 변위;
    - 상기 광축에 평행한 방향으로의 적어도 하나의 서브엘리먼트(110, 120; 210, 220)의 변위;
    - 적어도 하나의 서브엘리먼트(110, 120; 210, 220)의 회전
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 회전은 상기 광축에 평행한 회전 축에 대한 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 회전은 상기 광축에 평행하지 않은 회전 축에 대한 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  17. 청구항 1 내지 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 서브엘리먼트(110, 210)와 상기 제2 서브엘리먼트(120, 220) 사이의 최대 공간은 최대 0.5mm, 바람직하게는 최대 0.4mm, 더 바람직하게는 최대 0.3mm인 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  18. 청구항 1 내지 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 서브엘리먼트(110, 210)와 상기 제2 서브엘리먼트(120, 220) 사이에는 유체로 적어도 부분적으로 채워지는 갭이 있는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 유체는 액체 매질인 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 액체 매질은, 광학 시스템의 동작 파장에서 상기 제1 및 제2 서브엘리먼트의 평균 굴절률과 0.2 미만, 바람직하게는 0.15 미만 만큼 차이가 나는 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  21. 청구항 1 내지 20 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 서브엘리먼트(110, 210)와 상기 제2 서브엘리먼트(120, 220)는 동일한 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  22. 청구항 1 내지 20 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 서브엘리먼트(110, 210)와 상기 제2 서브엘리먼트(120, 220)는 상이한 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 편광 조작기는 양의 복굴절 결정 재료와 또한 음의 복굴절 결정 재료를 모두 갖는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  24. 청구항 1 내지 23 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 서브엘리먼트(110, 210)와 상기 제2 서브엘리먼트(120, 220)는 광학적으로 단축 결정 재료로 각각 만들어지고, 상기 제1 서브엘리먼트(110, 210)의 결정축의 배향이 상기 제2 서브엘리먼트(120, 220)의 결정축의 배향과 5° 초과의 각도, 바람직하게는 10° 초과의 각도만큼 차이가 나는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  25. 청구항 1 내지 24 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편광 조작기(100, 200)의 상호교환을 위한 교환 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  26. 청구항 1 내지 25 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 서브엘리먼트의 소정의 시작 위치에서의 상기 편광 조작기는 통과하는 광의 편광 상태를 변화시키지 않는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  27. 청구항 1 내지 26 중 어느 한 항에 있어서,
    400nm 미만, 바람직하게는 250nm 미만의 동작 파장에 대해 설계된 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  28. 청구항 1 내지 27 중 어느 한 항에 있어서,
    마이크로리소그래피 투사 노광 장치의 광학 시스템인 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  29. 청구항 1 내지 28 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편광 조작기는, 진행하는 p-편광된 광용 파면과 진행하는 s-편광된 광용 파면이 상기 서로 다른 편광 조작기에 의해 조작되도록 구성되고, 상기 p-편광된 광 및 s-편광된 광용 파면의 평균값의 조작은 0이 아닌 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  30. ㆍ진행하는 광에 대해 편광 상태의 변화를 각각 가져오고, 상호 상보적인 비구면을 갖는 제1 서브엘리먼트와 적어도 하나의 제2 서브엘리먼트를 포함하고,
    ㆍ상기 제1 및 제2 서브엘리먼트의 상대 위치를 서로에 대해 조작함으로써, 상기 조작으로 변화하는 편광 상태의 변화를 설정할 수 있고, 상기 제1 및 제2 서브엘리먼트의 소정의 시작 위치에서 상기 편광 조작기는 진행하는 광의 편광 상태를 변화시키지 않는, 편광 조작기.
  31. 편광 조작기로서,
    상기 편광 조작기는, 진행하는 p-편광된 광용 파면과 진행하는 s-편광된 광용 파면이 상기 서로 다른 편광 조작기에 의해 조작되도록 구성되고, 상기 p-편광된 광 및 s-편광된 광용 파면의 평균값의 조작은 0이 아닌 것을 특징으로 하는, 편광 조작기.
  32. 청구항 31에 있어서,
    - 진행하는 광에 대해 편광 상태의 변화를 각각 가져오고, 서로 상보적인 표면을 갖는 제1 서브엘리먼트와 적어도 하나의 제2 서브엘리먼트를 포함하고,
    - 상기 제1 및 제2 서브엘리먼트의 상대 위치를 서로에 대해 조작함으로써, 상기 조작으로 변화하는, 상기 편광 조작기를 통과하는 광의 편광 상태에 변화를 설정할 수 있는, 편광 조작기.
  33. 조명 시스템(301)과 투사 대물렌즈(302)를 포함하고, 상기 조명 시스템(301) 및/또는 투사 대물렌즈(302)는 청구항 1 내지 29 중 하나에 기재된 광학 시스템 또는 청구항 30 내지 32 중 하나에 기재된 편광 조작기를 갖는, 마이크로리소그래피 투사 노광 장치.
  34. 청구항 33에 있어서,
    상기 투사 대물렌즈(302)는 0.85 초과, 바람직하게는 1.1 초과의 개구수를 갖는, 마이크로리소그래피 투사 노광 장치.
  35. 청구항 33 또는 34에 있어서,
    이머전 모드(immersion mode)의 동작을 위해 조정되는, 마이크로리소그래피 투사 노광 장치.
  36. 청구항 33 내지 35 중 어느 한 항에 있어서,
    p- 및 s-편광된 광용 파면의 평균값의 제1 디스터번스와 p- 및 s-편광된 광용 파면의 차이값의 제2 디스터번스를 포함하고, 상기 제1 디스터번스와 제2 디스터번스는 상기 편광 조작기에 의해 각각 적어도 부분적으로 보상되는, 마이크로리소그래피 투사 노광 장치.
  37. 감광 재료의 층이 적어도 부분적으로 도포되는 기판(311)을 제공하는 단계;
    재생되는 구조를 갖는 마스크(303)를 제공하는 단계;
    청구항 33 내지 36 중 하나에 기재된 마이크로리소그래피 투사 노광 장치를 제공하는 단계; 및
    상기 투사 노광 장치에 의해 상기 층의 영역으로 상기 마스크(303)의 적어도 일부를 투사하는 단게를 포함하는, 마이크로구조의 구성 소자의 마이크로리소그래피 제조용 공정.
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