[發(fā)明專利]光學(xué)系統(tǒng)、投影系統(tǒng)及微結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體部件的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010155335.2
• 申請日: 2005-01-14
• 公開（公告）號: CN101799587A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·菲奧爾卡;M·德格恩特爾
• 申請（專利權(quán)）人: 卡爾蔡司SMT股份公司
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28;G02B5/30;G03F7/20
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 邱軍

本申請是申請?zhí)枮?00580002241.9(國際申請?zhí)枺篜CT/EP2005/000320)、 發(fā)明名稱為“偏振調(diào)制光學(xué)元件”的發(fā)明專利申請的分案申請。

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及影響光線偏振的光學(xué)元件。該光學(xué)元件具有厚度分布并且由 具有光軸的旋光晶體組成或構(gòu)成。

在持續(xù)努力取得顯微光刻領(lǐng)域中更精細(xì)分辨率結(jié)構(gòu)的過程中，存在同時(shí) 對基本上三個(gè)指導(dǎo)性構(gòu)思的追求。其中第一個(gè)是提供非常高的數(shù)值孔徑的投 影物鏡。第二個(gè)是追求更短波長(如248nm、193nm、或157nm)的恒定趨 勢。最后，存在有通過將高折射率的浸沒介質(zhì)引入到投影物鏡的最后一個(gè)光 學(xué)元件和光敏襯底之間的空間而增加可達(dá)到的分辨率的構(gòu)思。后一種技術(shù)被 稱為浸沒光刻術(shù)。

在利用限定偏振的光照明的光學(xué)系統(tǒng)中，依照菲涅耳方程，電場矢量的 s-和p-分量在具有不同折射率的兩種介質(zhì)的界面處分別經(jīng)歷不同程度反射和 折射。在上下文中，平行于光線入射面振蕩的偏振分量被稱為p-分量，而垂 直于光線入射面振蕩的偏振分量被稱為s-分量。與p-分量相比，在s-分量中 發(fā)生的不同程度的反射和折射對成像過程有明顯的有害影響。

利用偏振的特定分布可以避免這個(gè)問題，其中在光學(xué)系統(tǒng)的光瞳面上， 獨(dú)立的線性偏振光線的電場矢量的振蕩平面具有相對于光軸近似徑向的取 向。這種類型的偏振分布在下文中將被稱為徑向偏振。如果在物鏡的場平面 上，依照前述的定義徑向偏振的光束遇到具有不同折射率的兩種介質(zhì)之間的 界面，則只有電場矢量的p-分量呈現(xiàn)，以使前述的對成像質(zhì)量的有害影響被 大大減小。

與前述的構(gòu)思類似，還可選擇偏振分布，其中在系統(tǒng)的光瞳面上，獨(dú)立 的線性偏振光線的電場矢量的振蕩平面具有垂直于從光軸發(fā)出的半徑的取 向。這種類型的偏振分布在下文中將被稱為切向偏振。如果依照這個(gè)定義的 切向偏振的光束遇到具有不同折射率的兩種介質(zhì)之間的界面，則只有電場矢 量的s-分量呈現(xiàn)，以使如在前述的例子中那樣，發(fā)生在場平面上的反射和折 射中存在有均勻性。

在光瞳面上，提供具有切向或徑向偏振的照明是非常重要的，尤其是在 實(shí)現(xiàn)前述的浸沒光刻術(shù)的構(gòu)思時(shí)尤其重要，因?yàn)槠鋵σ哉凵渎实牟町愐约霸? 從投影物鏡的最后一個(gè)光學(xué)元件到浸沒介質(zhì)和從浸沒介質(zhì)到涂敷光敏層的 襯底的相應(yīng)界面處很強(qiáng)的入射斜角為基礎(chǔ)而預(yù)計(jì)的偏振狀態(tài)具有相當(dāng)大的 負(fù)面影響。

美國專利6,191,880?B1公開了用于生成近似徑向偏振的光學(xué)布置。該布 置包括其中相應(yīng)的擇優(yōu)方向被定向的半波片的光柵以使在線性偏振光通過 該光柵布置時(shí)，振蕩平面被旋轉(zhuǎn)到從光軸發(fā)出的半徑的方向。然而，因?yàn)樵? 光柵布置是通過加入大量的獨(dú)立取向的半波片而制成的，所以其制造昂貴。 此外，在每個(gè)獨(dú)立的、直徑通常介于10和20mm之間的半波片面積內(nèi)，偏 振方向的變化是恒定的，以使通過這個(gè)構(gòu)思未能產(chǎn)生連續(xù)的徑向偏振。

在DE?198?07?120?A1中提出的具有不規(guī)則變化厚度的晶狀石英的雙折射 元件用于光學(xué)系統(tǒng)中偏振的定義狀態(tài)的局部像差的補(bǔ)償。然而，這種類型的 雙折射元件中厚度的變化導(dǎo)致偏振的局部差異狀態(tài)。尤其是，在這種類型的 布置中，通常不會(huì)保持偏振的線性狀態(tài)。

發(fā)明目的

因此，本發(fā)明的目的是提出一種偏振調(diào)制光學(xué)元件，該元件通過下述的 方式以最小的強(qiáng)度損失影響光線的偏振，即根據(jù)具有獨(dú)立光線振蕩平面方向 的第一分布的線性偏振光，光學(xué)元件生成具有獨(dú)立光線振蕩平面方向的第二 分布的線性偏振光。

本發(fā)明的其他目的是提出具有與振蕩平面的第二分布(偏振分布)的熱 穩(wěn)定性有關(guān)的改進(jìn)的偏振調(diào)制光學(xué)元件特性的光學(xué)系統(tǒng)，并且在光線已經(jīng)通 過光學(xué)系統(tǒng)中附加的光學(xué)元件之后使這些元件對偏振分布的影響減至最小。

發(fā)明內(nèi)容

為了達(dá)到前述的目的，提出了偏振調(diào)制光學(xué)元件，該光學(xué)元件由旋光晶 體組成或構(gòu)成，并且按照本發(fā)明將光學(xué)元件成形為具有在垂直于光軸的方向 上變化的厚度分布。另外，如權(quán)利要求57、64、65、70和75所描述的光學(xué) 系統(tǒng)達(dá)到本發(fā)明的目的。在從屬權(quán)利要求中，給出了按照本發(fā)明光學(xué)系統(tǒng)的 附加的優(yōu)選實(shí)施例。

按照本發(fā)明的偏振調(diào)制光學(xué)元件具有使第一線性偏振光線的振蕩平面 和第二線性偏振光線的振蕩平面分別依照第一和第二旋轉(zhuǎn)角被旋轉(zhuǎn)的作用， 其中第一旋轉(zhuǎn)角不同于第二旋轉(zhuǎn)角。按照本發(fā)明，偏振調(diào)制光學(xué)元件由旋光 材料制成。