实现光的掠入射的分束器的制作方法

本发明涉及光学系统，特别地显微术的光学系统。本发明能够有利地用于各种应用领域，例如材料科学领域中、生物或各种其他基础研究中的显微术应用。本发明的其他可能用途是检查用于微光刻投射曝光设备中的掩模母版或掩模的掩模检查系统。

背景技术：

1、在亮场反射光的显微术中，使用分束器照明待研究的物体，该分束器相对于从光源入射的照明光倾斜并且使光偏转到待研究的物体上。为了增加可实现的分辨率，在这种情况下变换到逐渐减小的操作波长是可期望的。

2、在设计用于euv范围(即小于30nm(例如近似13nm或近似7nm)的波长处)的光学系统中，由于缺少适当的光透射折射材料的可用性，作为光学部件的反射镜用于成像过程。这还适用于设计为短波vuv辐射(例如波长低于150nm)的系统，因为这样的系统还可以优选地设计为反射镜系统。

3、在上述的应用中，使用分束器来透射和反射相应照明光的一定比例，一方面以便于将相关电磁辐射指引到待研究的样品上(例如布置在显微镜物镜的物平面中)并且另一方面以便于将其供应到检测器。在此存在的需求实际上通常还包含——除了使发生吸收和散射损耗最小化——在分束器处分离的比例(即电磁辐射的透射比例和反射比例)在强度方面(如果可能的话)是相同的(也就是已知的“50/50分束器”)。

4、为了使相应操作波长下的吸收损耗最小化，特别地分束器具有电介质层系统的实施方式是已知的，该电介质层系统具有由不同折射率的材料构成的单独层的序列。

5、然而，实际上频繁地出现以下问题，为了覆盖更大的波长范围，原则上超大量的多个不同电介质层的是必须的，这继而包含由于大量的界面伴随杂散光比例增加且特别地在例如小于150nm的低波长处而增加的吸收损耗。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供光学系统，特别是显微术的光学系统，其中在相对较大波长范围的分束是可能的，同时避免了先前描述的问题。

2、该目的通过独立权利要求1的特征来实现。

3、根据本发明的一个方面，光学系统，特别是显微术的光学系统包含：

4、-具有光入射表面和光出射表面的分束器；

5、-其中分束器针对光学系统的指定操作波长将入射在光入射表面上的少于20％的电磁辐射吸收；并且

6、-其中分束器布置在光学系统中，使得在操作光学系统期间，相对于相应表面法线，光入射表面处和/或光出射表面处发生的入射角至少为70°。

7、本发明特别基于在诸如显微镜的光学系统中以相对较高的入射角(关于相应的表面法线)经过位于光学束路径中的分束器的至少一个界面的构想，致使甚至不用使用诸如电介质层系统的涂层，实现分束器处相对较高的反射率，并且因此能够获得高通过量(其可以与在可见光谱范围内的分束器相比较并且接近理论理想值25％)。

8、由于省略了根据本发明的分束器的(例如电介质)涂层或结构化的需求，可以避免在这样的层系统中典型地发生的层退化的问题，因此可以显著地降低制造付出和成本。此外，由于省略了由大量电介质单独层形成的层系统，可以使吸收和散射损耗最小化。

9、由于根据本发明的分束器的功能原理，具有相对于可能的操作波长范围的高宽带的分束器“本质上”已经是可实现的，其中取决于实施例，低于120nm(特别地还在euv范围内，即小于30nm、特别地小于15nm)和到红外光谱范围内的操作波长是可实现的。

10、根据实施例，分束器布置在光学系统中，使得在操作光学系统期间，关于相应表面法线，光入射表面处和/或光出射表面处发生的入射角至少为75°、特别地至少为80°。

11、根据一个实施例，分束器具有平面平行的几何体。在该情况下，它可以具有小于1mm、更特别地小于0.5mm的厚度。因此，可以实现在分束器的相应材料内的相对较低或最小光学路径，致使吸收损耗、在分束器的两个界面处反射的光比例之间不可避免的束偏移，以及还有色差可以最小化。

12、根据其他实施例，分束器具有包含楔形形状或楔形截面形状的几何体的至少一个部件。该类型的实施方式特别地具有以下优点：在分束器内的多次反射之后，由于不同于出射的“所使用的光”的出射角而可以相对较容易挡住以束偏移出射的光比例，并且因此可以避免这样的光比例对图像结果的干扰影响。

13、根据其他的实施例，分束器具有棱镜形状的几何体。这样的实施方式特别地具有以下优点：随着在光学(整个)系统中并入分束器，在入射束和透射束之间的90°偏转的总体期望的实现是可能的，而不需要附加的折叠或偏转反射镜并且因此减少所需要的光学部件或反射镜的总数目。

14、根据一个实施例，分束器由选自以下的组的材料制成，该组包含氟化镁(mgf2)、氟化锂(lif)、氟化铝(alf3)、氟化钙(caf2)和氟化钡(baf2)。

15、根据一个实施例，分束器仅由这种材料构成。

16、根据一个实施例，分束器具有含有光入射表面和/或光出射表面的至少一个未涂层的部件。换言之，分束器优选地不具有(例如电介质)涂层，因此无论如何特别地也不可能发生层退化。

17、根据实施例，光学系统设计用于小于150nm、特别地小于120nm的操作波长。

18、根据实施例，光学系统设计用于小于30nm、更特别地小于15nm的操作波长。

19、根据实施例，光学系统是显微镜。

20、根据实施例，光学系统是检查用于微光刻投射曝光设备中的掩模母版或掩模的掩模检查系统。

21、可以从说明书和从属权利要求获得本发明的其他配置。

22、下面基于附图中所示的示例性实施例更详细地解释本发明。

技术特征：

1.一种光学系统，特别是显微术的光学系统，包括：

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于所述分束器布置在所述光学系统中，使得相对于相应表面法线，在操作所述光学系统期间所述光入射表面处和/或所述光出射表面处发生的入射角至少为75°、特别地至少为80°。

3.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于所述分束器的最大厚度小于1毫米(mm)、特别地小于0.5mm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学系统，其特征在于所述分束器(100、400、600、700、900)具有平面平行的几何体。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的光学系统，其特征在于所述分束器(200、500、800)具有含有楔形形状或楔形截面形状的几何体的至少一个部件。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的光学系统，其特征在于所述分束器(300)具有棱镜形状的几何体。

7.根据前述权利要求中任一项所述的光学系统，其特征在于所述分束器(100、200、300、400、500、600、700、800、900)由选自以下组的材料制成，所述组包含氟化镁(mgf2)、氟化锂(lif)、氟化铝(alf3)、氟化钙(caf2)和氟化钡(baf2)。

8.根据权利要求7所述的光学系统，其特征在于所述分束器(100、200、300、400、500、600、700、800、900)仅由所述材料构成。

9.根据前述权利要求中任一项所述的光学系统，其特征在于所述分束器(100、200、300、400、500、600、700、800、900)具有包含所述光入射表面和/或所述光出射表面的至少一个未涂层部件。

10.根据前述权利要求中任一项所述的光学系统，其特征在于所述光学系统设计为用于小于150nm、特别地小于120nm的操作波长。

11.根据前述权利要求中任一项所述的光学系统，其特征在于所述光学系统设计为用于小于30nm、更特别地小于15nm的操作波长。

12.根据权利要求1至11中的任一项所述的光学系统，其特征在于所述光学系统为显微镜。

13.根据权利要求1至11中的任一项所述的光学系统，其特征在于所述光学系统是一种检查用在微光刻投射曝光设备中的掩模的掩模检查系统。

技术总结本发明涉及一种光学系统，特别是显微术的光学系统，具有分束器(100、200、300、400、500、600、700、800、900)，该分束器具有光入射表面和光出射表面，其中对于光学系统的预定工作波段，该分束器将入射在光入射表面上的少于20％的电磁辐射吸收；并且该分束器布置在光学系统中，使得当操作光学系统时，相对于相应表面法线且在光入射表面处和/或光出射表面上入射的入射角至少为70°。技术研发人员：K·福克特受保护的技术使用者：卡尔蔡司SMT有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27