[发明专利]光散射盘、其用途以及波阵面测量设备

说明书

本发明涉及一种光散射盘，包括透明基底和与基底表面邻接的光散射层，所述光散射层包括光散射活性颗粒，还涉及该种散射盘的用途以及包括该散射盘的波阵面测量设备。本申请要求US临时申请号60/684977的优先权，该申请公开的内容在此全部引入作为参考。

光散射盘通常被认为是由透明固体材料制成的一面或两面均是粗糙的平面盘或一定形状的表面。它们起到例如磨砂玻璃盘以在屏幕上产生真实图像的作用。由于散射盘的散射作用，可从不同的视角观察投影的图像。在照明技术中，磨砂玻璃盘起到使物体的照明均匀的作用。在光学计量学中，散射盘还起到相混合器(phase mixer)作用以破坏空间相干性。尤其在干涉仪测量设备中，这种散射盘元件还可进行额外的旋转和/或摆动运动以改变以及混合斑纹的相，使得它们最终平均为零，与相关的探测器的曝光时间相反，并因而不再干扰测量信号，参见例如公开专利申请DE10320520A1以及其中指定的现有技术。

在现在的情况中，出于简洁的目的，术语“光散射盘”不仅仅包括单纯的光散射类型的，其中在散射过程中不改变辐射的频率或波长，还包括荧光或变频类型的，即：其中入射光被光散射活性颗粒吸收并以不同的频率或波长均匀地发出。这类散射盘还可称为量子转换器型(quantumconverter type)。这种变频散射盘还可用来例如将成像辐射从不可视的波长范围转换至可视的波长范围或转换至可通过常规的探测器例如CCD摄像机适于检测的波长范围。为了实现变频散射盘，在透明固体基底上具有一由量子转换材料制成的变频表面涂层；举例来说，具有P43涂层的石英基底将UV光转换成绿色光，或者基底本身包括这种材料，这些材料中常规地是掺杂的玻璃材料、铈掺杂石英材料和Lumilas。

在想要实现变频和产生高质量的二次图像的应用中，也就是说具有很小的损失(washing out)，必须尽可能地在一个尽可能薄的层上实现转换步骤。在使用UV、DUV或VUV辐射的应用中，举例来说出于这个目的需使用石英板形式的散射盘，其中石英板上具有若干微米厚的P43材料层。这种在显微镜下可视的变频光散射层通常包括沉积在相应基底表面上的变频材料的晶粒或粉末颗粒的堆积物。这些颗粒本身不与整个面积的基底表面相接触，而是具有相对较小的接触面积，因此保留了相邻颗粒之间的间隙，其中环境介质(通常为空气)而不是变频材料直接与基底表面相邻接。这意味着相对于基底/光散射层界面的光学性能来说全反射角度的变化是可在显微镜下可视的。换句话说，穿过基底入射到缝隙区域中的界面也就是基底/空气界面区域上的辐射被认为是界面上的全反射，如果入射角大于全反射的相关角的话将不会到达光散射活性颗粒上。在这种情况中，词语全反射角应理解为指的是简洁方式表达的全反射的临界角。因此，这种常规的散射盘仅仅适于孔径小于基底/空气界面的全反射角的应用。

近来，具有例如大于0.9或大于1.0的非常高数值孔径的投影物镜越来越多地用于显微光刻技术中用来在半导体晶片上形成图案，例如将所谓浸没物镜(immersion objective)与具有例如仅仅是若干nm的日益变小的波长的UV辐射组合使用的形式。需要测量设备，例如能处理相对较大入射角的这种大孔径待检样品的波阵面测量类型的来确定这种大孔径物镜的成像色差或成像质量。

因此，本发明要解决的技术问题是要提供一种在介绍中提到的类型的光学散射盘，以及其用途和配备有这种散射盘的波阵面测量设备，该波阵面测量设备甚至适用于相当大孔径以及尤其适用于显微光刻技术中大孔径浸没物镜的测量。

本发明通过提供一种包括权利要求1所述特征的光学散射盘、包括权利要求11所述特征的用途、包括权利要求12所述特征的波阵面测量设备以及包括权利要求19所述特征的显微光刻投影曝光设备来解决了这些技术问题。

在依据本发明的光学散射盘的情况中，光散射层的光散射活性颗粒被包埋介质(embedding medium)所围绕，包埋介质具有较空气更强的光学增稠作用并与基底的衬面(facing surface)以表面方式(areally)相邻接。因此，包埋介质填满了基底与界面上的光散射活性颗粒之间的任意缝隙，并确保全反射角相较于基底/空气界面的更大，或者如果包埋介质具有与基底材料相等或更大的折射率时全反射效应将完全消失。