專利名稱：極高孔徑的投影物鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用預(yù)定工作波長的紫外線光將布置在投影物鏡的物平面內(nèi)的圖案投射到投影物鏡的像平面內(nèi)的投影物鏡。
好幾十年來，采用光刻術(shù)的投影物鏡來制造半導(dǎo)體元件和其他精細(xì)地構(gòu)造的部件。這些投影物鏡用于將光掩?；蚩叹€板的圖案用最高的分辨率以縮小的比例投射到涂覆有光敏層的物體上，光掩?；蚩叹€板在下文中也稱為掩模或刻線。
為了產(chǎn)生越來越精細(xì)的100nm數(shù)量級或之下的結(jié)構(gòu)，嘗試將投影物鏡的圖像側(cè)的數(shù)字孔徑(NA)放大到超過目前可達到的NA＝0.8或之上范圍內(nèi)的值。此外使用越來越短的紫外線光的工作波長、優(yōu)選地小于260nm、例如248nm、193nm、157nm或之下的波長。同時嘗試?yán)眉冋凵淝庀到y(tǒng)滿足對投射能力的漸增的要求，該純折射屈光系統(tǒng)與反折射系統(tǒng)相比在構(gòu)造和生產(chǎn)方面是有利的。然而在波長越來越短的情況下，只有少量的足夠透明的材料還可供使用，這些材料的阿貝常數(shù)相互比較接近。由此投影物鏡的部分消色差產(chǎn)生問題，投影物鏡的完全消色差甚至尤其如此，即很大程度地避免或減小色差產(chǎn)生問題。尤其困難的是提供具有足夠小的色差的極高孔徑的系統(tǒng)。在物場和像場保持不變時，隨著孔徑增大以及改善投射質(zhì)量的附加需要，投影物鏡在所有三個空間方向上的尺寸增大。尤其與結(jié)構(gòu)寬度減小的增益相比，光學(xué)透鏡材料的體積增大使這種投影物鏡的漲價比例過大。
本發(fā)明所基于的任務(wù)在于，實現(xiàn)一種投影物鏡，其特征在于圖像側(cè)的高數(shù)字孔徑和改進的色差校正。尤其應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約材料的緊湊結(jié)構(gòu)。
該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1的特征的投影物鏡來解決。有利的改進方案在從屬權(quán)利要求中給出。所有權(quán)利要求的字句包含在說明書的內(nèi)容中作為參考。
按照本發(fā)明的一個方面，投影物鏡用于利用預(yù)定工作波長的紫外線光將布置在投影物鏡的物平面內(nèi)的圖案投射到投影物鏡的像平面內(nèi)，其具有多個沿光軸布置的光學(xué)元件以及布置在像平面前一定間隔處的系統(tǒng)光闌。該投影物鏡被構(gòu)造為純折射的(屈光的)單腰身(Taille)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一個靠近物體的凸部、一個靠近圖像的凸部以及位于這兩個凸部之間的腰身。在腰身區(qū)域內(nèi)光束直徑可明顯小于凸部之一范圍內(nèi)的最大光束直徑，其中腰身區(qū)域內(nèi)的光束直徑可以小于最大光束直徑的50％。在該腰身和系統(tǒng)光闌之間的發(fā)散光線范圍內(nèi)布置一個負(fù)組，其具有帶有指向圖像的凹側(cè)的有效曲率。
在這個意義上的“負(fù)組”是總的具有負(fù)折光力的透鏡組，其中該透鏡組可以包含一個或多個透鏡。該有效曲率導(dǎo)致該負(fù)組總體上相對于光線路徑是彎曲的。該彎曲可以由曲率中心點位于像側(cè)的曲面來表征。透鏡的有效曲率(或曲面)由曲率半徑rc表征，對于一個入射面具有半徑r1以及出射面具有半徑r2的透鏡來說，如下計算曲率半徑rc1/rc＝1/(2*r1)+1/(2*r2)。
(1)如果負(fù)組由兩個或多個透鏡組成，那么如下計算該組的有效曲率1/rc＝1/(n*r1)+1/(n*r2)+1/(n*r3)+1/(n*r4)+…， (2)其中n說明表面的數(shù)量。
朝圖像凹入的有效曲率和透鏡范圍內(nèi)光線的發(fā)散一起導(dǎo)致尤其在負(fù)組的一個和多個透鏡的出射側(cè)出現(xiàn)高的入射角。這首先對于校正高階的像差來說是非常有效的，尤其對于取決于孔徑的像場區(qū)域和像場邊緣內(nèi)的單色像差行校正(引起過校正)來說是非常有效的。為了能夠特別經(jīng)濟地制造投射物鏡，需要使該投射物鏡的材料使用最小化。這一方面通過限制到腰身以及另一方面通過使系統(tǒng)的場負(fù)荷變得越來越大來實現(xiàn)。通過本發(fā)明首先可以在這種高場負(fù)荷的情況下只利用腰身來實現(xiàn)對所有單色誤差的有效校正。在所示的實例中，已大量地提高場負(fù)荷，但還沒有到達極限。結(jié)合整體較高的非球面性的組的校正可能性有望進一步提高場負(fù)荷并由此在將來降低光刻的投影物鏡的成本。在此明顯地是，在沒有如上所述有針對性地采用非球形表面的情況下，投影物鏡的孔徑和物鏡的場負(fù)荷不能被驅(qū)動到如此高。在此，負(fù)組可以至少部分地完成校正功能，否則只能通過提供另一個腰身來實現(xiàn)校正功能。然而相對于這種傳統(tǒng)的三凸部系統(tǒng)，在本發(fā)明的投影物鏡中可以實現(xiàn)顯著地減小結(jié)構(gòu)長度、直徑，并且減小制造所需的材料體積，從而顯著地減小總價格。通過提供場負(fù)荷和只結(jié)合一個腰身可以明顯地減小顏色縱向誤差。由此即使在孔徑非常高的情況下也可以放棄在圍繞光闌的最大透鏡中大約在193nm時使用CaF2。
在一個改進方案中，負(fù)組包含至少一個具有負(fù)折光力和指向圖像的凹面的透鏡。通過分裂，該負(fù)折光力還可以被分配給多個連續(xù)的這種具有負(fù)折光力的透鏡，其中對于像側(cè)的出射面而言曲率中心點分別位于像側(cè)。在此，在只使用一個或兩個這種具有負(fù)折光力的透鏡的情況下，可以實現(xiàn)特別節(jié)約材料的緊湊結(jié)構(gòu)。如果兩個透鏡被排列成行，則有利的是，第一、即物側(cè)的透鏡的折光力比該組中相繼的、即像側(cè)的那個透鏡的折光力強。這種負(fù)透鏡可以被構(gòu)造為負(fù)凹凸透鏡。
已證明是有利的是，將該負(fù)組布置在腰身收縮最窄的地方和系統(tǒng)光闌之間的中間區(qū)域中。因此，該負(fù)組作用于具有平均橫截面的光線錐，并且可以具有中等的直徑。具有負(fù)折光力的透鏡自然地位于腰身區(qū)域內(nèi)。此外，應(yīng)有至少一個具有負(fù)折光力的大透鏡，以用于光闌區(qū)域內(nèi)的球面校正。特別有利地是在第二腰身的上升區(qū)域內(nèi)提供的負(fù)組。腰身中的透鏡通常尤其在腰身的中心處具有彎曲，該彎曲服從最小光線偏轉(zhuǎn)的原則，以便引起盡可能小的像差。腰身中發(fā)散透鏡的任務(wù)是首先使會聚光線錐偏轉(zhuǎn)成發(fā)散光線錐。這結(jié)合大的凸部而允許系統(tǒng)的像場平整或Petzval校正。
另一個任務(wù)在于巧妙地校正由具有正折光力的凸部貢獻的像差。第二凸部的第一部分中的負(fù)組相對于彎曲基本上偏離內(nèi)部的腰身負(fù)透鏡。目的不是利用入射和出射側(cè)的平衡負(fù)荷來變換光線錐，而是有意的非對稱負(fù)荷。發(fā)散的光線錐在適度偏轉(zhuǎn)的情況下進入透鏡，以便之后在負(fù)荷達到極限時再次射出。該高度承載的表面允許期望的校正作用。腰身的遠離中心的負(fù)透鏡具有特征的彎曲表面向腰身的中心彎曲。有利地，這些遠離中心的透鏡“違反”最小偏轉(zhuǎn)的原則。第一腰身負(fù)透鏡的物側(cè)表面和最后一個腰身透鏡的像側(cè)表面結(jié)合提供的角負(fù)荷對像差校正有特別好的影響。這兩個腰身透鏡中較重要的透鏡是第二凸部緊隨其后的那個透鏡。反之，在該透鏡的情況下，像側(cè)的外表面是決定性的、承受中等高負(fù)荷的表面。如果在第二腰身的上升區(qū)域內(nèi)沒有已介紹的有利的負(fù)組，該第二腰身將必須承擔(dān)取決于場和孔徑的像差校正的重要校正部分。然而，在孔徑和場負(fù)荷增加時，盡管大量的非球面化，對于傾斜的光線錐而言仍剩下關(guān)于場和孔徑的不允許的區(qū)域成分。
該問題通過第二腰身上升區(qū)域內(nèi)的負(fù)組來解決，更具體地說，借助于適當(dāng)?shù)卣{(diào)整在具有平均光線錐變化的最后一個腰身透鏡的出射面上的平均角負(fù)荷以及具有小的光線錐變化的、第二腰身上升區(qū)域內(nèi)的一個或多個透鏡的出射面上的高角負(fù)荷。然后這樣匹配地補充針對傾斜的球面像差的校正成分，使得在波陣面偏移最小的同時能夠達到最高場負(fù)荷和最高孔徑、例如NA＝0.95。
當(dāng)對于以下參數(shù)A＝用度數(shù)表示的、在第二凸部上升區(qū)域內(nèi)的負(fù)組的一個透鏡的像側(cè)出射面在氣體中的最大角負(fù)荷；B＝用度數(shù)表示的、在物鏡腰身中具有負(fù)折光力的最后一個透鏡的像側(cè)出射面在氣體中的最大角負(fù)荷；C＝A的邊緣光束高度和A的最大彗形像差光束高度之比；D＝B的邊緣光束高度和B的最大彗形像差光束高度之比，成立條件A/B＞C/D時，尤其可以實現(xiàn)合適的比率。
該角負(fù)荷可以例如通過相應(yīng)的光線(在氣體中的)最大入射角來量化。
在第二凸部的第一部分中具有特征的負(fù)組曲面朝著圖像彎曲。總體上具有特征的負(fù)組曲面的頂點應(yīng)位于腰身收縮最緊的區(qū)域和系統(tǒng)光闌之間的軸向距離的約30％和約70％之間、尤其約40％和約60％之間的范圍內(nèi)。
可以調(diào)節(jié)負(fù)組的有效曲率以優(yōu)化系統(tǒng)特性。優(yōu)選地，有效曲率具有曲率半徑rc，該曲率半徑與光闌直徑DB之比rc/DB位于約0.8和約2.2之間、優(yōu)選地位于約1.0和約2.0之間、尤其位于約1.1和約1.9之間的范圍內(nèi)。
在優(yōu)選的實施方式中，透鏡物鏡在系統(tǒng)光闌區(qū)域內(nèi)具有一個關(guān)于垂直于光軸的對稱面基本上對稱的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有雙面凸的正透鏡和負(fù)凹凸透鏡。這個基本上對稱的結(jié)構(gòu)允許即使在孔徑大時也達到在較小的總非球面性的情況下的優(yōu)良的校正狀態(tài)。該對稱面優(yōu)選地位于系統(tǒng)光闌附近?？梢猿龃蠡蛱岣咴诠怅@之后的負(fù)透鏡的折光力以及減小在光闌之前的負(fù)透鏡的折光力的方向偏離該對稱結(jié)構(gòu)。該對稱布置允許較小的非球面化費用。如果改進了更復(fù)雜和更劇烈的非球面性的檢驗和制造途徑，則可以在使置于光闌之前的負(fù)透鏡承受負(fù)荷的情況下改變對稱性，也即較小的折光力或由整個系統(tǒng)中的非球面性替代。在光闌之后的一個大的負(fù)透鏡的有效曲率應(yīng)總是與已經(jīng)講述過的在腰身和系統(tǒng)光闌之間上升區(qū)域內(nèi)的負(fù)組的曲率指向相同。
在本申請意義上的系統(tǒng)光闌是一個靠近像平面的區(qū)域，在該區(qū)域中投射的主要光線與光軸相交，或者存在彗形像差光束高度與邊緣光束高度一致的地方。用于限制以及必要時調(diào)節(jié)所使用的孔徑的光闌(孔徑光闌)可以布置在系統(tǒng)光闌區(qū)域內(nèi)。通過本發(fā)明可以實現(xiàn)只利用一個腰身有效地校正所有誤差。在此，負(fù)組可以至少部分地承擔(dān)第二腰身的功能，如其存在于傳統(tǒng)的三凸部系統(tǒng)中一樣。與這種三凸部系統(tǒng)相比，在按照本發(fā)明的投影透鏡中可以顯著地減小結(jié)構(gòu)長度、減小制造所需的材料量以及減小色差。
已證明是有利的是，直接在系統(tǒng)光闌之前布置一個具有物側(cè)凹面的負(fù)凹凸透鏡并且直接在系統(tǒng)光闌之后布置一個具有像側(cè)凹面的負(fù)凹凸透鏡。該系統(tǒng)光闌可自由地進入這兩個透鏡之間，以便例如安裝一個用于限制光束直徑的可調(diào)的光闌。在打開和閉合時，可以附加地軸向移動該光闌。一個有利的改進方案還提供結(jié)合這種單腰身系統(tǒng)的球形光闌，因為為此還可使用優(yōu)選實施方式的光闌曲率。
對稱性可以延續(xù)直至系統(tǒng)光闌的物側(cè)和像側(cè)近區(qū)內(nèi)。例如直接在系統(tǒng)光闌之前布置一個正/負(fù)雙合透鏡，其具有一個兩面凸透鏡和在其后的一個具有物側(cè)凹面的負(fù)凹凸透鏡，并且在系統(tǒng)光闌之后布置一個以與該正/負(fù)雙合透鏡成鏡像的方式構(gòu)成的雙合透鏡。在一些實施方式中，這些雙合透鏡還由在物側(cè)或像側(cè)的兩面凸透鏡所圍繞。
可以這樣構(gòu)成系統(tǒng)，使得所有透明的光學(xué)元件由相同的材料制造。這尤其適用于248nm，在技術(shù)上建議純石英玻璃的解決方案。在一個針對193nm的工作波長設(shè)計的實施方式中，也適于193nm的人造石英玻璃被用于所有的透鏡。然而，一個或多個具有提高的光線負(fù)荷和設(shè)置負(fù)荷(在小Sigma情況下的偶極子、四極子)的靠近圖像的透鏡可由其它的材料、例如CaF2構(gòu)成。針對157nm的實施方式也是可行的，其中所有透鏡由氟化鈣或與其它氟化物晶體材料組合地構(gòu)成。也可以組合多個不同材料，例如以便使色差校正更容易或減小密度或透鏡變熱。例如在193nm的情況下，在一些或所有透鏡中，人造石英玻璃可以由晶體材料、例如氟化鈣代替。
根據(jù)本發(fā)明可以實現(xiàn)極高孔徑的投影物鏡，尤其還可以實現(xiàn)純折射的投影物鏡，其中在像側(cè)的數(shù)字孔徑為NA≥0.85。優(yōu)選地，該數(shù)字孔徑至少為0.9。
優(yōu)選的投影物鏡的特征在于有利的結(jié)構(gòu)特征和光學(xué)特征的數(shù)量，這些特征是單獨地或以相互結(jié)合的方式使物鏡適用于非常細(xì)微的微光刻技術(shù)所需的。
在系統(tǒng)光闌區(qū)域內(nèi)優(yōu)選地布置至少一個非球形表面。優(yōu)選地，在多個非球形表面緊密地連續(xù)地位于光闌之后。此外，可以有利的是，在系統(tǒng)光闌之前的最后一個光學(xué)表面和在系統(tǒng)光闌之后的第一個光學(xué)表面是非球面。這里，尤其可以設(shè)置具有背向光闌的曲率的相對的非球形表面。系統(tǒng)光闌區(qū)域內(nèi)非球形表面的數(shù)量高有利于球面像差的校正，并且對等暈的調(diào)節(jié)產(chǎn)生有利的影響。
此外，可以有利的是，在腰身和系統(tǒng)光闌之間在腰身附近布置至少一個具有物側(cè)凹面的正凹凸透鏡。代替一個這種凹凸透鏡，可以設(shè)置多個、例如兩個連續(xù)的這種類型的透鏡。
特別有利的是以下實施方式，其中在腰身和系統(tǒng)光闌之間按這個順序至少在兩個透鏡之間有效曲率發(fā)生變化，其中第一透鏡的有效曲率位于物側(cè)并且緊接著的透鏡的有效曲率位于像側(cè)。優(yōu)選地，分別設(shè)有兩個連續(xù)的具有各自的曲率的正透鏡。因此，在這些透鏡或透鏡組之間的區(qū)域內(nèi)，在有效曲率的曲率中心點的位置上發(fā)生變化。
優(yōu)選地，在腰身的區(qū)域內(nèi)連續(xù)布置多個負(fù)透鏡，在優(yōu)選的實施方式中，至少有兩個、有效地有三個負(fù)透鏡。這些負(fù)透鏡承擔(dān)Petzval校正的主要負(fù)荷以及一部分傾斜的光線錐校正。
在進入第二凸部時，在系統(tǒng)物側(cè)的輸入端有至少兩個負(fù)透鏡是有利的，以便擴大來自於菟的光束。三個或更多的這種負(fù)透鏡是優(yōu)選的。在高輸入孔徑的情況下，有利的是，在至少一個第一透鏡上設(shè)有至少一個非球形表面。優(yōu)選地，每個輸入側(cè)的負(fù)透鏡都具有至少一個非球形表面。
當(dāng)在單腰身的物鏡的情況下對于最初的兩個透鏡分別發(fā)生晶片側(cè)的非球面化時，將有利地與透鏡的折光力無關(guān)。第一非球面越靠近刻線，光線錐分開越大并且非球面化越有效。于是，第二透鏡正面的非球面也仍十分靠近刻線，但已具有完全不同的光線錐橫截面，因此可以理想地相互補充非球面對并且該非球面對此外起最佳的作用。然而為小心起見必須提及的是，光線錐橫截面特別小并由此提高了對制造特別平整的非球面透鏡的要求。
優(yōu)選地，在該輸入組之后是具有強的正折光力的透鏡組，該透鏡組是光線導(dǎo)向的第一凸部。特別有利的是以下實施方式，在這些實施方式中在刻線和腰身之間至少在兩個透鏡之間有效曲率發(fā)生變化，其中第一透鏡的有效曲率位于物側(cè)并且緊接著的透鏡的有效曲率位于像側(cè)。優(yōu)選地，分別設(shè)有兩個連續(xù)的具有各自的曲率的正透鏡。因此，在這些透鏡或透鏡組之間的區(qū)域內(nèi)，在有效曲率的曲率中心點的位置上發(fā)生變化。在該組中，至少一個具有正折光力和像側(cè)凹面的凹凸透鏡可以有利地位于物平面的近區(qū)內(nèi)在光束高度還較大的區(qū)域內(nèi)，因為該凹凸透鏡有助于物鏡的Petzval卸載。
上述的和其它的特征除了可從權(quán)利要求中看出，還可從說明書和附圖中看出，其中在本發(fā)明的一個實施方式中或在其它領(lǐng)域中可以分別單獨地實現(xiàn)單個特征或以子組合的形式實現(xiàn)多個特征，以及單個特征可以構(gòu)成有利的以及本身能夠受保護的實施方案。


圖1是折射的投影物鏡的一個實施方式的一段透鏡，該投影物鏡被設(shè)計用于193nm的工作波長。
圖2是折射的投影物鏡的一個實施方式的一段透鏡，該投影物鏡被設(shè)計用于157nm的工作波長。
圖3是折射的投影物鏡的一個實施方式的一段透鏡，該投影物鏡被設(shè)計用于193nm的工作波長。
圖4是折射的投影物鏡的一個實施方式的一段透鏡，該投影物鏡被設(shè)計用于157nm的工作波長。
在下面優(yōu)選實施方式的說明中，概念“光軸”表示通過球形光學(xué)部件的曲率中心點或通過非球形元件的對稱軸的直線。當(dāng)它們朝著像平面或朝著位于像平面的、待曝光的襯底的方向時，方向和距離被描述為在像側(cè)、在晶片一側(cè)或朝著圖像，以及當(dāng)它們相對于光軸朝著物體時，方向和距離被描述為在物側(cè)、在刻線一側(cè)或朝著物體。在實例中，該物體是具有集成電路圖案的掩模(刻線)，但也可以是另一種圖案、例如光柵。在實例中，在用作為襯底并且配備有光刻膠層的晶片上形成圖像，然而其他的襯底也是可能的，例如用于液晶顯示器的元件或用于光柵的襯底。
在圖1中示出了本發(fā)明的純折射的縮小物鏡1的特征結(jié)構(gòu)。該縮小物鏡用于在像場中沒有遮蔽或陰影的情況下將布置在物平面2中的刻線圖案或類似的以縮小的比例、例如以4∶1的比例投射到與物平面共軛的像平面3中。該縮小物鏡是旋轉(zhuǎn)對稱的單腰身系統(tǒng)，其透鏡沿垂直于物平面和像平面的光軸4布置并形成一個物側(cè)的凸部6、一個像側(cè)的凸部8以及位于之間的腰身7。系統(tǒng)光闌5位于靠近圖像的大光束直徑區(qū)域內(nèi)。
透鏡可以被細(xì)分成多個連續(xù)的具有特定特性和功能的透鏡組。在投影物鏡的輸入端處的緊跟在物平面2之后的第一透鏡組LG1總體上具有負(fù)折光力并且用于擴大來自物場的光線錐。之后的總體上具有負(fù)折光力的第二透鏡組LG2形成第一凸部6并且使光線在后面的腰身7之前重新聚集在一起。具有負(fù)折光力的第三透鏡組LG3位于腰身7區(qū)域內(nèi)。在第三透鏡組LG3之后是由正凹凸透鏡組成的具有正折光力的第四透鏡組LG4，之后是由負(fù)凹凸透鏡組成的具有負(fù)折光力的第五透鏡組LG5。緊跟其后的具有正折光力的透鏡組LG6將光線引至系統(tǒng)光闌5。第七、也即最后一個透鏡組LG7位于該系統(tǒng)光闌5之后，透鏡組LG7主要由具有正折光力的單個透鏡組成并且為產(chǎn)生極高的像側(cè)數(shù)字孔徑NA＝0.93作出主要貢獻。
第一透鏡組LG1以三個負(fù)透鏡11、12、13開始，其按以下順序包含具有非球面入射側(cè)的負(fù)透鏡11、具有像側(cè)曲率中心點和非球面入射側(cè)的負(fù)凹凸透鏡12以及具有物側(cè)曲率中心點和非球面出射側(cè)的負(fù)凹凸透鏡13。在目前高輸入孔徑的情況下，應(yīng)在最初的兩個透鏡11、12中至少一個透鏡上設(shè)有至少一個非球形表面，以便在該區(qū)域內(nèi)限制像差的產(chǎn)生。如在本實例中，優(yōu)選地在三個負(fù)透鏡中的每個透鏡上設(shè)置(至少)一個非球形表面。
第二透鏡組LG2以小的空間距離位于第一透鏡組LG1的最后一個透鏡13之后，具有兩面凸的正透鏡14、另一個兩面凸的正透鏡15、具有像側(cè)曲率中心點的正凹凸透鏡16、另一個具有幾乎為平面的出射側(cè)的正透鏡17、具有像側(cè)表面曲率中心點的正凹凸透鏡18以及3個其他的具有相同彎曲方向的凹凸透鏡19、20、21。透鏡15的入射側(cè)和最后一個凹凸透鏡21的接近腰身的出射側(cè)都是非球面。由此在腰身區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)一個非球形表面。第二透鏡組LG2構(gòu)成物鏡的第一凸部6。一個特點由布置在最大直徑處的正凹凸透鏡16產(chǎn)生，該正凹凸透鏡16的曲率中心點位于像側(cè)。該透鏡組主要用于Petzval校正、失真校正和Telezentrie校正和主要部分之外的像場校正。
第三透鏡組LG3由三個負(fù)凹凸透鏡22、23、24組成，其界面分別是球面。該透鏡組承受像場曲率校正的主要負(fù)荷，并且被如此構(gòu)造，使得盡管NA＝0.93的系統(tǒng)孔徑高，但射到透鏡表面上的光線的最大入射角位于大約60°之下或者該入射角的正弦分別位于0.85之下。第三組的第一負(fù)透鏡22優(yōu)選地為一個兩面很凸的透鏡，因此主要的腰身7以很彎曲的表面開始。
緊跟在腰身7之后的第四透鏡組LG4由兩個具有物側(cè)凸面的正凹凸透鏡24、25組成，其中輸入側(cè)的凹凸透鏡24的出射側(cè)是非球面，其余表面是球面。在其他的實施方式中，在這個地方也可以只設(shè)置一個具有相應(yīng)曲率的正凹凸。
緊跟在第四透鏡組之后的第五透鏡組LG5同樣具有兩個凹凸透鏡27、28，然而這兩個透鏡分別具有負(fù)折光力并且凹面指向像場3。同樣，在這個地方也可以只設(shè)置一個負(fù)凹凸透鏡，其曲率中心點位于晶片側(cè)。這種有至少一個具有負(fù)折光力的透鏡的組對于單腰身系統(tǒng)的功能來說是一個重要的校正元件，以便完美地校正離軸的像差。尤其可以由此實現(xiàn)具有相對小的透鏡直徑的緊湊設(shè)計。
由于總體上為負(fù)折光力，所以第五透鏡組LG5在此處也被稱為負(fù)組。負(fù)凹凸透鏡27、28中的每個可以由用虛線示出的曲面來表征，該曲面在入射面和出射面之間的中心處伸展，并且其半徑rc可以根據(jù)公式(1)進行計算。用虛線示出的整個負(fù)組LG5的曲面與單個透鏡27、28的曲面一樣具有指向像平面3的凹側(cè)或位于像側(cè)的曲率中心點，整個負(fù)組LG5的曲面可以根據(jù)公式(2)進行計算。該曲面位于單個透鏡27、28的曲面之間的中心處。該負(fù)組被布置在腰身7收縮最窄的區(qū)域和發(fā)散光線錐區(qū)域內(nèi)的系統(tǒng)光闌5之間的約中心處。與光線路徑方向相反的彎曲導(dǎo)致在兩個負(fù)凹凸透鏡的出射面上、尤其在第一凹凸透鏡27的出射面上出現(xiàn)出射光線的高入射角，該光線尤其對于單色的、極依賴于場和射光孔的像差而言具有很強的校正效果。在其他的實施方式中，在這個地方也可以設(shè)置具有朝著圖像的凹曲面的單個負(fù)透鏡。具有三個和更多透鏡的負(fù)組也是可行的。在多個透鏡的情況下，只要總體上存在負(fù)折光力，就不必每個透鏡都是負(fù)透鏡。應(yīng)避免曲面的曲率太大和太小，以便能夠在最佳的校正效果和可通過生產(chǎn)技術(shù)控制的大入射角之間進行折衷。用虛線示出的透鏡組LG5的曲面半徑rc和光闌直徑之間的比率應(yīng)位于約0.8和2.2之間并且在本實施方式中約為1.035(總值)。
此外，特別重要的是在緊跟在腰身7之后的第二凸部8的輸入?yún)^(qū)域內(nèi)第四透鏡組LG4的凹凸透鏡和第五透鏡組LG5的透鏡之間的曲率中心點的位置發(fā)生變化。由此可以實現(xiàn)在孔徑為極限時能夠平滑傾斜的球面像差。
第六透鏡組LG6以兩面凸的正透鏡29、30的順序開始。它們的聚集作用又通過之后的劇烈彎曲的負(fù)凹凸透鏡31來補償。該位于光闌5之前的負(fù)凹凸透鏡朝著光闌彎曲，也即具有物側(cè)凹面。相應(yīng)的配對物直接位于光闌之后。該負(fù)凹凸透鏡32同樣朝著光闌彎曲，其具有像側(cè)凹面。在該負(fù)凹凸透鏡32之后時兩個具有最大直徑的大的兩面凸的正透鏡33、34。緊隨其后的是兩個朝著像平面凹入的正凹凸透鏡35、36、弱負(fù)凹凸透鏡37、具有彎曲小的入射側(cè)和幾乎為平面的出射側(cè)的弱正透鏡以及面平行的蓋板39。
相對延長的并且從腰身到最大直徑慢慢變寬的第二凸部結(jié)構(gòu)以關(guān)于對稱面基本上對稱的方式被構(gòu)造在系統(tǒng)光闌5的區(qū)域內(nèi)，蓋對稱面垂直于光軸延伸并且位于系統(tǒng)光闌附近。在此，負(fù)凹凸透鏡31、32、包圍這兩個負(fù)凹凸透鏡的正透鏡30、33以及被布置在這些雙合透鏡之外的雙面凸透鏡29和34幾乎鏡像對應(yīng)。因此，第二凸部圍繞光闌的中心區(qū)域只包含作為正透鏡的雙面凸透鏡以及只包含作為負(fù)透鏡的彎曲的凹凸透鏡。在成對透鏡30、32和32、33中分別形成凹凸透鏡形的空間。
第一凸部在下降區(qū)域內(nèi)包含一個弱正凹凸透鏡19。其與后面的更厚的凹凸透鏡20一起形成一個劇烈彎曲的、向外敞開的空間。在緊隨其后的空間內(nèi)存在一個彎曲較小、向外閉合的空氣凹凸透鏡。由此，可以改進在徑向和切向截面的外殼調(diào)整。同時，還可以由此將負(fù)透鏡22的凹入射面區(qū)域內(nèi)的角負(fù)荷保存在孔徑負(fù)荷之下。Petzval校正基本上由腰身區(qū)域內(nèi)的透鏡結(jié)合大的凸部完成。然而，一個腰身就足夠了。在第五透鏡組的朝著圖像彎曲的透鏡27具有負(fù)折光力的情況下，應(yīng)特別注意好的集中，因為輕微的分散將立即在承受高負(fù)荷的出射面上提供彗形像差成分。
在表格1中以列表的形式總結(jié)了利用已知方式設(shè)計的規(guī)范。在此，第1列給出了折射面或以其他方式為特征的表面的數(shù)量，第2列給出了表面半徑r(以mm為單位)，第3列給出了被稱為厚度的一個表面到下一個表面的距離d(以mm為單位)，第4列給出了入射面之后的光學(xué)部件的材料以及第5列給出了部件材料的折射率或折射指數(shù)。在第6列中給出了透鏡可用的自由半徑或半自由直徑(以mm為單位)。
在該實施方式中，12個表面、即表面2、4、7、10、23、31、36、41、43、45、48和50是非球面。表格2給出了相應(yīng)的非球面數(shù)據(jù)，其中按以下規(guī)則計算非球形表面p(h)＝[((1/r)h2)/(1+SQRT(1-(1+K)(1/r)2h2)]+C1*h4+C2*h6+…其中半徑的倒數(shù)(1/r)給出表面曲率并且h給出表面上的點到光軸的距離。因此，p(h)給出所謂的矢高、即表面上的點到沿z方向、也即光軸方向的表面頂點的距離。在表格2中再現(xiàn)了常數(shù)K、C1、C2…可借助于本說明再現(xiàn)的光學(xué)系統(tǒng)1被設(shè)計用于約193nm的工作波長，其中所有透鏡所采用的人造石英玻璃具有n＝1.56029的折射指數(shù)。像側(cè)的數(shù)字孔徑為0.93。該物鏡具有1342mm的結(jié)構(gòu)長度(像平面和物平面之間的距離)，場大小為10.5*26.0mm。
因此制造了一種投影物鏡，其在工作波長為193nm時工作，可借助于傳統(tǒng)的透鏡生產(chǎn)和曝光技術(shù)來生產(chǎn)，并且允許明顯小于100nm的結(jié)構(gòu)分辨率，并且很好地進行校正。這從在193nm時在所有圖像高度上小的橫向像差值和最大3.3mλ的波陣面均方根值中清楚地看出。
根據(jù)圖2以及表格3和4來講述另一個實施方式，其被設(shè)計用于157nm的工作波長并且只由氟化鈣部件構(gòu)成。透鏡的種類和順序?qū)?yīng)于按照圖1的實施方式。因此，相互對應(yīng)的透鏡和透鏡組用相同的附圖標(biāo)記來表示。結(jié)構(gòu)長度為1000mm的物鏡100稍微更緊湊一些，具有0.93的數(shù)字孔徑和12*17mm的場大小。所有圖像高度上3mλ的最大波陣面均方根值證明了該物鏡顯著的校正狀態(tài)。該實例示出，本發(fā)明的基本原理可以簡單地套用于針對其他工作波長的物鏡。
根據(jù)圖3以及表格5和6來講述另一個實施方式300，其被設(shè)計用于193nm的工作波長。除了靠近像平面3的倒數(shù)第二個透鏡38之外，所有的透鏡都由人造石英玻璃構(gòu)成。該正透鏡38由氟化鈣構(gòu)成，并且對橫向色差具有正效應(yīng)，而同時幾乎不產(chǎn)生不期望的顏色縱向誤差。透鏡的種類和順序基本上對應(yīng)于按照圖1的實施方式，其中與按照圖1的實施方式的區(qū)別是在該實施方式中朝著圖像凹入的正凹凸透鏡36這里被拆分成兩個具有相同曲率方向的正凹凸透鏡36、36′。相互對應(yīng)的透鏡和透鏡組用相同的附圖標(biāo)記來表示。該物鏡300具有1250mm的結(jié)構(gòu)長度、NA＝0.9的數(shù)字孔徑和10.5×26mm的場大小。最大波陣面均方根值位于5和6mλ之間。
根據(jù)圖4以及表格7和8來講述另一個被設(shè)計用于157nm的工作波長的透鏡物鏡400的實施方式，其中所有透鏡由氟化鈣構(gòu)成。在此，大多數(shù)或所有透鏡的結(jié)晶<111>軸基本上與光軸平行。透鏡的種類和順序盡可能地對應(yīng)于按照圖1的實施方式，因此相互對應(yīng)的透鏡和透鏡組用相同的附圖標(biāo)記來表示。在結(jié)構(gòu)長度約為1069nm并且場大小為6.0×22mm時，獲得NA＝0.95的數(shù)字孔徑。所有圖像高度上約2.6mλ的最大波陣面均方根值證明了該物鏡顯著的校正狀態(tài)。透鏡13、15、16、18、21、24、26、28、30、33、35和36相對于其余的透鏡分別圍繞光軸旋轉(zhuǎn)60°，以便實現(xiàn)對雙折射效應(yīng)的校正，該雙折射效應(yīng)可能由氟化鈣固有的雙折射引起。在按照圖2的實施方式中也可以設(shè)置這種措施。在表格9和10中給出了針對193nm的工作波長計算的、NA＝0.95的可比較的透鏡物鏡的設(shè)計數(shù)據(jù)。如果設(shè)有具有朝向<100>的晶體透鏡的實施方式，那么這些晶體透鏡總是與朝向<111>的透鏡混合。適于補償?shù)?amp;lt;100>透鏡的相對旋轉(zhuǎn)約為45°，與其相反，在<111>透鏡的情況下相對旋轉(zhuǎn)約為60°。當(dāng)在材料內(nèi)具有可比較的光學(xué)路徑和可比較的入射角的透鏡以按計劃的和成對的方式旋轉(zhuǎn)時，基本上可實現(xiàn)好的補償。
表格1(Shs2003)
表格2表面NR.2 表面NR.31表面NR.45K 0.0000 K 0.0000 K 0.0000C11.22433248e-008 C11.22715232e-008C1-3.73975169e-009C29.17630275e-012 C2-5.90002335e-013 C2-3.74336974e-015C35.91043068e-016 C3-1.03677463e-017 C39.45872960e-019C4-2.47816893e-019C41.00008208e-022C4-1.44091264e-024C53.41011256e-023 C51.75475591e-026C51.88129553e-028C6-2.42906864e-027C6-6.61198967e-031 C62.31885357e-033C7-7.26295145e-038表面NR.4 表面NR.36 表面NR.48K 0.0000 K 0.0000 K 0.0000C12.09935818e-007 C13.01531517e-009 C1-4.13086555e-010C2-1.58583859e-011C2-4.91017017e-014C23.90501705e-014C3-7.02615456e-016C32.75994489e-019 C33.91619841e-020C43.85802113e-019 C42.00585563e-023 C43.21475780e-024C5-7.10886225e-023C5-1.33495290e-027C51.41056342e-028C67.34912873e-027 C67.55261132e-032 C67.14264851e-034C7-3.35590933e-031C7-3.14630848e-037C71.33303621e-038表面NR.7 表面NR.41 表面NR.50K 0.0000 K 0.0000 K 0.0000C16.30425513e-009 C1-3.34727519e-010C18.02621332e-010C2-3.91904384e-013C2-1.54638784e-014C21.98373377e-014C3-1.31611782e-017C3-2.56886946e-019C31.35524355e-022C4-2.73217947e-021C42.42822109e-025 C4-1.48469224e-024C51.92288995e-029 C5-1.00499822e-030C5-3.04177451e-025C67.09209045e-033 C6-1.45678875e-033C66.68937241e-029 C75.08658073e-038C7-3.22999413e-033表面NR.10 表面NR.43K 0.0000 K 0.0000C14.51583031e-009 C1-6.26438092e-010C21.37702459e-013 C2-2.42562722e-015C3-6.06055882e-018C3-1.54495891e-019C4-2.53779695e-022C4-1.83563042e-024C5-3.73570196e-027C54.03910963e-029C61.13076924e-030 C62.69828997e-033C7-3.82690442e-035C7-1.10606501e-037表面NR.23K 0.0000C17.72459905e-008C23.04280743e-012C32.31066672e-016C44.78460943e-021C54.57773509e-024C6-5.03222417e-028C75.93537498e-032
表格3(Shs2004)
表格4表面NR.2 表面NR.31 表面NR.45K 0.0000 K 0.0000 K 0.0000C14.04200750e-008 C13.00166168e-008 C1-9.04760702e-009C23.81876586e-011 C2-2.58415596e-012C2-1.63991553e-014C35.03315092e-015 C3-8.33331517e-017C37.44005317e-018C4-3.49627521e-018 C41.36287634e-021 C4-2.09009335e-023C58.55465831e-022 C54.56615511e-025 C54.81547907e-027C6-1.10162987e-025 C6-3.21288704e-029C61.07329470e-031C7-6.06561304e-036表面NR.4 表面NR.36 表面NR.48K 0.0000 K 0.0000 K 0.0000C15.00885457e-007 C17.42096101e-009 C1-1.01554668e-009C2-6.73594057e-011 C2-2.14890363e-013C21.70305715e-013C3-5.63021479e-015 C32.10259884e-018 C32.95803828e-019C45.25874660e-018 C42.93924925e-022 C44.48800481e-023C5-1.72712950e-021 C5-3.44512052e-026C53.60194072e-027C63.18784558e-025 C63.42432345e-030 C63.09218205e-032C7-2.59898831e-029 C7-2.42014198e-035C71.11798441e-036表面NR.7 表面 NR.41 表面 NR.50K 0.0000 K 0.0000 K 0.0000C11.63223882e-008 C1-8.35434016e-010C11.93111104e-009C2-1.63813024e-012 C2-6.91469747e-014C28.65128317e-014C3-1.08828380e-016 C3-2.02033656e-018C36.58669900e-021C4-5.14236275e-020 C42.25402896e-024 C4-2.03332737e-023C5-4.70980651e-024 C53.72242911e-028 C5-2.20168557e-029C62.65671689e-027 C63.20803731e-031 C6-6.84618723e-032C7-2.41428161e-031 C74.14434278e-036表面NR.10 表面 NR.43K 0.0000 K 0.0000C11.08458836e-008 C1-1.52986987e-009C26.34606387e-013 C2-1.10887104e-014C3-4.79999941e-017 C3-1.19044876e-018C4-3.88550006e-021 C4-2.65113635e-023C5-7.97813456e-026 C51.01435593e-027C65.17810873e-029 C61.25351252e-031C7-3.15751405e-033 C7-9.10473118e-036表面NR.23K 0.0000C11.86228378e-007C21.34530827e-011C31.90817638e-015C42.47700195e-020C51.48998352e-022C6-3.26357684e-026C76.39194153e-030
表格5(m1659a)
表格6表面NR.4 表面 NR.31 表面NR.48K 0.0000 K 0.0000 K 0.0000C11.89471885e-007 C17.59066257e-009 C1-2.57047835e-011C2-6.02710229e-012C2-5.13712565e-013C22.34238635e-014C31.53417903e-016 C3-1.12360493e-017C32.59035963e-019C4-2.42817642e-020C4-1.78576425e-021C42.27193081e-024C59.58992339e-026 C55.82554954e-029C55.70562716e-024 C6-6.73381570e-030C64.60561363e-033C6-7.46671442e-028 C7-4.21140368e-038C74.25930704e-032表面NR.7 表面NR.36 表面NR.50K 0.0000 K 0.0000 K 0.0000C13.66131696e-009 C11.25923077e-009 C14.01128359e-010C2-1.30949841e-013C2-2.53075485e-014C22.65597086e-015C31.06295513e-016 C33.04931813e-018 C36.44693849e-020C4-9.94272982e-021C4-1.11476591e-022C44.81837039e-024C53.83041775e-025 C5-2.12954081e-027C51.01089127e-028C62.71682194e-030 C63.80719952e-031 C6-5.98482220e-033C7-5.66222517e-034C7-1.32616533e-035C71.07932955e-037表面NR.10 表面NR.41K 0.0000 K 0.0000C1-5.39079178e-010C18.47964979e-010C21.65472968e-013 C21.31624211e-014C3-1.48200988e-018C3-6.67941632e-019C4-4.26542196e-022C4-2.85032922e-023C52.23375010e-026 C59.45648624e-028C6-4.68780777e-031C63.12077825e-033C72.49086051e-036表面NR.23 表面NR.45K 0.0000 K 0.0000C11.12693938e-007 C1-3.98398365e-009C23.12498460e-012 C2-8.63014001e-015C31.69981511e-016 C31.08554002e-018C43.48067953e-020 C43.83549756e-025C5-5.03222312e-024C54.90933881e-028C68.68868128e-028 C65.51369375e-033C7-3.88286424e-032C7-2.09514835e-037
表格7(Shs2010)
表格8表面NR.2 表面NR.31 表面NR.48K 0.0000 K 0.0000 K 0.0000C11.43214516e-007 C13.37616068e-008 C1-1.11964446e-009C2-1.05523323e-011 C2-1.35772165e-012C21.27445676e-013C31.33937296e-014 C3-9.13855026e-017C3-6.74866729e-020C4-3.81541827e-018 C42.55494973e-021 C43.35598915e-023C57.71238693e-022 C58.18743728e-026 C51.67085809e-027C6-1.24242959e-025 C6-3.21333945e-030C6-9.92306326e-033C71.04382716e-029 C7-1.70882417e-034C74.04149705e-037表面NR.4 表面NR.36 表面NR.50K 0.0000 K 0.0000 K 0.0000C14.22469071e-007 C13.39133645e-009 C11.68697911e-009C2-2.02044975e-011 C2-1.01165561e-013C26.71519010e-014C3-9.99096667e-015 C3-4.16392158e-018C3-1.12711844e-018C42.57319928e-018 C4-4.60775252e-023C4-3.58730491e-023C5-3.55404240e-022 C5-4.18366165e-027C54.82205527e-028C62.76031008e-026 C6-3.56809896e-032C62.73665299e-032C7-1.04425360e-030 C76.85585311e-036 C7-6.49697083e-037表面NR.7 表面NR.41 表面NR.54K 0.0000 K 0.0000 K 0.0000C16.69007068e-008 C1-1.504 47859e-009 C18.11862732e-010C2-8.14794171e-012 C2-4.05442091e-014C29.24410971e-014C31.44046983e-016 C3-7.06684952e-019C34.20674572e-018C4-6.18733673e-020 C4-2.92843853e-023C41.09384658e-021C51.33863248e-024 C54.58323842e-028 C5-1.19932277e-025C66.01771051e-028 C62.24810472e-032 C65.78613553e-030C7-4.18169671e-032 C73.26320529e-037 C7-3.28204739e-034表面NR.10 表面NR.43K 0.0000 K 0.0000C12.09103125e-008 C1-1.43187993e-009C23.74013441e-013 C28.61397718e-015C3-4.28287142e-017C4-7.74198571e-021 C3-4.27133053e-019C57.15651505e-025 C4-1.67623847e-023C6-2.00926873e-029 C57.56870039e-028C7-1.13570242e-034 C64.59600825e-032C7-1.56107786e-036表面NR.23 表面NR.45K 0.0000 K 0.0000C12.79935405e-007 C1-7.40459945e-009C21.51575623e-011 C2-9.68327166e-015C31.48076409e-015 C34.20547857e-018C41.82749522e-019 C4-2.29946961e-023C54.42569184e-023 C51.66748551e-027C6-6.88248081e-027 C64.76274324e-032C72.98012936e-030 C7-1.41676650e-036
表格9(SHS2007)
表格10表面NR.2 C52.76794296e-027 K 0.0000C6-3.72884626e-031C19.18566931e-010K 0.0000 C75.44983867e-037 C22.34181695e-014C16.13378195e-008 C3-2.37718980e-019C2-1.21093962e-012 C4-4.99822008e-024C34.03974995e-015 表面NR.36 C54.49770758e-029C4-9.55444255e-019 C61.89095883e-033C51.47785598e-022 K 0.0000 C7-3.25678700e-038C6-1.63598785e-026C11.62423735e-009C78.81916303e-031 C2-2.90322074e-014C3-1.28032707e-018表面NR.54C4-8.13073474e-024表面NR.4 C5-2.82547328e-028K 0.0000C6-1.12054203e-032C14.98993424e-010K 0.0000 C73.63330556e-037 C22.96497812e-014C12.40106346e-007 C37.13814561e-019C2-1.01253531e-011 C46.37411566e-023C3-3.29559355e-015表面NR.41 C5-9.87253699e-027C47.33617239e-019 C68.78681835e-031C5-8.72083684e-023K 0.0000 C7-3.08278753e-035C66.00312066e-027 C1-8.25877332e-010C7-1.80296882e-031C2-1.35293772e-014C3-1.52207044e-019C4-3.79513424e-024表面NR.7 C54.70194280e-029C61.38778762e-033K 0.0000 C72.29251252e-038C14.18009370e-008C2-2.90287476e-012C3-6.63126937e-017表面NR.43C4-1.02006062e-020C51.19401776e-024 K 0.0000C6-3.86272749e-029C1-7.55685880e-010C71.07942556e-033 C23.51491917e-015C3-1.00447098e-019C4-2.72274784e-024表面NR.10 C57.10036568e-029C62.88999682e-033K 0.0000 C7-6.70709105e-038C11.02570958e-008C21.91710967e-013C3-2.01472753e-017表面NR.45C4-9.85838048e-022C58.93935503e-026 K 0.0000C6-2.25592871e-030C1-3.91274835e-009C76.58672348e-036 C2-3.25534545e-015C39.56631278e-019C4-3.12533946e-024表面NR.23 C51.54402231e-028C63.02878298e-033K 0.0000 C7-6.01532104e-038C11.54526224e-007C25.83194952e-012C33.45258425e-016 表面NR.48C43.91617672e-020C54.12332466e-025 K 0.0000C63.60449958e-028 C1-5.54279925e-010C75.30220523e-032 C24.37404892e-014C3-2.36005962e-020C45.02991088e-024表面NR.31 C51.62614899e-028C6-6.64121367e-034K 0.0000 C71.69853177e-038C11.96722680e-008C2-5.31456030e-013C3-2.13215304e-017表面NR.50C47.69697830e-02權(quán)利要求
1.投影物鏡，用于利用預(yù)定工作波長的紫外線光將布置在所述投影物鏡的物平面內(nèi)的圖案投射到所述投影物鏡的像平面內(nèi)，所述投影物鏡具有大量光學(xué)元件，其沿著光軸布置，以及以一定的距離布置在所述像平面之前的系統(tǒng)光闌(5)；其中所述投影物鏡被構(gòu)造為具有一個靠近物體的凸部(6)、一個靠近圖像的凸部(8)和一個位于所述兩個凸部之間的腰身(7)的純折射的單腰身系統(tǒng)，并且在所述腰身(7)和所述系統(tǒng)光闌(5)之間的發(fā)散光線區(qū)域內(nèi)布置一個負(fù)組(LG5)，所述負(fù)組具有一有效曲率，該有效曲率具有指向圖像的凹側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的投影物鏡，其中所述負(fù)組(LG5)包含至少一個具有負(fù)折光力和朝向圖像的凹面的透鏡(27、28)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的投影物鏡，其中所述負(fù)組(LG5)包含至少兩個、尤其正好兩個具有負(fù)折光力和分別具有朝向圖像的凹面的透鏡(27、28)，其中所述組中在物側(cè)的透鏡(27)的折光力優(yōu)選地大于所述組中緊跟在透鏡(27)之后的透鏡(28)的折光力。
4.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中所述負(fù)組(LG5)被布置在所述腰身(7)收縮最緊的地方和所述系統(tǒng)光闌(5)之間的中間區(qū)域內(nèi)，其中所述負(fù)組的曲面的頂點優(yōu)選地位于所述腰身(7)收縮最緊的地方和所述系統(tǒng)光闌(5)之間的軸向距離的約30％～約70％、尤其約40％～約60％的范圍內(nèi)。
5.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中所述負(fù)組(LG5)具有有效曲率，所述有效曲率具有曲率半徑rc，所述曲率半徑與所述系統(tǒng)光闌(5)的光闌直徑DB之比rc/DB位于約0.8和約2.2之間、優(yōu)選地位于約1.0和約2.0之間、尤其位于約1.1和約1.9之間的范圍內(nèi)。
6.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中在所述系統(tǒng)光闌(5)區(qū)域內(nèi)存在一個具有雙面凸透鏡(29、30、33、34)和負(fù)凹凸透鏡(31、32)的基本上對稱的結(jié)構(gòu)。
7.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中直接在所述系統(tǒng)光闌(5)之前布置一個具有物側(cè)凹面的負(fù)凹凸透鏡(31)，并且直接在所述系統(tǒng)光闌之后布置一個具有像側(cè)凹面的負(fù)凹凸透鏡(32)。
8.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中直接在所述系統(tǒng)光闌(5)之前布置一個正/負(fù)雙合透鏡，其具有一個兩面凸透鏡(30)和在后面的一個具有物側(cè)凹面的負(fù)凹凸透鏡(39)，并且直接在所述系統(tǒng)光闌之后布置一個正/負(fù)雙合透鏡，其具有一個具有像側(cè)凹面的負(fù)凹凸透鏡(32)和在后面的一個雙面凸透鏡(33)。
9.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中在所述系統(tǒng)光闌(5)和所述像平面(3)之間布置至少一個雙面凸的正透鏡，優(yōu)選地布置兩個雙面凸的正透鏡(33、34)。
10.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中在所述系統(tǒng)光闌(5)之前的最后一個光學(xué)表面和/或在所述系統(tǒng)光闌之后的第一個光學(xué)表面是非球面。
11.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中所述投影物鏡被設(shè)計用于248nm、193nm或157nm的工作波長。
12.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中必要時除了至少一個靠近圖像的小直徑的透鏡和蓋板之外，所有透明的光學(xué)元件用相同的材料、尤其用人造石英玻璃來制造。
13.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中所述投影物鏡具有一個在像側(cè)的數(shù)字孔徑NA≥0.85，其中優(yōu)選地NA≥0.9。
14.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中在所述腰身(7)和所述系統(tǒng)光闌(5)之間在所述腰身附近布置至少一個具有物側(cè)凹面的正凹凸透鏡(26)。
15.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中在所述腰身(7)和所述系統(tǒng)光闌(5)之間按該順序布置至少一個具有像側(cè)凹面的透鏡(26)，并緊隨其后布置至少一個具有物側(cè)凹面的透鏡(27、28)，其中具有像側(cè)凹面的第一透鏡優(yōu)選地具有正折光力。
16.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中在所述腰身(7)區(qū)域內(nèi)布置一個具有至少兩個負(fù)透鏡(2、3、4)的負(fù)組，其中所述負(fù)組優(yōu)選地具有至少三個連續(xù)的負(fù)透鏡。
17.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中在所述物平面之后的第一透鏡組具有至少兩個負(fù)透鏡(11、12)。
18.如權(quán)利要求17所述的投影物鏡，，其中在所述第一透鏡組中緊跟在所述物平面之后的最初四個光學(xué)表面中的至少一個光學(xué)表面是非球面，其中優(yōu)選地在所述第一透鏡組中至少兩個光學(xué)表面是非球面，并且尤其位于物側(cè)。
19.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中在大的光束直徑區(qū)域內(nèi)在物平面(2)的近區(qū)內(nèi)布置至少一個具有正折光力和像側(cè)凹面的凹凸透鏡(16、18)。
20.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中在所述腰身(7)區(qū)域內(nèi)布置至少一個非球形表面并且在所述系統(tǒng)光闌(5)區(qū)域內(nèi)布置至少一個非球形表面。
21.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中對于以下參數(shù)A＝在所述第二凸部(8)的上升區(qū)域內(nèi)所述負(fù)組(LG5)的一個透鏡的像側(cè)出射面的最大入射角(在氣體中)；B＝在所述腰身(7)中具有負(fù)折光力的最后一個透鏡(24)的像側(cè)出射面的最大入射角(在氣體中)；C＝在A情況下的邊緣光束高度和在A情況下的最大彗形像差光束高度之比；D＝在B情況下的邊緣光束高度和在B情況下的最大彗形像差光束高度之比，成立條件A/B＞C/D。
22.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中在所述系統(tǒng)光闌(5)之后的一個大的負(fù)透鏡(32)具有一有效曲率，該有效曲率具有與在腰身(7)和系統(tǒng)光闌(5)之間的上升區(qū)域內(nèi)的負(fù)組(LG5)的有效曲率相同的指向。
23.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中在所述腰身(7)和系統(tǒng)光闌(5)之間，至少在兩個透鏡(26，27)之間改變有效曲率，使得在所述有效曲率的曲率中心點的位置上發(fā)生變化。
24.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中在所述系統(tǒng)光闌區(qū)域內(nèi)設(shè)有一個可調(diào)的球形光闌。
25.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中在大的光束直徑區(qū)域內(nèi)，在物平面(2)的近區(qū)內(nèi)至少在兩個具有正折光力的透鏡(14、15)之間所述有效曲率從在物側(cè)變成在像側(cè)，使得發(fā)生所述有效曲率的曲率中心點的位置變化。
26.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中在大的光束直徑區(qū)域內(nèi)，在像平面(3)的近區(qū)內(nèi)在所述系統(tǒng)光闌(5)的后面存在至少兩個具有像側(cè)非球形表面的非球面透鏡(33、34)，其直徑至少是所述系統(tǒng)光闌直徑的75％。
27.如上述權(quán)利要求之一所述的投影物鏡，其中在所述系統(tǒng)光闌(5)和像平面(3)之間的區(qū)域內(nèi)至少三個具有正折光力的透鏡(33、34、36)在像側(cè)被非球面化，并且在這些透鏡之間沒有其它的具有物側(cè)非球形表面的非球面化透鏡。
全文摘要
一種極高孔徑的、純折射的投影物鏡被構(gòu)造為具有一個物側(cè)凸部、一個像側(cè)凸部和位于這兩個凸部之間的腰身(7)的兩凸部系統(tǒng)。在像側(cè)凸部內(nèi)，系統(tǒng)光闌(5)位于像平面前的一定距離處。在腰身和系統(tǒng)光闌之間，在發(fā)射光線的區(qū)域內(nèi)布置一個具有有效曲率的負(fù)組(LG5)，該有效曲率具有指向像平面的凹側(cè)。該系統(tǒng)的特征在于數(shù)字孔徑高、像差小并且結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)約材料。
文檔編號G02B13/18GK1666152SQ03815782
公開日2005年9月7日 申請日期2003年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月3日
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