專利名稱：微平版印刷投影曝光裝置的投影物鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微平版印刷投影曝光裝置的投影物鏡。這一裝置用來 生產(chǎn)集成電路和其它微結(jié)構(gòu)部件。本發(fā)明特別涉及一種有一折射光學(xué)元件 的投影物鏡，該折射光學(xué)元件具有在該折射光學(xué)元件的體積上變化的、與 材料有關(guān)的光學(xué)特性，例如折射率或雙折射率。
背景技術(shù)：
通常通過將多個(gè)結(jié)構(gòu)層應(yīng)用在合適的襯底例如硅晶片上來制造集成電 路及其它微結(jié)構(gòu)部件。為了構(gòu)造這些結(jié)構(gòu)層，首先在其上涂敷對特定波長 例如248nm、 193nm或157rnn的光敏感的光致抗蝕劑。然后把涂敷有光 致抗蝕劑的晶片在一投影爆光裝置中曝光。曝光時(shí)，用投影物鏡把一掩模 上的結(jié)構(gòu)圖案投影到光致抗蝕劑上。由于成〗象比值一般小于1，因此這類 投影物鏡常常也稱為縮影物鏡。
光致抗蝕劑顯影后，對晶片進(jìn)行蝕刻，使得該層呈掩模上圖案的結(jié)構(gòu)。 然后從該層的其他部分上去除剩余的光致抗蝕劑。反復(fù)該過程直到所有各 層都被施加到晶片上。
改進(jìn)投影曝光裝置的主要目的之一是能夠用平版印刷在晶片上形成尺 寸越來越小的結(jié)構(gòu)。小的結(jié)構(gòu)可提高集成密度，從而提高用這類裝置生成 的微結(jié)構(gòu)部件的性能。結(jié)構(gòu)的最小尺寸主要取決于投影物鏡的分辨率。由于投影物鏡的分辨 率與投射光的波長成比值，因此減小分辨率的一種方法是使用波長越來越
短的投射光。當(dāng)前使用的最短波長在深紫外線(DUV)光鐠范圍內(nèi)，為 193nm，有時(shí)甚至為157nm。
由于分辨率還與投影物鏡的物體側(cè)上的數(shù)值孔徑成反比，因此減小分 辨率的另一種方法是在投影物鏡圖像側(cè)上的末級光學(xué)元件與光致抗蝕劑或 要膝光的另一感光層之間的浸漬空間中引入高折射率的浸漬液。,皮設(shè)計(jì)用 于浸漬操作、從而也稱為浸漬物鏡的投影物鏡可得到大于1、例如1.3或 1.4的數(shù)值孔徑。
當(dāng)前，浸潰物鏡圖像側(cè)上的末級光學(xué)元件的材料主要使用非結(jié)晶石英 玻璃或氟化鈣(CaF2)。在波長A -19311加上，石英玻璃的折射率約為1.56, CaF2的折射率約為1.50。由于圖像側(cè)上的末級光學(xué)元件的折射率限制了浸 漬物鏡的數(shù)值孔徑，因此投影物鏡圖像側(cè)上的末級透鏡特別考慮使用折射 率更高的材料。例如可使用某些氟化物如氟化鋇(BaF2)或氟化鑭(LaF3)、 某些氯化物如氯化鈉(NaCl)或氯化鉀(KC1)或某些氧化物如鎂尖晶石 (MgAl204)、釣尖晶石(CaAl204)、釔鋁石榴石(Y3A15012)或鎂過尖 晶石(Mg0.3Al203)。
但是在這類高折射率光學(xué)材料的生產(chǎn)和處理方面還有許多問題需要解 決。特別是這些材料的重要光學(xué)特性-尤其是折射率、雙折射率、有時(shí)還 有光吸收和光散射_的均勻性當(dāng)前仍劣于目前主要使用的非結(jié)晶和結(jié)晶透 鏡材料。圖像側(cè)上的末級光學(xué)元件的雙折射率特別重要，因?yàn)橥渡涔庖蕴?別寬的角度光譜穿過該光學(xué)元件。
由于在不遠(yuǎn)的將來不怎么可能解決這些生產(chǎn)和處理問題，因此在不遠(yuǎn) 的將來可用的高折射率透鏡材料的光學(xué)特性的均勻性和各向同性不如當(dāng)前 通常使用的透鏡材料。
但是，在高分辨率浸漬物鏡中，圖像側(cè)上末級透鏡中的非均勻和各向 異性的光學(xué)特性會(huì)造成無法容許的像差，從而無法使用新高折射率材料。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種微平版印刷投影爆光裝置的投影物鏡， 其中減小了高折射率光學(xué)材料造成的像差。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，該目的由一種微平版印刷投影曝光裝置的投
影物鏡實(shí)現(xiàn)，該投影物鏡有一在193nm波長下折射率大于1.6的高折射率 折射光學(xué)元件。該折射光學(xué)元件有一體積和一在該體積上變化的與材料有 關(guān)的光學(xué)特性。該光學(xué)特性的變化造成物鏡的像差。在一個(gè)實(shí)施例中，提 供了布置在與該折射光學(xué)元件的該體積在光學(xué)上共軛的一個(gè)連續(xù)體積中 (或分布在多個(gè)不同體積上)的至少4個(gè)、優(yōu)選地至少6個(gè)、更優(yōu)選地至 少8個(gè)光學(xué)表面。每一光學(xué)表面包括至少一個(gè)校正裝置、例如特性局部變 化的表面變形或雙折射層，該校正裝置至少部分校正由光學(xué)特性變化造成 的像差。
本發(fā)明的原理是，通過提供在其中布置有合適校正裝置的空間分辨率 良好的共軛體積，可成功校正空間不均勻光學(xué)特性。
為了確定校正裝置的位置和布置，第一步把折射光學(xué)元件在概念上劃 分成大量的小體積元件。下一步，確定各體積元件的有關(guān)的光學(xué)特性(或 若干光學(xué)特性)。再下一步，確定這些體積元件在物鏡另一部分上的成像 部位，從而確定與折射光學(xué)元件的體積共輒的總體積。
如果折射光學(xué)元件為圖像側(cè)上的末級光學(xué)元件，則在照明系統(tǒng)與掩才莫 平面之間總是有至少一個(gè)共軛體積。但是，在那里可能只能實(shí)現(xiàn)對由不均 勻的折射率分布造成的像差的有限、與角度無關(guān)的校正。因此優(yōu)選地在投 影物鏡中有至少一個(gè)中間圖像。在該中間圖像前方還有在其中可布置校正 裝置的共軛體積。從而由與角度有關(guān)的光學(xué)特性的不均勻造成的那些像差 也可得到校正裝置的校正。
然后確定校正件上的校正裝置，使得它至少部分校正由末級光學(xué)元件 中所考慮體積元件造成的像差的 一個(gè)分量。
通常，與折射光學(xué)元件共軛的體積中不可能容納任意大數(shù)量的光學(xué)表 面。因此可執(zhí)行最佳化過程，由于該最佳化過程，只有包括校正裝置的少數(shù)表面至少充分地校正由折射光學(xué)元件中的不均勻造成的像差。
高折射率折射光學(xué)元件在本文中指在波長X = 193nm下的折射率大于 1.6。對于折射率大大高于該值、例如大于1.8甚或大于2.0的折射元件， 本發(fā)明更為有利，因?yàn)檫@類材料的造成投影物鏡中像差的某些光學(xué)特性的 變化通常更大。
在許多情況下這一高折射率折射光學(xué)元件為物鏡的末級光學(xué)元件，因 為它對投影物鏡的數(shù)值孔徑NA產(chǎn)生非常有利的效果。該折射光學(xué)元件通 常有至少一個(gè)通常在其物體側(cè)上的弧形面。如果物鏡設(shè)計(jì)用于浸漬操作， 在浸漬操作期間浸漬液至少部分地覆蓋布置于物鏡的圖像平面中的感光 層，折射光學(xué)元件在浸漬操作期間可接觸浸漬液。
如果不希望有的光學(xué)特性變化分布在折射光學(xué)元件的整個(gè)體積上，則 布置在折射率的體積中的共軛表面有利地在與物鏡光軸平行的方向上間隔 小于5mm、優(yōu)選地小于2.5mm。這可確保足夠的空間分辨率，從而可成功 處理尺寸在亳米范圍內(nèi)的折射光學(xué)元件的材料中的缺陷。
本文所考慮的不均勻光學(xué)特性包括但不限于折射率、雙折射率、吸光 度(degree of absorption )或散射量。
為了校正由折射元件中不均勻的折射率分布造成的波前變形，這些光 學(xué)表面中的至少一個(gè)光學(xué)表面可包括由該至少一個(gè)光學(xué)表面的非軸對稱變
形構(gòu)成的校正裝置。該變形構(gòu)造成校正與像差有關(guān)的波前變形。這一表面 變形可由在該至少一個(gè)表面上的局部材料施加或從該至少一個(gè)表面的材料 去除而生成。
為了校正空間上的不均勻雙折射率，校正裝置必須改進(jìn)穿過它的光的 偏振狀態(tài)。為此，校正裝置可包括由雙折射材料制成的結(jié)構(gòu)，例如其厚度 在包括該至少一個(gè)校正裝置的光學(xué)表面上局部變化的層或板。此外或作為 替代，該至少一個(gè)校正裝置也可使用形序雙折射(form-birefringent)結(jié) 構(gòu)。
如果不均勻光學(xué)特性為吸光度，則該至少一個(gè)光學(xué)表面可包括校正裝 置，該校正裝置由透射率或反射率局部變化的該至少一個(gè)光學(xué)表面的一部
ii分或與該至少一個(gè)光學(xué)表面相鄰的體積構(gòu)成。
如果不均勾光學(xué)特性為散射光數(shù)量，則該至少一個(gè)光學(xué)表面可包括校 正裝置，該校正裝置由散射效果局部變化的該至少一個(gè)光學(xué)表面的一部分 或與該至少一個(gè)光學(xué)表面相鄰的體積構(gòu)成。例如，該高折射率折射光學(xué)元 件的一部分內(nèi)的散射可比周圍部分中高。則校正裝置可由一表面構(gòu)成，該 表面在一與該折射光學(xué)元件內(nèi)散射高的該部分光學(xué)共軛的區(qū)域的散射效果 最小?？傊?，這會(huì)產(chǎn)生補(bǔ)償效果。例如可用表面粗糙度局部變化的光學(xué)表 面產(chǎn)生不同程度的散射。
如果物鏡有N個(gè)中間圖像表面和N+1個(gè)光瞳表面，其中N=0,l，2，…， 則所述至少4個(gè)光學(xué)表面可由k個(gè)中間圖像表面和k個(gè)光瞳表面隔開，其 中k-0，1，2，…，N。這確保穿過共軛體積元件的光束不由奇數(shù)光瞳或中間圖像 平面倒置。
校正件當(dāng)然可包括可校正由上述若干或所有光學(xué)特性、甚至本文未明 確提出的光學(xué)特性的不均勻產(chǎn)生的像差的若干不同類型的校正裝置。
原則上，包括校正裝置的光學(xué)表面可形成在實(shí)際上呈任何軸對稱形狀 的支承件上。但是，特別有利的是一個(gè)、若干或所有表面形成在平面平行 的(平行的，成平行面的，plane-parallel)板上。這些板的厚度和相互之 間的距離可不同。某些或所有板可布置成它們可沿投影物鏡的光軸位移。
這些表面特別有利地形成在平面平行的板上，因?yàn)樵诮n物鏡的光學(xué) 設(shè)計(jì)過程中可起初只提供一個(gè)厚板，然后在隨后的最佳化過程中把這一厚 板分成多個(gè)板。分成多個(gè)可選地可移動(dòng)的板不改變或只稍稍改變光學(xué)效果， 從而浸漬物鏡的其它光學(xué)元件不必相應(yīng)改動(dòng)或只需相應(yīng)稍作改動(dòng)。此外，
表面變形。
或者，也可使用多個(gè)薄板。這種板可沿光軸位移而對投影物鏡的光學(xué) 特性的影響;f艮小。
這兩種情況都大大便于投影物鏡的設(shè)計(jì)，因?yàn)殚_始時(shí)的初始設(shè)計(jì)可包 括單個(gè)厚板，也可包括多個(gè)薄板，然后把這些薄板(在厚板的情況下，在概念上分成兩個(gè)或多個(gè)薄板后)設(shè)置在所需軸向位置上而不改變起初的設(shè) 計(jì)。
為了適合于不同工作狀態(tài)、例如不同照明角度分布或不同掩模， 一個(gè) 或多個(gè)板可保持在一更換支架中。由于照明角度分布和掩模通常都影響到 光線穿過折射光學(xué)元件的位置，因此在改變照明角度分布和/或掩模時(shí)可很 方便地使用其校正裝置特別適合于折射光學(xué)元件的投射光線實(shí)際穿過部位 的板。此外，折射光學(xué)元件的光學(xué)特性會(huì)由于該裝置工作過程中光致的退
化(degradation)現(xiàn)象而改變，從而同樣需要校正效果的相應(yīng)改變。
包括校正裝置的這些光學(xué)表面不必相鄰地布置。在許多情況下更有利
地由至少一個(gè)透鏡或不校正像差的其它光學(xué)元件隔開這些表面。
按照本發(fā)明的另一方面， 一種設(shè)計(jì)微平版印刷曝光裝置的投影物鏡的
方法包括下列步驟
a) 確定該物鏡的初始設(shè)計(jì)，該初始設(shè)計(jì)包括 -折射光學(xué)元件，以及
-至少2個(gè)透明的、平面平行的校正板，這些板在概念上可沿該物鏡 的光軸移動(dòng)，從而它們至少部分地布置于沒有任何光學(xué)元件、且與該高折 射率折射光學(xué)元件的總體積光學(xué)共軛的共軛體積中；
b) 確定該折射光學(xué)元件中的一體積元件，與材料有關(guān)的光學(xué)特性在該 體積元件中變化，該體積元件中的光學(xué)特性的變化造成像差；
c) 確定一與在步驟b)中確定的體積元件光學(xué)共軛、且位于沒有任何 光學(xué)元件的該共軛體積中的共軛體積元件；
d )在概念上把至少一個(gè)校正板設(shè)置成使得該至少一個(gè)校正板的表面位 于在步驟c)中確定的共軛體積元件中；
e )在該至少一個(gè)校正板的該表面上設(shè)計(jì)至少部分地減小像差的校正裝置。
應(yīng)該指出，步驟a)中所述至少2個(gè)透明的、平面平行的校正板在概 念上也可認(rèn)為是形成一可按需要分成兩個(gè)或多個(gè)板的單個(gè)平面平行的厚校 正板。


從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說明中可更容易理解本發(fā)明的各種特征和優(yōu)
點(diǎn)，附圖中
圖1為具有本發(fā)明投影物鏡的投影曝光裝置的子午線向剖面示意圖2為圖l所示投影物鏡的子午線向剖面示意圖3為可布置于圖2所示投影物鏡中的校正裝置的第一實(shí)施例的側(cè)視
圖4為可布置于圖2所示投影物鏡中的校正裝置的第二實(shí)施例的側(cè)視
圖5為可布置于圖2所示投影物鏡中的校正裝置的第三實(shí)施例的側(cè)視
圖6為根據(jù)另一實(shí)施例的有兩個(gè)中間圖像面的投影物鏡的子午線向剖 面示意圖7為類似于圖6所示物鏡的投影物鏡的子午線向剖面示意圖，但校 正板的布置不同；
圖8為有兩個(gè)中間圖像面和三個(gè)反射鏡的實(shí)際投影物鏡的另一實(shí)施例 的子午線向剖面圖9為有兩個(gè)中間圖像面和兩個(gè)反射鏡的實(shí)際投影物鏡的又一實(shí)施例 的子午線向剖面圖10為說明共軛平面概念的根據(jù)另一實(shí)施例的投影物鏡的子午線向 剖面示意圖11為一投影物鏡的一部分的子午線向剖面示意圖，示出共輒體積在 該投影物鏡中的成像；
圖12為示出圖ll所示共軛體積中的光透射對比度如何減小的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
圖1為一整體用標(biāo)號(hào)10表示的微平版印刷投影曝光裝置的子午線向剖面示意圖。該投影膝光裝置IO包括一產(chǎn)生投射光13的照明系統(tǒng)12，該照 明系統(tǒng)包括一光源14、由16表示的照明光學(xué)器件和一視場光闌18。在所 示實(shí)施例中投射光的波長為193nm。投射光當(dāng)然也可為其它波長，如157nm 或248腿。
投影爆光裝置10還包括一投影物鏡20，該物鏡包括多個(gè)光學(xué)元件如 透鏡、反射鏡或?yàn)V光件。為筒單起見，所示投影物鏡20只有3個(gè)透鏡L1， L2和L3;投影物鏡的更實(shí)際實(shí)施例示出在圖6和7中。投影物鏡20用于 使位于投影物鏡20的掩模平面22中的掩模24在一比方說由光致抗蝕劑構(gòu) 成的感光層26上成像。感光層26位于投影物鏡20的圖像平面28中并應(yīng) 用在一晶片30上。
在該實(shí)施例中，支承件30固定在一槽狀、頂部開口的容器32的底面 上，該容器可借助于一位移裝置與圖像平面28平行地位移(未詳細(xì)示出)。 容器32中充滿浸漬液34，從而投影爆光裝置10工作時(shí)投影物鏡20的在 圖像側(cè)上的末級透鏡L3浸沒在浸漬液34中。
容器32經(jīng)一供液管36和一排液管38與一處理單元40連接(連接方 式是公知的，因此未詳細(xì)示出)，該處理單元包括一循環(huán)泵、 一凈化浸漬 液34的過濾器和一溫度控制單元。應(yīng)該指出，也可使用其它裝置浸漬投影 物鏡20。例如，浸漬液34可不裝在一容器中，而是如所公知地直接噴到 感光層26上后吸走。
圖2以放大的示意性圖示示出圖1的投影物鏡20?？梢钥吹剑哥R Ll將掩模平面22成像到一中間圖像平面42上。形成在這一中間圖像平面 42中的掩模24的圖像會(huì)受很大像差的影響。透鏡L2和L3將中間圖像42 成像到圖像平面28上。因此掩模平面22、中間圖像42和圖像平面28互 相光學(xué)共軛。
從掩模平面22的一點(diǎn)射出的光線經(jīng)由受像差影響的中間圖像會(huì)聚在 圖像平面28中的一點(diǎn)上。
圖像側(cè)上的末級透鏡L3在所示實(shí)施例中為一平-凸透鏡；該透鏡當(dāng)然 也可呈其它形狀如凸-凹、或者甚至平面平行的透鏡。圖像側(cè)上的末級透鏡L3在所示實(shí)施例中由鎂尖晶石(MgAl204)制成。
由于光學(xué)均勻性和純度不夠，這種透鏡材料如無下文所述校正裝置無 法使用在這一投影物鏡中。透鏡L3的一種或多種光學(xué)特性因此在透鏡L3 的體積上變化-盡管變化不大。該光學(xué)特性比方說可為折射率。在呈特別 短波波形時(shí)也稱為紋影的折射率不均勻分布轉(zhuǎn)而造成投射光的波前變形。 對于光學(xué)各向異性材料，折射率仍可定義為標(biāo)量、例如普通折射率與異常 折射率之間的平均值。
對于光學(xué)各向異性、從而雙折射透鏡材料，雙折射率張量還可為位置
鏡L3的位置的不同而不同。
透鏡L3的透明性也可不均勻，即其傳輸系數(shù)在空間上變化或散射特 性局部變化。
上述所有不均勻的結(jié)果是掩模22在感光層26上的成像受像差干擾。 為校正這些像差，在透鏡Ll與中間圖像平面42之間設(shè)置一校正裝置 44,該校正裝置在該實(shí)施例中包括4個(gè)校正件46a， 46b, 46c， 46d。校正 件46a， 46b, 46c, 46d為成平行平面的透明板，它們優(yōu)選地在投影膝光裝 置10的工作波長上高度防反射。作為一種替代方案，校正件46a, 46b， 46c， 46d的一側(cè)或兩側(cè)上也可與液體毗連，從而減少不希望有的光反射。 校正件46a， 46b, 46c， 46d的結(jié)構(gòu)的詳情將在下文結(jié)合圖3更加詳細(xì)地說 明。
校正裝置44的校正件46a, 46b, 46c， 46d位于一與圖像側(cè)上的末級 透鏡L3的體積共軛的體積L3'內(nèi)。
校正件46a， 46b， 46c， 46d的厚度、布置和設(shè)計(jì)可按照下述方法確定 首先，以三維位置分辨率測量圖像側(cè)上的末級透鏡L3的光學(xué)特性。 可例如對一柱面透鏡預(yù)成品進(jìn)行該測量，用計(jì)算機(jī)把透鏡幾何形狀轉(zhuǎn)移到 該預(yù)成品上。在其后生成該透鏡以及把從該預(yù)成品獲得的數(shù)據(jù)用計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn) 移到透鏡上時(shí)特別注意晶體外表面的方位布置和取向。從該晶體獲得的測 量數(shù)據(jù)與透鏡的生成和在計(jì)算機(jī)中的復(fù)制之間的空間精度最好小于100 mm。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的合適方法為層析成像。這些方法的綜述可參見A.C.Kak 和M. Slaney的名稱為"Principles of Computerized Tomographic Imaging" 的書(IEEE press, New York ， 1987)，該書還在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)表，網(wǎng)址為 http:〃www.slaney.org/pc仏 一種用于確定雙折射率分布的層析成像方法參 見H. Hammer等人的文章"Reconstruction of spatially inhomogeneous dielectric tensors through optical tomography", J. Opt. Soc. Am. A， vol. 22， No 2, February 2005，第250-255頁。這兩個(gè)出版物的全部內(nèi)容作為參考材 料包括在此。
下一步，將圖像側(cè)上的末級透鏡L3占據(jù)的體積劃分成光學(xué)特性均勻 的許多體積元件，各體積元件的折射率n取決于該體積元件在透鏡L3中 的位置。如果該材料為光學(xué)各向異性材料，則可附加地或者替代地賦予各 體積元件一折射率橢球，該折射率橢球的空間方位表示雙折射率的方向， 其長短對稱軸之比對應(yīng)于雙折射率的大小An。附加地或者替代地，可賦予 各體積元件一傳輸系數(shù)和/或描述散射特性的量作為 一附加的標(biāo)量。例如， 在圖2中，用虛線和標(biāo)號(hào)48表示一體積元件(此處為立方體形狀)。
再下一步，賦予各體積元件一在共軛體積L3，內(nèi)的共軛體積元件。與 圖2中圖像側(cè)上的末級透鏡L3中的體積元件48共輒的體積元件用標(biāo)號(hào)48， 表示。各體積元件由透鏡L2和透鏡L3的起成像作用的部分成像到一共輒 體積元件上；成像比值在該例中可橫向和縱向變化。無失真成像實(shí)際上不 必要。圖11示意性地示出形成體積元件48的失真圖像，該圖示出從體積 元件48內(nèi)一點(diǎn)射出的光線如何不精確相交在共軛體積元件48，內(nèi)的一點(diǎn) 上。此外，如圖2中光線50, 52所示，投射光線穿過透鏡L3中體積元件 48的角度事實(shí)上與穿過共軛體積元件48，的角度不同。但是只要相同的光 線穿過共軛體積元件48'和透鏡L3中的體積元件48，就可至少部分地校 正像差。
圖12示出，由于由體積元件48形成的失真圖#>，如果一物體(這里 假定該物體具有與光軸垂直的正弦強(qiáng)度分布、空間頻率為Fs)不連貫地從 體積元件48映射入共軛體積元件48，中，則透射對比度T= (Imax - Imin)/ (Imax+Imin)減小。為獲得良好校正效果，對空間頻率Fs=0，5每毫米線耦
(Lp/mm)、優(yōu)選地對空間頻率Fs=0.7Lp/mm、更優(yōu)選地對空間頻率 Fs=1.0Lp/mm來說對比度T應(yīng)至少為30%,
由于成像的Petzval和也可為非0,末級透鏡L3中的各剖面在共扼體 積L3，的映像可呈任意甚至變化的曲率。因此圖2中共軛體積元件48， 的邊界不是立方體形狀，而是不規(guī)則的曲線。 一般代表一更復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng) 的透鏡L2構(gòu)造成使得切向和矢向圖像輪廓(shell)的形狀幾乎相同且與 斜球形像差協(xié)作在一定程度上使得圖像在切向和矢向上的位置均勻。
用使用在復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)開發(fā)中的公知模擬程序可很容易地確定共軛體 積元件。但是，應(yīng)該指出，本文把圖像側(cè)上的末級透鏡L3劃分成各體積 元件只是為了便于表示。在計(jì)算機(jī)中計(jì)算實(shí)施上述方法時(shí)，最簡單的是把 透鏡L3表示為支撐點(diǎn)的三維柵格網(wǎng)絡(luò)，賦予每點(diǎn)一組在對應(yīng)柵格位置上 測得的光學(xué)特性。然后用一描述位于其間的光學(xué)元件的成像的轉(zhuǎn)移函數(shù)把 支撐點(diǎn)的該三維網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成透鏡L3的共軛體積L3，。立方形柵格然后一 般變成支撐點(diǎn)在空間中模糊的非立方形柵格。在這里，不管中間圖像的像 差如何，體積矩心有助于確定明確相關(guān)的失真柵格。
下一步，物空間中圖像側(cè)上的末級透鏡L3的共軛體積L3，此時(shí)虛擬 地填滿N個(gè)平面平行的板。在投影物鏡20的初始設(shè)計(jì)中可能就已提供的 這N個(gè)板可互相鄰接而無間隙。通過該N個(gè)板的虛擬的表面變形，此時(shí)在 計(jì)算機(jī)中試圖校正由圖像側(cè)上的末級透鏡L3中M積元件的不同折射率 造成的波前變形。為實(shí)現(xiàn)盡可能完全的校正，板的數(shù)量N起初應(yīng)當(dāng)選擇得 很大，例如N-20或N-50。
接著分析N個(gè)板中哪些板對校正起不了多大作用。這些板的表面可去 除而把它們的光學(xué)厚度加到相鄰板上，也可把它們整個(gè)去除，這時(shí)可能需 要投影物鏡20的其它光學(xué)元件相應(yīng)稍作改動(dòng)。
如果整個(gè)去除對校正起不了多大作用的板，則得到比方說圖2中那樣 布置的板狀校正件46a， 46b, 46c， 46d。
也可不是厚度不同的校正件，而是厚度相同的校正件布置在光軸OA長度方向上的不同位置上。在最簡單的情況下，所有校正件的厚度都相同， 其間的距離也相同。
應(yīng)該指出，為了能夠反映/解決末級透鏡L3的所有部分中的變化，整 個(gè)共軛體積L3，中不得有任何光學(xué)元件。此時(shí)才能在任何軸向位置上設(shè)置 校正件的表面。但是，起初設(shè)計(jì)投影物鏡20時(shí)必須在共輒體積L3，中或 附近計(jì)及所有校正板46a-46d。由于沿光軸移動(dòng)平面平行的校正件46a-46d 不改變其光學(xué)特性，因此末級透鏡L3中的某些光學(xué)特性的變化一旦如上 所述得到確定就可確定^f交正件46a-46d的最終軸向位置。
為了校正波前誤差，每一校正件46a， 46b, 46c， 46d的一個(gè)或兩個(gè)光 學(xué)表面可如所公知地局部變形。在圖3校正裝置44的放大圖中可看到校正 件46a頂面上訪文大的表面局部變形54， 56和58。
如果圖像側(cè)上的末級透鏡L3為各向異性，則在進(jìn)一步最佳化中校正 裝置44可輔之以可用來校正正交偏振狀態(tài)之間的不希望有的相差的結(jié)構(gòu)。 在圖3中，這些結(jié)構(gòu)構(gòu)造成雙折射層60a, 60b， 60c， 60d。校正裝置44 中的雙折射層60a, 60b, 60c， 60d施加在校正件46a， 46b, 46c和46d 的底面上，具有連續(xù)的厚度分布，或者如所示實(shí)施例中示出的那樣呈垂直 于光軸OA變化的離散的厚度分布。
圖4示出校正裝置的一實(shí)施例144，其中雙折射層由同樣施加在校正 件146a， 146b， 146c和146d的底面上的形序雙折射結(jié)構(gòu)160a， 160b， 160c， 160d取代。通過改變構(gòu)成形序雙折射結(jié)構(gòu)160a, 160b, 160c， 160d的次 結(jié)構(gòu)的尺寸和布置可改變形序雙折射結(jié)構(gòu)160a， 160b, 160c, 160d的雙折 射效果。
圖5示出校正裝置的另一實(shí)施例244，其中用于校正相差的板260a， 260b， 260c， 260d布置成它們自支撐在校正件246a， 246b， 246c, 246d之間。
為了校正相差值，改進(jìn)穿過的光的偏振狀態(tài)的結(jié)構(gòu)的數(shù)量M起初可很 大。在最佳化過程中可逐漸去除那些只稍稍提高成像特性的結(jié)構(gòu)。此時(shí)所 需的最佳化基于矢量計(jì)算而非標(biāo)量計(jì)算。從而使用校正裝置44可在共軛體積48，中同時(shí)實(shí)現(xiàn)標(biāo)量相位校正和矢量相差校正。
如果(作為替代或附加地)必須校正由圖像側(cè)上的末級透鏡L3中的傳輸系數(shù)不均勻造成的像差，則可使用其傳輸或反射程度局部變化的反射或折射校正件。此時(shí)傳輸或反射的局部變化程度可由(防)反射涂層實(shí)現(xiàn)。
在圖4所示校正裝置144中，垂直對齊的箭頭A表示其上施加有形序雙折射結(jié)構(gòu)160a， 160b， 160c, 160d的校正件146a， 146b， 146c和146d可用操縱器(未詳細(xì)示出)沿垂直方向移動(dòng)。這樣， 一方面可微調(diào)。另一方面，校正裝置144還可反過來適應(yīng)圖像側(cè)上的末級透鏡L3中的改進(jìn)的光學(xué)特性。這些改變比方說可由強(qiáng)投射光13導(dǎo)致的退化現(xiàn)象造成。
在圖5所示校正裝置244中，水平延伸的箭頭B表示校正件246a，246b，
這樣，即使圖像側(cè)上的末級透鏡L3的光學(xué)特性發(fā)生相當(dāng)大的改變，也可用其它校正件進(jìn)行良好校正。如果末級透鏡L3的特性在投影物鏡20的使用壽命期間發(fā)生改變，則更換校正件也是有利的。
在圖2所示的實(shí)施例中，假設(shè)校正裝置44的校正件46a， 46b， 46c,46d在與圖像側(cè)上的末級透鏡L3的體積共軛的體積L3，中彼此相鄰地設(shè)置。
圖6為根據(jù)另一實(shí)施例的投影物鏡320的類似于圖2的子午線向剖面圖。投影物鏡320具有4個(gè)視場表面，即掩模平面22、第一中間圖像表面342-1、第二中間圖像表面342-2和圖像平面28。在成對相鄰的視場平面之間形成有第一光瞳表面343-1、第二光瞳表面343-2和第三光瞳表面343-3。由單個(gè)透鏡代表的光學(xué)系統(tǒng)L301、 L302、 L303、 L304、 L305和L306布置在相鄰的視場表面與光瞳表面之間。末級光學(xué)系統(tǒng)L306也可包括若干透鏡，但優(yōu)選地只包括一個(gè)弧形透鏡-例如圖2中所示的平-凹透鏡，或彎月形透鏡。就投影物鏡320的總體設(shè)計(jì)而言，與圖2所示投影物鏡20的主要差別在于它包括不止一個(gè)中間圖像表面和不止一個(gè)光瞳表面。
中間圖像表面342-1， 342-2和光瞳表面343-1, 343-2， 343-3可為平
20面；但是，這些表面一般規(guī)則或不規(guī)則地彎曲。關(guān)于中間圖像表面342-1，342-2，應(yīng)該指出，形成在這些表面上的圖像可能有很大像差。下面結(jié)合圖8和9說明具有兩個(gè)中間圖像的投影物鏡的實(shí)際實(shí)施例。
就校正件而言，投影物鏡320與圖2所示投影物鏡20的不同之處在于，由平面平行的板構(gòu)成的兩個(gè)校正件346a， 346b布置成它們由對光學(xué)系統(tǒng)L306生成的像差不起校正作用的其它光學(xué)元件隔開。布置在兩個(gè)校正件346a， 346b之間的光學(xué)系統(tǒng)L304可由單個(gè)透鏡構(gòu)成，也可包括多個(gè)透鏡和/或其它光學(xué)部件如反射鏡。
在末級光學(xué)系統(tǒng)L306中，示意性地示出兩個(gè)體積元件348a， 348b布置在離圖像平面28不同距離處。由于第三光瞳表面343-3靠近末級透鏡系統(tǒng)L306,因此第一體積元件348a靠近圖像平面28，第二體積元件348b靠近第三光瞳表面343-3。
分別與第一體積元件348a和第二體積元件348b共軛的第一和第二共軛體積元件348a，和348b，的情況也是如此。確切地說，第一共軛體積元件348a，位于靠近第二中間圖像表面342-2的第二校正件346內(nèi)。第二共軛體積元件348b，位于靠近第二光瞳表面343-2的第一校正件346a內(nèi)。
因此，末級透鏡系統(tǒng)L306內(nèi)的體積元件348a, 348b的共輒體積元件348a， ， 348b，分布在投影物鏡320的一較大部分上。這是出現(xiàn)在末級透鏡系統(tǒng)L306中的大角度的結(jié)果，因?yàn)檫@意味著，該特定透鏡系統(tǒng)內(nèi)的不同體積元件在它們與圖像平面28和第三光瞳表面343-3的接近方面有很大不同。即，在靠近圖像平面28的體積元件中，穿過的光束向圖像平面28中的小面積會(huì)聚。在靠近末級透鏡系統(tǒng)L306的物體側(cè)表面的其它體積元件中，穿過的光束會(huì)聚到分布在相當(dāng)大的面積上的圖像點(diǎn)。
當(dāng)然，也可設(shè)置附加的校正件或把光學(xué)系統(tǒng)L304中的光學(xué)部件用作校正件。例如，這類光學(xué)部件的光學(xué)表面上可有非旋轉(zhuǎn)對稱的表面變形，或可如以上結(jié)合圖3和4所述支撐(形序)雙折射層。
圖7為根據(jù)又一實(shí)施例的投影物鏡420的類似于圖6的子午線向剖面圖。圖7中與圖6所示部件對應(yīng)的部件用相同的附圖標(biāo)記加100表示；大
21多數(shù)這些部件不再說明。投影物鏡420與圖6所示投影物鏡320的不同之處僅在于，第一校正件446a不位于第二光瞳表面443-2附近而是位于第一光瞳表面443-1附近。第二共軛體積元件448b，仍與末級透鏡系統(tǒng)L406中的第二體積元件448b光學(xué)共軛。
應(yīng)該指出，在一光瞳表面附近存在其它不適合于設(shè)置校正由第二體積元件448b造成的像差的校正件的共軛體積。更確切地說，共軛體積元件必須與末級透鏡系統(tǒng)L406中的一體積元件隔開k個(gè)中間圖像表面和k個(gè)光瞳表面，其中k=0， 1， 2，…，N，且N為中間圖像表面的總數(shù)。否則校正效果很差，因?yàn)楦髦虚g圖像表面和各光瞳表面使從掩模平面22中的一特定點(diǎn)射出且會(huì)聚到圖像平面28中的一共軛點(diǎn)的光束倒置。其詳情參見轉(zhuǎn)讓給本申請人的與WO2005/121899 Al對應(yīng)的US專利申請No.l 1/570,263。這一較早申請的全部內(nèi)容作為參考材料包括在此。當(dāng)然，相同的考慮也適用于上述其它實(shí)施例。
圖8為一與圖6所示投影物鏡320類似地具有兩個(gè)中間圖像表面542-1， 542-2和三個(gè)光瞳表面543-1， 543-2和543-3的實(shí)際投影物鏡520的子午線向剖面圖。末級透鏡L523用氟化鈣晶體制成。在這里假設(shè)此晶體在低劣的/廉價(jià)的工藝中生長而成，因此它顯示出各種造成與材料有關(guān)的不均勻光學(xué)特性的晶體缺陷。這揭示出，上述概念也可用于低折射率光學(xué)元件，所述低折射率光學(xué)元件質(zhì)量較差，從而該光學(xué)元件的體積內(nèi)出現(xiàn)某些光學(xué)特性的很大變化。
示意性地示出投影物鏡520的末級透鏡L523中的體積元件548a，548b。共輒體積元件用標(biāo)號(hào)548a，和548b，表示。在該具體實(shí)施例中，兩個(gè)共軛體積元件548a， ，548b，由兩個(gè)透鏡隔開。此外，體積元件548a，，548b，不包含在附加的校正件中而是包含在根據(jù)投影物鏡520的一般設(shè)計(jì)所需的透鏡中。
投影物鏡520設(shè)計(jì)成一數(shù)值孔徑NA-1.2的浸漬物鏡。這就是說，在投影膝光裝置工作期間末級透鏡L523與圖像平面28之間的間隙為浸漬液534充滿。投影物鏡520與也轉(zhuǎn)讓給本申請人的WO 2005/111689的圖3中所示的投影物鏡相同。
圖9為根據(jù)又一實(shí)施例的實(shí)際投影物鏡620的子午線向剖面圖。投影 物鏡620與也轉(zhuǎn)讓給本申請人的WO 2005/06卯55的圖21中所示的投影物 鏡相同。
投影物鏡620具有第一和第二中間圖像表面642-1和642-2以及第一、 第二和第三光瞳表面643-1, 643-2和643-3。第二光瞳表面643-2形成在兩 個(gè)具有球形表面的凹反射鏡672， 674之間，該反射鏡672， 674布置于第 一和第二中間圖像表面642-1 ， 642-2之間，第 一和第二中間圖像表面642-1, 642-2位于反射鏡672， 674前方。反射鏡672， 674的緊前方安置有負(fù)彎月 形透鏡L610， L611，該負(fù)彎月形透鏡設(shè)計(jì)成只布置在投影物鏡620光軸 OA的分別設(shè)置有相鄰反射鏡672和674的那一側(cè)的截頭透鏡元件。因此 投射光穿過每一彎月形透鏡L610，L611兩次。
投影物鏡620設(shè)計(jì)成一數(shù)值孔徑NA-1.2的浸漬物鏡。這就是說，在 投影爆光裝置工作期間末級透鏡與圖像平面28之間的間隙為浸漬液634 充滿。
除了末級透鏡L620之外所有透鏡都用石英玻璃制成。末級透鏡L620 用〔111〕氟化鈣晶體制成。在這里同樣假設(shè)此晶體在低劣的工藝中生長而 成，因此它顯示出各種造成與材料有關(guān)的不均勻光學(xué)特性的晶體缺陷。
與末級透鏡L620中的體積元件648a，648b共軛的共輒體積元件648a， 和648b'分別位于截頭彎月形透鏡L611和透鏡L607內(nèi)。因此總的構(gòu)型 與以上結(jié)合圖7所述的投影物鏡420相類似。
下面結(jié)合圖10詳細(xì)說明確定共軛平面的一種非常直接的方法。
圖10為整體用720表示的一投影物鏡的子午線向剖面圖。投影物鏡 720包括7個(gè)透鏡L701-L707以及有一個(gè)中間圖像表面742和兩個(gè)光瞳表 面743-1， 743-2。
末級透鏡L707與用虛線表示的一平面770相交。投影物鏡720只有 一個(gè)與平面770光學(xué)共軛的平面770，。位于第一光瞳表面743-1與中間圖 像表面742之間的該共軛平面770，的精確軸向位置可按照一特定算法確定。該算法使用兩個(gè)特定的光線即邊緣光線772和主光線774。邊緣光線 772為一從投影物鏡720的光軸OA與掩^=莫平面22的交點(diǎn)射出的光線。主 光線774從掩模平面22中視場邊界上的一點(diǎn)射出?？沙上竦囊晥鲈酱?，主 光線774射出點(diǎn)離光軸OA越遠(yuǎn)。
按照上述算法，在平面770的軸向位置上確定光軸OA與邊緣光線772 和主光線774之間的距離Dm和Dp。然后計(jì)算比值R-DJDp。任何與平面 770共軛的平面的特征在于，在該平面的軸向位置上對應(yīng)的比值R， -Dm， /Dp，是相同的(即R-R，)。在投影物鏡720中這對于共軛平面770'是 正確的。
由于投影物鏡720只有一個(gè)中間圖像平面，因此與末級透鏡L707相 交的每一平面只有一個(gè)共軛平面。因此，只有一個(gè)與末級透鏡L707的體 積共輒的連續(xù)體積。該共輒體積的軸向延伸由與末級透鏡L707的頂點(diǎn)相 交的平面的共軛平面的距離確定。通過對與末級透鏡L707相交的許多平 面重復(fù)這一算法即可軸向解析末級透鏡L707的體積的光學(xué)共軛。
關(guān)于共軛平面的概念和該不變比值R的更多信息可參見E. Delano的 論文"First-order Design and the y， Diagram" ， Applied Optics , 1963 ， vol.2 , no.12，第1251-1256頁。
上述算法嚴(yán)格地說只在近軸區(qū)中有效。在近軸區(qū)以外，平面如上所述 只有模糊共軛(一般呈弧形的)表面。
以上舉例說明了M選實(shí)施例。從上述內(nèi)容本領(lǐng)域普通技術(shù)人員不但 可理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)還可對所述結(jié)構(gòu)和方法作出種種改動(dòng)和修正。因此，
和范圍內(nèi)
權(quán)利要求
1. 一種微平版印刷投影曝光裝置的投影物鏡，包括a)高折射率折射光學(xué)元件，該折射光學(xué)元件具有一在193nm波長下大于1.6的折射率、一體積和一在該體積上變化的與材料有關(guān)的光學(xué)特性，其中，該光學(xué)特性的變化造成像差，b)布置在與該折射光學(xué)元件的該體積光學(xué)共軛的至少一個(gè)體積中的至少4個(gè)光學(xué)表面，其中，每一光學(xué)表面包括至少一個(gè)至少部分校正由光學(xué)特性變化造成的像差的校正裝置。
2. 按權(quán)利要求l所述的物鏡，其特征在于，該折射光學(xué)元件的折射 率在193nm波長下大于1.8。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的物鏡，其特征在于，該折射光學(xué)元件為 該物鏡的末級光學(xué)元件。
4. 按上述任一權(quán)利要求所述的物鏡，其特征在于，該折射光學(xué)元件 有至少一個(gè)弧形面。
5. 按上述任一權(quán)利要求所述的物鏡，其特征在于，該物鏡設(shè)計(jì)用于 浸漬操作，在浸漬操作期間浸漬液至少部分地覆蓋布置于物鏡的圖像平面 中的感光層。
6. 按權(quán)利要求5所述的物鏡，其特征在于，該折射光學(xué)元件在浸漬 操作期間接觸浸漬液。
7. 按上述任一權(quán)利要求所述的物鏡，其特征在于，該物鏡包括布置 在與該折射光學(xué)元件的體積光學(xué)共軛的體積中的至少6個(gè)光學(xué)表面，其中， 該6個(gè)光學(xué)表面中的每一個(gè)包括至少一個(gè)至少部分校正由光學(xué)特性變化造 成的像差的校正裝置。
8. 按權(quán)利要求7所述的物鏡，其特征在于，該物鏡包括布置在與該 折射光學(xué)元件的體積光學(xué)共軛的體積中的至少8個(gè)光學(xué)表面，其中，該8 個(gè)光學(xué)表面中的每一個(gè)包括至少一個(gè)至少部分校正由光學(xué)特性變化造成的 像差的校正裝置。
9. 按上述任一權(quán)利要求所述的物鏡，其特征在于，至少一個(gè)校正裝 置確定成它至少部分地校正該像差的一分量，其中，該分量由該折射光學(xué) 元件中第一體積元件內(nèi)的光學(xué)特性的變化造成，其中，第一體積元件與該 至少 一 個(gè)校正裝置所在的第二體積元件共軛。
10. 按上述任一權(quán)利要求所述的物鏡，其特征在于，所述光學(xué)表面具 有布置在折射光學(xué)元件的體積中的共軛表面；這些共軛表面在與物鏡光軸 平^f亍的方向上的間距小于5mm。
11. 按權(quán)利要求10所述的物鏡，其特征在于，所述光學(xué)表面具有布 置在折射光學(xué)元件的體積中的共軛表面；這些共軛表面在與物鏡光軸平行 的方向上的間距小于2.5mm。
12. 按上述任一權(quán)利要求所述的物鏡，其特征在于，所述光學(xué)特性為 折射率。
13. 按權(quán)利要求12所述的物鏡，其特征在于，所述光學(xué)表面中的至 少一個(gè)包括由該至少一個(gè)光學(xué)表面的非軸對稱變形構(gòu)成的校正裝置，其中， 該變形構(gòu)造成校正與像差相關(guān)聯(lián)的波前變形。
14. 按權(quán)利要求13所述的物鏡，其特征在于，該表面變形由在該至 少一個(gè)表面上的局部材料施加或者從該至少一個(gè)表面的材料去除而生成。
15. 按上述任一權(quán)利要求所述的物鏡，其特征在于，所述光學(xué)特性為 雙折射率。
16. 按權(quán)利要求15所述的物鏡，其特征在于，該至少一個(gè)校正裝置 改進(jìn)穿過它的光的偏振狀態(tài)。
17. 按權(quán)利要求16所述的物鏡，其特征在于，該至少一個(gè)校正裝置 包括由雙折射材料制成的結(jié)構(gòu)。
18. 按權(quán)利要求17所述的物鏡，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)為其厚度在 包括該至少一個(gè)校正裝置的光學(xué)表面上局部變化的層或板。
19. 按權(quán)利要求17所述的物鏡，其特征在于，該至少一個(gè)校正裝置 包括形序雙折射結(jié)構(gòu)。
20. 按上述任一權(quán)利要求所述的物鏡，其特征在于，所述光學(xué)特性為吸光度。
21. 按權(quán)利要求20所述的物鏡，其特征在于，該至少一個(gè)光學(xué)表面 包括校正裝置，該校正裝置由具有局部變化的透射率或反射率的該至少一 個(gè)光學(xué)表面的一部分或與該至少一個(gè)光學(xué)表面相鄰的體積構(gòu)成。
22. 按上述任一權(quán)利要求所述的物鏡，其特征在于，所述光學(xué)特性為 散射光數(shù)量。
23. 按權(quán)利要求22所述的物鏡，其特征在于，該至少一個(gè)光學(xué)表面 包括校正裝置，該校正裝置由具有局部變化的散射效果的該至少一個(gè)光學(xué) 表面的一部分或與該至少一個(gè)光學(xué)表面相鄰的體積構(gòu)成。
24. 按上述任一權(quán)利要求所述的物鏡，其特征在于，該至少4個(gè)光學(xué) 表面中的至少兩個(gè)光學(xué)表面由至少一個(gè)不校正像差的光學(xué)元件隔開。
25. 按上述任一權(quán)利要求所述的物鏡，其特征在于，該物鏡有N個(gè)中 間圖像表面和N+1個(gè)光瞳表面，其中N-O, 1， 2,…。
26. 按權(quán)利要求25所述的物鏡，其特征在于，該至少4個(gè)光學(xué)表面 中的至少兩個(gè)光學(xué)表面由k個(gè)中間圖像表面和k個(gè)光瞳表面隔開，其中 k=0， 1， 2，…，N。
27. 按上述任一權(quán)利要求所述的物鏡，其特征在于，該折射光學(xué)元件 由氟化物、氯化物或氧化物制成。
28. 按上述任一權(quán)利要求所述的物鏡，其特征在于，該物鏡包括其上 形成有所述至少4個(gè)光學(xué)表面的至少2個(gè)平面平行的板。
29. 按權(quán)利要求28所述的物鏡，其特征在于，該至少兩個(gè)板的厚度 不同。
30. 按上述任一權(quán)利要求所述的物鏡，其特征在于，該物鏡包括其上 形成有所述至少4個(gè)光學(xué)表面的至少6個(gè)平面平行的板。
31. 按權(quán)利要求28-30中任一項(xiàng)所述的物鏡，其特征在于，至少一 個(gè)板布置成可沿該物鏡的光軸位移。
32. 按權(quán)利要求28-31中任一項(xiàng)所述的物鏡，其特征在于，至少一 個(gè)板可更換地容納于更換支架中。
33. 按上述任一權(quán)利要求所述的物鏡，其特征在于，該至少一個(gè)校正 裝置位于第一平面中或與第一平面相交，該第一平面與物鏡光軸垂直且與 第二平面共軛，該第二平面也與物鏡光軸垂直且與該折射光學(xué)元件的體積 相交。
34. 按權(quán)利要求33所述的物鏡，其特征在于，比值R-Dp/Dm在第一 平面和第二平面中至少大致相同，其中，Dp為一從由該物鏡成像的視場的 邊界上的一點(diǎn)射出的主光線與光軸之間的距離，Dm為一從由該物鏡成像的 視場中該光軸上的 一點(diǎn)射出的邊緣光線與光軸之間的距離。
35. 按權(quán)利要求34所述的物鏡，其特征在于，比值R在第一平面與 第二平面中的差別小于5%。
36. 按權(quán)利要求35所述的物鏡，其特征在于，比值R在第一平面與 第二平面中的差別小于2%。
37. 按上述任一權(quán)利要求所述的物鏡，其特征在于，當(dāng)空間頻率Fs 為0.5Lp/mm、位于該折射光學(xué)元件內(nèi)的物體不連貫地映射入與該折射光 學(xué)元件的體積共軛的所述至少 一個(gè)體積中時(shí)獲得大于30 %的透射對比度 Ct。
38. 按權(quán)利要求37所述的物鏡，其特征在于，F(xiàn)s為0.7Lp/mm。
39. 按權(quán)利要求37所述的物鏡，其特征在于，F(xiàn)s為1.0Lp/mm。
40. —種微平版印刷投影詠光裝置的物鏡，包括a) 折射光學(xué)元件，其雙折射率在該折射光學(xué)元件的體積上變化，其中， 雙折射率的變化造成像差，b) 至少兩個(gè)透明光學(xué)校正件，其中-每一校正件的至少一部分布置在與該折射光學(xué)元件的體積光學(xué)共軛 的體積中；以及-每一校正件包括至少 一個(gè)至少部分校正由該折射光學(xué)元件的雙折射 率造成的像差和改進(jìn)穿過它的光的偏振狀態(tài)的校正裝置。
41. 一種微平版印刷投影爆光裝置的物鏡，包括 a)折射光學(xué)元件，其吸光度在該折射光學(xué)元件的體積上變化，其中，吸光度的變化造成像差，b)至少兩個(gè)透明光學(xué)校正件，其中-每一校正件的至少一部分布置在與該折射光學(xué)元件的體積光學(xué)共輒 的體積中；以及-每一校正件包括具有局部變化的透射率或反射率的部分，所述部分 至少部分校正由該折射光學(xué)元件中的吸光度的變化造成的像差。
42. —種微平版印刷投影曝光裝置的物鏡，包括a) 折射光學(xué)元件，其光學(xué)特性在該折射光學(xué)元件的體積上變化，其中， 該光學(xué)特性的變化造成像差，b) 多個(gè)相鄰的平面平行的透明光學(xué)校正件，其中-每一校正件的至少一部分布置在與該折射光學(xué)元件的體積光學(xué)共輒的體積中；以及-每一校正件包括至少一個(gè)至少部分校正由該光學(xué)特性的變化造成的 像差的校正裝置。
43. 按權(quán)利要求40-42中任一項(xiàng)所述的物鏡，其特征在于，該物鏡 包括按權(quán)利要求2-39中任一項(xiàng)所述的特征。
44. 一種設(shè)計(jì)微平版印刷膝光裝置的投影物鏡的方法，包括下列步a) 確定該物鏡的初始設(shè)計(jì)，該初始設(shè)計(jì)包括 -折射光學(xué)元件，以及-至少2個(gè)透明的、平面平行的校正板，該校正板在概念上可沿該物 鏡的光軸移動(dòng)，從而它們至少部分地布置于沒有任何光學(xué)元件、且與該高 折射率折射光學(xué)元件的總體積光學(xué)共軛的共軛體積中；b) 確定該折射光學(xué)元件中的體積元件，與材料有關(guān)的光學(xué)特性在該體 積元件中變化，該體積元件中的光學(xué)特性的變化造成像差；c) 確定與在步驟b)中確定的體積元件光學(xué)共軛、且位于沒有任何光 學(xué)元件的該共軛體積中的共軛體積元件；d )在概念上把至少 一個(gè)校正板設(shè)置成使得該至少 一個(gè)校正板的表面置于在步驟c)中確定的共輒體積元件中；e )在該至少一個(gè)校正板的該表面上設(shè)計(jì)至少部分地減小像差的校正裝置。
45. 按權(quán)利要求44所述的方法，其特征在于，該折射光學(xué)元件的折 射率在193nm波長下大于1.6。
46. 按權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于，該折射光學(xué)元件的折 射率大于1.8。
47，按權(quán)利要求44-46中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，該折射 光學(xué)元件為該物鏡的末級光學(xué)元件。
48.按權(quán)利要求44-47中任一項(xiàng)所述的物鏡，其特征在于，該折射 光學(xué)元件有至少一個(gè)弧形面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微平版印刷投影曝光裝置的投影物鏡，其具有一折射率大于1.6的高折射率折射光學(xué)元件(L3)。該光學(xué)元件(L3)有一體積和一在該體積上變化的與材料有關(guān)的光學(xué)特性。該光學(xué)特性的變化造成物鏡的像差。在一個(gè)實(shí)施例中，提供布置在與該折射光學(xué)元件的體積光學(xué)共軛的至少一個(gè)體積(L3’)中的至少4個(gè)光學(xué)表面。每一光學(xué)表面包括至少一個(gè)校正裝置、例如表面變形或特性局部變化的雙折射層，該校正裝置至少部分地校正由光學(xué)特性變化造成的像差。
文檔編號(hào)G02B27/00GK101467090SQ200780022275
公開日2009年6月24日 申請日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日
發(fā)明者D·克雷默, H·費(fèi)爾德曼, K-H·舒斯特, M·托采克, O·迪特曼, S·貝德, T·格魯納, W·克勞斯 申請人:卡爾蔡司Smt股份公司