專利名稱：流體紫外線透鏡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及適用于短波長，例如紫外線輻射波長的光學元件、采用這些光學元件的光學系統(tǒng)，例如光刻系統(tǒng)以及母盤制作工具和使用這些工具的方法。
背景技術：
為了滿足半導體工藝中的光刻工藝的要求，到目前為止，人們所采用的輻射的波長越來越短。當前采用的或者人們正在研究從而在不遠的將來投入使用的典型波長為典型地從汞燈獲得的紫外線波長，例如365nm，以及深紫外線波長，例如從KrF準分子激光器獲得的248nm波長、從ArF準分子激光器獲得的193nm和從氟激光器獲得的157nm波長。這些短波長的引入導致了很多額外的困難。
在光學數(shù)據(jù)載體的掃描裝置中已經(jīng)采用了或者將在不遠的將來采用短波長輻射，例如，所述掃描裝置可以是緊致光盤(CD)、數(shù)字通用盤(DVD)、高清晰DVD(HD-DVD)或藍光光盤(BD)的母盤制作工具或讀/寫裝置。需要采用短波長輻射來解決大容量存儲系統(tǒng)的蝕坑要求。
在降低所采用的波長時要克服的一個主要困難在于缺乏適于以這些短波長工作的光學元件。光學元件通常由固體材料，例如光學玻璃構成。而且，在深紫外線區(qū)透明的固體材料的數(shù)量非常有限。例如，在157nm處，CaF2是唯一透明到足以滿足光刻應用的固體材料。盡管已經(jīng)由其制作出了透鏡，但是這種材料造價高昂，并且具有雙折射特性。尤其是雙折射會給具有良好光學性能的光學系統(tǒng)的設計帶來困難。此外，只具有一種類型的材料嚴重地限制了光學設計的自由度。由于能夠使用的固體材料的數(shù)量非常有限，因而對于基于深紫外線波長的光學系統(tǒng)而言，經(jīng)常采用的備選方案是采用光學反射元件。但是通常難以制作出具有良好光學性能的光學反射元件。
例如，目前可以從US6369954了解到針對可見光的固體光學元件備選方案。這一專利描述了基于電潤濕效應的、針對可見光波長的可變焦距透鏡。將兩種非混相流體局限在一個密封空間內(nèi)。非混相(immiscible)一詞是指兩種流體不相混合。第一流體為電絕緣體，而第二流體則導電。在所述密封空間內(nèi)提供排斥第二流體的疏水區(qū)域和吸引第二流體的親水區(qū)域，從而將所述流體定位在所述密封空間內(nèi)。此外，所述流體還具有不同的折射率。
現(xiàn)有技術無法為紫外線輻射透鏡提供良好的性能和寬廣的光學設計自由度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采用短波長，例如，采用處于紫外線波長范圍內(nèi)的射線工作的光學元件，其具有良好的性能和寬廣的光學設計自由度。上述目的是通過根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置實現(xiàn)的。
本發(fā)明涉及適用于紫外線輻射的光學元件，其包括至少含有第一流體和第二流體的流體室，所述第一和第二流體在與所述光學元件的光軸交叉地延伸的彎月面上相互接觸，所述第一和第二流體是非混相的，其中，所述流體中的至少一種是基本透明的，從而使所述光學元件相對于紫外線輻射具有至少20％的透明度。所述相對于紫外線輻射的透明度可以處于20％到99.9999％之間。所述光學元件還可以包括至少部分反射的材料，所述材料位于相對于光學元件的光軸橫向延伸的彎月面上。所述第一流體或第二流體之一可以是氣體。所述第一流體和第二流體可以是基本透明的，使得所述光學部件具有處于20％和99.9999％之間的透明度。光學元件的透明度是指光學元件沿入射輻射的光路的透明度。基本透明是指第一流體和/或第二流體充分透明，使得光學元件的透明度處于這樣的范圍，其下限為20％，優(yōu)選為50％，更優(yōu)選為75％，更優(yōu)選為90％，更優(yōu)選為95％，其上限為99％，優(yōu)選為99.9％，更優(yōu)選為99.99％，更優(yōu)選為99.999％，更優(yōu)選為99.9999％。所述的對光學元件的透明度的限制可以對處于上限為380nm、370nm、350nm、320nm、300nm、280nm或250nm，下限為240nm，優(yōu)選為220nm，更優(yōu)選為190nm，更優(yōu)選為170nm，更優(yōu)選為150nm，更優(yōu)選為100nm，更優(yōu)選為7nm的范圍內(nèi)的波長有效。所述的對光學元件的透明度的限制可以在深紫外線輻射范圍內(nèi)有效。所述流體室可以包括沿光軸的紫外線透明窗口。每一所述第一和第二流體可以具有折射率，其中，所述第一流體的折射率可以不同于所述第二流體的折射率，以獲得聚焦效應。獲得聚焦效應可以實現(xiàn)入射紫外線輻射的會聚，或入射紫外線輻射的發(fā)散。第一流體可以是水流體，第二流體可以是非水流體，其中，所述第一流體和第二流體可以相對于流體室的疏水表面區(qū)域定位。所述光學元件還可以包括用于調(diào)整彎月面的形狀的裝置。所述用于調(diào)整所述彎月面的形狀的裝置可以包括至少一個第一電極和至少一個第二電極，以及用于向所述至少一個第一電極和至少一個第二電極之間施加電壓的電壓源。
本發(fā)明還涉及用于在圖像平面內(nèi)投射對象的投影設備，所述設備包括至少一個適用于紫外線輻射的光學元件，所述光學元件包括至少含有第一流體和第二流體的流體室，所述第一流體和第二流體在與所述光學元件的光軸交叉地延伸的彎月面上相互接觸，所述流體是非混相的，其中，所述流體中的至少一種是基本透明的，從而使所述光學元件相對于紫外線輻射具有至少20％的透明度。所述光學元件的相對于紫外線輻射的透明度可以處于20％和99.9999％之間。所述投影設備可以是用于執(zhí)行光刻工藝步驟的工具。所述投影設備可以是用于讀/寫數(shù)據(jù)載體的數(shù)據(jù)載體讀取或寫入工具。所述數(shù)據(jù)載體可以是緊致光盤、數(shù)字通用盤或藍光光盤中的任何一種。
本發(fā)明還涉及用于創(chuàng)建母盤模的數(shù)據(jù)載體母盤制作工具，所述母盤制作工具包括用于提供覆蓋有感光層的襯底的裝置；以及用于將激光束聚焦在所述感光層上的聚焦裝置，所述聚焦裝置包括至少一個適用于UV輻射的光學元件，所述光學元件包括至少含有第一流體和第二流體的流體室，所述第一和第二流體在與所述光學元件的光軸交叉地延伸的彎月面上相互接觸，所述第一和第二流體是非混相的，其中，所述流體中的至少一種是基本透明的，從而使所述光學元件相對于紫外線輻射具有至少20％的透明度。所述光學元件的相對于紫外線輻射的透明度可以處于20％和99.9999％之間。
本發(fā)明還涉及紫外線激光系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括適用于紫外線輻射的光學元件，所述光學元件包括至少含有第一流體和第二流體的流體室，所述第一和第二流體是非混相的，所述第一和第二流體在彎月面上相互接觸，并且所述流體中的至少一種是基本透明的，從而使所述光學元件相對于紫外線輻射具有至少20％的透明度，其中，至少部分反射的材料位于與所述光學元件的光軸交叉地延伸的彎月面處。所述光學元件的相對于紫外線輻射的透明度可以處于20％和99.9999％之間。
本發(fā)明還涉及根據(jù)光刻方法制造的裝置，所述方法包括采用紫外線輻射射束照射覆蓋有感光層的襯底，采用適用于紫外線輻射的光學元件聚焦所述紫外線輻射射束，所述光學元件包括至少含有第一流體和第二流體的流體室，所述第一流體和第二流體在與所述光學元件的光軸交叉地延伸的彎月面上相互接觸，所述流體是非混相的，并且所述流體中的至少一種是基本透明的，從而使所述光學元件相對于紫外線輻射具有至少20％的透明度，對所述感光層顯影，去除顯影后的材料或未受到顯影的材料。所述光學元件的相對于紫外線輻射的透明度可以處于20％和99.9999％之間。
本發(fā)明還涉及借助采用紫外線輻射的光刻制造裝置的方法，所述方法包括采用紫外線輻射射束照射覆蓋有感光層的襯底，采用適用于紫外線輻射的光學元件聚焦所述紫外線輻射射束，所述光學元件包括至少含有第一流體和第二流體的流體室，所述第一流體和第二流體在與所述光學元件的光軸交叉地延伸的彎月面上相互接觸，所述流體是非混相的，并且所述流體中的至少一種是基本透明的，從而使所述光學元件相對于紫外線輻射具有至少20％的透明度。所述光學元件的相對于紫外線輻射的透明度可以處于20％和99.9999％之間。所述方法還可以包括，在采用紫外線輻射射束照射覆蓋有感光層的襯底之后，對所述感光層顯影，以及去除顯影后的材料或未受到顯影的材料。
本發(fā)明還涉及借助采用紫外線輻射的光學母盤制作來制造光學數(shù)據(jù)載體母盤的方法，所述方法包括為載體提供感光層，并采用適用于紫外線輻射的光學元件將紫外線射束聚焦在所述載體上，所述光學元件包括至少含有第一流體和第二流體的流體室，所述第一流體和第二流體在與所述光學元件的光軸交叉地延伸的彎月面上相互接觸，所述流體是非混相的，并且所述流體中的至少一種是基本透明的，從而使所述光學元件相對于紫外線輻射具有至少20％的透明度。所述光學元件的相對于紫外線輻射的透明度可以處于20％和99.9999％之間。
本發(fā)明的優(yōu)點在于，相對于現(xiàn)有技術中適用于紫外線輻射的光學元件而言，所述光學元件受到雙折射的影響更小。
本發(fā)明的優(yōu)點還在于，能夠以更低的成本和相對簡單的構造獲得適用于紫外線輻射的光學元件。
本發(fā)明的具體實施例的優(yōu)點還在于，能夠在不需要可移動機械元件的情況下獲得具有可調(diào)光學特性，例如，具有可切換焦距的適用于紫外線輻射的光學元件。通過這種方式，可以減少磨損。
本發(fā)明實施例的光學元件的優(yōu)點還在于，它們不是只促使了一種材料的使用，而是促使了一個新的類別的材料的使用，即UV透明流體的使用，從而為UV光學部件提供了更高的光學設計自由度。
本發(fā)明的具體實施例的優(yōu)點還在于，能夠獲得允許校正光學象差的適用于紫外線輻射的光學元件。
在附加的獨立權利要求和從屬權利要求中限定了本發(fā)明的具體和優(yōu)選方面。來自從屬權利要求的特征可以與獨立權利要求的特征結合，而且可以酌情與其他從屬權利要求的特征結合，而不只是像權利要求中明確陳述的那樣。
通過本發(fā)明的教導，能夠設計出改進的用于引導紫外線波長范圍內(nèi)的輻射的設備。
通過下文結合附圖給出的具體實施方式
，本發(fā)明的這些和其他特點、特征和優(yōu)點將變得顯而易見，其中附圖通過舉例的方式示出了本發(fā)明的原理。所給出的說明的目的僅在于舉例，而不是對本發(fā)明的范圍加以限制。下文引用的附圖標記用于參考附圖。


圖1a是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的、作為凸透鏡的、適于紫外線輻射的光學元件的垂直截面。
圖1b是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的、作為凹透鏡的、適于紫外線輻射的光學元件的垂直截面。
圖2a是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的、作為凸透鏡的、適于紫外線輻射的、具有親水鉗制彎月面的光學元件的垂直截面。
圖2b是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的、作為凹透鏡的、適于紫外線輻射的、具有親水鉗制彎月面的光學元件的垂直截面。
圖3示出了可以應用于根據(jù)本發(fā)明的實施例的流體紫外線透鏡中的環(huán)辛烷的結構式。
圖4示出了本發(fā)明的實施例中采用的水或改性水在紫外線波長范圍內(nèi)的吸收特性。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的、適用于紫外線輻射的反射鏡的例子。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的、適用于紫外線輻射的反射鏡的備選例子。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的、基于電潤濕效應的、具有可調(diào)焦距的紫外線輻射光學元件的例子。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的可用于象差校正的紫外線輻射光學元件的例子。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的、基于靜壓差的、具有可調(diào)焦距的、紫外線輻射光學元件的例子。
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的、用于光學數(shù)據(jù)載體的紫外線讀/寫裝置或母盤制作裝置。
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的用于采用紫外線輻射執(zhí)行光刻的光刻系統(tǒng)。
圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的、適用于紫外線輻射的、采用部分反射鏡的紫外線激光系統(tǒng)。
在不同的附圖中，采用相同的附圖標記表示相同或類似的部分。
具體實施例方式
在下文中將相對于具體實施例并參考某些附圖描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于此，而是由權利要求限定。不應將權利要求中的附圖標記視為限制范圍。所示附圖只是示意性的，并非是限制性的。在附圖中，出于舉例說明的目的，可能夸大了某些元件的尺寸，而不是按比例描繪的。本說明書和權利要求中采用的“包括”一詞并非意在排除其他元件或步驟。如果在涉及單數(shù)名詞時采用了諸如“一”、“一個”、“該”等非定冠詞或定冠詞，那么其包括所述名詞的復數(shù)，除非另行明確說明。
此外，在說明書和權利要求中采用第一、第二、第三等詞語的目的在于區(qū)分類似的元件，而未必在于描述序列或時間順序。應當理解，在適當?shù)那闆r下可以對這些詞語互換，而且文中描述的本發(fā)明的實施例能夠以除了文中的文字說明和圖示以外的順序操作。
此外，說明書和權利要求中采用的“在……上”、“在……下”等詞語僅用于描述的目的，而未必用于說明相對位置。應當理解，在適當?shù)那闆r下可以對這些詞語互換，而且文中描述的本發(fā)明的實施例能夠以除了文中的文字說明和圖示以外的取向操作。
術語“親液”(吸附液體)和“疏液”(排斥液體)描述了表面變得被液體潤濕的傾向。術語親水和疏水是指液體含水的特例，并且分別指對水溶液或水具有吸引力或排斥力。例如，在下述說明中，分別采用基于水的流體和不基于水的流體作為極性和非極性流體。因而，有時會采用術語疏水和親水。但是，應當理解可以采用任何流體和表面的組合來分別提供極性和非極性與疏液/親液效果的必要組合。
流體是這樣一種物質，其響應于任何力而改變其形狀，并且傾向于流動或順應容室的輪廓，其包括氣體、液體、蒸汽以及能夠流動的固體和液體的混合物。
在第一實施例中，本發(fā)明涉及光學元件100，可以將其用于紫外線光，例如深紫外(UV)光，或者用于處于其波長范圍內(nèi)的輻射。紫外線輻射通常是指處于380nm和7nm之間的波長范圍內(nèi)的電磁輻射，而深紫外線輻射通常是指處于250nm和7nm之間的波長范圍內(nèi)的電磁輻射。典型地，將本發(fā)明應用于經(jīng)常在光學工具中采用的紫外線波長，例如但不限于248nm、193nm和157nm。圖1a到圖2b示出了光學元件100的例子，其適用于諸如深紫外線輻射或處于其波長范圍內(nèi)的輻射的紫外線輻射。光學元件100包括含有至少兩種流體104和106的流體室102。通過室壁界定流體室102，使與光軸112交叉的前壁108和后壁110的至少部分相對于諸如深紫外線光的紫外線光透明。根據(jù)所采用的具體波長，所述透明材料可以是，例如，石英或氟化鈣(CaF2)。對于波長為157nm的光而言，CaF2是唯一的一種已知的充分透明的固體物料。盡管CaF2受到雙折射的影響，但是這種影響明顯低于對固體CaF2透鏡造成的干擾，因為前壁108垂直于系統(tǒng)的光軸，因而能夠避免雙折射作用，并且后壁110只具有有限的厚度，因而對于并非垂直于后壁110入射的光線而言限制了干擾。
在本實施例中，所采用的兩種流體104和106對于所采用的諸如深紫外線輻射或處于其波長范圍內(nèi)的輻射的紫外線輻射而言基本是透明的。流體104和106的透明度使得光學元件對于入射輻射具有處于下述范圍內(nèi)的透明度，所述范圍的下限為20％，優(yōu)選為50％，更優(yōu)選為75％，更優(yōu)選為90％，更優(yōu)選為95％，所述范圍的上限為99％，優(yōu)選為99.9％，更優(yōu)選為99.99％，更優(yōu)選為99.999％，更優(yōu)選為99.9999％。光學元件的透明度是指沿入射輻射的光路的透明度。換言之穿過光學元件后的輻射強度相對于其入射到光學元件上之前的輻射強度而言可能最多下降至20％，優(yōu)選下降至50％，更優(yōu)選下降至75％，更優(yōu)選下降至90％，更優(yōu)選下降至95％。在用于諸如深UV輻射的UV輻射或處于其波長范圍內(nèi)的輻射的光學元件中采用的第一流體104可以是，例如但不限于，水或基于水的流體，例如去離子(DI)水，更優(yōu)選為具有降低吸收的附加表面活性劑的DI水，其至少對低至180nm的波長的UV輻射具有足夠的透明度。圖4示出了用方塊表示的DI水的吸收特性和用圓點表示的具有附加表面活性劑的DI水的吸收特性的概況。所采用的第二流體106對于諸如深紫外線(DUV)的UV或其特定波段也具有足夠的透明度。第二流體106的例子是環(huán)辛烷，圖3示出了其結構式。環(huán)辛烷是無色液體，其可以通過易于通過丁二烯的二聚化獲得的1，5-環(huán)辛二烯的催化氫化形成。環(huán)辛烷在257nm的波長處具有2.44cm-1的吸收系數(shù)，其隨著波長的變短而增大。本發(fā)明中采用的流體104和106可以具有處于某一范圍內(nèi)的吸收系數(shù)，所述范圍的上限為10cm-1，優(yōu)選為5cm-1，更優(yōu)選為2cm-1，更優(yōu)選為1cm-1，更優(yōu)選為0.7cm-1，所述范圍的下限為0.5cm-1，優(yōu)選為0.2cm-1，更優(yōu)選為0.1cm-1，更優(yōu)選為0.05cm-1，更優(yōu)選為10-6cm-1。后面的對吸收系數(shù)的限制在上限為250nm、280nm、300nm、320nm、350nm、370nm或380nm，下限為240nm，優(yōu)選為220nm，更優(yōu)選為190nm，更優(yōu)選為170nm，更優(yōu)選為150nm，更優(yōu)選為100nm，最優(yōu)選為7nm的波長范圍內(nèi)有效。
流體室102內(nèi)的兩種流體104和106是不混溶或非混相的，即兩種流體不混合。例如，可以選擇流體室的前壁或后壁作為與一種水流體結合的親水壁，從而使所述水流體附著于選定的壁，由此實現(xiàn)流體的定位。優(yōu)選將兩種流體104和106設置為具有基本相等的密度。最大的容許密度差與透鏡直徑密切相關。所述密度應當相等至使由于重力導致的光學象差能夠忽略不計的程度。通過這種方式，適用于UV輻射的光學元件能夠獨立于取向而工作，即不受兩種流體104和106之間的重力作用的影響。這通常是由適當選擇流體104和106實現(xiàn)的。可以通過向一種流體中添加增大或降低密度的分子成分而改變其密度，從而與另一種流體的密度匹配。
將兩種流體104和106之間的接觸區(qū)域稱為彎月面114。彎月面114與光學元件100的光軸112交叉地延伸。交叉一詞是指彎月面114與光軸112相交，即其越過光軸112延伸，并且其不平行于光軸112。在本發(fā)明中，改變彎月面114的曲率的各種方式均包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。下面將討論兩個例子，但是本發(fā)明不限于此。改變彎月面114的曲率以及由此改變對應的焦距的第一種方式是改變流體104和106的界面張力。從理論上講，假設流體的密度是相等的，那么彎月面總是球面?？梢酝ㄟ^，例如，向流體內(nèi)引入表面活性劑來改變界面張力，或者在采用極性流體的情況下通過電壓影響界面張力之一，由此改變彎月面114的接觸角，進而改變彎月面114的形狀。能夠容易地實現(xiàn)因子為2的界面張力的降低。圖1a和1b示出了基于不同界面張力的具有不同彎月面形狀的流體透鏡的兩個例子。
或者，可以將彎月面鉗制在設置于流體室室壁的某些區(qū)域上的親水區(qū)域118的邊緣處，而不管界面張力如何。在這種備選方案中，流體之一為水流體，而另一種流體為非水流體。那么，彎月面114的周界116，即彎月面114接觸流體室102的室壁的部分與位于固定位置的室壁表面，即位于表面可濕性發(fā)生突變的位置處的室壁表面接觸。由可濕性決定室壁上的不同區(qū)域和不同流體之間的相互作用。可濕性是指某一側被潤濕，即被流體覆蓋的程度。例如，如果第一流體104為水極性流體，第二流體106為非水流體，那么親水部分將吸引水流體，而不吸引非水流體。在這種情況下，彎月面114的曲率由所提供的每種流體的量或體積決定。圖2a和2b示出了具有不同彎月面形狀的UV流體透鏡的兩個例子。其中標示出了彎月面周界116、親水區(qū)域118和疏水區(qū)域120。
流體之一可以是氣體，所述氣體可以是在紫外線中，例如在深紫外線中透明的任何氣體。優(yōu)選選擇所采用的氣體、氣體條件和流體的組合，從而使光學元件的誤差量盡可能小。此外，由于重力導致的光學象差的量將取決于光學元件的尺寸和形狀。例如，所述氣體可以是對于超紫外輻射透明的氣體，例如，純化的氬氣、氮氣、氦氣或其混合物。通常，這些氣體對于波長小于200nm，小于150nm，小于50nm，小于20nm，甚至小于10nm的UV輻射都具有非常高的透明度。所容許的壓強能夠使得所述氣體仍然保持非常高的透明度。例如，所述壓強可以位于1200mbar和5mbar之間，位于1200mbar和50mbar之間或者1200mbar和500mbar之間，但是本發(fā)明不限于此。氧污染可能降低UV透明度，因而優(yōu)選對所述氣體純化，使之僅含有非常低的量的氧，例如，幾個ppm，甚至不含有氧。例如，在采用氧含量低于1ppm的干氮時，能夠在157nm處獲得低于2.10-4cm-1的吸收系數(shù)。
在本實施例中，兩種流體104和106還具有不同的折射率。對于所給出的采用了水和環(huán)辛烷的例子而言，例如，從J.Vac.Sci.Technol.B17(1999)p3306-3309可以知道其折射率分別為1.38和1.51。在兩種流體104和106之間的不同折射率以及彎月面114的曲率的作用下，彎月面114將起到透鏡表面的作用。如果流體之一為氣體，那么可以獲得大折射率差。
圖1a和圖2a示出了具有凸形彎月面114的光學元件100。如果從光軸上位于彎月面114的上游的部分來看彎月面114的表面是凹陷的，那么將第一流體104和第二流體106之間的彎月面114稱為凸的。如果n104＞n106，那么光學元件100將起著凸透鏡的作用。入射到光學元件100上的光線穿過前壁108的透明部分，并入射到彎月面114上。彎月面114實現(xiàn)了將光線聚焦在焦點122上。圖1b和2b示出了具有凹透鏡表面的光學元件，因而入射到光學元件100的彎月面114上的光線是被發(fā)散的。由方程[1]確定與本實施例中所述的適用于UV輻射的光學元件的彎月面114相對應的焦距“f”，即1f=(n106n104-1)(-1R)---[1]]]>其中，n104是指第一流體104的折射率，n106是指第二流體106的折射率，R是指彎月面114的曲率半徑?？梢钥闯?，光學元件100的焦距f不僅取決于所采用的材料的折射率n104和n106，還取決于彎月面114的曲率半徑R。根據(jù)所采用的系統(tǒng)，當彎月面形狀取決于流體的界面張力的情況下，可以通過改變流體104和106之一的表面張力特性或室壁的表面張力來改變曲率半徑R，當彎月面受親水涂層鉗制的情況下，可以通過改變流體104和106的相對體積而改變曲率半徑R。通過這種方式，能夠獲得適用于諸如深UV輻射或處于其波長范圍內(nèi)的輻射的UV輻射的流體透鏡，在制作過程中可以對所述流體透鏡進行調(diào)諧，使之具有適當?shù)墓鈱W特性。通過選擇折射率n104和n106以及根據(jù)所采用的系統(tǒng)選擇流體104和106的表面張力特性或流體104和106的體積，能夠獲得凸透鏡或凹透鏡，從而實現(xiàn)對一種或多種紫外線輻射波長的會聚或發(fā)散。應當注意，公式[1]中給出的焦距只表現(xiàn)了彎曲的彎月面表面的效果，還要針對折射率的絕對值和流體體積的厚度對其加以調(diào)整，這是本領域技術人員公知的。
第二實施例描述了適用于諸如深紫外線輻射或處于其波長范圍內(nèi)的輻射的紫外線輻射的反射鏡200，其以第一實施例中描述的光學元件為基礎，即包括至少含有兩種流體104和106的流體室102，所述流體104和106具有與第一實施例中相同的特性，由此在兩種流體104和106之間的界面上提供反射材料202。圖5示出了這一實施例。如果所述光學元件僅起著基于額外的反射材料202的反射鏡的作用，那么不要求兩種流體104和106具有不同或明顯不同的折射率。通過在兩種流體104和106之間的界面上提供反射材料202，形成了反射鏡的反射部分?？梢詫⒎瓷洳牧?02設置為只能部分反射，或者能夠進行高度反射，例如，具有大于90％，乃至大于98％的反射率。如果只對所照射的UV輻射的反射部分感興趣，那么只要UV輻射在抵達反射材料202之前所穿過的流體104基本上是UV透明的就足夠了。也就是說流體104的透明度使得光學元件對于入射輻射具有處于下述范圍內(nèi)的透明度，所述范圍的下限為20％，優(yōu)選為50％，更優(yōu)選為75％，更優(yōu)選為90％，更優(yōu)選為95％，所述范圍的上限為99％，優(yōu)選為99.9％，更優(yōu)選為99.99％，更優(yōu)選為99.999％，更優(yōu)選為99.9999％。在這種情況下，流體室的后壁不需要是透明的。因而，輻射通過流體室102的透明壁部分進入光學元件，穿過第一流體104，并在反射材料202處受到反射，并再次穿過第一流體104，從而通過透明壁部分離開流體室102。此外，對于沿特定取向使用的光學元件而言，如果未穿過的流體106通過(例如)電潤濕作用或通過(例如)重力作用得到了良好的定位，那么可以采用氣體作為UV輻射透明流體104。例如，所述氣體可以是對于超紫外輻射透明的氣體，例如，純化的氬氣、氮氣、氦氣或其混合物。通常，這些氣體對于波長小于200nm，小于150nm，小于50nm，小于20nm，甚至小于10nm的UV輻射都具有非常高的透明度。所容許的壓強一方面使得所述氣體仍然能夠保持相當高的透明度，另一方面能夠使另一種流體不易于蒸發(fā)。如在第一實施例中所述，優(yōu)選減小所述氣體的氧污染。在本實施例中采用氣體作為UV輻射透明流體實現(xiàn)了光學元件中的低吸收，即使對于EUV范圍的極低波長亦如此。但是，如果所采用的流體104和106二者對于諸如深紫外線輻射或處于其波長范圍內(nèi)的輻射的紫外線輻射都是透明的，那么不管對于凸反射鏡還是凹反射鏡就都能夠容易地選擇材料了。此外，對于部分反射反射鏡，即反射部分入射UV輻射并透射剩余部分的入射UV輻射的反射鏡而言，要求兩種流體104和106都是UV透明的，例如，都是對深UV透明的。位于兩種流體104和106之間的界面處，即位于彎月面114上的反射材料202可以采取多種形式，例如，其可以包括金屬納米顆粒、金屬流體狀膜(MELLF)或位于有機聚合物上的薄金屬層，這些是本領域技術人員公知的。Yockell-Lelièvre等人在Applied Optics vol.42(2003)p1882中給出了有關怎樣在彎月面114上覆蓋涂有有機配體的金屬納米顆粒的更為詳盡的描述。所述顆粒在彎月面114上自組裝。因而，本發(fā)明包括采用自組裝反射顆粒，以形成反射表面。例如，Laird等人在ProceedingsSPIE vol.4839(2003)p733中更詳細地描述了由覆層銀納米顆粒構成的金屬液體狀膜(MELLF)的應用。所述銀納米顆粒部分涂有有機配體，因而所述顆粒在水相中不再穩(wěn)定，并自發(fā)地在水-有機物界面處組裝。因而MELLF形成了非常緊密地依循所述表面的極薄層，從而實現(xiàn)了對反射表面地精確控制。其可以是單原子層，因而，在形成該層之后，其他顆粒將不具有存留在該層的附近的傾向。用于UV和深UV的納米顆粒應當具有大反射率，從而生成UV和深UV區(qū)的鏡面。因此，所述納米顆?？梢酝坑兄T如多層電介質涂層的附加UV反射層，例如，深UV反射層。
圖6示出了另一備選構造UV反射鏡250，其將UV反射表面252與在本發(fā)明的第一實施例中描述的流體UV透鏡100結合起來。在圖6所示的實施例中，UV反射表面252可以是平面反射表面，但是本發(fā)明不限于此。例如，UV反射表面252可以是UV反射金屬層。流體透鏡100的經(jīng)過造型的彎月面114與平面反射表面252結合提供了與彎曲反射表面相同的光學效果。通過選擇流體UV透鏡100的彎月面114的形狀，能夠在制造過程中選擇所得的UV反射鏡250的曲率半徑。第二實施例的優(yōu)點在于能夠在不對所采用的材料帶來嚴重限制的情況下選擇UV反射鏡200和250的形狀。
在本發(fā)明的第三實施例中，將基于在先前實施例中描述的光學元件描述諸如反射鏡或透鏡的光學元件，由此提供了用于調(diào)整光學特性，即在制造之后調(diào)整光學特性的附加裝置。通過這種方式，獲得了適用于諸如深UV輻射或處于其波長范圍內(nèi)的輻射的UV輻射的可變或可調(diào)光學元件300和350。圖7、圖8和圖9示出了一些例子。在可變光學元件所指的諸如透鏡的光學元件中，可以對一種或多種特性進行可控調(diào)整，例如，其中，可以改變光學元件的焦距或反射/反射表面的位置?？梢圆捎脦追N類型的裝置來調(diào)整光學元件的特性，例如，利用流體光學元件中的電潤濕作用，基于施加電壓實現(xiàn)調(diào)整的裝置，或者基于改變流體光學元件中的流體的流體靜壓強來調(diào)整特性的裝置。
圖7示出了一種具有用于調(diào)整諸如聚焦距離的光學特性的裝置的可調(diào)光學元件，所述裝置以適用于UV輻射的流體光學元件的電潤濕作用的應用為基礎，以改變彎月面114的構造。典型地，流體104和106之一，例如第一流體104必須是導電流體，以實現(xiàn)電潤濕作用。圖7所示的例子中的調(diào)整裝置包括用于影響彎月面形狀的第一電極302，第一電極302不與導電流體104導電接觸，例如，其位于流體室102的內(nèi)表面之外，例如如圖7所示，其所處的位置可以對應于彎月面114與流體室102的表面接觸的點。所述調(diào)整裝置還包括與極性流體104直接接觸或電容耦合的第二電極304。第一電極302可以在彎月面114的周界附近延伸?；蛘?，第一電極302可以是位于流體室102內(nèi)或附近并處于非導電的第二流體106一側的電極，圖7中未示出這種情況。從可變電壓源306通過電極302和304跨越第一極性流體104施加電壓。通過施加這一電壓，改變了第一極性流體104與流體室的室壁之間的相互作用，從而導致了兩種流體104和106之間的接觸角的變化，因而導致彎月面114的形狀的變化，例如如圖7中由虛線表示的改變后的彎月面114′所示。換言之，在第一和第二電極302和304之間施加電壓實現(xiàn)了將極性流體104更多或更少地引向第一電極302，因而影響了極性流體與流體室的室壁之間的相互作用，進而影響了彎月面的位置和形狀。通過調(diào)整彎月面114的形狀，能夠改變由適用于UV輻射的可變光學元件300提供的透鏡或反射鏡功能。這一點可以從方程[1]中看出電潤濕作用允許改變光學元件的彎月面114的曲率，從而改變焦距f。如果表面的可濕性最初較小，即所述表面是我們通常稱之為疏液表面的表面，例如，類似特氟隆的表面，那么在流體易受電壓影響的情況下可以采用電壓使其可濕性變大。如果可濕性最初較大，即所述表面是我們通常稱之為親液表面的表面，例如，二氧化硅表面，那么施加電壓將具有相對較小的作用。因此，在這種電潤濕裝置中，彎月面114優(yōu)選最初與疏水層接觸。此外，通過改變第一電極302的位置，能夠獲得彎月面114的其他備選位置和形狀。類似地，通過添加附加的電極，能夠使彎月面114的形狀從球面變化為任何適當形狀。在專利申請EP04101341.8中針對可見電潤濕流體透鏡對后者給出了更為詳細的說明。應當注意，根據(jù)兩種流體之間的折射率的差，可以通過彎月面114的不同移動量實現(xiàn)所建立的透鏡光學能力的差異。
在圖8中示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的、用于調(diào)整光學元件的彎月面114的更為復雜的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括多個第一電極312a到312j，每一第一電極都是UV透明的，例如由氧化銦錫制成。此外，將所述多個第一電極312a到312j的每者連接至電壓源(圖8中未示出)，從而有可能將不同的電壓施加到不同的第一電極312a到312j上。通過為所述多個第一電極312a到312j選擇適當?shù)碾妷海軌颢@得適于向系統(tǒng)的UV輻射射束中引入預期光學象差的任何形狀。在特定的設計(圖8中未示出)中，所述光學元件可以具有基本為圓柱形的流體室，可以將所述多個第一電極312a到312j構造為環(huán)形，所述環(huán)形是相對于系統(tǒng)的光軸112同心設置的，所述第一電極312a到312j是具有垂直于光軸112的平面的薄板。通?？梢圆捎帽緦嵤├南到y(tǒng)實現(xiàn)DUV范圍內(nèi)的象差校正?？梢栽?，例如但不限于，處理光學數(shù)據(jù)載體的系統(tǒng)中，例如在母盤制作工具或讀/寫裝置中采用這樣的象差校正系統(tǒng)。所述光學元件向光學系統(tǒng)的UV光束中引入了諸如球面象差和/或彗形象差的光學象差，以補償由光學數(shù)據(jù)載體上的透明層引起的相應象差，尤其是就光學數(shù)據(jù)載體的傾斜誤差或定心誤差而言。
圖9示出了用于調(diào)整適用于UV輻射的備選光學元件350的光學性質的備選裝置，所述裝置是以兩種流體104和106之間的彎月面114上的流體靜壓強為基礎的。例如，通過向流體室的室壁引入親水區(qū)域或通過流體室102的特殊形狀將彎月面鉗制到室壁上。假設固定了彎月面114的周界116，對于每種流體104和106而言，由存在于流體室內(nèi)的流體的量決定彎月面114的形狀。因此，在這一備選方案中，用于調(diào)整光學特性的裝置包括至少一個泵352，以改變彎月面114上的流體靜壓強。將所述至少一個泵352連接至流體室102，所述泵352被設置為向或從流體室102泵送或抽吸一定量的流體104和106中的一種或多種。泵352可以是適于為流體室102內(nèi)的流體104和106提供不同的壓強的任何類型的泵。其可以是但不限于機械泵。例如，在圖9中，示出了泵352，其被設置為同時增大流體104的體積，降低流體106的體積，反之亦然，以保持兩種流體在室102內(nèi)具有相同的總體積。結果，由于將彎月面的周界116鉗制在了室表面上，因而將改變彎月面114的形狀。例如，如果向室102添加了額外的流體104，那么沿著從流體104朝向流體106的方向看，彎月面114的形狀可能變得更為凸起，即，形成了改變后的彎月面114″。或者，如果添加了額外的流體106，那么彎月面114的形狀可能變化為改變后的彎月面114′，即沿著從流體104到流體106的方向看，彎月面變得凹入。應當認識到，通過改變室102內(nèi)的流體104和106的體積，能夠使彎月面形狀從凸起變?yōu)槠矫?，再到凹陷。在專利申請EP03101328.7中提供了有關基于改變流體靜壓強來改變可變光學元件的光學特性的更為詳細的討論及其應用?？梢灶A期，當彎月面114形成了半球面時將產(chǎn)生彎月面形狀的最大曲率。但是，應當認識到可能會存在彎月面114發(fā)生移動的閾值壓強，此時當壓強變得很大從而克服了彎月面114的鉗制作用時，將造成彎月面的位置發(fā)生移動。這樣的閾值壓強取決于鉗制彎月面周界116的方式，例如，所述方式可以借助彎月面周界116附近的可濕性的變化幅度、流體間的界面張力、室直徑和室形狀。例如，在上述實施例中，彎月面114通過表面的可濕性的變化而得到固定的定位。但是，應當意識到，可以采用其他技術固定或鉗制彎月面周界116的位置。應當注意，如果不存在親水涂層，那么彎月面將在不改變形狀的情況下易于沿室壁發(fā)生移動。可以將這種方案用作調(diào)焦方式。
在第四實施例中，本發(fā)明涉及任何前述實施例中描述的光學元件在采用諸如深UV輻射或處于其波長范圍內(nèi)的輻射的UV輻射的光學系統(tǒng)中的使用。這樣的光學系統(tǒng)可以是用于光學數(shù)據(jù)載體的基于UV的母盤制作工具或讀/寫裝置或者基于UV的光刻系統(tǒng)。圖10示出了包括在任何前述實施例中描述的光學元件的適用于UV輻射的光掃描裝置500，即母盤制作或讀/寫工具。光學掃描裝置500是用于掃描光學數(shù)據(jù)載體502，從而從/向載體502讀取和/或寫入信息的裝置。這樣的基于UV的光掃描裝置500可以與各種數(shù)據(jù)載體格式兼容，例如CD格式、DVD格式和BD(藍光光盤)格式。諸如深UV輻射的UV輻射的使用能夠滿足高容量存儲系統(tǒng)的蝕坑要求。通常，每一光學數(shù)據(jù)載體502將包括透明層504，其一側設有信息層506。信息層506的面向遠離透明層504的一側受到保護層508的保護，從而免受外界影響。將面向裝置500的透明層504的一側稱為入射面?？梢圆扇』景凑掌叫小⑼幕蚵菪斡涗浀涝O置的可光學探測的標記的形式將信息存儲在數(shù)據(jù)載體502的信息層506中。這些標記可以具有任何可光學讀取的形式。例如，圖示的系統(tǒng)包括針對每種類型的光學數(shù)據(jù)載體或者針對有待寫入/讀取的不同數(shù)據(jù)標記類型的獨立的輻射源520a、520b和520c。每一輻射源520a、520b和520c適用于提供用于掃描相關光學數(shù)據(jù)載體的正確波長的電磁輻射，因而至少一個輻射源為紫外線輻射源，例如，深紫外線輻射源。但是，應當認識到，在其他實施例中，可以采用能夠調(diào)諧至UV輻射的單個可調(diào)諧光源替代圖示的三個源。來自每一光源520a、520b和520c的光穿過對應的預準直透鏡522，通過光柵524，并經(jīng)由將光朝向光學數(shù)據(jù)載體502反射的相應分束器540、542和544進入輻射束路徑。之后，所述光穿過準直透鏡530，并受到折疊式反射鏡532的反射，從而通過四分之一波片534，進入物鏡536。入射到物鏡536上的光應當具有準直束的形式，因而物鏡536將準直輻射束轉化為會聚射束，并使其入射到光學數(shù)據(jù)載體502的信息層506上。之后，來自光學數(shù)據(jù)載體502的信息層506的光反向通過系統(tǒng)，包括穿過每一相關分束器540、542和544透射(不受反射)，通過伺服透鏡546，最終被探測器548探測。典型地，為了校正用于掃描每一相應數(shù)據(jù)載體的電磁輻射的不同波長，移動準直透鏡530(如雙頭箭頭550所示)。因此，在這一具體實施例中，根據(jù)本發(fā)明的實施例的準直透鏡530是適用于UV輻射的可變流體透鏡。或者，作為替代，可以在折疊式反射鏡532的位置利用適于UV輻射的可變反射鏡實現(xiàn)從四分之一波片534入射到物鏡536上的輻射束的精確準直。因此，可以替代用于改變準直透鏡530的位置的裝置(其可能易于受到機械疲勞的影響)。此外，在讀/寫工具中采用的其他光學元件也可以是根據(jù)本發(fā)明的流體透鏡。
母盤制作工具能夠創(chuàng)建用于制造信息載體的母盤模。通常通過配備這樣的母盤制作工具來照射涂覆在通常由玻璃構成的襯底上的感光層。通常，通過旋轉襯底以及移動光束執(zhí)行照射，使得光斑在感光層上形成螺旋狀記錄道，但是也可以采用其他相對移動方式。通過調(diào)制輻射束在螺旋狀記錄道上形成一系列對應于要在信息載體上提供的預期數(shù)據(jù)的照射和非照射碼元，在本實例中，所述輻射束是采用實施例1到3中的任何一個描述的光學元件聚焦的UV輻射射束。通常，在對感光層顯影并去除顯影后的材料，或去除未顯影的材料之后，例如，通過電淀積工藝在襯底上提供金屬層結構。接下來，將由此包含了對應于預期數(shù)據(jù)內(nèi)容的結構的金屬層從襯底上拆卸下來，可以將其用作制造信息載體的母盤模。
還可以采用根據(jù)本發(fā)明的實施例的適用于UV輻射的可變光學元件校正CD、DVD和BD之間的覆蓋層的厚度差，因而能夠獲得高質量數(shù)據(jù)再現(xiàn)信號。此外，有利地，還可以采用前述實施例中描述的可切換光學元件實現(xiàn)在多層數(shù)據(jù)載體上的讀/寫。在多層數(shù)據(jù)載體中，多個信息層位于數(shù)據(jù)載體的不同深度上。在從一層到另一層重新聚焦時，在信息層深度差的作用下，將產(chǎn)生我們不希望看到的球面波前象差，必須對其進行補償。實現(xiàn)這一目的的一種方式是采用相對較為昂貴的機械致動器改變?nèi)肷渖涫臅?發(fā)散，例如移動裝置中的準直透鏡。通過應用本發(fā)明中描述的可切換光學元件可以解決所述問題，從而使針對不同的信息層深度調(diào)焦成為可能。結果，能夠降低波前象差的均方根值。應當注意，采用彎月面曲率的不同組合能夠獲得類似的效果，因為只需要透鏡光學能力的變化。
圖11通過舉例的方式示意性地示出了采用適用于UV輻射的光學元件的光學系統(tǒng)的另一實例，所述光學系統(tǒng)可以是基于UV的光刻系統(tǒng)。例如，圖中示出了透射型光刻系統(tǒng)，但是也可以采用反射型光刻系統(tǒng)。本發(fā)明的光學元件的使用允許針對處于UV范圍的輻射，例如處于深UV波段的輻射采用透射型光刻系統(tǒng)，而從前對于深UV或遠UV通常必須采用反射型光刻系統(tǒng)。因此，后者顯著拓寬了光刻裝置的設計可能性，尤其是對于深UV和遠UV而言。光刻裝置600包括用于容納投影透鏡系統(tǒng)602的投影柱、用于容納掩模605的掩模架604和支撐用于容納襯底610的襯底架608的襯底臺606。其可以是任何適當?shù)囊r底，例如Si、Ge、InP或GaAs晶片等半導體襯底。這一襯底610設有UV輻射感光層，例如，感光層612，例如，必須通過在襯底610的很多相鄰區(qū)域上執(zhí)行光刻而在感光層612上形成光刻圖案。所述設備還包括照明系統(tǒng)，所述照明系統(tǒng)設有照明源614、透鏡系統(tǒng)616、反射器618和聚光透鏡620。諸如投影透鏡系統(tǒng)602、透鏡系統(tǒng)616、反射器618和聚光透鏡620的光學元件都必須是UV透明的或UV反射的，例如，是深UV透明的或深UV反射的。采用至少一個在任何前述實施例中描述的光學元件獲得后者?？梢圆捎貌煌愋偷恼彰髟?14實現(xiàn)UV光刻。已知的照明源614是處于KrF激光器的248nm處、ArF激光器的193nm處和氟激光器的157nm處的深UV線，其在晶片表面處提供的典型能量為20mJ/cm2。例如，在市場上可以從Cymer Inc.、Lambda Physik或Komatsu購買到KrF準分子激光器?？梢圆捎玫钠渌彰髟?14的例子包括四倍頻釹釔鋁石榴石(YAG)激光器或倍頻銅蒸汽激光器。在工作過程中，由照明系統(tǒng)614提供的投射射束照射掩模圖案。之后，通過投影透鏡系統(tǒng)616將這一圖案成像到襯底610上。也可以提供光刻系統(tǒng)的其他典型功能部件，例如但不限于，用于優(yōu)化輪廓描繪的控制功能部件。在光刻中使用UV輻射，尤其是深UV輻射能夠滿足半導體工藝中到目前為止有關高分辨率的要求。在光刻工藝中，通常以紫外線射束照射覆蓋了感光層的襯底。紫外線射束包括有關要在襯底上獲得的圖案的信息。紫外線射束與感光劑相互作用，由此按照將要獲得的圖案改變感光層的某些部分的特性。在照射之后，使感光層顯影，而后通常通過蝕刻有選擇地去除顯影材料或未顯影材料。采用UV輻射，尤其是深UV輻射允許獲得高分辨率光刻。
上述光學系統(tǒng)，例如光刻系統(tǒng)、母盤制作工具或讀/寫系統(tǒng)可以采用，例如，第二和第三實施例中描述的流體反射鏡。例如，可以將所述光學元件與偏振分束器結合使用。之后，典型地，通過引導使第一偏振方向的輻射通過分束器，受到四分之一波長延遲器的改變，經(jīng)流體反射鏡的反射以改變輻射的會聚情況，再經(jīng)過四分之一波長延遲器改變，并受到偏振分束器的反射。通過這種方式，獲得了具有特定偏振和良好的會聚特性的輻射，以在光學系統(tǒng)中進一步使用。
有利地，可以將前述實施例中描述的光學元件，尤其是光學反射鏡應用到UV激光器應用中。圖12示出了典型UV激光器的一部分。圖示的激光腔700包括第一鏡片702和第二鏡片704，至少鏡片704是本發(fā)明的第二或第三實施例中的任何一個描述的流體鏡片。部分透射鏡片704允許部分光從增益介質706向外耦合至激光腔700的外部。由于部分透射鏡片704的兩種流體104和106都是UV透明的，例如，深紫外透明的，因而通過反射鏡704耦合出來的這部分光在穿過鏡片彎月面114之后在強度上基本不再降低。此外，如果鏡片704是可調(diào)UV反射鏡，那么可以采用彎月面114的形狀或位置的調(diào)整提供預期的光諧振模式。Kogelnik和Li在Applied Optics5(1966)p1550-1567中，以及Siegman在University Science Books，MillValley，California，Chapter 19的“Lasers”中都詳盡描述了曲率對諧振模式的作用。例如，典型的UV激光器可以是，但不限于，基于N2、Ar、Kr的氣體激光器、二極管泵浦的固態(tài)激光器等。
還可以將在本發(fā)明的實施例1到3中描述的光學元件應用到包括透鏡的圖像俘獲裝置中，例如所述裝置可以用于用來基于UV輻射進行光致發(fā)光研究或UV發(fā)射研究等的顯微鏡、望遠鏡以及照相機中的光學裝置。如果提供了諸如可變透鏡或可變反射鏡的可變光學元件，并且在所述可變光學元件中能夠通過以可控制的方式改變兩種流體之間的彎月面的形狀而容易地調(diào)整透鏡的形狀，那么在光路中就不需要機械元件了，因而所述光學系統(tǒng)不會受到機械磨損和破壞。此外，可以在正光學能力和負光學能力之間調(diào)整透鏡。
盡管已經(jīng)針對諸如流體透鏡、流體反射鏡以及可調(diào)流體透鏡和反射鏡的UV透明光學元件及其在不同系統(tǒng)中的應用描述了采用氣體作為所述流體中的一種的情況，但是本發(fā)明還公開了在針對其他電磁(E.M.)頻譜波段的、諸如流體透鏡、流體反射鏡以及可調(diào)流體透鏡和反射鏡的流體光學元件中采用氣體，并將所述光學元件應用到不同的系統(tǒng)當中，其中所述其他波段包括但不限于可見光和紅外光。例如，如果要求在透鏡中必須具有透明度，那么所采用的氣體通常在采用所述光學元件的E.M.頻譜波段內(nèi)是透明的。
應當理解，盡管文中針對根據(jù)本發(fā)明的裝置討論了優(yōu)選實施例、具體結構和配置以及材料，但是在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下可以在形式和細節(jié)上做出各種變化和修改。例如，盡管文中指出適用于UV輻射的光學元件的彎月面114是彎曲的，基本上相對于光軸對稱，并且在其與光軸交叉的點處與光軸基本垂直，但是應當理解，可以根據(jù)彎月面所要執(zhí)行的預期光學功能改變這些條件中的全部或部分。盡管所述實例中示出的透鏡室通常為圓柱形，但是也可以采用其他形狀，例如但不限于圓錐形。此外，盡管在上述實施例和實例中描述了采用兩種流體的光學元件，但是流體的數(shù)量還可以更多。例如，所述光學元件可以采用三種流體。
權利要求
1.一種適用于紫外線輻射的光學元件(100，200，250，300，350)，其包括至少含有第一流體(104)和第二流體(106)的流體室(102)，所述第一流體和第二流體在與所述光學元件(100，200，250，300，350)的光軸(112)交叉地延伸的彎月面(114)上相互接觸，所述第一和第二流體(104，106)是非混相的，其中，所述流體中的至少一種是基本透明的，從而使所述光學元件(100，200，250，300，350)相對于紫外線輻射至少具有20％的透明度。
2.根據(jù)權利要求1所述的光學元件(200，300，350)，其中，所述光學元件(200，300，350)還包括至少部分反射的材料(202)，所述材料位于與所述光學元件(200)的光軸(112)交叉地延伸的所述彎月面(114)處。
3.根據(jù)權利要求1所述的光學元件(100，200，250，300，350)，其中，所述第一流體或所述第二流體之一是氣體或蒸汽。
4.根據(jù)權利要求1所述的光學元件(100，200，250，300，350)，其中，所述第一流體(104)和所述第二流體(106)基本透明，從而使所述光學元件(100，200，250，300，350)相對于紫外線輻射至少具有20％的透明度。
5.根據(jù)權利要求1所述的光學元件(100，200，250，300，350)，其中，所述流體室(102)包括沿所述光軸(112)的紫外線透明窗口(108，110)。
6.根據(jù)權利要求1所述的光學元件(100，300，350)，所述第一和第二流體(104，106)中的每者均具有折射率，其中，所述第一流體(104)的折射率不同于所述第二流體(106)的折射率，以獲得聚焦效應。
7.根據(jù)權利要求1所述的光學元件(100，200，250，300，350)，所述第一流體(104)為水流體，所述第二流體為非水流體，其中，所述第一流體(104)和所述第二流體(106)相對于所述流體室(102)的疏水表面區(qū)域定位。
8.根據(jù)權利要求1所述的光學元件(300，350)，其中，所述光學元件還包括用于調(diào)整所述彎月面(114)的形狀的裝置。
9.根據(jù)權利要求8所述的光學元件(300，350)，其中，所述用于調(diào)整所述彎月面(114)的形狀的裝置包括至少一個第一電極(302)和至少一個第二電極(304)，以及用于向所述至少一個第一電極和至少一個第二電極之間施加電壓的電壓源。
10.一種用于在圖像平面內(nèi)投射對象的投影設備，所述設備包括至少一個適用于UV輻射的光學元件(100，200，250，300，350)，所述光學元件(100，200，250，300，350)包括至少含有第一流體(104)和第二流體(106)的流體室(102)，所述第一流體和第二流體在與所述光學元件(100，200，250，300，350)的光軸(112)交叉地延伸的彎月面(114)上相互接觸，所述流體(104，106)是非混相的，其中，所述流體中的至少一種是基本透明的，從而使所述光學元件(100，200，250，300，350)相對于紫外線輻射至少具有20％的透明度。
11.根據(jù)權利要求10所述的投影設備，所述投影設備是用于執(zhí)行光刻工藝步驟的工具。
12.根據(jù)權利要求10所述的投影設備，所述投影設備是用于對數(shù)據(jù)載體讀/寫的數(shù)據(jù)載體讀取或寫入工具。
13.根據(jù)權利要求12所述的投影設備，其中，所述數(shù)據(jù)載體是緊致光盤、數(shù)字通用盤或藍光光盤中的任何一種。
14.用于創(chuàng)建母盤模的數(shù)據(jù)載體母盤制作工具，所述母盤制作工具包括用于提供覆蓋有感光層的襯底的裝置，用于將激光束聚焦在所述感光層上的聚焦裝置，所述聚焦裝置包括至少一個適用于UV輻射的光學元件(100，200，250，300，350)，所述光學元件(100，200，250，300，350)包括至少含有第一流體(104)和第二流體(106)的流體室(102)，所述第一流體和第二流體在與所述光學元件(100，200，250，300，350)的光軸(112)交叉地向延伸的彎月面(114)上相互接觸，所述流體(104，106)是非混相的，其中，所述流體中的至少一種是基本透明的，從而使所述光學元件(100，200，250，300，350)相對于紫外線輻射至少具有20％的透明度。
15.一種紫外線激光系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括適用于紫外線輻射的光學元件(200，250)，所述光學元件(200，250)包括至少含有第一流體(104)和第二流體(106)的流體室(102)，所述第一流體(104)和第二流體(106)是相互非混相的，所述第一流體(104)和第二流體(106)在彎月面(114)上相互接觸，并且所述流體中的至少一種是基本透明的，從而使所述光學元件(100，200，250，300，350)相對于紫外線輻射至少具有20％的透明度，其中，至少部分反射的材料位于與所述光學元件(200，250)的光軸(112)交叉地延伸的所述彎月面(114)處。
16.一種根據(jù)光刻方法制造的裝置，所述方法包括采用紫外線輻射射束照射覆蓋有感光層的襯底，采用適用于紫外線輻射的光學元件(100，200，250，300，350)聚焦所述紫外線輻射射束，所述光學元件包括至少含有第一流體(104)和第二流體(106)的流體室(102)，所述第一和第二流體在與所述光學元件的光軸(112)交叉地延伸的彎月面(114)上相互接觸，所述流體(104，106)是非混相的，并且所述流體中的至少一種基本是透明的，使得所述光學元件(100，200，250，300，350)相對于紫外線輻射具有至少20％的透明度，對所述感光層顯影，以及去除被顯影材料或未顯影材料。
17.一種借助采用紫外線輻射的光刻制造裝置的方法，所述方法包括采用紫外線輻射射束照射覆蓋有感光層的襯底，采用適用于紫外線輻射的光學元件(100，200，250，300，350)聚焦所述紫外線輻射射束，所述光學元件包括至少含有第一流體(104)和第二流體(106)的流體室(102)，所述第一和第二流體在與所述光學元件的光軸(112)交叉地延伸的彎月面(114)上相互接觸，所述流體(104，106)是非混相的，并且所述流體中的至少一種基本是透明的，使得所述光學元件(100，200，250，300，350)相對于紫外線輻射具有至少20％的透明度。
18.根據(jù)權利要求16所述的方法，在采用紫外線輻射射束照射覆蓋有感光層的襯底之后，所述方法還包括使所述感光層顯影，以及去除被顯影材料或未顯影材料。
19.一種借助采用紫外線的光學母盤制作來制造光學數(shù)據(jù)載體母盤的方法，所述方法包括為載體提供感光層，采用適用于紫外線輻射的光學元件(100，200，250，300，350)將紫外線射束聚焦在所述感光層上，所述光學元件包括至少含有第一流體(104)和第二流體(106)的流體室(102)，所述第一和第二流體在與所述光學元件的光軸(112)交叉地延伸的彎月面(114)上相互接觸，所述流體(104，106)是非混相的，并且所述流體中的至少一種基本是透明的，使得所述光學元件(100，200，250，300，350)相對于紫外線輻射具有至少20％的透明度。
全文摘要
一種用于紫外線輻射的光學元件(100)，其包括含有第一流體(104)和與所述第一流體(104)不相混合的第二流體(106)。所述第一和第二流體(104，106)在與所述光學元件的光軸交叉地延伸的彎月面(114)上相互接觸。所述流體中的至少一種相對于諸如深紫外線輻射的紫外線輻射基本是透明的。所述光學元件(100)可以是透鏡或反射鏡，并且可以具有可調(diào)光學特性?？梢詫⑺龉鈱W元件用于諸如數(shù)據(jù)載體的母盤制作工具、激光系統(tǒng)或光刻系統(tǒng)的光學系統(tǒng)中。所述流體之一可以是氣體。
文檔編號G02B26/02GK101057161SQ200580039167
公開日2007年10月17日 申請日期2005年11月9日 優(yōu)先權日2004年11月17日
發(fā)明者阿德里安納斯·森佩爾, 伯納德斯·H.·W.·亨德里克斯, 庫恩·T.·H.·F.·利登巴姆, 施泰因·凱珀 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司