專利名稱：用于顯微光刻投影曝光裝置的傳輸光學(xué)元件和物鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于在顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置的物鏡中使用的傳輸光學(xué)元件以及顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置中的物鏡。本發(fā)明特別涉及具有至少一個光學(xué)元件的物鏡。
背景技術(shù)：
顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置用來產(chǎn)生半導(dǎo)體設(shè)備和其它精密結(jié)構(gòu)部件、如集成電路或LCD。這樣的投影曝光裝置不僅包括用于光掩膜或分度線照明的光源和照明系統(tǒng)，還包括投影物鏡，它將分度線圖案投影到光敏襯底(如已被涂上光刻膠的硅片)上。
迄今為止，特別是如下三種方法已被接受以產(chǎn)生數(shù)量級小于100nm的更小結(jié)構(gòu)首先，試圖將投影物鏡的像側(cè)數(shù)值孔徑NA擴大到更大的范圍。其次，照明光的波長更進一步被減小，最好是小于250nm的波長(例如248nm、193nm、157nm或甚至更小)。最后，進一步的測量用來增強分辨率，如相移掩模、多極照明或傾斜照明。
另一種增加分辨能力的方法基于將浸液引入到中間空間的想法，它保持在投影物鏡像側(cè)上的最近光學(xué)元件特別是透鏡和待曝光的光刻膠或另一光敏層之間。該技術(shù)被稱為浸入式光刻術(shù)。設(shè)計用于浸液操作的投影物鏡也因此被稱為浸液物鏡。
浸入式光刻術(shù)的優(yōu)勢源于浸液相對真空的較高的折射率容許照明波長被減小到有效照明波長的事實。這導(dǎo)致分辨率和焦深的增加。
當使用高折射率的浸液時，進入光刻膠的入射角的相當大的增加相比沒有浸液的系統(tǒng)是可能的。這容許了更大于1.0的數(shù)值孔徑(NA)值。然而為了容許高折射率浸液的優(yōu)勢的最大利用，與浸液接觸的最近光學(xué)元件有必要也具有高折射率。在該情況下，“高”意味著在給定工作波長下折射率的值相當大，即比石英多10％(在λ＝193nm時n≈1.56)。
對波長小于250nm下的顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置的物鏡中的光學(xué)元件，迄今為止單晶材料如氟化鈣(CaF2)或石英玻璃被用作材料。然而石英玻璃不僅具有波長193nm下的較低的折射率1.56，還具有這樣的缺點，當UV輻射負載高時局部密度改變發(fā)生，它導(dǎo)致成像質(zhì)量的退化。
當使用單晶材料如CaF2時，歸因于UV輻射的局部密度改變問題并不發(fā)生。然而193nm波長下的CaF2折射率僅1.5016。此外，在CaF2中固有雙折射效應(yīng)在該波長范圍中變得顯著并在較小工作波長如157nm下達到更大的程度。由固有雙折射引起的折射率和入射光的極化狀態(tài)之間的關(guān)系限制了利用這些材料產(chǎn)生的投影物鏡的成像質(zhì)量。復(fù)雜補償測量如結(jié)合不同雙折射透鏡材料或晶體取向的特定物鏡設(shè)計因此被要求，目的是確保此類投影物鏡的適當?shù)某上褓|(zhì)量。
進一步可用于顯微光刻術(shù)的投影物鏡中的晶體材料如氟化鋰(LiF)、氟化鋇(BaF2)、氟化鉀(KCl)、氟化鈉(NaCl)或藍寶石(Al2O3)在J.Optics(巴黎)1984的第15卷4號281-285頁的G.Roblin的“在UV中光化還原物鏡的設(shè)計引發(fā)的問題”文章中提及。
John H.Burnett等人在2004年8月2日溫哥華召開的“浸液&157nm光刻術(shù)國際會議”上的“用于193nm和157nm浸入式光刻術(shù)的高指數(shù)材料”(參見“High Index Materials for 193nm and 157nmImmersion Lithography”)同樣提及在顯微光刻術(shù)的投影物鏡特別是浸液物鏡中使用的材料范圍，還包括堿土金屬氧化物單晶如氧化鎂(MgO)、氧化鈣(CaO)、氧化鍶(SrO)或氧化鋇(BaO)以及混晶如MgAl2O4(鎂尖晶石)或MgxCa1-xO。然而，所有這些材料即使在193nm下都顯示了相當大的固有雙折射(通常稱為IBR)。例如，鎂尖晶石的IBR依賴延遲的測量已產(chǎn)生波長λ＝193nm下的鎂尖晶石的值52nm/cm。結(jié)果是與使用CaF2時非常相似的那些問題出現(xiàn)。
光學(xué)元件使用單晶材料進一步的困難是毛坯的產(chǎn)生，因為單晶的生長是高精細的過程。單晶毛坯一般具有圓柱對稱性，特別是圓柱形。因此當制造幾何上通常與毛坯的圓柱對稱性或圓柱形相差很大的投影物鏡的光學(xué)元件時，一般必需移除相當大的材料量。除了與此相關(guān)的材料丟失，根據(jù)材料特性如使用的晶體的硬度或可裂性它還導(dǎo)致特定的制造問題。
除了玻璃和單晶，多晶固體也是周知的光學(xué)材料。例如US6406769公開了用于手表的由多晶尖晶石組成的蓋玻片設(shè)備。
US 5536244公開了用于內(nèi)視鏡的單晶或多晶尖晶石的閉合窗口。
結(jié)合近來納制陶業(yè)的發(fā)展，光學(xué)透明的納微晶氧化物已經(jīng)眾所周知。例如，G.D.West、J.M.Perkins和M.H.Lewis在“關(guān)鍵工程材料”(“Key Engineering Materials”)第264-268(2004)卷801-804頁上的文章“透明細密紋理氧化物陶瓷”公開了特別是多晶Al2O3，即隨著Al2O3微晶的晶粒尺寸減少透明度增加。
用于生產(chǎn)微晶尺寸小于100nm的納微晶MgAl2O4的方法在Xianghui Chang等人在“關(guān)鍵工程材料”第280-283(2005)卷549-552頁的文章“高壓下通過燒結(jié)處理的MgAl2O4透明納陶瓷”中公開。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供顯微光刻投影曝光裝置的物鏡，它包括使得固有雙折射的消極影響被限制的傳輸光學(xué)元件，同時具有適當?shù)膫鬏斕匦院拖鄬唵蔚闹圃臁?br> 該目的通過適于在如權(quán)利要求1中要求的顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置的物鏡中使用的傳輸光學(xué)元件被實現(xiàn)。本發(fā)明的更多方面有如權(quán)利要求19中要求的顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置的物鏡和如權(quán)利要求30和31中要求的投影曝光裝置，如權(quán)利要求38中要求的用于生產(chǎn)投影曝光裝置的物鏡的傳輸光學(xué)元件的方法，如權(quán)利要求46中要求的毛坯，根據(jù)權(quán)利要求47用于生產(chǎn)傳輸光學(xué)元件的方法，如權(quán)利要求55和59中要求的用于生產(chǎn)投影曝光裝置的物鏡的方法，以及根據(jù)權(quán)利要求63的多晶固體的使用，用于生產(chǎn)如權(quán)利要求64和65中要求的傳輸光學(xué)元件的材料的使用，還有根據(jù)權(quán)利要求66用于微結(jié)構(gòu)部件的顯微光刻生產(chǎn)的方法。
本發(fā)明的有利改進產(chǎn)生于獨立的權(quán)利要求中的特征以及說明書。
用于投影曝光裝置的物鏡的傳輸光學(xué)元件的多晶材料的使用使得克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點成為可能。多晶材料中單個的單晶單元、也稱為微晶或晶粒被設(shè)置成它們的晶軸線在空間任意地定向。除了投影物鏡，它將分度線圖案投影到光敏感襯底上，投影曝光裝置也可進一步包括在照明系統(tǒng)中具有至少一個傳輸光學(xué)元件的物鏡。根據(jù)本發(fā)明，由多晶材料組成的傳輸光學(xué)元件的使用在照明系統(tǒng)的這些物鏡中也是有利的。
用于光學(xué)應(yīng)用的多晶毛坯可通過燒結(jié)毛坯隨后熱等靜壓而從高純度粉末原料生產(chǎn)。這樣，生產(chǎn)出已在該階段具有與根據(jù)它待制造的光學(xué)元件實際上相同的幾何形體的毛坯是可能的。在處理這樣毛坯以便生產(chǎn)光學(xué)元件的過程中，用于最終處理而必須被移除的材料量相對較小。
在設(shè)計用于浸入式光刻術(shù)的投影曝光裝置中，與浸液接觸的光學(xué)元件常常是基本半球狀的透鏡的形式。在這種情況下，多晶材料的使用特別有利，因為透鏡毛坯可在這種情況下被直接按球形生產(chǎn)，例如通過燒結(jié)繼而熱等靜壓。相應(yīng)的透鏡可根據(jù)這樣的毛坯制造，這要比根據(jù)圓柱形單晶毛坯制造具有顯著小的工作量，通過平分球形毛坯并且如果需要對半球形表面簡單地進行較小的修改。
因為多晶固體的單個微晶單元的晶軸線的自由定向，固有雙折射在所有空間方向上的平均值基本上為零。當在顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置的物鏡中使用由多晶材料組成的傳輸光學(xué)元件時，例如在投影物鏡中，用于固有雙折射的補償?shù)膹?fù)雜儀器被避免，如那些眾所周知的例如帶有單晶CaF2透鏡的投影物鏡。
對比單晶CaF2，眾所周知它的主要干擾發(fā)生在光學(xué)均勻性、即所謂的特定晶體方向中的“紋影”(條紋)，多晶固體的光學(xué)均勻性不隨入射輻射的入射角而改變。
多晶材料對比單晶材料的進一步優(yōu)勢是甚至在材料處理過程、如研磨或拋光過程中沒有各向異性發(fā)生。
為了確保用于入射波長的光學(xué)元件的適當透明度，選擇單個微晶尺寸小于該波長是一種可能。小于(2/3)λ或甚至小于(1/3)λ的平均微晶尺寸可被選擇，其中λ是使用的輻射的波長。為了用作投影曝光裝置的物鏡的光學(xué)元件，微晶尺寸小于500nm甚至小于100nm的多晶材料在這種情況下是合適的。具有這些微晶尺寸的氧化物材料也被稱為“納微晶陶瓷”。
然而已證明，通過在從至少0.5微米到至多100微米特別是從至少10微米到至多100微米的范圍中多晶材料的平均微晶尺寸的選擇，并考慮一方面在微晶材料中出現(xiàn)的光吸收機制而另一方面光散射，根據(jù)多晶材料生產(chǎn)的光學(xué)元件在關(guān)于不必要的光散射的整體傳輸和它的性能方面被優(yōu)化變得可能。
在這種情況下，本發(fā)明基于這樣的認識，為了優(yōu)化關(guān)于利用多晶材料生產(chǎn)的光學(xué)元件的光散射的整體傳輸和性能，沒有必要選擇平均微晶尺寸如此之小以至于它小于使用的波長。實際上，發(fā)明者已發(fā)現(xiàn)關(guān)于利用多晶材料生產(chǎn)的光學(xué)元件的光散射的整體傳輸和性能的優(yōu)化已經(jīng)可通過單個微晶的平均微晶尺寸被實現(xiàn)，它顯著大于使用的波長，如下面更詳細的描述。
為了本發(fā)明，下降到小于工作波長的微晶尺寸的最小化因此被有益省去。在這種情況下，一方面當以這種方式(關(guān)于λ＜250nm的DUV和VUV范圍的顯微光刻術(shù)中使用的波長)最小化微晶尺寸時發(fā)生的制造問題可避免。另一方面，這容許材料吸收行為的優(yōu)化。這基于這樣的認識，材料中的吸收基本上受外來微粒的濃度控制，其中除了極端清晰條件下實現(xiàn)的生產(chǎn)過程，微晶尺寸同樣重要。既然隨著微晶尺寸增加而在晶粒邊界引入的外來微粒的整體濃度降低，則根據(jù)本發(fā)明來自降低至小于工作波長的微晶尺寸的最小化的偏離同時導(dǎo)致材料中發(fā)生的吸收降低。
在0.5微米到100微米特別是10微米到100微米范圍中微晶尺寸的選擇，顯著超出典型的λ＜250nm的工作波長，進一步容許材料相對關(guān)于光散射的性能被優(yōu)化，因為相對微晶尺寸多晶材料中的散射光的產(chǎn)生基于至少部分互相補償?shù)男Ч?。在這種情況下，本發(fā)明基于這樣的認識，下面的機制對多晶材料中散射光的發(fā)生負主要責(zé)任a)當光束以不同方向經(jīng)過微晶時的雙折射；b)以極高的角度經(jīng)過晶粒邊界時的全反射；以及c)被包圍在微晶之間的孔上的散射。
在這種情況下，一方面源自(a)當光束經(jīng)過不同方向微晶時的雙折射的散射光的出現(xiàn)以及另一方面源自(b)在晶粒邊界處的全反射的散射光的出現(xiàn)是各自以相對的意義依賴于平均微晶尺寸的效應(yīng)，從而(假設(shè)微晶的理想材料彼此理想地結(jié)合)這導(dǎo)致優(yōu)化微晶尺寸值到這樣的程度，其中散射光生產(chǎn)上的兩效應(yīng)的總合成影響被最小化。
更精確地，發(fā)明者使用一維“光線追蹤”模型的仿真的理論調(diào)查及統(tǒng)計分析顯示了由經(jīng)過雙折射為Δn(單位nm/cm)的介質(zhì)的光束的雙折射引起的散射光的強度(其中平均微晶尺寸D和厚度(＝光束經(jīng)過的距離)L)可如下描述Iret=π2Δn23λ2LD---(1)]]>由雙折射引起的散射光的比例因此隨著微晶尺寸和雙折射的平方線性增加。
由全反射引起的散射光的比例可如下描述Itr=LΔn3nD---(2)]]>由全反射引起的散射光的比例因此與微晶尺寸成反比例并線形依賴于雙折射。
由微晶/晶粒邊界上散射引起的兩種效應(yīng)的組合，即一方面(a)當光束經(jīng)過不同方向的微晶時的雙折射和另一方面(b)晶粒邊界上的全反射，導(dǎo)致如下的全部散射光強度Isum=LΔnrms(1nD+π2Δnrmsλ2D)---(3)]]>如圖2的圖表中形象地描述，根據(jù)微晶尺寸D的散射光比例的補充從屬性導(dǎo)致源自雙折射的全部散射光強度和具有最小值的全反射。
優(yōu)化微晶尺寸Dopt作為工作波長λ和雙折射Δn的函數(shù)根據(jù)如下條件被獲得Dopt=D(∂Isum∂D=0)---(4)]]>變?yōu)?
Dopt=3λ2π2nΔn≈16nΔnλ---(5)]]>其中λ表示工作波長且n表示折射率并且Δn表示該工作波長下的多晶材料的雙折射(單位nm/cm)，并且其中假設(shè)Δnrms≈13Δn.]]>例如鎂尖晶的值n＝1.87、Δn＝52 nm/cm及λ＝193nm，這導(dǎo)致微晶尺寸D的優(yōu)化值接近Dopt≈＝25μm。
因此，根據(jù)本發(fā)明的再一方面，條件D=16nΔnλ]]>基本上滿足平均微晶尺寸D，其中λ表示工作波長、n表示折射率并且An表示該工作波長下的多晶材料的雙折射。
根據(jù)本發(fā)明的條件D=16nΔnλ]]>“基本上”滿足平均微晶尺寸D基礎(chǔ)上的準則在這種情況下被預(yù)期并且為了本申請的目的來覆蓋那些情況其中平均微晶尺寸D至多50％不同于理想值D=16nΔnλ,]]>它仍被認為是可接受的但最好是至多20％。
相對源自包圍在微晶之間的孔上的散射的效應(yīng)(c)的散射光的貢獻，發(fā)明者的理論調(diào)查已顯示，基于假設(shè)所有孔將導(dǎo)致?lián)舸蛩鼈兊墓馐簧⑸?，孔對散射光的貢獻如下描述Isca=ρLDV2---(6)]]>其中ρ是孔密度并且Dv是多晶材料中的孔直徑。在這種情況下，整個孔體積通過增加微晶尺寸被降低，同時平均孔尺寸增加。
根據(jù)一優(yōu)選實施例，微晶材料中孔密度在1到10孔/mm3范圍中的平均孔尺寸范圍從0.5微米到2微米，并且最好接近1微米或以下。對于已根據(jù)多晶材料(例如鎂尖晶石)生產(chǎn)的光學(xué)元件的典型尺寸(例如4cm)，這些大約1微米的孔尺寸這些導(dǎo)致仍然可接受的小于0.1％的散射光比例，其中該散射光比例根據(jù)它與孔尺寸的平方關(guān)系在接近2微米之上的范圍中急劇增加。在本發(fā)明關(guān)于散射光發(fā)生的特別有利的實施例中，孔尺寸范圍從0.1微米到1微米。
使用用于顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置的物鏡的傳輸光學(xué)元件的多晶材料的再一優(yōu)勢是，在以足夠低的缺陷濃度應(yīng)用UV輻射負載到多晶材料時，相對石英玻璃沒有密度改變或僅有微小的密度改變發(fā)生。因此它們特別適合使用在物鏡中輻射負載特別嚴重的位置，例如用做位置最接近投影物鏡的像面的光學(xué)元件的材料。更高負載的位置發(fā)生在投影曝光裝置的物鏡的所有場面和瞳孔面區(qū)域中。特別當使用多級照明時，高局部輻射負載發(fā)生在瞳孔面，或至少在瞳孔面區(qū)域中。對于設(shè)置在場平面或至少場平面區(qū)域中的光學(xué)元件，物鏡的高輻射負載源自這樣的事實，利用矩形物場，僅圓形光學(xué)元件(如透鏡的子區(qū)域)被照射。
根據(jù)一優(yōu)選實施例，光學(xué)元件是像面?zhèn)壬献罱娜齻€光學(xué)元件之一，并且最好是像面?zhèn)壬衔镧R的最近光學(xué)元件。
根據(jù)再一優(yōu)選實施例，光學(xué)元件設(shè)置在瞳孔面或場平面區(qū)域中。
已發(fā)現(xiàn)多晶尖晶石(MgAl2O4)、有時也稱為鎂尖晶石，特別有利地用做傳輸光學(xué)元件、特別是透鏡的材料。在下面的內(nèi)容中，術(shù)語尖晶石被用作不僅化學(xué)計量化合物MgAl3O4的含義還用作通用化學(xué)式MgO×m Al2O3的混合晶體的含義，其中m可具有0.9到4之間的值。多晶尖晶石對DUV波長有較好的傳輸，除了具有大約1.8或甚至1.9的193nm波長下的高折射率。氧化鎂同樣具有193nm下的非常高的2.02折射率。
根據(jù)進一步的實施例，在工作波長下透明并具有立方晶體結(jié)構(gòu)的不同多晶材料也可被使用。根據(jù)本發(fā)明，材料可用于該目的，其中理想單晶形式具有超過7eV的能量間隔，因為這些材料在小于200nm的工作波長下仍然足夠地光學(xué)透明。例如多晶氧化鎂(MgO)可在該情形中使用。
根據(jù)本發(fā)明的再一實施例，帶有化學(xué)成分(M1)3(M2)5O12(具有這種類型分子式的材料一般稱作石榴石)的微晶特別適用于該目的，其中M1是從包括釔、鑭、釓、鋱、鉺、鈧和镥的組中選擇的金屬，并且M2是從包括鋁、鎵、銦和鉈的組中選擇的金屬，即特別是并且例如多晶釔鋁石榴石(Y3Al5O12)、多晶鈧鋁石榴石(Sc3Al5O12)或多晶镥鋁石榴石(Lu3Al5O12)。多晶釔鋁石榴石(也縮寫為YAG)顯然特別有利地用做傳輸光學(xué)元件、特別是透鏡的材料。釔鋁石榴石具有超過1.85的高折射率，除了用于小于250nm特別是248nm或甚至193nm的DUV波長的非常好的傳輸。
根據(jù)這些特性，所有這些材料特別適合在浸入式物鏡中使用，特別用做直接與浸液接觸的光學(xué)元件的材料。提供與該位置可能的一樣高的折射率是值得期待的。如果對比浸入式介質(zhì)折射率太低，則最大可實現(xiàn)的數(shù)值孔徑通過邊界表面的折射被降低。
尖晶石、氧化鎂和石榴石的另一優(yōu)勢是它們對通常使用的浸入式介質(zhì)如水、磷酸、硫磺酸或有機物質(zhì)如碳氫化合物或全氟醚的良好耐化學(xué)性。
當在顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置的物鏡中使用多晶透鏡材料時，光學(xué)不均勻性小于0.1ppm較有優(yōu)勢。在該情形中，術(shù)語光學(xué)不均勻性意味著透鏡中關(guān)于路徑長度的波陣面的改變。
對于光學(xué)元件進行傳輸，特別是對于盡可能高的投影曝光裝置的工作波長，多晶材料的所有雜質(zhì)小于100ppm特別是小于70ppm較有優(yōu)勢。在生產(chǎn)適于在顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置的物鏡中使用的傳輸光學(xué)元件的方法中或生產(chǎn)顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置的物鏡的方法中，這通過使用全部雜質(zhì)小于70ppm的原料用于生產(chǎn)多晶毛坯被確保。
在生產(chǎn)用在投影曝光裝置的物鏡中的傳輸光學(xué)元件的方法中以及生產(chǎn)顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置的物鏡的方法中，為了降低多晶結(jié)構(gòu)中的空腔數(shù)目，在壓力下燒結(jié)多晶毛坯比較有利。在均勻高壓下的燒結(jié)過程還有利地影響應(yīng)力雙折射。
在一優(yōu)選實施例中，光學(xué)元件光學(xué)無縫地接觸到另一光學(xué)元件，特別是接觸到另一由不同材料組成的光學(xué)元件，例如石英玻璃或CaF2。光學(xué)元件和另一光學(xué)元件之間的接觸可通過一般稱為“光學(xué)接觸”或“扭緊”的技術(shù)被實現(xiàn)，它意味著兩固體之間的受壓配合連接，它的邊界表面被移動得彼此如此之近從而分子間相互作用引起兩固體彼此附著。這導(dǎo)致兩光學(xué)元件之間的直接連接用于傳輸輻射。光學(xué)元件之間缺少任意氣隙容許例如更大的入射角。多晶材料特別是尖晶石、MgO或石榴石實際上特別適于該連接技術(shù)，因為對比根據(jù)單晶生產(chǎn)的光學(xué)元件，沒有各向異性發(fā)生在磨光面上。
在另一優(yōu)選實施例中，光學(xué)元件包括至少兩個由多晶材料制成的子元件。這容許通過結(jié)合幾個相對薄的元件使用顯著減少的工作量制造高厚度的光學(xué)元件。設(shè)置在靠近像面的浸入式物鏡中的半球形傳輸光學(xué)元件的典型最大厚度范圍從大約30到50mm。如果這樣的光學(xué)元件根據(jù)上述方法通過燒結(jié)以及后繼可選擇的熱等靜壓被生產(chǎn)，則尋找合適的處理條件、例如加熱和冷卻程序是非常具有挑戰(zhàn)性的，以便實現(xiàn)貫穿光學(xué)元件的全部體積的最終光學(xué)元件的足夠均勻的光學(xué)質(zhì)量。然而通過提供至少兩個最大厚度范圍在大約10到20mm的子元件以連接形成最終光學(xué)元件，合適的質(zhì)量可通過使用相對簡單的制造過程被確保。
子元件可通過光學(xué)接觸、高溫下的熔斷結(jié)合或溫度低于100℃的低溫結(jié)合被連接。低溫結(jié)合通過引入堿性溶液到兩固體表面以被連接而實現(xiàn)，當兩表面彼此緊密接觸時它促進連接晶體網(wǎng)絡(luò)的形成。在某些情況下，顯然施加例如由SiO2組成的薄層到至少一個表面以在結(jié)合過程之前連接比較有利。
將被連接的子元件表面(本文稱為連接表面或接觸面)可是平面或球形或它們可甚至具有輕微的非球面形。
子元件的連接可以這樣的方式被提供，中間空間在子元件之間提供。該中間空間可被具有與水一樣折射率或甚至高于水折射率的氣體或液體充滿，對于波長193nm的光它是1.44，并且為了以靈敏和可變的方式影響光學(xué)元件的全部折射本領(lǐng)，它特別地高于1.5。
在本發(fā)明的另一實施例中，子元件由不同材料制成。這導(dǎo)致傳輸光學(xué)元件本身的折射率的改變。
根據(jù)本發(fā)明的物鏡優(yōu)選地設(shè)計用于小于250nm的工作波長，優(yōu)選地小于200nm，而且進一步優(yōu)選地具有大于1.2的數(shù)值孔徑(NA)，更加優(yōu)選地大于1.35，并且甚至更加優(yōu)選地大于1.5。
本發(fā)明還涉及顯微光刻投影曝光裝置，涉及根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)物鏡的傳輸光學(xué)元件的多晶材料的使用，以及用于微結(jié)構(gòu)部件的顯微光刻生產(chǎn)的方法。
本發(fā)明將在下文中參考附圖中說明的示范實施例被更詳細地解釋。


圖1說明了根據(jù)本發(fā)明所用的多晶材料的示意圖。
圖2說明了根據(jù)一優(yōu)選實施例作為一種多晶材料的微晶尺寸的函數(shù)的源自當光束經(jīng)過不同方向微晶時的雙折射(＝Iret)的百分比以及在晶粒邊界的全反射的散射光的百分比(＝Iscatt)的曲線圖。
圖3說明了根據(jù)一優(yōu)選實施例源自被包圍在多晶材料的微晶之間的孔上的散射、作為一種多晶材料的孔尺寸的函數(shù)的散射光的百分比的曲線圖。
圖4說明了顯微光刻投影曝光裝置的示意圖，其中根據(jù)本發(fā)明的兩個光學(xué)元件和包括的多晶材料被使用；以及圖5a-d說明了根據(jù)本發(fā)明一實施例的包括兩個子元件的傳輸光學(xué)元件的示意圖。
具體實施例方式
圖1說明了根據(jù)本發(fā)明所使用的多晶材料的配置，示意性地而不是按比例繪制。材料100是由多晶鎂尖晶(MgAl2O4)組成并且具有大量不同方向的晶?；蛭⒕?02，同時不同晶體定向區(qū)域被晶粒邊界103隔開。在該優(yōu)選示范實施例中，平均微晶尺寸約為25μm。孔104形式的縫隙被包圍在微晶102之間，同時孔104的平均尺寸約為1μm且孔密度約為10孔/mm3。
為了確保多晶材料100的最佳傳輸，有必要在生產(chǎn)期間不僅確保初始材料是高純度的，而且要確保反應(yīng)控制和后處理以容許最佳光學(xué)均勻性并且材料中孔和空腔的濃度盡可能的低。當受到強烈UV輻射時上述原料的光學(xué)元件的穩(wěn)定性高度依賴于合適的生產(chǎn)方法的選擇，因為UV穩(wěn)定性直接與晶體結(jié)構(gòu)中的缺陷數(shù)有關(guān)。
多晶材料100如多晶尖晶石，可利用借助基于鋁和鎂鹽及氫氧化物的混合水溶液的沉淀反應(yīng)產(chǎn)生的多晶尖晶石初產(chǎn)品產(chǎn)生。沉淀物被干燥然后在溫度400到900℃下燃燒。應(yīng)該注意，最初的混合物具有少于70ppm的全部雜質(zhì)，并且在生產(chǎn)過程中沒有更多的污染發(fā)生。除周知的通過液相沉淀反應(yīng)的初產(chǎn)品的生產(chǎn)方法之外，高溫分解方法特別合適，其中不用任何特定工作，粉末半成品的污染可被減少至少于200ppm。該方法在DE 2149640中描述。為了在粉末原料和初產(chǎn)品中特定產(chǎn)生特別小的晶粒尺寸分布，如為了生產(chǎn)納微晶初產(chǎn)品，流行的sol-gel過程被發(fā)現(xiàn)特別適用。適用的sol-gel過程在Ronald Cook、Michael Kochis、Ivar Reimanis、Hans-Joachim Kleebe所著的“用于透明尖晶石窗口的新粉末生產(chǎn)途徑粉末合成和窗口特性”(參見″A new powder production route for transparent spinelwindowspower synthesis and window properties″Ronald Cook、MichaelKochis、Ivar Reimanis、Hans-Joachim Kleebe，Proc.SPIE Vol.5786，p.41-47，Window and Dome Technologies and Materials IX；Randal W.Tustison；Ed.)中被描述。
高光學(xué)質(zhì)量的多晶毛坯通過燒結(jié)生成，從而被包圍的孔體積被被最小化并且密度趨近于理想晶體的理論密度，尖晶石情況下約為3.59g/cm3。為了防止燒結(jié)過程中微晶尺寸的任意過量增加，該過程中優(yōu)選低于1500℃的溫度。毛坯的燒結(jié)可任選地跟隨著熱等靜壓步驟。
待制造的光學(xué)元件的光學(xué)均勻性通過毛坯冷卻過程中適當?shù)倪^程控制或借助跟隨生產(chǎn)過程的退火過程而選擇，從而光學(xué)不均勻性不超過0.1ppm值，并且λ＝193nm下應(yīng)力雙折射小于0.5nm/cm。如用于半球狀平-凸透鏡的毛坯生產(chǎn)方法如下大約1800℃溫度下在熱等靜壓過程中從所有球狀毛坯邊界均勻地施加壓力，隨后球狀毛坯被剖成兩半并且被研磨和拋光，伴隨僅僅少量的額外操作，就制成了平-凸透鏡。
當根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)元件利用其它立方晶體材料、如多晶釔鋁石榴石(Y3Al5O12)或多晶氧化鎂(MgO)生產(chǎn)時，過程參數(shù)對各自材料特性的適當匹配如壓力或燒結(jié)溫度需要被實現(xiàn)。
圖2說明了源自當光束經(jīng)過不同方向微晶102時發(fā)生的雙折射的4cm厚的由鎂尖晶石(MgAl2O4)組成的多晶材料的散射光Irec的百分比、源自晶粒邊界103發(fā)生的全反射的散射光Iscatt的百分比，和源自兩效應(yīng)的總散射光Isum的比例，作為微晶尺寸的函數(shù)。
如圖2所示，約0.5％的最小值(由箭頭P指出)被獲取用于散射光Isum的全部比例，同時微晶尺寸D＝25μm被考慮到效應(yīng)中，它導(dǎo)致多晶材料中散射光的產(chǎn)生，由于(a)一方面當光束經(jīng)過不同方向微晶時的雙折射和(b)另一方面晶粒邊界處的全反射的產(chǎn)生，對于典型的4cm厚度(對應(yīng)光束經(jīng)過的距離)。
對于由鎂尖晶石(MgAl2O4)組成的具有L＝4cm厚度及D≈50μm微晶尺寸的多晶材料，結(jié)果是約4nm的延遲的均方根值。術(shù)語“延遲”表示兩個正交極化狀態(tài)(即極化狀態(tài)彼此垂直)的光學(xué)路徑長度之間的差異。在該基礎(chǔ)上，用于Dmin＝10μm和Dmax＝100μm之間的多晶鎂尖晶石(MgAl2O4)中微晶尺寸分布的統(tǒng)計模型結(jié)果是約4.5nm的延遲的均方根值以及0.5％對比度的丟失。
圖3說明了源自被包圍在多晶材料100的微晶102之間的孔104上的光散射的散射光的比例(％)，作為孔尺寸(單位μm)的函數(shù)用于由鎂尖晶石(MgAl2O4)組成的L＝4cm厚度和10孔/mm3孔密度的多晶材料。
如圖3所示，Dv≈1μm孔尺寸的這些參數(shù)導(dǎo)致光散射比例小于0.1％(更精確地約為0.04％)。
圖4示意性地說明了顯微光刻投影曝光裝置1，它旨在用于借助浸入式光刻術(shù)的大規(guī)模集成半導(dǎo)體部件的生產(chǎn)。
投影曝光裝置1具有準分子激光器3作為光源，同時工作波長為193nm?；蛘咭部墒褂貌煌ぷ鞑ㄩL的光源，如248nm或157nm。下游照明系統(tǒng)5在它的出口平面或目標平面7上產(chǎn)生大的、清晰描繪的、高均勻性光照的照明場，它匹配下流投影物鏡11的遠心度(telecentericity)需求。照明系統(tǒng)5具有控制瞳孔照明和為照明光設(shè)置預(yù)定極化狀態(tài)的設(shè)備。特別是極化照明光的設(shè)備以這樣的方式被提供電場矢量的振動平面運行平行于掩模13的結(jié)構(gòu)。
用于保持和移動掩模13的設(shè)備(分度線層)以這樣的方式被設(shè)置在照明系統(tǒng)5下游的光束路徑中，它位于投影物鏡11的目標平面7上并且可在該平面上移動用于在移動方向15掃描。
也稱為掩模平面的目標平面7在它下面跟隨著投影物鏡11，它將掩模影像以縮小的比例投影到襯底19上，如涂有光刻膠21的硅晶片。襯底19被如此設(shè)置從而帶有光刻膠21的平面襯底表面基本符合投影物鏡11的像平面23。襯底19由包括驅(qū)動器的設(shè)備17控制，目的是與掩模13同步移動襯底19。該設(shè)備17也有操縱器，目的是在平行于投影物鏡11的光軸25的z方向和垂直于此軸的x和y方向都移動襯底19。具有至少一個傾斜軸、趨向垂直于光軸25的傾斜設(shè)備被集成。
旨在保持襯底19的設(shè)備17(晶片級)被設(shè)計用于浸入式光刻術(shù)。它具有保持設(shè)備27，它可在掃描驅(qū)動器前移動，并且其底部具有用于保持襯底19的淺凹處。圓周的邊緣29形成平面液壓保持器，它在頂部開口用于浸液31。邊緣的高度是這樣的尺寸從而利用它被充滿的浸液31可完全覆蓋帶有光刻膠21的襯底表面，并且當物鏡出口與襯底表面的距離設(shè)置正確時，投影物鏡11的出口末端區(qū)域可浸入浸液之中。
投影物鏡11優(yōu)選地有至少NA＝1.2的像側(cè)數(shù)值孔徑NA，但更優(yōu)選地大于1.35，并且特別優(yōu)選地大于1.5。
投影物鏡11具有半球狀平-凸透鏡33作為靠近像平面23的最近光學(xué)元件，它的出口表面35是投影物鏡的最近光學(xué)表面。最近光學(xué)元件的出口側(cè)在投影曝光裝置工作期間完全浸入浸液中并被它打濕。半球狀平-凸透鏡33以與另一透鏡37同樣的方式利用多晶尖晶石產(chǎn)生，同時平均微晶尺寸和孔尺寸根據(jù)上述實施例被選擇。
平-凸透鏡33和另一透鏡37可選擇地提供反射涂層。該反射涂層由交替具有低折射率和高折射率的材料順序組成。因為低折射率的材料特別用于投影曝光裝置1的193nm工作波長。MgF2，、AlF3、Na5Al3F14、Na3AlF6、SiO2、LiF和NaF可被使用。LaF3、GdF3、NdF3、Al2O3和DyF3適于用作高折射率材料。
從文獻可知尖晶石的9eV帶隙，例如根據(jù)J.D.Woosley、C.Wood、E.Sonder和R.A.Weeks的文章“鎂鋁尖晶石中的光電效應(yīng)”(參見″Photoelectric Effects in Magnesium Aluminum Spinel″，Phys.Rev.B，Vol.22，page 1065(1980))。據(jù)此160nm的理論吸收邊緣可被導(dǎo)出。因此尖晶石可不僅用作248nm工作波長的投影曝光裝置中的光學(xué)元件，也可以是193nm或更小的。MgO具有約7eV的帶隙，相應(yīng)地也確保這種材料在193nm波長下光的充分傳輸。這也適用于具有大于7eV的帶隙的YAG。
多晶尖晶石的折射率同樣從該文獻中可知，并且根據(jù)E.D.Palik(Ed.)，San Diego，1998的“固體II的光學(xué)常數(shù)手冊”(參見″Handbookof optical constants of solids II，E.D.Palik(Ed.)″)，可使用如下形式的Sellmeier公式被規(guī)定
n2-1=18.96×109(100.080)2-v2+1.2234×106(527.18)2-v2]]>其中v是波數(shù)中傳輸光的頻率。根據(jù)該公式，193nm波長下折射率是1.8。
根據(jù)更多最近的測量，相應(yīng)地尖晶石的帶隙是約7.7eV，而折射率是約1.9。
在根據(jù)本發(fā)明的物鏡的另一優(yōu)選實施例中，由多晶材料如尖晶石組成的光學(xué)元件，被光學(xué)接觸到由相同材料或不同材料組成的另一光學(xué)元件上。尖晶石具有7×10-6K-1的熱膨脹線性系數(shù)。
如果由不同材料組成的光學(xué)元件被互相光學(xué)地接觸，則應(yīng)該注意確保各自的熱膨脹線性系數(shù)沒有過分不同。此外，加熱時兩種材料的不同膨脹可導(dǎo)致連接變?yōu)榉蛛x。舉例來說，帶有MgO或YAG的尖晶石結(jié)合是優(yōu)選的，它們都有8×10-6K-1的熱膨脹線性系數(shù)。這些材料也可與CaF2(25×10-6K-1)或石英玻璃(0.51×10-6K-1)結(jié)合。與BaF2(18×10-6K-1)的結(jié)合同樣十分合適。
本發(fā)明另外的有利實施例如圖5所示。圖5a示意性地說明了包括兩個子元件541和543的傳輸光學(xué)元件533，它們通過它們的接觸面545和547之間的光學(xué)接觸連接被連接，它們被結(jié)合以形成光學(xué)無縫連接。為了確保這些元件的穩(wěn)定連接并避免子元件541和543中發(fā)生壓力，有必要提供非常平的可以忽略彼此之間失配的接觸面545和547。
圖5b中接觸面545和547不是平的而是球形。就像圖5a中所示的平面545和547一樣，為了確保穩(wěn)定的連接，有必要根據(jù)圖5b的球形接觸面545和547在接觸過程之前被非常精確地處理和拋光。如果低溫焊接或熔解焊接被用于連接子元件541和543，則接觸面545和547之間可實現(xiàn)好的連接，即使它們在光學(xué)接觸條件下稍差些。這是由于這樣的事實在熔解焊接期間還有低溫焊接期間接觸面545和547之間的分界面會受到關(guān)于它形狀的輕微改變的影響，從而面545和547之間的輕微失配不會改變子元件541和543之間的穩(wěn)定連接。
圖5c和5d中說明了兩個另外的傳輸光學(xué)元件533的實施例。根據(jù)圖5c的光學(xué)元件533再次包括帶有平的接觸面545和547的兩個子元件541和543。然而這次子元件541和543以這樣的方式被連接，即接觸面547和545之間留有中間空間549。該空間可充滿空氣、其它氣體或氣體混合物、或者液體。為了確保光學(xué)元件533全部的高折射率，具有1.4折射率(如超純水)或甚至更高的的液體被選擇。中間空間沒必要必須是平行平面形狀。它也可如圖5d所示被彎曲，說明了包括帶有球形接觸面的子元件541和543的光學(xué)元件533。
即使本發(fā)明已參考特定實施例被描述，但是那些本領(lǐng)域技術(shù)人員也將看到很多變化和可選實施例，如結(jié)合和/或替換單個實施例的特征。本領(lǐng)域技術(shù)人員將相應(yīng)地理解本發(fā)明的這些變化和可選實施例也被覆蓋，并且本發(fā)明的范圍僅在附屬權(quán)利要求和它們的等價物的意義上受限。
權(quán)利要求
1.適于在顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置(1)的物鏡(11)中使用的傳輸光學(xué)元件(33)，它由多晶材料(100)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的傳輸光學(xué)元件(33)，其中所述多晶材料(100)包括具有晶體結(jié)構(gòu)的微晶(102)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的傳輸光學(xué)元件(33)，其中所述微晶(102)的所述晶體結(jié)構(gòu)是立方型。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的傳輸光學(xué)元件(33)，其中所述微晶(102)具有至少0.5微米和至多100微米的平均微晶尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中一個的傳輸光學(xué)元件(33)，其中所述平均微晶尺寸范圍從10微米到100微米，優(yōu)選地從10微米到50微米，甚至更優(yōu)選地范圍從20微米到30微米，特別是接近25微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3中一個的傳輸光學(xué)元件(33)，其中所述微晶(102)的所述平均微晶尺寸D基本滿足條件D=16nΔnλ,]]>其中λ表示工作波長且n表示折射率并且Δn表示在該工作波長下所述多晶材料(100)的雙折射。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中一個的傳輸光學(xué)元件(33)，其中如果所述多晶材料(100)中的孔密度范圍從1到10孔/立方毫米，則平均孔尺寸范圍從0.1微米到2微米，并且最好是范圍從0.5微米到1微米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中一個的傳輸光學(xué)元件(33)，其中所述多晶材料(100)的光學(xué)不均勻性小于0.1ppm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中一個的傳輸光學(xué)元件(33)，其中對于波長小于250nm特別是193nm的光，所述多晶材料(100)的應(yīng)力雙折射小于1nm/cm特別是小于0.5nm/cm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中一個的傳輸光學(xué)元件(33)，其中所述多晶材料(100)的總體雜質(zhì)小于100ppm，特別是小于70ppm。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中一個的傳輸光學(xué)元件(33)，其中所述多晶材料(100)從包括多晶MgAl2O4、多晶MgO和多晶Y3Al5O12的組中選擇。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至10中一個的傳輸光學(xué)元件(33)，其中所述多晶材料(100)由帶有化學(xué)成分(M1)3(M2)5O12的微晶(102)形成，其中M1是從包括釔、鑭、釓、鋱、鉺、鈧和镥的組中選擇的金屬，并且M2是從包括鋁、鎵、銦和鉈的組中選擇的金屬。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至10中一個的傳輸光學(xué)元件(33)，其中所述多晶材料(100)是具有MgO×mAl2O3化學(xué)式的混合晶體，其中m是0.9到4之間的值。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中一個的傳輸光學(xué)元件(33)，其中所述傳輸光學(xué)元件(33)包括至少兩個用多晶材料(100)制成的子元件(541，543)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的傳輸光學(xué)元件(33)，其中所述子元件(541，543)通過光學(xué)接觸、熔解焊接或低溫焊接被連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的傳輸光學(xué)元件(33)，其中所述子元件(541，543)之間提供了中間空間(549)，其中所述中間空間(549)被具有折射率高于1.4特別是高于1.6的氣體或液體填充。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16中一個的傳輸光學(xué)元件(33)，其中至少兩個子元件(541，543)之間或至少一個子元件(541，543)和中間空間(549)之間的接觸面(545，547)是球形的。
18.根據(jù)權(quán)利要求14至17中一個的傳輸光學(xué)元件(33)，其中所述子元件(541，543)由不同的材料制作。
19.顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置(1)中的物鏡(11)，它包括至少一個根據(jù)權(quán)利要求1至18中一個的傳輸光學(xué)元件(33，37)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的物鏡(11)，其中所述光學(xué)元件(33，37)是像平面一側(cè)三個最近光學(xué)元件中的一個。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20的物鏡(11)，其中所述光學(xué)元件(33)與像平面(23)最近的光學(xué)元件。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的物鏡(11)，其中所述光學(xué)元件(33，37)被排列在瞳孔面或場平面區(qū)域中。
23.根據(jù)權(quán)利要求19至22中一個的物鏡(11)，其中所述物鏡具有大于1.2的數(shù)值孔徑(NA)，優(yōu)選地大于1.35，更優(yōu)選地大于1.5。
24.根據(jù)權(quán)利要求19至23中一個的物鏡(11)，其中所述光學(xué)元件(33，37)被光學(xué)無縫連接到另一光學(xué)元件。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的物鏡(11)，其中所述光學(xué)元件(33，37)和另一光學(xué)元件之間的接觸面(545，547)是球形的。
26.根據(jù)權(quán)利要求24或25的物鏡(11)，其中所述光學(xué)元件(33，37)通過光學(xué)接觸、熔解焊接或低溫焊接被連接到另一光學(xué)元件。
27.根據(jù)權(quán)利要求24至26中一個的物鏡(11)，其中所述另一光學(xué)元件是由與所述光學(xué)元件(33，37)相同的材料組成。
28.根據(jù)權(quán)利要求24至26中一個的物鏡(11)，其中所述另一光學(xué)元件是由與所述光學(xué)元件(33，37)不同的材料組成，特別是由石英玻璃或氟化鈣組成。
29.根據(jù)權(quán)利要求19至28中一個的物鏡(11)，其中所述物鏡設(shè)計用于小于250nm的工作波長，優(yōu)選地小于200nm，更優(yōu)選地小于160nm。
30.顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置(1)，具有根據(jù)權(quán)利要求19至29中一個的物鏡(11)，特別是用于浸入式光刻術(shù)。
31.投影曝光裝置(1)，具有將構(gòu)件投影到光敏襯底(19)上的投影物鏡(11)，其中浸液(31)被設(shè)置在投影物鏡(11)的傳輸光學(xué)元件(33)和光敏襯底(19)之間，并且所述傳輸光學(xué)元件(33)是由多晶材料(100)組成。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的投影曝光裝置(1)，其中所述光學(xué)元件(33)被提供涂層。
33.根據(jù)權(quán)利要求31或32的投影曝光裝置(1)，其中對于小于200nm的波長，所述多晶材料具有大于1.7的折射率，特別是大于1.8。
34.根據(jù)權(quán)利要求31至33中一個的投影曝光裝置(1)，其中所述多晶材料從包括多晶MgAl2O4、多晶MgO和多晶釔鋁石榴石Y3Al5O12的組中選擇。
35.根據(jù)權(quán)利要求31至33中一個的投影曝光裝置(1)，其中所述多晶材料(100)由帶有化學(xué)成分(M1)3(M2)5O12的微晶(102)形成，其中M1是從包括釔、鑭、釓、鋱、鉺、鈧和镥的組中選擇的金屬，并且M2是從包括鋁、鎵、銦和鉈的組中選擇的金屬。
36.根據(jù)權(quán)利要求31至33中一個的投影曝光裝置(1)，其中所述多晶材料(100)是具有MgO×mAl2O3化學(xué)式的混合晶體，其中m是0.9到4之間的值。
37.根據(jù)權(quán)利要求30至36中一個的投影曝光裝置(1)，其中所述投影曝光裝置(1)適于工作在小于250nm的波長。
38.用于生產(chǎn)適于在顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置(1)的物鏡(11)中使用的傳輸光學(xué)元件(33)的方法，該方法具有如下步驟由多晶材料(100)組成的多晶毛坯的生產(chǎn)，以及根據(jù)多晶毛坯的傳輸光學(xué)元件(33，37)的生產(chǎn)。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其中所述由多晶材料(100)組成的毛坯的生產(chǎn)包括燒結(jié)多晶毛坯的步驟。
40.根據(jù)權(quán)利要求38或39的方法，其中所述生產(chǎn)包括壓所述多晶毛坯以形成與根據(jù)其將生產(chǎn)的所述傳輸光學(xué)元件(33，37)實質(zhì)上相同幾何形體的形狀的步驟。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其中所述多晶毛坯被壓以形成基本球形。
42.根據(jù)權(quán)利要求38至41中一個的方法，其中所述多晶毛坯使用熱等靜壓方法進行燒結(jié)。
43.根據(jù)權(quán)利要求38至42中一個的方法，其中所述多晶材料(100)從包括MgO和MgAl2O4的組中選擇。
44.根據(jù)權(quán)利要求38至42中一個的方法，其中所述多晶材料由帶有化學(xué)成分(M1)3(M2)5O12的微晶形成，其中M1是從包括釔、鑭、釓、鋱、鉺、鈧和镥的組中選擇的金屬，并且M2是從包括鋁、鎵、銦和鉈的組中選擇的金屬。
45.根據(jù)權(quán)利要求38至42中一個的所述方法，其中所述多晶材料是具有MgO×mAl2O3化學(xué)式的混合晶體，其中m是0.9到4之間的值。
46.由多晶材料(100)組成的毛坯，用于顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置(1)的物鏡(11)的傳輸光學(xué)元件(33，37)。
47.用于生產(chǎn)適于在顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置(1)的物鏡(11)中使用的傳輸光學(xué)元件(33)的方法，該方法具有如下步驟至少兩個多晶毛坯的生產(chǎn)，根據(jù)所述至少兩個多晶毛坯的子元件(541，543)的生產(chǎn)，連接所述子元件(541，543)以形成傳輸光學(xué)元件(33)。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的方法，其中所述多晶毛坯的生產(chǎn)包括多晶毛坯的燒結(jié)步驟。
49.根據(jù)權(quán)利要求47或48的方法，其中所述子元件(541，543)通過光學(xué)接觸、熔解焊接或低溫焊接被連接。
50.根據(jù)權(quán)利要求47至49中一個的方法，其中至少一個子元件(541，543)的至少一部分接觸面(545，547)在連接之前被提供涂層。
51.根據(jù)權(quán)利要求47至49中一個的方法，其中所述子元件(541，543)以這樣的方式被連接，即子元件(541，543)之間留有中間空間(549)。
52.根據(jù)權(quán)利要求51的方法，其中所述中間空間(549)被具有大于1.4特別是大于1.6的折射率的氣體或液體填充。
53.根據(jù)權(quán)利要求47至52中一個的所述方法，其中所述多晶毛坯被壓以形成與根據(jù)其將生產(chǎn)的所述子元件(541，543)實質(zhì)上相同幾何形體的形狀。
54.根據(jù)權(quán)利要求46至51中一個的方法，其中所述多晶毛坯使用熱等靜壓方法被燒結(jié)。
55.用于生產(chǎn)顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置(1)的物鏡(11)的方法，該方法具有如下步驟多晶毛坯的生產(chǎn)，壓力下所述多晶毛坯的燒結(jié)，根據(jù)所述多晶毛坯的傳輸光學(xué)元件(33，37)的生產(chǎn)，將所述傳輸光學(xué)元件(33，37)插入所述物鏡(11)。
56.根據(jù)權(quán)利要求55的方法，其中所述多晶毛坯被壓以形成與根據(jù)其將生產(chǎn)的所述傳輸光學(xué)元件(33，37)實質(zhì)上相同幾何形體的形狀。
57.根據(jù)權(quán)利要求56的方法，其中所述多晶毛坯被壓以形成基本球形。
58.根據(jù)權(quán)利要求55至57中一個的方法，其中所述多晶毛坯使用熱均衡方法來壓。
59.用于生產(chǎn)顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置(1)的物鏡(11)的方法，該方法具有如下步驟由總體雜質(zhì)小于70ppm的原料組成的多晶尖晶體的生產(chǎn)，壓力下所述多晶尖晶體的燒結(jié)，根據(jù)所述多晶尖晶體的傳輸光學(xué)元件(33，37)的生產(chǎn)，將所述傳輸光學(xué)元件(33，37)插入所述物鏡(11)。
60.根據(jù)權(quán)利要求59的方法，其中所述多晶尖晶體被壓以形成與根據(jù)其將生產(chǎn)的所述傳輸光學(xué)元件(33，37)實質(zhì)上相同幾何形體的形狀。
61.根據(jù)權(quán)利要求60的方法，其中所述多晶尖晶體被壓以形成基本球形。
62.根據(jù)權(quán)利要求59至61中一個的方法，其中所述多晶尖晶體使用熱均衡方法來壓。
63.作為顯微光刻術(shù)的投影曝光裝置(1)的物鏡(11)的傳輸光學(xué)元件(33，37)的材料的多晶固體的使用。
64.用于生產(chǎn)顯微光刻投影曝光裝置(1)的物鏡(11)的傳輸光學(xué)元件的材料的使用，其中所述材料具有立方晶體結(jié)構(gòu)微晶(102)的多晶材料(100)，并且這些微晶(102)的平均微晶尺寸為至少0.5微米和至多100微米，特別是至少10微米和至多100微米。
65.用于生產(chǎn)顯微光刻投影曝光裝置(1)的物鏡(11)的傳輸光學(xué)元件的材料的使用，其中所述材料具有立方晶體結(jié)構(gòu)微晶(102)的多晶材料(100)，并且所述微晶(102)的平均微晶尺寸D基本滿足條件D=16nΔnλ,]]>其中λ表示物鏡(11)的工作波長且n表示折射率并且Δn表示該工作波長下所述多晶材料(100)的雙折射。
66.用于微結(jié)構(gòu)部件的顯微光刻生產(chǎn)的方法，具有如下步驟提供至少在適當位置施加了由光敏材料組成的層(21)的襯底(19)，提供具有待成像的構(gòu)件的掩模(13)，提供根據(jù)權(quán)利要求12的投影曝光裝置(1)，借助投影曝光裝置(13)將至少一部分掩模(13)投影到層(21)的區(qū)域上。
全文摘要
一種適于在顯微光刻投影曝光裝置的物鏡中使用的傳輸光學(xué)元件(33，37)由多晶材料(100)組成，其中多晶材料(100)具有立方晶體結(jié)構(gòu)的微晶(102)，并且這些微晶(102)的平均微晶尺寸至少是(0.5)微米和至多是(100)微米。
文檔編號G03F7/20GK101073021SQ200580042032
公開日2007年11月14日 申請日期2005年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月9日
發(fā)明者W·克勞斯, M·托特澤克, W·米勒-里斯曼 申請人:卡爾蔡司Smt股份公司