專利名稱：：微光刻投影曝光設(shè)備的投影物鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種微光刻投影曝光設(shè)備的投影物鏡。技術(shù)背景微光刻投影曝光設(shè)備用于制造諸如像是集成電路或LCD的微型結(jié)構(gòu)部件。此類投影曝光設(shè)備包括照明裝置和投影物鏡。在微光刻過程中，將由照明設(shè)備照射的掩模(也稱為分劃板)的圖像通過投影物鏡投影到襯底(例如硅晶片)上，該襯底涂覆了光敏涂層(光致抗蝕劑)并排列在投影物鏡的像平面上，以將掩模結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到光敏涂層上。在當(dāng)前技術(shù)狀態(tài)的微光刻物鏡中，具體的是具有大于1.4的數(shù)值孔徑(NA)值的浸沒物鏡中，尤其對于物鏡的成像側(cè)最后的光學(xué)元件來說，使用具有高折射率材料的需求日益增長。在本文中，如果在給定波長下折射率的值較石英的折射率更高時，則將該折射率稱為高折射率，石英的折射率在193nm波長時為大約1.56?？梢员徽J(rèn)為是此類材料的例如有镥鋁石榴石(LU3A15012，LuAG)，其折射率在193nm的波長時為大約2.14。然而，使用這些用于透鏡元件的材料存在許多問題，由于它們的立方體結(jié)晶結(jié)構(gòu)(cubiccrystallographicstructure),在較短波長時它們顯示出增大的本征雙折射(IB)。例如，對镥鋁石榴石的測量已經(jīng)顯示出30.1nm/cm的最大IB相關(guān)延遲(retardation)。這種情況中的詞語"延遲"指的是在偏振的兩種正交態(tài)(互為垂直)的光程長度之間的差值。作為降低氟化物晶體透鏡中本征雙折射對光學(xué)圖像的有害影響的方法，WO02/093209A2特別公開了在相對于彼此的旋轉(zhuǎn)(稱為"時鐘轉(zhuǎn)動(clocking)")位置上排列相同晶體切向(crystallographiccut)(例如100向或111向)的氟化物晶體透鏡的構(gòu)思，以及將多個具有彼此不同晶體切向(例如[100]-透鏡以及[lll]-透鏡的組合)的這種排列組進(jìn)行組合。在WO02/099500A2中公開的技術(shù)是沿著球形分離表面分出一個或多個結(jié)晶100或110切向的透鏡，并將其相對于彼此以旋轉(zhuǎn)偏移接合至一起。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個目的是提供一種微光刻投影曝光設(shè)備的投影物鏡，所述物鏡允許在限制本征雙折射的有害影響的同時可以使用高折射的結(jié)晶材料。依據(jù)本發(fā)明第一方面的具有光軸的投影物鏡，用來將位于物平面上的掩模的圖像投射到位于像平面上的光敏涂層上，所述投影物鏡包括至少一個透鏡，所述至少一個透鏡具有至少一個彎曲的透鏡表面，并且由沿著光軸以相互相鄰關(guān)系彼此跟隨的方式排列的至少四個本征雙折射材料的透鏡元件組合而成；其中，所述四個透鏡元件由兩對透鏡元件組成，其中所述兩對透鏡元件具有彼此不同的晶體切向，并且其中每對中的透鏡元件具有相同的晶體切向，并相對于彼此圍繞光軸以旋轉(zhuǎn)偏移進(jìn)行排列。這里使用的術(shù)語"光軸"指的是穿過投影物鏡的旋轉(zhuǎn)對稱光學(xué)元件的曲率中心(curvaturecenter)延伸的直線部分序列或直線。通過由相互時鐘轉(zhuǎn)動(clocked)的至少四個透鏡元件組合成透鏡可獲得的第一個好處是本征雙折射的補償，這對于像側(cè)最后位置上具有相對較大厚度和高折射率的透鏡來說尤其有效。由于依據(jù)本發(fā)明的透鏡是由數(shù)個殼體(shell)以類似洋蔥構(gòu)造的方式組合而成的事實，因此使用透鏡自身內(nèi)部已經(jīng)形成的上述這些殼體的排列可獲得本征雙折射的補償殼體(也就是，本質(zhì)上甚至不需要對在投影物鏡中另一個位置上發(fā)生額外的補償)。依據(jù)一個實施例，四個透鏡元件中的兩個具有[lll]晶體切向，所述四個透鏡元件中的另外兩個具有[100]晶體切向。與通常的術(shù)語相一致的，例如[111晶體切向指的是在各個透鏡元件中，[lll掉晶軸與透鏡軸(或者分別與投影物鏡的光軸)重合。此外，如果透鏡軸之間的角度小于5o，則可認(rèn)為各個結(jié)晶軸分別與透鏡軸或光軸重合。依據(jù)一個實施例，所述四個透鏡元件以相對于它們各自的晶體切向以交替順序彼此跟隨。關(guān)于殼體的這種排列，進(jìn)一步觀察所得到的效用是，在透鏡元件相對于它們的晶體切向是交替排列的順序的情況下，與具有相同晶體切向的透鏡元件直接相互跟隨組合在一起的排列相比，該排列通常可以大約為2的數(shù)量級的因子降低IB-補償中的殘差，。這種通過令人驚奇的清晰的定量結(jié)果證明了其本身的效果，該效果以物理術(shù)語來講可歸因于以下事實，即用來描述由本征雙折射引起的偏振的Jones矩陣并不是數(shù)學(xué)上可交換的，這意味著不能改變它們乘法中的順序而使結(jié)果不改變(也就是AXB共BXA)。依據(jù)一個實施例，依據(jù)本發(fā)明的透鏡在物平面一側(cè)具有凸起彎曲的透鏡表面。這種形狀的透鏡表面可接收大孔徑角的光線，并因此在大孔徑系統(tǒng)中具有特別的優(yōu)勢。優(yōu)選地，這種透鏡是排列在距離像平面一側(cè)最后位置上的浸沒物鏡中的平凸透鏡，該透平凸透鏡的平面光出射表面與浸沒介質(zhì)相接觸。依據(jù)一個實施例，這種透鏡排列在投影物鏡像平面?zhèn)鹊淖詈笪恢蒙?。尤其是在像平面?zhèn)鹊淖詈笸哥R中，特別重要的是使用具有較高折射率的材料，因此考慮到這種材料在這種情況中表現(xiàn)出本身能夠補償較強的本征雙折射，所以依據(jù)本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)造對于這種透鏡來說是非常有利的。依據(jù)一個實施例，透鏡元件由選自以下組中的材料制成，所述組包含石榴石，尤其是镥鋁石榴石(Lu3Al5Ol2)和釔鋁石榴石(Y3A15012);鋰鋇氟化物(LiBaF3):以及包含尖晶石的材料，尤其是鎂尖晶石(MgAJ204)。在這些顯示了較明顯雙折射的材料中，依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造被證明是非常有利的，因此，可使用具有相當(dāng)高折射率的材料，可以有效地補償本征雙折射。依據(jù)一個實施例，透鏡元件以沿著光軸彼此相鄰的關(guān)系進(jìn)行排列，也就是，在所述透鏡元件之間沒有設(shè)置另外的光學(xué)元件。依據(jù)一個實施例，所述至少四個透鏡元件中的至少兩個以光學(xué)無縫方式連接在一起。這樣，對于標(biāo)量相(scalarphase),也就是波陣面，在類似洋蔥構(gòu)造的透鏡中的裝配成類似殼體的元件也像單個透鏡一樣工作，因此可以在透鏡元件之間的過渡處避免不想要的光線界面相關(guān)偏轉(zhuǎn)(interface-relateddeflection)。依據(jù)另一個實施例，所述至少四個透鏡元件中的至少兩個通過縫隙(gap)彼此隔開，因此，與利用擰緊(wringing)技術(shù)將透鏡元件無縫連接在一起的做法相比，這樣可以減少制造成本。在這種情況中，為了避免不想要的光線界面相關(guān)偏轉(zhuǎn)，縫隙優(yōu)選用其具有的折射率與鄰接透鏡元件的材料的折射率相比不高于30%的液體進(jìn)行填充，更優(yōu)選的是不高于20%,尤其優(yōu)選的是不高于10%。根據(jù)鄰接透鏡元件的折射率，適宜的液體例如是用作與晶片平面相鄰的浸液的所謂高折射率類型的液體，諸如例如環(huán)己垸(波長193nm時n&1.57)或萘烷(decaline)(波長193nm時n&1.65)。依據(jù)一個實施例，所述四個透鏡元件中的兩個是[lll]晶體切向，而相同的四個透鏡元件中的另外兩個是[100]切向。在這種情況中，相對于光傳播的方向在四個元件的第一位置上的透鏡元件可具有[lll]切向或也可以是[100]切向。所述四個透鏡元件中的每一個可具有至少一個球面透鏡表面(尤其是兩個球面透鏡表面)，以使得透鏡能夠更為簡易地制造以及彼此匹配。還可能的是，四個透鏡元件中的至少一個具有非球面(但優(yōu)選仍然是旋轉(zhuǎn)對稱的)透鏡表面。這在將導(dǎo)致較大的制造成本的同時，它也提供了最優(yōu)化偏振相關(guān)光學(xué)特性的可能性，甚至，也就是，由于非球面設(shè)計獲得的額外的自由度將進(jìn)一步減少IB-相關(guān)殘余延遲。依據(jù)本發(fā)明的另一方面，具有光軸的微光刻投影曝光設(shè)備的投影物鏡可將位于物平面上的掩模圖像投影到位于像平面上的光敏涂層上，該物鏡包括至少一個透鏡，其由沿著光軸以彼此相鄰關(guān)系相互跟隨的形式排列的至少四個本征雙折射材料的透鏡元件組合而成；其中對于所述四個透鏡元件中的至少一個來說，光軸平行于透鏡元件的一晶向，該晶向既與[100]晶向、[110晶向和[111]晶向不同，也與等同于[100]晶向、[110]晶向或[111]晶向的各個晶向不同。因而，依據(jù)這方面，本發(fā)明涉及具有由至少四個透鏡元件組成的透鏡的投影物鏡，其中這些透鏡元件中的至少一個具有"自由的"晶向，這意味著它不是按照主要的晶向[IOO]、[110]和[111]進(jìn)行切割(cut)的。作為這種"自由的"晶向的結(jié)果，引入了額外的自由度，借此(有些類似于用非球面的透鏡表面替換了球面的透鏡表面)提高了優(yōu)化的可能性。此外，由于創(chuàng)造性地轉(zhuǎn)換成"自由的"晶向，將可能減小(l，l)Jones光瞳的相，提髙滿足另外強加在光學(xué)圖像上的特殊要求的可能性。關(guān)于依據(jù)這方面的投影物鏡的優(yōu)選實施例及其優(yōu)勢，讀者可參考在如上所述提到第一方面之前的優(yōu)選實施例和優(yōu)勢。本發(fā)明還涉及一種具有如上所述特征的透鏡，其中，關(guān)于優(yōu)選的實施例及其優(yōu)勢，讀者可以參考前述的關(guān)于投影透鏡的內(nèi)容。本發(fā)明的范圍還包括微光刻投影曝光設(shè)備，微結(jié)構(gòu)部件的微光刻制造方法，以及微結(jié)構(gòu)部件。在說明書以及權(quán)利要求書中還可看到本發(fā)明的其他實施例。結(jié)合附圖中圖示的實施例，將在下文中更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，其中圖1示出了依據(jù)本發(fā)明一個實施例的完整反射折射投影物鏡的整個子午面；圖2示出了圖1的投影物鏡像側(cè)的最后透鏡的詳細(xì)的透鏡截面；圖3示出了依據(jù)另一個實施例的像側(cè)的最后透鏡的詳細(xì)透鏡截面；圖4示出了在透鏡元件沒有相互旋轉(zhuǎn)排列時常規(guī)結(jié)構(gòu)的具有[lll]向的透鏡的延遲(nm);圖5示出了在透鏡元件沒有相互旋轉(zhuǎn)排列時常規(guī)結(jié)構(gòu)的具有[100]向的透鏡的延遲(nm);圖6a、6b示出了考慮到像側(cè)最后的透鏡與圖2示出的依據(jù)本發(fā)明的設(shè)計相一致時，從物場中心發(fā)出的光束(圖6a)以及從物場的邊緣發(fā)出的光束(圖6b)在圖1的投影物鏡中的合成延遲(nm);圖7a、7b示出了考慮到像側(cè)的最后透鏡與圖3示出的依據(jù)本發(fā)明的設(shè)計相一致時，從物場中心發(fā)出的光束(圖7a)以及從物場的邊緣發(fā)出的光束(圖7b)在圖1的投影物鏡中的合成延遲(nm);圖8、圖9每個均示出了以單個透鏡元件的非交替排列的像側(cè)最后透鏡的詳細(xì)透鏡截面；圖10a、10b示出了如果使用圖8示出的設(shè)計的透鏡，從物場中心發(fā)出的光束(圖10a)以及從物場的邊緣發(fā)出的光束(圖10b)的合成延遲(nm);圖lla、llb示出了如果使用圖9示出的設(shè)計的透鏡，從物場中心發(fā)出的光束(圖lla)以及從物場的邊緣發(fā)出的光束(圖lib)的合成延遲(nm);圖12示出了依據(jù)本發(fā)明具有自由晶向的實施例的像側(cè)最后透鏡的詳細(xì)透鏡截面；圖13a至圖13c圖示了對于依據(jù)本發(fā)明如圖12所示具有自由晶向的透鏡，從物場中心發(fā)出的光束的(1,1)Jones光瞳的合成延遲(圖Ba，nm)以及相位(圖13b,nm)和振幅(圖Bc，nm);圖14a至圖14c圖示了對于依據(jù)本發(fā)明如圖12所示具有自由晶向的透鏡，從物場中心發(fā)出的光束的(1,1)Jones光瞳的合成延遲(圖14a，nm)以及相位(圖14b，nm)和振幅(圖14c，nm);圖15示意性圖示了微光刻透鏡曝光設(shè)備的整個設(shè)計構(gòu)思。具體實施方式圖1示出了依據(jù)本發(fā)明第一實施例的投影物鏡100。該投影物鏡100的設(shè)計數(shù)據(jù)列舉在表l中。列1示出的是折射或其他光學(xué)有效表面(opticallysignificantsurface)的序號，列2是這些表面的各自的半徑(mm)，列3是從各個表面到下—接著的表面的距離(mm),也稱為厚度，列4是各個表面下面的材料，列5是該材料在入=193nm時的折射率，列6是光學(xué)元件的光學(xué)可用的自由半直徑(half-diameter)。半徑、厚度和半直徑均以毫米表示。在表2中用短平線標(biāo)出和說明的表面是非球面彎曲的，這些表面的曲率可通過下列非球面公來描述尸(h)-~,(1/r"2_:+C^4+C2"…(1)l+^/l-(l+CC)(l/r)2/i2其中，p表示各個表面平行于光軸的徑向高度，h代表距光軸的徑向距離，r表示各個表面的曲率半徑，cc表示錐度常數(shù)，Cl、C2…表示表2列出的非球面常數(shù)。依據(jù)圖1,反射折射設(shè)計的投影透鏡100具有第一部分光學(xué)系統(tǒng)110、第二部分光學(xué)系統(tǒng)120以及第三部分光學(xué)系統(tǒng)130。這里使用的詞語"部分光學(xué)系統(tǒng)"通常指的是光學(xué)元件的排列，通過該排列可形成真實物體的實像或中間圖像。換句話說，每個部分光學(xué)系統(tǒng)總是包括，從特定的物平面或中間像平面開始直到下一個接著的實像或中間圖像的全部光學(xué)元件。第一部分光學(xué)系統(tǒng)110包括折射透鏡111至118(由Si(^制成，在表1中命名為SILUV)的排列，并將物平面"OP"投影成第一中間圖像Ml，該中間圖像Ml的近似位置在圖1中用箭頭指出。這個第一中間圖像IMI1通過第二部分光學(xué)系統(tǒng)120投影成第二中間圖像IMI2,第二中間圖像IM2的近似位置在圖1中用箭頭指出。第二部分光學(xué)系統(tǒng)120包括第一凹面鏡121和第二凹面鏡122，其中每個凹面鏡均以與光軸垂直的方向被切割，從而允許光繼續(xù)其從各個反射面至像平面IP的路徑。第二中間圖像MI2被第三部分光學(xué)系統(tǒng)130投影進(jìn)入像平面IP。第三部分光學(xué)系統(tǒng)130包括折射透鏡131至143的排列，其中在像平面?zhèn)茸詈笪恢蒙系耐哥R143是平凸鏡，其彎曲凸面的透鏡表面朝向物平面。依據(jù)本發(fā)明，該透鏡143，由總共四個將參看圖2進(jìn)行描述的透鏡元件組成。在透鏡143的光出射面和當(dāng)投影物鏡100工作時設(shè)置在像平面IP上的光敏涂層之間，將具有浸液，在該實例中，該液體的折射率為nimm"1.65(在表1中命名為HIINDEX)。適宜這種目的的浸液的例子是常用名為萘烷(decaline)的液體。另一種適宜的浸液是工作波長為193麵時nImm"1.57的環(huán)己烷(cyclohexane)。圖2示出了在圖1投影物鏡100像側(cè)最后位置的透鏡143的詳細(xì)透鏡截面。透鏡143由總共四個透鏡元件143a、143b、143c和143d組成，所述四個透鏡元件被成排列使得它們均沿著光軸OA彼此跟隨。全部透鏡元件143a至143d均由镥鋁石榴石(Lii3Al5012，LuAG)制成，在193nm時其最大特性雙折射為30.1nm/cm。圖解的實例中的單個透鏡元件143a至M3d的透鏡表面或可操作光學(xué)表面出于制造的原因均選擇為球面的，但是作為替換，它們也可以是非球面，以獲得更加深遠(yuǎn)的偏振相關(guān)光學(xué)特性的最優(yōu)化，也就是，進(jìn)一步減小殘余延遲。還應(yīng)注意，透鏡143的透鏡元件143a至143d以直接接觸的方式彼此連接，例如以通過擰緊(wringing)技術(shù)獲得的光學(xué)無縫過渡的方式彼此連接。可選地，這些透鏡元件還可以用縫隙隔開，其中所述縫隙優(yōu)選用液體填充，該液體具有的折射率與鄰接透鏡元件的材料的折射率相比不高于30%,優(yōu)選不高于20%，以及更加優(yōu)選不高于10%。表3中列出了透鏡元件143a-143d的各自的透鏡參數(shù)。列1示出了透鏡元件表面的序號，列2示出了這些表面的各自的半徑(radii)(mm),列3示出了從每個表面到下一接著的表面的距離(mm)，也稱為厚度，列4示出了接續(xù)分離表面的光學(xué)元件可用的自由半直徑(half-diameter),并且列5示出了透鏡元件的晶向(或晶體切向)。半徑、厚度和半直徑均以毫米表示。依據(jù)圖2和表3的實例，透鏡元件143a-143d由兩對透鏡元件組成，其中每對中的元件具有相同的晶體切向，并以相對于彼此圍繞光軸OA旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置。更具體地，在光傳播方向上沿著光軸OA的第一和第三位置上的透鏡元件143a和143c是[lll]晶體切向的，這意味著在這些透鏡元件中結(jié)晶[lll]-軸與投影物鏡100的光軸OA平行。在光傳播方向上沿著光軸OA的第二和第四位置上的透鏡元件143b和143d是[100晶體切向的，這意味著在這些透鏡元件中結(jié)晶[100]-軸與投影物鏡100的光軸OA平行。因此，四個透鏡元件143a-143d對于它們的晶體切向(crystallographiccutorientation)以交替順序進(jìn)行排列。此外，晶向為[lll]向的透鏡元件143a和143c相對于彼此圍繞光軸OA旋轉(zhuǎn)(也就是"時鐘轉(zhuǎn)動")60o角，而晶向為[100]向的透鏡元件143b和143d相對于彼此圍繞光軸OA旋轉(zhuǎn)(也就是"時鐘轉(zhuǎn)動")45o角。依據(jù)〖lll]-透鏡的三重(3—fold)對稱雙折射，在兩個[111透鏡之間的時鐘角度6(k)可通過時鐘角度60o+mX120o來代替，m是整數(shù)。此外，依據(jù)[100]-透鏡的四重(4一fold)對稱雙折射，在兩個[100]-透鏡之間的時鐘角度45o可通過時鐘角度45o+nX90o來代替，n是整數(shù)。雖然上述具有[lllj晶體切向的透鏡元件的60o(或60o+mX12(Jo)旋轉(zhuǎn)角以及具有[100晶體切向的透鏡元件的45o(或45o+nX卯o〉的旋轉(zhuǎn)角("時鐘角")對于最小化IB-相關(guān)殘余延遲來說代表了選定的排列的最優(yōu)值，但是由于部分補償還可通過從不同于這些值的旋轉(zhuǎn)角來獲得，因此本發(fā)明當(dāng)然并非受到這些角度所限制?？梢罁?jù)本發(fā)明用于圖1投影透鏡100中位于像平面一側(cè)最后位置上的透鏡255的另一實例由透鏡元件255a-255d組成，如圖3所示，表4中列出了透鏡元件255a-255d的透鏡參數(shù)。透鏡元件255a-255d也同樣由镥鋁石榴石(Lu3Al5012，LuAG)制成。依據(jù)圖3和表4的實施例，透鏡元件255a-255d也由兩對透鏡元件組成，其中每對元件具有相同的晶體切向，并以相對于彼此圍繞光軸OA旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置。更具體地，在光傳播方向上沿著光軸OA的第一和第三位置上的透鏡元件255a和255c是[100]晶體切向的，這意味著在這些透鏡元件中[100]結(jié)晶軸與投影物鏡的光軸OA平行。在光傳播方向上沿著光軸OA的第二和第四位置上的透鏡元件255b和255d是[lll]晶體切向的，這意味著在這些透鏡元件中[lll]結(jié)晶軸與投影物鏡100的光軸OA平行。因此，四個透鏡元件對于它們的晶體切向以交替順序進(jìn)行排列。此外，關(guān)于這一點與圖2的實施例類似，晶體切向為[100]晶向的透鏡元件255a和255c相對于彼此圍繞光軸OA旋轉(zhuǎn)(也就是"時鐘轉(zhuǎn)動")45o角，而晶體切向為[lll]晶向的透鏡元件255b和255d相對于彼此圍繞光軸OA旋轉(zhuǎn)60o角。本發(fā)明并不限于圖2和3示出的[100]和[111]晶體切向。此外，還可能使用這些實施例的變型，其中組合而成本發(fā)明構(gòu)造的透鏡的至少四個透鏡元件還可具有共有相同晶體切向的透鏡元件對，但所述切向?qū)⒉煌赱100]和/或[111]，其中在每對中的透鏡元件以相對于彼此圍繞光軸旋轉(zhuǎn)的方式排列。此外，在與圖2和3類似的范圍內(nèi)，透鏡元件還可按它們的晶體切向以交替順序排列。圖6a和6b示出了考慮到像側(cè)最后的透鏡與圖2示出的依據(jù)本發(fā)明的設(shè)計相一致時，從物場中心發(fā)出的光束(圖6a)以及從物場的邊緣發(fā)出的光束(圖6b)在圖1的投影物鏡中的合成延遲。作為對照，圖4示出了其晶體切向為[lll]向的常規(guī)設(shè)計的透鏡的延遲，也就是，未使用相對于彼此旋轉(zhuǎn)的至少四個透鏡元件的本發(fā)明排列的情況下的延遲。圖7a和7b示出了考慮到像側(cè)的最后的透鏡與圖3示出的依據(jù)本發(fā)明的設(shè)計相一致時，從物場中心發(fā)出的光束(圖7a)以及從物場的邊緣發(fā)出的光束(圖7b)在圖1的投影物鏡中的合成延遲。為了對照，圖5示出了其晶體切向為[100]向的常規(guī)設(shè)計的透鏡的延遲，也就是，未使用相對于彼此旋轉(zhuǎn)的至少四個透鏡元件的本發(fā)明排列的情況下的延遲。比較圖4至圖5與圖6至圖7的結(jié)果可得出第一結(jié)論，很明顯的是在利用依據(jù)本發(fā)明由至少四個相對于彼此旋轉(zhuǎn)的透鏡元件構(gòu)成的透鏡設(shè)計的情況下，可比晶體切向[m或[ioo]的透鏡的常規(guī)設(shè)計更顯著地減小殘余延遲。圖8和圖9分別圖解了定位在最后的透鏡360和470的另外的詳細(xì)透鏡截面。這些透鏡同樣分別由總共四個透鏡元件360a-360d和470a-470d組成，但對于它們的晶體切向，所述透鏡按非交替順序進(jìn)行排列。換句話說，如此排列透鏡元件以使得它們以相同的晶體切向?qū)ο嗷ム徑?。在圖8圖示的透鏡360中，第一對透鏡元件360a和360b為[lll]晶體切向，而圖9圖示的透鏡470中，第一對透鏡元件470a和470b為[100]晶體切向。表5和表6中分別列出了透鏡元件360a-360d和470a-470d的透鏡參數(shù)。圖10a和圖10b示出了在使用圖8示出的設(shè)計的透鏡時，從物場中心發(fā)出的光束(圖10a)以及從物場的邊緣發(fā)出的光束(圖10b)的合成延遲。圖lla和圖llb示出了在使用圖9示出的設(shè)計的透鏡時，從物場中心發(fā)出的光束(圖lla)以及從物場的邊緣發(fā)出的光束(圖llb)的合成延遲。從圖6、圖7的結(jié)果與圖10、圖ll的結(jié)果對比可知，很明顯的是，在使用由相對于彼此旋轉(zhuǎn)排列的至少四個透鏡元件構(gòu)成的透鏡的情況下，與由相同晶體切向為一對來構(gòu)成透鏡元件的非交替排列情況(如圖10和圖11)相比，使用按它們的晶體切向交替排列的透鏡元件(如圖6和7)的排列所獲得的延遲值小大約2倍因子。依據(jù)另一個實施例，依據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的透鏡的透鏡元件中的一個或全部還可能具有將下文參考圖12-14進(jìn)行討論的自由晶體切向。圖12示出了在具有例如與圖1類似構(gòu)造的投影物鏡中同樣可用的像側(cè)最后位置上的透鏡580的詳細(xì)透鏡截面。透鏡580也由總共四個透鏡元件580a、580b、580c和580d組成，沿著光軸OA彼此跟隨排列。全部透鏡元件580a-580d同樣由镥鋁石榴石(Li^A^C^,LuAG)制成。圖示的實施例中的單個透鏡元件580a至580d的透鏡表面或可操作光學(xué)表面均出于制造的原因選擇為球面的，但是可選地，它們也可以是非球面的，以獲得更加深遠(yuǎn)的偏振相關(guān)光學(xué)特性的最優(yōu)化，也就是，進(jìn)一步減小殘余延遲。此外，在這個實施例中透鏡580的透鏡元件580a至580d也可直接接觸地彼此跟隨，例如以通過擰緊技術(shù)而獲得的光學(xué)無縫過渡的方式彼此連接。可選地，這些透鏡元件還可以用縫隙隔開，其中所述縫隙優(yōu)選用如上所述的液體填充。表7列出了透鏡元件580a-580d的分別的透鏡參數(shù)。列1示出的是透鏡元件表面的序號，列2是這些表面各自的半徑(mm)，列3是從每個表面到下一個表面的距離(mm)，也稱為厚度，列4是接續(xù)著各個表面的光學(xué)可用的自由半直徑(half-diameter)，列5是透鏡元件的晶向。半徑、厚度和半直徑均以毫米表示。表7中示出的晶向以如下定義三個歐拉角小、9、v來表示使最初設(shè)置為與固定在空間中的參考系(x,y,z)相同的坐標(biāo)系通過下列所述坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成晶體的主軸系(x'，y',z'):l.圍繞z軸旋轉(zhuǎn)小角；2.圍繞x軸旋轉(zhuǎn)e角；以及3.圍繞z軸旋轉(zhuǎn)V角。通過歐拉角4>=00、e=0o、^=任意可選角可相應(yīng)描述[100]向的晶體，而通過4)=450、9=54.736o、V-任意可選角可相應(yīng)描述[lll]向的晶體。與之前所述的實施例不同，透鏡580的透鏡元件580a-580d中光系統(tǒng)軸OA并不在晶向[IOO]、[110]或[111]中的一個的方向上或與晶向[100]、[110]或[111]中任一個等同(由于立方體晶體的對稱)的主要晶向上。雖然圖12的實施例中的全部透鏡元件580a-580d偏離了上述主晶向中的一個只有透鏡元件580a近似[lll]晶體切向)，但是這并不意味著是對本發(fā)明強加的限制。相反，本發(fā)明還可包括代表圖12的具體實施例的變型的所有情況，這意味著對于四個透鏡元件的至少一個來說，光系統(tǒng)軸并不與上述的主晶向平行。圖13a至圖13c圖解了對于從物場中心發(fā)出的光束來說，具有自由晶向的透鏡580的(1,1)Jones光瞳的合成延遲(圖13a)以及相位(圖13b)和振幅(圖13c)。圖14a至圖14c以類似的表現(xiàn)形式圖解了對于從物場邊緣發(fā)出的光束來說，透鏡580的(1,1)Jones光瞳的合成延遲(圖14a)以及相位(圖14b)以及振幅(圖14c)。正如從圖13b和圖14b可明顯看出的那樣，該實施例中的相在最多1.5nm范圍內(nèi)可減小到非常小的值。而象限中的振幅(45o方位)將高達(dá)大約0.9的值，這僅僅是在光瞳中主要使用了x軸和y軸區(qū)域的成像過程中的次要結(jié)果。依據(jù)圖15的投影曝光設(shè)備600包括照明裝置601和投影物鏡602。投影物鏡602包括僅僅是示意性描述的透鏡排列603,并穿過該排列確定了光軸OA。在照明裝置601和投影物鏡602之間設(shè)置了掩模604，其通過掩模支架605支撐在光程上。掩模604帶有微米或納米級別的結(jié)構(gòu)，利用投影物鏡602將掩膜的圖像投影至像平面IP，例如，以4或5倍因子減小。位于襯底支架607上的光敏襯底606，更具體是晶片被支撐在像平面IP上。盡管通過特別的實施例內(nèi)容描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員還可意識到變型和可選的實施例的多種可能性，例如，通過組合和/或改變單個實施例的特征。因此，可以理解的是這些變型和可選的實施例將被認(rèn)為是包括在本發(fā)明中，并且本發(fā)明的范圍僅僅由所附專利權(quán)利要求書及其等效來限制。表l(圖l的設(shè)沐效g)_(NA=1,55,'wavelength193ran)<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表2，(圖l的非球面常數(shù))<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表3:(圖2的設(shè)計數(shù)據(jù))<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>表4,(圖3的設(shè)計》<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>表5,(圖8的設(shè)計效痗)<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>表6，(圖9的設(shè)計效據(jù))<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>表7，(田12的設(shè)計數(shù)據(jù))<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>權(quán)利要求1、一種具有光軸(OA)的微光刻投影曝光設(shè)備的投影物鏡，用來將位于物平面的掩模圖像投影至位于像平面的光敏涂層上，所述投影物鏡包括-至少一個透鏡(143、255、360、470)，所述至少一個透鏡具有至少一個彎曲的透鏡表面，并且由沿著光軸(OA)以相互相鄰關(guān)系彼此跟隨的方式排列的至少四個本征雙折射材料的透鏡元件(143a-143d、255a-255d、360a-360d、470a-470d)組合而成；-其中，所述四個透鏡元件由兩對透鏡元件組成，其中所述兩對透鏡元件具有彼此不同的晶體切向，并且其中每對中的透鏡元件具有相同的晶體切向，并相對于彼此圍繞光軸(OA)以旋轉(zhuǎn)偏移進(jìn)行排列。2、依據(jù)權(quán)利要求1的投影透鏡，其特征在于所述四個透鏡元件中的兩個為[lll]晶體切向，而所述四個透鏡元件中的另外兩個為[ioo]晶體切向。3、依據(jù)權(quán)利要求1或2的投影透鏡，其特征在于所述四個透鏡元件相對于它們各自的晶體切向以交替順序彼此跟隨。4、一種具有光軸(OA)的微光刻投影曝光設(shè)備的投影物鏡，用來將位于物平面的掩模圖像投影至位于像平面的光敏涂層上，所述投影物鏡包括-至少一個透鏡(580),所述至少一個透鏡由沿著光軸(OA)以彼此相鄰關(guān)系相互跟隨的形式排列的至少四個本征雙折射材料的透鏡元件(580a-580d)組合而成；-其中，對于所述四個透鏡元件(580a-580d)的至少一個來說，光軸(OA)平行于透鏡元件(580a-580d)的一晶向，該晶向既與[100〗晶向、[110]晶向和[111晶向不同，也與等同于[100]晶向、[110]晶向和[111]晶向的各個晶向不同。5、依據(jù)權(quán)利要求4的投影透鏡，其特征在于對于至少四個透鏡元件(580a-580d)的所有透鏡元件來說，光軸(OA)平行于各個透鏡元件(580a-580d)的一晶向，該晶向既與[100]晶向、[IIO]晶向和[111晶向不同，也與等同于[100]晶向、[110]晶向和[111]晶向的各個晶向不同。6、依據(jù)之前任一項的投影物鏡，其特征在于所述透鏡元件的至少兩個被彎曲邊界彼此分離開。7、依據(jù)之前任一項的投影物鏡，其特征在于所述透鏡元件中所有連續(xù)的透鏡元件被彎曲邊界彼此分禽開。8、依據(jù)權(quán)利要求6或7的投影物鏡，其特征在于所述邊界或所述多個邊界分別相對于光軸(OA)旋轉(zhuǎn)對稱。9、依據(jù)之前任一項的投影物鏡，其特征在于所述透鏡元件中的至少一個具有凸面，所述凸面面向所述透鏡元件的相鄰?fù)哥R元件的凹面。10、依據(jù)之前任一項的投影物鏡，其特征在于彼此面對且屬于所述透鏡元件的相鄰?fù)哥R元件的至少兩個表面具有的曲率半徑使這些曲率半徑絕對值的差值低于所述曲率半徑中較大曲率半徑的10%，優(yōu)選低于3%,更優(yōu)選地低于1%11、依據(jù)之前任一項的投影物鏡，其特征在于彼此面對且屬于所述透鏡元件的相鄰?fù)哥R元件的至少兩個表面具有相同絕對值的曲率半徑。12、依據(jù)之前任一項的投影物鏡，其特征在于彼此面對且屬于所述透鏡元件的相鄰?fù)哥R元件的至少兩個表面在一個所述表面的每個點處在所述表面的法線方向上具有的距離小于2毫米(mm)，優(yōu)選的是小于1毫米(mm),更優(yōu)選的是小于0.5毫米(mm)。13、依據(jù)之前任一項的投影物鏡，其特征在于所述透鏡元件中的至少兩個相對于光軸(OA)旋轉(zhuǎn)對稱排列。14、、依據(jù)之前任一項的投影物鏡，其特征在于全部所述透鏡元件相對于光軸(OA)旋轉(zhuǎn)對稱排列。15、依據(jù)之前任一項的投影物鏡，其特征在于所述透鏡元件中的至少一個具有至少一個球面透鏡表面。16、依據(jù)之前任一項的投影物鏡，其特征在于所述透鏡元件中的每一個都具有至少一個球面透鏡表面。17、依據(jù)之前任一項的投影物鏡，其特征在于所述透鏡元件中的至少一個具有至少一個非球面透鏡表面。18、依據(jù)之前任一項的投影物鏡，其特征在于所述透鏡元件中的至少兩個以光學(xué)無縫方式連接在一起。19、依據(jù)之前任一項的投影物鏡，其特征在于全部所述透鏡元件以光學(xué)無縫方式連接在一起。20、依據(jù)權(quán)利要求1-18任一項的投影物鏡，其特征在于所述透鏡元件中的至少兩個被縫隙彼此隔開。21、依據(jù)權(quán)利要求20的投影物鏡，其特征在于所述縫隙用液體填充。22、依據(jù)權(quán)利要求21的投影物鏡，其特征在于所述液體具有的折射率與鄰接透鏡元件的材料的折射率相比不高于30%，特別是優(yōu)選不高于20%，以及更加優(yōu)選不高于10%。23、依據(jù)之前任一項的投影物鏡，其特征在于所述透鏡(143、255、360、470、580)具有面向物平面一側(cè)的凸起彎曲的透鏡表面(43、55、60、70、80)。24、依據(jù)之前任一項的投影物鏡，其特征在于所述透鏡(143、255、360、470、580)是平凸透鏡。25、依據(jù)之前任一項的投影物鏡，其特征在于所述透鏡(143、255、360、470、580)位于投影物鏡(100)像平面一側(cè)最后的位置上。26、依據(jù)之前任一項的投影物鏡，其特征在于所述透鏡元件由選自以下組中的材料制成，所述組包含石榴石，尤其是镥鋁石榴石(Lu3Al5012)和釔鋁石榴石(Y3A15012);鋰鋇氟化物(LiBaF3);以及尖晶石，尤其是鎂尖晶石(MgA^04)。27、一種具有光軸(OA)的微光刻投影曝光設(shè)備的投影物鏡，用來將位于物平面的掩模圖像投影至位于像平面的光敏涂層上，所述投影物鏡包括-至少一個透鏡，所述至少一個透鏡由至少四個镥鋁石榴石(Lu3Al5012)的透鏡元件(143a-143d、255a-255d、360a-360d、470a-470d)組合而成，這些透鏡元件按照沿著光軸彼此跟隨的方式排列；-其中所述四個透鏡元件中的兩個具有[lll]晶體切向，并相對于彼此圍繞光軸(OA)以旋轉(zhuǎn)偏移進(jìn)行排列；和-其中所述四個透鏡元件中的另外兩個具有[100]晶體切向，并相對于彼此圍繞光軸(OA)以旋轉(zhuǎn)偏移進(jìn)行排列。28、依據(jù)權(quán)利要求27的投影物鏡，其中所述四個透鏡元件沿著光軸(OA)以相互鄰接的關(guān)系彼此跟隨。29、依據(jù)權(quán)利要求27或28的投影物鏡，其特征在于所述四個透鏡元件相對于它們各自的晶體切向以交替順序彼此跟隨。30、一種微光刻投影曝光設(shè)備的投影物鏡，具有至少一個透鏡，所述至少一個透鏡由镥鋁石榴石(Lii3Al5012)制成的至少兩個透鏡元件組合而成，其中這些透鏡元件具有相同的晶體切向，并相對于彼此圍繞光軸(OA)以旋轉(zhuǎn)偏移進(jìn)行排列。31、一種微光刻投影曝光設(shè)備的投影物鏡，具有至少一個透鏡，所述至少一個透鏡由镥鋁石榴石(LU3A15012)制成的至少四個透鏡元件組合而成。32、一種微光刻投影曝光設(shè)備的投影物鏡，具有至少一個透鏡，所述至少一個透鏡由鋰鋇氟化物(LiBaF3)制成的至少兩個透鏡元件組合而成，其中這些透鏡元件具有相同的晶體切向，并相對于彼此圍繞光軸(OA)以旋轉(zhuǎn)偏移進(jìn)行排列。33、依據(jù)權(quán)利要求32的投影物鏡，其特征在于所述至少一個透鏡由鋰鋇氟化物(LiBaF3)制成的至少四個透鏡元件組合而成，其中所述四個透鏡中的兩個具有[lll]晶體切向并相對于彼此圍繞光軸(OA)以旋轉(zhuǎn)偏移進(jìn)行排列，并且其中所述四個透鏡中的另外兩個具有[ioo]晶體切向并相對于彼此圍繞光軸以旋轉(zhuǎn)偏移進(jìn)行排列。34、一種透鏡，尤其是用于微光刻投影曝光設(shè)備的投影物鏡，國其中透鏡(143、255)由镥鋁石榴石(Lu3Al5012)制成的至少四個透鏡元件(143a-143d、255a-255d)組合而成，這些透鏡元件沿著光軸彼此跟隨著排列；-其中所述四個透鏡元件中的兩個具有[lll]晶體切向，并相對于彼此圍繞光軸以旋轉(zhuǎn)偏移進(jìn)行排列；-其中所述四個透鏡元件中的另外兩個具有[ioo]晶體切向，并相對于彼此圍繞光軸以旋轉(zhuǎn)偏移進(jìn)行排列。35、依據(jù)權(quán)利要求34的透鏡，其特征在于所述四個透鏡元件沿著光軸(OA)以相互鄰接的關(guān)系彼此跟隨。36、依據(jù)權(quán)利要求34或35的透鏡，其特征在于所述四個透鏡元件相對于它們各自的晶體切向以交替順序彼此跟隨。37、一種透鏡，尤其是用于微光刻投影曝光設(shè)備的投影物鏡，其中所述透鏡由镥鋁石榴石(LU3A15012)制成的至少四個透鏡元件組合而成。38、一種透鏡，尤其是用于微光刻投影曝光設(shè)備的投影物鏡，-其中透鏡(580)相對于透鏡軸是旋轉(zhuǎn)對稱的，并由沿著光軸(OA)以相互鄰接關(guān)系彼此跟隨排列的至少四個本征雙折射材料的透鏡元件(580a-580d)組合而成；-其中對于所述四個透鏡元件(580a-580d)中的至少一個來說，透鏡軸平行于各個透鏡元件的一晶向，該晶向既與[100]晶向、[IIO]晶向和[lll]晶向不同，也與等同于[100晶向、[110]晶向或[111]晶向的各個晶向不同。39、依據(jù)權(quán)利要求38的透鏡，其特征在于對于全部四個透鏡元件(580a-580d)來說，透鏡軸平行于各個透鏡元件的一晶向，該晶向既與[100]晶向、[110]晶向和[1U]晶向不同，也與等同于[100晶向、[IIO]晶向和[lll]晶向的各個晶向不同。40、具有照明裝置和投影物鏡的微光刻曝光設(shè)備，其中所述投影物鏡依據(jù)權(quán)利要求1-33任一項進(jìn)行構(gòu)造。41、微結(jié)構(gòu)部件的微光刻制造方法，包括以下步驟-提供襯底(606)，該襯底至少部分涂覆了光敏材料涂層；-提供掩模(604)，該掩模包括將要形成圖像的結(jié)構(gòu)；-提供依據(jù)權(quán)利要求40的投影曝光設(shè)備(600);以及-通過投影曝光設(shè)備(600)將至少一部分掩模(604)投影至涂層區(qū)域上。42、一種由依據(jù)權(quán)利要求41的方法制造的微結(jié)構(gòu)部件。全文摘要本發(fā)明涉及一種微光刻投影曝光設(shè)備的投影物鏡，用來將位于物平面的掩模圖像投影至位于像平面的光敏涂層上，其中所述投影透鏡具有光軸(OA)。為了能在使用高折射的結(jié)晶材料的同時限制本征雙折射的消極影響，依據(jù)本發(fā)明一方面的投影透鏡包括至少一個透鏡(143、255、360、470)，所述至少一個透鏡具有至少一個彎曲的透鏡表面，并由以相互鄰接關(guān)系彼此跟隨的方式排列的至少四個本征雙折射材料的透鏡元件(143a-143d、255a-255d、360a-360d、470a-470d)按照沿著光軸(OA)組合而成，其中，所述四個透鏡元件由兩對透鏡元件組成，其中兩對具有彼此不同的晶體切向，并且其中每對中的透鏡元件都具有相同的晶體切向并相對于彼此圍繞光軸(OA)以旋轉(zhuǎn)偏移進(jìn)行排列。文檔編號G02B1/02GK101126907SQ20071015272公開日2008年2月20日申請日期2007年8月14日優(yōu)先權(quán)日2006年8月15日發(fā)明者D·克拉默,J·勞夫申請人:卡爾蔡司Smt股份公司