微光刻曝光系統的光學系統的製作方法
2023-07-05 16:18:51
)製成，並具有[100]取向，即投影透鏡100的光學系統軸0A平行於透鏡143的[100]晶軸。像方最後一個透鏡143接近在所述最後一個透鏡l43和在投影透鏡100的工作過程中於像平面IP中設置的晶片上的光敏層之間存在的浸液。在所示出的實施例中，所述浸液143具有n^-1.65的折射率。適合的浸液例如是"萘烷(Decalin)，，。另一種適合的浸液例如是環己烷(在λ≈193mn處57)。在本申請的意義中，術語"子系統"總是代表使實物成像為實像或中間像的光學元件的這種布置。換句話說，每個子系統始終包括從給定物平面或中間像平面開始到下一個實像或中間像的所有光學元件。第一子系統110將物平面0P成像到第一中間像IMI1上，其近似位置在圖1中用箭頭標出。該第一中間像IMI1由第二子系統成像到第二中間像IMI2中，其近似位置在圖1中也用箭頭標出。第二中間像IMI2由第三子系統130成像到像平面IP中。在圖1中用箭頭115標出並接近第一子系統110中的光瞳面PP1的位置處提供元件組，該元件組的結構在下文中參考圖2a-d和圖3進行說明。才艮據圖2a,元件組200由三個雙4斤射元件211-213構成，每個雙折射元件由光學單軸藍寶石(Al203)製成。根據圖2c,三個元件211-213中光學單軸材料的光學晶軸的取向彼此不同。而且，三個元件211-213中的每一個包括僅在圖2a中示意性示出並且如參考圖3更詳細說明的非球面。要強調的是，圖2a的示意圖僅用來用符號表示元件211-213中的每一個具有變化的厚度輪廓，而從圖3的相對應的高度輪廓能夠推測對所述厚度輪廓的形狀的更定量的描述。關於光學晶軸的不同取向，更特別的是在圖2c中命名為ca-1、ca-2和ca-3的這些光學晶軸，其全部都在與投影透鏡100的光軸OA(-z軸)相垂直的平面內定向，即在根據圖2c中所示的坐標系的x-y-平面內定向。此外，根據圖2c,元件211的光學晶軸ca-1的定向平行於y-軸，元件212的光學晶軸ca-2相對於晶軸ca-1繞光軸OA(即z軸)順時針旋轉45。的角，元件213的光學晶軸ca-3相對於晶軸ca-2也繞光軸0A(即z軸)順時針旋轉45°的角(即，相對於y軸旋轉90°的角)。更一般的是，在第二光學元件212中的光學晶軸ca-2的取向能夠描述為由第一光學元件211中的光學晶軸ca-l的取向繞投影透鏡100的光軸100的旋轉形成，所述旋轉不對應於繞光學系統軸旋轉90°或其整數倍的角的旋轉。而且，第三光學元件213的光學晶軸ca-3的取向可以描述為由第二光學元件212的光學晶軸ca-2的取向繞投影透鏡100的光軸OA的旋轉形成，所述旋轉也不對應於繞光學系統軸OA旋轉90或其整數倍的角的旋轉。關於在所述元件211-213中的每一個上提供的非球面，圖3a示出了第一元件211的高度輪廓(單位為微米，fim),圖3b對應於第二元件212,圖3c對應於第三元件213。可以看到，第一元件211和第三元件213的高度輪廓具有相反的符號，並且在所示的例子中，其數量相等。為了說明在投影透鏡100中的元件組200的效應，圖4a示出了對於在位置115處不具有所述光學元件組200的情況由像方最後一個透鏡元件143造成的延遲(單位為納米，nm),而圖4b示出了在位置115處具有光學元件組200的投影透鏡100的延遲。可以看到，在圖4a中延遲具有約180nm的最大值，而在圖4b中最大延遲明顯減小到約為0.5rnn的非常低的值，這對於通常的光刻應用已經充分大了。圖2d示出了元件221-223構成的元件組的另一個例子，其中第一元件221和第三元件223中的光學晶軸ca-1和ca-3的取向是相同的，並且與第二元件222中的光學晶軸ca-2的取向不同。更特別的是並且如在圖2d中所示的，元件221和223的光學晶軸ca-l和ca-3的定向都平行於y軸，而元件212的光學晶軸ca-2相對於晶軸ca-l繞光軸OA(即z軸)旋轉45°的角。如與圖2c的實施例共同的特徵，在第二光學元件222中的光學晶軸ca-2的取向能夠描述為由第一光學元件221中的光學晶軸ca-l的取向ca-1繞投影透鏡100的光軸OA的旋轉形成，所述旋轉不對應於繞光學系統軸旋轉90。或其整數倍的角的旋轉。而且，第三光學元件223的光學晶軸ca-3的取向可以描述為由第二光學元件2"的光學晶軸ca-2的取向繞投影透鏡100的光軸OA的旋轉形成，所述旋轉也不對應於繞光學系統軸旋轉90或其整數倍的角的旋轉。關於在所述元件221-223中的每一個上提供的非球面，圖3a示出了第一元件221和第三元件223的高度輪廓(單位為微米，fim),而圖3b示出了第二元件222的高度輪廓。因此，在該特定例子中，第一元件221和第三元件223的高度輪廓是相同的，這意味著該元件適合於在投影透鏡100中補償不具有橢圓分量的延遲。但是，本發明不限於此，因此本發明也包括多組光學元件221-223c,其具有圖2c的主要結構但是具有不同的第一和第三元件221和"3的高度輪廓。儘管參考圖2-3描述的實施例的所有元件211-213和221-223都由藍寶石(Ah03)製成，但是本發明不限於此，可選擇的是，能夠使用在所用波長範圍內具有充分透明度的其他光學單軸材料，例如但不限於氟化鎂(MgF2)、氟化鑭(LaF3)和結晶石英(Si02)。而且，本發明不限制於用相同材料來實現所有三個元件211-213或221-223，因此也可以使用材料的不同組合。圖5a-f示出了根據圖2a的光學元件組的其他實施例的主要結構的頂一見圖，其涉及三個元件中的每一個元件。為了概括根據圖5和如在圖2c和圖2d中的元件組的這些不同實施例，對於這些元件組中的任一個，在相應第二光學元件512-562中的光學晶軸ca-2的取向能夠描述為由相應第一光學元件511-561中的光學晶軸ca-1的取向ca-1繞投影透鏡100的光軸100的旋轉形成，所述旋轉不對應於繞光學系統軸旋轉90。或其整數倍的角的旋轉。而且，相應第三光學元件513-563的光學晶軸ca-3的取向可以描述為由相應第二光學元件512-563的光學晶軸ca-2的取向繞投影透鏡100的光軸OA的旋轉形成，所述旋轉也不對應於繞光學系統軸旋轉90或其整數倍的角的旋轉。如與圖2c和圖2d中這些元件組等的另一個共同的特徵，相應的三個元件中的兩個(例如在圖5a中的元件511和元件513)的光學晶軸"ca-1"和"ca-3"的定向與第三元件(例如在圖5a中的元件512)的光學晶軸不同。更特別的是，根據圖5a,元件512的光學晶軸"ca-2"伸向圖中所示坐標系中的y方向，而光學晶軸ca-l和ca-3都繞光學系統軸OA旋轉並相對於所述光學晶軸ca-2旋轉45°。所有元件511-513可以例如由氟化鎂(MgFj、藍寶石(八1203)或其他適合的光學單軸材料製成。根據圖5b，元件522的光學晶軸ca-2伸向圖中所示坐標系中的y方向，而元件521和523的光學晶軸ca-1和ca-3平行於光學系統軸OA延伸(即，伸向z方向)。元件522例如由氟化鎂(MgF2)製成，而元件521和523由旋光(opticallyactive)石英製成。根據圖5c,元件532的光學晶軸ca-2平行於光學系統軸OA延伸(即，伸向z方向)，而元件531和533的光學晶軸ca-1和ca-3伸向圖中所示坐標系中的y方向。元件531和533例如由氟化鎂(MgF2)製成，而元件532由旋光石英製成。根據圖5d,元件542的光學晶軸ca-2垂直於光學系統軸OA延伸，並相對於y方向旋轉45。，而元件541和543的光學晶軸ca-l和ca-3平行於光學系統軸OA延伸(即，圖中所示坐標系中的z方向)。元件542例如由氟化鎂(MgF2)製成，而元件541和543由旋光石英製成。根據圖5e，元件552的光學晶軸ca-2平行於光學系統軸OA(即，圖中所示坐標系中的z方向)延伸，而元件551和553的光學晶軸ca-l和ca-3垂直於光學系統軸OA延伸並相對於y方向旋轉45°。元件541和543由氟化鎂(MgF2)製成，而元件542由旋光石英製成。根據圖5f，元件561的光學晶軸ca-1平行於光學系統軸"OA"延伸(即，伸向z方向)。元件562的光學晶軸ca-2伸向y方向。元件563的光學晶軸ca-3垂直於光學系統軸OA延伸並相對於y方向旋轉45°。元件562和563例如由氟化4美(MgF2)製成，而元件561由旋光石英製成。因此，在圖5f所示的實施例中，所述三個光學元件561-563中的所有光學元件的光學晶軸如在圖2c的實施例中一樣彼此不同地定向。當然，圖5f中所示的實施例不限於元件561-563的圖示的順序，而是包括這些元件所有可能的排列(例如元件563設置在元件561和562之間等)。作為上述元件組的另一個共同特徵，這些元件組中的每一個包括三個光學元件，所述光學元件由光學單軸材料製成並具有沿著所述光學系統軸的變化的厚度輪廓，其中每個所述光學元件中的光學晶軸或者基本上垂直於或者基本上平行於所述光學系統軸，並且所述三個光學元件中至少兩個的光學晶軸彼此不同地定向。在圖2d和5a的實施例中，所述三個光學元件全部都具有基本上垂直於所述光學系統軸的光學晶軸，其中所述組的第一光學元件和第二光學元件(即分別是元件211和213或者511和513)的光學晶軸基本上彼此平行，並且相對於所述組的第三光學元件(即分別是元件212或512)的光軸繞所述光學系統軸旋轉。在圖5b-f的實施例中，所述組的所述光學元件的僅僅一個或兩個(即元件522、531、533、542、551、553)具有基本上垂直於所述光學系統軸的光學晶軸，其中所述組的(多個)其他元件(即元件521、523、532、541、543、552、561)具有基本上平行於所述光學系統軸的光學晶軸。在這些實施例中，具有基本上平行於光學系統軸0A的光學晶軸的這些元件由旋光材料製成，例如石英。在根據圖5f的實施例中，所述三個光學元件561-563中的所有光學元件的光學晶軸彼此不同地定向。具有基本上平行於光學系統軸0A的光學晶軸的元件由旋光材料製成，例如結晶石英。圖2b示出根據本發明的元件組的另一個優選實施例，其有利效果在於能夠將所述元件組對所謂的標量相位的有害影響保持為低。根據圖2b中示意性示出的概念，在不同的雙折射元件215、217和219之間的中間空間216、218充滿了液體，以便減小在穿過光學組的光進入率變化。在#4居圖2b的特定實施例中，雙折射元件215、217和219中的每一個由MgF2製成，並且中間空間216和218充滿水(H20)。在^193.38nm的典型工作波長處，MgF2的正常折射率為n。-1.4274,異常折射率為n^l.4410,對應於平均折射率"(n。+ne)/2-l.4342。水(H20)在^193.38nm處的折射率是1.4366。因此，在雙折射元件215、217和219以及中間空間216和218之間存在的折射率變化等於(針對在MgF2中的平均折射率)An-O.0024。為了比較，如果中間空間216和218在h193.38nm處充滿例如氮(N2)的典型充填氣體，那麼折射率的變化為An-O.439。因此，對於圖2b的實施例，在雙折射元件215、217和219以及中間空間216和218之間存在的折射率變化大約減小180倍。當然，雙折射元件之間的中間空間充滿適合的液體以^更減小在所上述概念不限於上述MgF2和H20的組合。一般來說，液體可以;陂認為情況，並因此減小所述元件組對所謂的標量相位的有害影響，':果所述雙折射元件的至少兩個元件之間的間隙至少部分地充滿液體，則該液體的折射率不大於所述兩個雙折射元件的折射率的30%，優選不大於20%,更優選不大於10%。根據相鄰雙折射元件中的材料的折射率，這種適合的液體也可以是所謂的高折射率浸液，其也用作在像方最後一個透鏡和晶片上存在的光敏層之間的區域內的浸液，例如"萘烷"(在}^193nm處65)或環己烷(在bl93nm處nifflni-l.57)。圖6示出了依照本發明另一個實施例的整個折反射投影透鏡100的經向全部截面。表3中列出了投影透鏡600的設計數據，表4中指定的表面是非球面彎曲的。投影透鏡600具有與圖1的投影透鏡100相類似的折反射設計，其包括沿著光軸OA的具有透鏡611-617的第一子系統610、具有兩個反射鏡621和622的第二子系統620,以及具有透鏡631-642的第三子系統630。投影透鏡600也包括在用箭頭標出並接近第三子系統630中的光瞳面PP2的位置處的根據本發明另一個優選實施例的元件組650,其實施例在下文中參考圖7和8進行描述。這些實施例所實現的有利影響在於所述元件組對所謂的標量相位的有害影響可以保持為低，並且在理想情況下，等於由平面平行板對標量相位所產生的作用。為此，如圖6a中示意性示出的元件組650包括三個雙折射元件651、652和653,每個元件分別由兩個+反651a和651b、652a和652b、或653a和653b構成。相互歸屬的(attributedtoeachother)各個板中的每一個具有非球面和平面，其中相互歸屬的這些板的非球面是互補的，並且合起來是分別這樣形成的雙折射元件651、652或653的平面平行幾何形狀。換句話說，每個或分別形成的雙折射元件651、652或653的厚度在其截面上是恆定的。而且，如能夠在圖8a中看到的，該圖為了更好地表現光學晶軸而以分解的圖示方式示出了所有的六個板651a-653b,光學晶軸分別相互歸屬的(attributed)各對板651a和651b、652a和652b,或653a和653b彼此垂直地定向。除了光學晶軸的所述取向之外，每一對板651a和651b、652a和652b，或653a和653b分別由相同的光學單軸材料製成並且優選所有的六個板651a-653b由相同的光學單軸材料製成，例如A1203、MgF2或LaF3。由於雙折射元件651-653的平面平行幾何形狀，因此所述雙折射元件651、652和653中的每一個不會擾亂或影響穿過所述元件組650的光的標量相位，因為每個雙折射元件651，652和653中在兩個板用其非球面互補地彼此緊鄰的位置處所存在的非球面邊界僅僅是相同折射率的區域之間的邊界。圖8a中所示的實施例僅僅是示範性的，通過包括如下的元件組能夠構成用於實現圖7的一般概念的其他實施例關於每個雙折射元件651，652和653的相應的第一板651a，652a和653a，根據圖5a的主要結構依照光軸來設置這些板。類似的是，通過在每個所述實施例用前面參考圖7-8描述的一對板來取代其光學晶軸在與光學系統軸OA相垂直的平面內定向的至少一個(優選是所有)雙折射元件，可以修改上面描述並且在圖2c-d和圖5b-f中示出的其他實施例，即用彼此成對互補並且合起來是平面平行幾何形狀的這樣形成的雙折射元件同時光學晶軸的取向彼此成對地垂直的板。儘管圖7a的光學組650的三個雙折射元件651-653顯示為彼此分隔開，但是根據圖7b中所示的優選實施例，這三個雙折射元件可以接合在一起以形成聯合(common)光學元件650',其在考慮板651a-653b的相對較小厚度的這種布置的機械穩定性時是有利的，所述厚度通常遠小於llMl並且可以例如在幾樣i米的範圍內。在其他實施例中，如在圖7c和7d中示意性示出的，使用明顯更大厚度的一個或多個支撐板。更特別的是，圖7c示出了兩個支撐板660和670,每個支撐板分別設置在每個鄰近的雙折射元件651和652或者652和653之間，以形成聯合元件650〃。圖7d示出了如已經在圖7b中所示的接合在一起並且由單個支撐板680支撐以形成聯合元件650〃'的所有三個雙折射元件651-653。圖8b中示出了該實施例的透牙見圖。這種一個或多個支撐板660、670和680優選由光學各向同性材料製成，如熔凝矽石(Si02)。儘管這種支撐板的厚度主要是任意的，但是通常的厚度是在幾毫米的範圍內。圖9中示出了根據圖8的雙折射元件的高度輪廓。例如根據"OPTICALRESEARCHASSOCIATES"，Pasadena，California(USA)的商業上可得到的軟體"CODEV9.6"(2005年10月)可以給出這些雙折射元件的高度輪廓的定量描述，根據該定量描述利用下面的方程式藉助多項式逼近法來描述相應的形狀不規則的表面，如在該軟體的對應的版本注釋中所述的其中z代表平行於z軸的表面的矢，c代表頂點曲率，k代表圓錐常數，Zj代表第j個Zernike多項式(在極坐標中的標準Zernike多項式，即，Z嚴l,Z屍R'cose,Z3=R'sine,Z4=R2.cos0等)，Cj+,代表Zj的係數。對於圖9a-9c的實施例，表5針對自由形態(free-form)表面41、43和45中的每一個給出了上述Zernike多項式的對應的係數，其中ZP產C2代表第1項Zernike多項式的係數，ZP^C3代表第2項Zernike多項式的係數，…，ZP6產Cw代表第63項Zernike多項式的係數等等。圖10a-10b以具有(圖10a)和不具有(圖10b)才艮據圖7-9的元件組的投影透鏡的相應的延遲光瞳圖的形式示出了相對應的光學組的作用。可以看到該元件組明顯地減小了延遲(注意，在圖10a和10b中的不同比例尺)。圖11示出了依照本發明另一個實施例的整個折反射投影透鏡900的經向全部截面。投影透鏡900具有與圖1的投影透鏡100類似的設計，並且沿著光軸OA包括具有透鏡911-917的第一子系統910、具有兩個反射鏡921和922的第二子系統920，以及具有透鏡931-942的第三子系統930。為了補償在投影透鏡900中的偏振擾動，投影透鏡900在第一光瞳面"PP1"和用箭頭標記的位置處又包括如已經在上面描述的由三個雙折射元件的元件組形成的校正元件950,具有下面參考圖13a-13c討論的三個光學元件的高度輪廓。如圖11的投影透鏡900的另一方面，第三部分系統930的最後一個透鏡942(即，最接近像平面IP的透鏡)包括第二透鏡部件942b中嵌入的第一透鏡部件942a,如下面參考圖12的放大示意圖更詳細描述的。應該注意，該"嵌入的透鏡"的配置的實現當然不限於與利用由具有非球面的至少三個雙折射元件構成的光學組或校正元件的補償概念相組合，以便補償偏振擾動。因此，在圖12中示出的那個方面也覆蓋其他的設計(不具有這種校正元件或光學組)，其中光學透鏡通過將第一透鏡部件嵌入在第二透鏡部件中來實現，如在下文中所述的，該光學透鏡特別是像方最後一個元件，即最接近像平面的光學元件。通常，如果第一透鏡部件942a由光學單軸材料或具有強烈固有雙折射的立方晶體結構的材料製成，並且第二透鏡部件942b由光學各向同性材料製成，那麼圖11和10中所示的布置是有利的。除了如尖晶石的立方晶體之外，第一透鏡部件的材料例如可以從下面的組中選擇，所述組由氟化鎂(MgF2)、氟化鑭(LaF3)、藍寶石(人1203)和結晶石英(Si02)構成。光學元件的上面的結構的有利效果在於第一透鏡部件942a可以製造得相對較薄，並且由於所述元件的作用而引起的光學系統的光學性能的任何退化(特別是單軸或固有雙折射以及吸收)可以保持很小。在圖11和12的像方最後一個透鏡942的示範性實施例中，第一透鏡部件942a由(100)尖晶石製成，第二透鏡部件942b由熔凝矽石(Si02)製成。在圖11和12的特定實施例中，由表6的下列參數來描述透鏡942:表6:tableseeoriginaldocumentpage27而且，圖12的布置優選通過在第一透鏡部件942a的光入射面和第二透鏡部件942b的光出射面之間的緊密接觸來實現。可選擇的是，浸液層或小的空氣隙可以設置在第一透鏡部件942a的光入射面和第二透鏡部件942b的光出射面之間。再次參考上述校正元件950，該校正元件用在投影透鏡900中以補償圖14a-b中示出的瓊斯光瞳，其中為包括尖晶石IOO透鏡的微光刻投影透鏡來確定所述瓊斯光瞳。更特別的是，圖14a示出了延遲的絕對值分布(單位為nm)，圖14b示出了延遲的快軸方向。圖13a-c分別示出了根據圖2a的通用結構而設置的第一、第二和第三元件的高度輪廓。在所示的實施例中，光學元件951-953中的每一個由氟化鎂製成。通過首先為第一、第二和第三光學元件中的每一個確定為了實現所希望的補償效應所需的延遲分布，然後計算相對應的高度輪廓來確定這些高度輪廓。通常，為了在預定位置處提供預定的延遲Acp，需要如在(上面已經提到的)方程式(4)中給出的厚度d:關於在圖14中示出的瓊斯光瞳的一般形狀，圖14a中示出的延遲分布具有四次對稱，因為其特徵在於在該示範性實施例中補償尖晶石-[IOO]-透鏡。而且，可以看到，對於所述第一、第二和第三光學元件中的每一個，高度輪廓具有關於兩個軸的鏡面對稱以及旋轉90°角的符號改變。根據本發明的另一個方面，可以利用如上面參考圖1-12概述的一組光學元件來通常將第一(例如圓或線)偏振分布轉變成第二(例如切向)偏振分布。為此，例如參考圖2d的一般外形，所有雙折射元件211-213的光學晶軸都垂直於光學系統軸，第二元件的光學晶軸ca-2相對於第一光學元件和第三光學元件的光學晶軸ca-1和ca-3繞光學系統軸0A旋轉45。。所有這三個元件再次由光學單軸材料製成，並且例如可以由氟化鎂(MgF2)製成。如杲這種組的三個雙折射元件具有在圖15a中所示的延遲輪廓，那麼該元件組可以用於將圓偏振分布轉變成切向偏振分布。在圖15a和15b中，曲線"Tl"說明作為方位角0的函數的第一元件201的延遲輪廓，曲線"T2"說明第二元件202的延遲輪廓，曲線"T3"說明第三元件203的延遲輪廓。各個輪廓在徑向方向上可以是恆定的。如果元件組的這三個元件顯示出了圖15b中示出的延遲輪廓，那麼該元件組可用於將線偏振分布轉變為切向偏振分布。已經參考優選實施例描述了本發明。但是，本領域的普通技術人員不僅理解本發明及其優點而且也能夠得到其修改。因此，本發明意在覆蓋如在隨附的權利要求及其等效方案所限定的本發明的精神和範圍內的這種改變和修改。表l:用於圖l的設計數據tableseeoriginaldocumentpage29表l(續)用於圖l的設計數據tableseeoriginaldocumentpage30表2:用於圖l的非球面常數tableseeoriginaldocumentpage31表2(續)用於圖l的非球面常數tableseeoriginaldocumentpage32表3:用於圖6的設計數據(NA=1.55,'波長X-193ran)tableseeoriginaldocumentpage33表3(續)用於圖6的設計數據tableseeoriginaldocumentpage34表4:用於圖6的非球面常數tableseeoriginaldocumentpage35表面NK.7tableseeoriginaldocumentpage35表面NK.11tableseeoriginaldocumentpage35表面NK.15tableseeoriginaldocumentpage35>表面NK.tableseeoriginaldocumentpage35表面NK.Ktableseeoriginaldocumentpage35表面NJ^21tableseeoriginaldocumentpage35表面NK.22tableseeoriginaldocumentpage35表面NK*26tableseeoriginaldocumentpage35表4(續)用於圖6的非球面常數表面NK.29Ko，ooooCl-l』43m02e-008C22,5363817le-012C3-5.39368498e-0163，86624579e-020C5-:U20398381e-024C68，96652964e-0300,00000000e+000C8O.OOOOOOOOe+0000,00000000e+000灰面亂30K0-0000C〗.-f).61EP9968e-008C2C3-3.28195033e-016C42.10606123e-02t)C5-l-0"23087e-024C62*622"r,22e-029C7O.OODOODOOe+OOOC80.00000000e+000C90,00000000e十0OG表面NK.32K0.0000ClC29二93396958e-0丄3C3-6,33630S34e-017C4-8,6"M:i3197e-G22C52.932二5222e-025C6-l,28960244e-029C70,0O0t)ODOOe+000C80,0000D000e+000C90,00000000e+000i《0,0000Cl-2.9948143Ge-008C21,36597095e-013C3C43，732890"75e-022C52，97027585fi-026-1,B40617CUe-030C70,OOOO00O0e+00OCO0*t)OOOOOOOe十OOOC9O-OOOOOOOOti+000表面NR.37K0.0000ClC2-:U829"742e-013C32.20416868e-0"C4S.34184593e-024C5-2,8，479049e-025C6C70,oooooooo"oooC8O.00e+O000.00000000e+000表面NK,化K0.0000Cl2.7"13205e-008C2-6，9559"93e-013C3-7.38008203e-0"C41.064039"-020C5-4.67997489e-025C68.195025Cne-0300.00000000e+000C8O.OOOOOOODe+000C90.0000麵0e+(K;0表面NR.50K0.ooooClC24.mB94"e-012C3-9.395797(Ue-0i8C4.36373597e-021C54-58112541e-025C62.49231914s-029C70,00000000e+000C80,00C00000e+000C9表5:用於圖9的自由形態表面的Zernike多項式的係數tableseeoriginaldocumentpage37權利要求1.一種光學系統，特別是微光刻曝光系統的照明系統或投影透鏡，所述光學系統具有光學系統軸(OA)以及由三個雙折射元件構成的至少一個元件組(200)，每個雙折射元件由光學單軸材料製成並具有非球面，其中所述組的第一雙折射元件(211，221，511，521，531，541，551，561)具有其光學晶軸的第一取向(ca-1)；所述組的第二雙折射元件(212，222，512，522，532，542，552，562)具有其光學晶軸的第二取向(ca-2)，其中所述第二取向能夠被描述為由所述第一取向(ca-1)的旋轉形成，所述旋轉不對應於繞光學系統軸(OA)旋轉90°或其整數倍的角的旋轉；以及所述組的第三雙折射元件(213，223，513，523，533，543，553，563)具有其光學晶軸的第三取向(ca-3)，其中所述第三取向能夠被描述為由所述第二取向的旋轉形成，所述旋轉不對應於繞光學系統軸(OA)旋轉90°或其整數倍的角的旋轉。2.—種光學系統，特別是微光刻曝光系統的照明系統或投影透鏡，所述光學系統具有光學系統軸(OA)以及由三個元件對(651,652，653)構成的至少一個元件組(650,650',650〃，650〃')，每一個元件對由一個雙折射元件(651a，652a，653a)和一個屬性補償元件(651b,652b,653b)構成，所述雙折射元件由光學單軸材料製成並具有非球面，其中每個雙折射元件和屬性補償元件互補為所述元件對(651，652,653)的平面平行幾何形狀，其中所述組(650)的第一雙折射元件(651a)具有其光學晶軸的第一取向(ca-1);所述組(650)的第二雙折射元件(652a)具有其光學晶軸的第二取向(ca-2),其中所述第二取向能夠被描述為由所述第一取向(ca-1)的旋轉形成，所述旋轉不對應於繞光學系統軸(OA)旋轉9(T或其整數倍的角的旋轉；以及所述組(650)的第三雙折射元件(653a)具有其光學晶軸的第三取向(ca-3),其中所述第三取向能夠被描述為由所述第二取向的旋轉形成，所述旋轉不對應於繞光學系統軸(OA)旋轉90。或其整數倍的角的旋轉。3.根據權利要求2的光學系統，其特徵在於每個補償元件(651b,652b，653b)也由光學單軸材料製成，其中每個補償元件(651b,652b,653b)的光學晶軸的取向垂直於光學系統軸(OA)，並且垂直於屬性雙折射元件(651a,652a,653a)的光學晶軸(ca-1,ca-2,ca-3)。4.根據前面權利要求中的任一項的光學系統，其特徵在於所述雙折射元件中的每一個具有其這樣的厚度輪廓變化以至於在所述光學系統的給定工作波長處獲得A(pin-25毫拉德的最小相位延遲。5.根據前面權利要求中的任一項的光學系統，其特徵在於所有所述三個雙折射元件的光學晶軸的取向彼此不同。6.根據權利要求1至4中的任一項的光學系統，其特徵在於第一雙折射元件(211,511)和第三雙折射元件(213，513)的光學晶軸基本上彼此平行。7.根據前面權利要求中的任一項的光學系統，其特徵在於所述第一、第二和第三雙折射元件中的每一個的所述光學晶軸垂直於所述光學系統軸或者平行於所述光學系統軸。8.根據權利要求1至5中的任一項的光學系統，其特徵在於所述雙折射元件之一的光學晶軸基本上平行於所述光學系統軸(OA),並且其餘兩個雙折射元件的光學晶軸基本上垂直於所述光學系統軸(OA)並且繞所述光學系統軸(OA)彼此旋轉了30°至60。範圍內的角，更優選是40°至50°,進一步優選是45。的角。9.根據權利要求1至7中的任一項的光學系統，其特徵在於所述雙折射元件的光學晶軸(ca-l，ca-2，ca-3)垂直於所述光學系統軸(OA),其中第一雙折射元件(211,511,651a)的光學晶軸(ca-l)和第三雙折射元件(213,513,653a)的光學晶軸(ca-3)均相對於第二雙折射元件(212,512,652a)的光學晶軸(ca-2)繞所述光學系統軸(OA)旋轉了30°至60。範圍內的角，更優選是40°至50°，進一步優選是45。的角。10.根據前面權利要求中的任一項的光學系統，其特徵在於所述組的所述雙4斤射元件(521-523，531-533,541-543，551-553，561-563)中的一個或兩個具有基本上垂直於所述光學系統軸的光學晶軸，並且其中所述組的其他(多個)雙折射元件具有基本上平行於所述光學系統軸(OA)的光學晶軸。11.根據權利要求10的光學系統，其特徵在於具有基本上平行於所述光學系統軸的光學晶軸的所述組的所述(多個)雙折射元件由旋光材料製成，優選是結晶石英(Si02)。12.根據前面權利要求中的任一項的光學系統，其特徵在於所述雙折射元件(211-213,511-513,521-523,531-533,541-543,551-553，561-563,651a,652a，653a)中的至少一個的雙折射材料從包括下述的組中選擇氟化鎂(MgF2)、氟化鑭(LaF3)、藍寶石(A1203)和結晶石英(Si02)。13.根據前面權利要求中的任一項的光學系統，其特徵在於所述元件組的所述三個雙折射元件(211-213,511-513,521-523,531-533,541-543，551-553,561-563，651a,652a，653a)中的至少兩個，更優選是全部，被聯合成組合元件。14.根據前面權利要求中的任一項的光學系統，其特徵在於所述元件組或所述組合元件分別沿著光學系統軸(OA)具有最大軸向長度，其不大於該元件組或組合元件的平均光學有效直徑的50%,優選不大於其20%,更優選不大於其10%。15.根據前面權利要求中的任一項的光學系統，其特徵在於所述雙折射元件平均起來基本上不具有光焦度。16.根據前面權利要求中的任一項的光學系統，其特徵在於其包括至少一個第四光學元件(143,642，942),其造成光束截面上的偏振分布擾動，其中將所述第一、第二和第三非球面選擇為至少部分地補償所述偏振分布擾動。17.根據權利要求16的光學系統，其特徵在於由所述第四光學元件(143，642,942)造成的所述偏振分布具有圍繞所述光學系統軸(OA)的k折對稱，並且其中所述元件組的所述雙折射元件(211-213，511-513，521-523,53H33,541-543,551-553,561-563,651a,652a，653a)的所述非3求面具有至少一個鏡面對稱軸。18.根據權利要求16或17的光學系統，其特徵在於由所述第四光學元件造成的所述偏振分布具有圍繞所述光學系統軸的4折對稱，並且其中所述組的所述至少一個雙折射元件的所述非球面具有兩個鏡面對稱軸。19.根據權利要求16至18中的任一項的光學系統，其特徵在於造成光束截面上的偏振分布擾動的所述第四光學元件(143，642,942)包括在193nm的工作波長處提供至少10nm/cm的雙4斤射幅度的立方晶體材料。20.根據權利要求16至19中的任一項的光學系統，其特徵在於所述第四光學元件U43，642,942)是(100)-立方晶體-透鏡或(1U)-立方-晶體-透鏡。21.根據權利要求16至20中的任一項的光學系統，其特徵在於所述第四光學元件(143，642,942)由包括下述的組中選擇的材料製成尖晶石，特別是MgAl204和石榴石，特別是Lu3AlsOu和Y3A15012。22，根據權利要求16至21中的任一項的光學系統，其特徵在於所述第四光學元件(942)包括嵌入在第二透鏡部件中的第一透鏡部件，其中所述第二透鏡部件由光學各向同性材料製成，優選是熔凝矽石(Si02)。23.根據權利要求22的光學系統，其中所述第一透鏡部件由在193nm的工作波長處提供至少為10nm/cm的延遲的晶體材料製成。24.根據權利要求22或23的光學系統，其特徵在於所述第一透鏡部件由在193nm的工作波長處具有大於1.7的折射率的晶體材料製成。25.根據權利要求22至24中的任一項的光學系統，其特徵在於所述第一透鏡部件的所述晶體材料是光學單軸材料。26.根據權利要求25的光學系統，其特徵在於所述光學單軸材料從包括下述的組中選擇氟化鎂(MgFj、氟化鑭(LaF3)、藍寶石(A1力3)和結晶石英(Si02)。27.根據權利要求22至24中的任一項的光學系統，其特徵在於所述第一透鏡部件的所述晶體材料是立方晶體材料。28.根據權利要求27的光學系統，其特徵在於所述第一透鏡部件的所述晶體材料由包括下述的組中選出尖晶石，特別是MgAl204和石榴石，特別是Lu3AlsOu和Y3A15012。29.根據權利要求22至28中的任一項的光學系統，其特徵在於所述第二透鏡部件是彎月透鏡，並且所述第一透鏡部件設置在所述彎月透鏡的凹面光出射側以連同所述第二透鏡部件一起形成基本上平凸的透鏡。30.根據前面權利要求中的任一項的光學系統，其特徵在於所述非球面中的至少一個設置為至少接近所述光學系統的光瞳面。31.根據前面權利要求中的任一項的光學系統，其特徵在於所述光瞳面是沿著所述光學系統的光傳播方向的第一光瞳面。32.根據前面權利要求中的任一項的光學系統，其特徵在於所述雙折射元件中的至少兩個之間的間隙至少部分地4皮填充有液體，該液體的折射率不大於所述兩個雙折射元件的折射率的30%,優選不大於其20%,更優選不大於其10%。33.根據權利要求32的光學系統，其特徵在於所述雙折射元件由氟化鎂(MgF2)製成，其中所述雙折射元件中的至少兩個之間的間隙至少部分地淨皮填克有水(H20)。34.根據前面權利要求中的任一項的光學系統，其特徵在於其分別包括所述元件組或組合元件的至少兩個，更優選是至少三個。35.根據前面權利要求中的任一項的光學系統，其特徵在於所述組合元件或所述元件組設置在所述光學系統的光瞳面中。36.根據權利要求1至34中的任一項的光學系統，其特徵在於所述組合元件或所述元件組設置在滿足關係式仏《<叢</力的位置處，且AD,是在所述位置處的光束直徑，D2是在所述位置處的總的光學所用的直徑。37.根據權利要求1至34中的任一項的光學系統，其特徵在於其包括至少兩個組合元件或元件組，其都設置在滿足關係式仏5《^^/刀的位置處，且D,是在相應的位置處的光束直徑，是在相應的位置處的總的光學所用的直徑。38.—種光學系統，特別是微光刻曝光系統的照明系統或投影透鏡，所述光學系統具有至少一個元件組，其中所述元件組包括第一雙折射元件，其具有第一非球面及其光學晶軸的第一取向；第二雙折射元件，其具有第二非球面及其光學晶軸的第二取向；以及第三雙折射元件，其具有第三非球面及其光學晶軸的第三取向；其中所述第一、第二和第三取向彼此不同。39.微光刻投影透鏡，其包括根據權利要求16至38中的任一項的至少一種光學系統，其特徵在於所述第四光學元件是最接近所述微光刻投影透鏡的像平面的三個元件之一，更優選是所述微光刻投影透鏡的最後一個元件。40.照明系統，特別是用於微光刻投影曝光裝置的照明系統，包括用於提供預定偏振分布的根據權利要求1至38中的任一項的至少一種光學系統。41.根據權利要求40的照明系統，其中所述預定偏振分布是切向偏振分布。42.根據權利要求40或41的照明系統，其中所述光學元件組的所述雙折射元件是可交換的，用於改變所述預定偏振分布。43.—種光學元件，包括嵌入在第二透鏡部件中的第一透鏡部件，其中所述第一透鏡部件由尖晶石製成，並且所述第二透鏡部件由光學各向同性材料製成。44.一種光學元件，包括嵌入在第二透鏡部件中的第一透鏡部件，其中所述第一透鏡部件由在hl93nm處折射率大於1.7的立方晶體材料製成，並且所述第二透鏡部件由光學各向同性材料製成。45.—種微光刻投影曝光裝置，包括照明系統和投影透鏡，其中所述照明系統和/或所述投影透鏡是根據權利要求1至38中的任一項的光學系統或者包括根據權利要求43或44的光學元件。46.根據權利要求l至38中的任一項的光學系統對於微光刻投影曝光的使用。47.微光刻構造襯底的方法，包括用光照射掩模並且將所述掩模的像投射到所述襯底上的步驟，其中用光照射掩模的所述步驟和/或將所述掩模的像投射到所述襯底上的所述步驟利用根據權利要求1至38中的任一項的光學系統。48.—種微結構器件，其特徵在於它是根據權利要求47的方法製造的。全文摘要根據本發明的一個方面，一種光學系統，特別是微光刻曝光系統的照明系統或投影透鏡，具有光學系統軸(OA)和由三個雙折射元件(211，212，213)構成的至少一個元件組(200)，每個雙折射元件由光學單軸材料製成並具有非球面，其中所述組的第一雙折射元件(211)具有其光學晶軸的第一取向；所述組的第二雙折射元件(212)具有其光學晶軸的第二取向，其中所述第二取向能夠被描述為由所述第一取向的旋轉形成，所述旋轉不對應於繞光學系統軸旋轉90°或其整數倍的角的旋轉；所述組的第三雙折射元件(213)具有其光學晶軸的第三取向，其中所述第三取向能夠被描述為由所述第二取向的旋轉形成，所述旋轉不對應於繞光學系統軸旋轉90°或其整數倍的角的旋轉。文檔編號G03F7/20GK101263432SQ200680033920公開日2008年9月10日申請日期2006年9月13日優先權日2005年9月14日發明者A·多多克,D·克拉默,H·費爾德曼,M·託特澤克,S·貝德,W·克勞斯申請人:卡爾蔡司Smt股份公司