CN1639644A - 用于浸液式光刻的折射投影物镜 - Google Patents

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Abstract

一种适合于浸液式显微光刻法的纯折射投影物镜设计成单腰部系统，所述系统具有五个透镜组，在这样的情况中，提供了具有负折射能力的第一透镜组、具有正折射能力的第二透镜组、具有负折射能力的第三透镜组、具有正折射能力的第四透镜组以及具有正折射能力的第五透镜组。所述系统孔布置在第四透镜组和第五透镜组之间的最大射束直径的区域中。本发明所涉及的投影物镜的实施例获得了NA＞1的非常高的数值孔径以及具有大像场，并且其特征在于，良好的光学校正状态和适度的总尺寸。当在操作波长低于200nm的情况下在投影物镜与衬底之间使用浸液时可分辨基本低于100nm的图像宽度。

Description

用于浸液式光刻的折射投影物镜
本发明涉及一种用于借助于布置在投影物镜的最后光学元件与像面之间的浸液介质将布置在投影物镜的物面中的图案投影在投影物镜的像面中的折射投影物镜。
照相平版印刷投影物镜已投入使用了数十年，用于生产半导体部件和其他精细构造成的结构部件。它们可用于以缩小比例以非常高的分辨率将光掩膜或中间掩模(下文中也称之为掩膜或中间掩模(reticle))的图案投影到涂覆有感光层的目标上。
三项并行的改进主要致力于约为100nm或以下量级的非常精细的结构的制造。第一，需要努力将投影物镜的像侧数值孔径(NA)增加以超过当前惯例值，将其增加到NA＝0.8或以上的范围。第二，永远使用较短波长的紫外光，最好是低于260nm波长的，例如248nm、193nm、157nm或以下。最后，使用其他方法增加分辨率，例如相移掩模和/或倾斜照射。
另外，已经存在通过将高折射率的浸液介质引入到投影物镜的最后光学元件与衬底之间的空间中而提高可达到的分辨率的方法。该技术在这里被称作浸液式光刻。所述浸液介质的引入产生了有效波长
λeff＝λ0/n，
λ0为真空工作波长，n为所述浸液介质的折射率。这产生了分辨率
R＝k1(λeff/NA0)
以及焦距深度(DOF)
DOF＝±k2(λeff/NA0 2)，
NA0＝sinΘ0为“干燥”数值孔径，而Θ0为物镜孔径角的一半。经验常数k1和k2取决于工艺。
浸液式光刻的理论优点在于，有效操作波长的减少和由此提高的分辨率。这可连同未改变的真空波长来实现，因此在无需更换适当波长的情况下可主要使用用于产生用以选择光学材料的光线、用于涂覆技术等确定的技术。然而，需要为投影物镜提供NA＝1或以上范围内的非常高的数值孔径的方法。而且必须可用适合的浸液介质。
2001年Nov./Dec.的J.Vac.Sci.Technol.Vol.19(6)中第一页以后的M.Switkes和M.Rothschild的题为“immersion lithography at 157nm”的文献提出了基于全氟代聚醚(PFPE)的浸液，所述浸液对于157nm的工作波长来说充分透明并且可与当前用在显微光刻法中的一些光致抗蚀剂相适应。一种已试验的浸液在157nm下具有n＝1.37的折射率。该文献还描述了一种无透镜光学系统，通过氟化钙元件和硅镜操作，用于浸液式干涉光刻，所述技术允许结合NA＝0.86的数值孔径的60nm结构和以下的投影。该光学系统不可用于半导体等的批量生产。
专利文献US 5,610,683(对应于EP 0 605 103)描述了一种供浸液式光刻之用的投影曝光机，具有用于将浸液引入到投影物镜与衬底之间的装置。对于光学投影仪没有特别的设计。
美国专利US5,900,354提出了使用超临界流体(例如氙气)作为浸液式光刻中的浸液介质。没有示出用于适合投影物镜的设计。
本发明的目的是提供这样一种折射投影物镜，所述折射投影物镜适用于浸液式光刻，并且除适中的总体尺寸之外，所述折射投影物镜还具有适合于浸液式光刻的高数值孔径、用于实际用在晶片步进器或薄片扫描器中的足够大的像场，以及良好的校正状态。
通过具有权利要求1中所述特征的投影物镜实现该目的。在所附权利要求中描述了优选实施例。所有权利要求中的用于包含在描述中以备参考。
根据本发明的一个方面，一种用于借助于布置在投影物镜的最后光学元件与像面之间的浸液介质将布置在投影物镜的物面中的图案投影在投影物镜的像面中的折射投影物镜，该折射投影物镜具有
位于物面之后的具有负折射能力的第一透镜组；
位于其后面的具有正折射能力的第二透镜组；
位于其后面的具有负折射能力的第三透镜组；
位于其后面的具有正折射能力的第四透镜组；
位于其后面的具有正折射能力的第五透镜组；以及
布置在第四透镜组和第五透镜组之间的最大射束直径的区域中的系统孔。
该折射能力分布状态产生了具有两个腹部和位于之间的腰部的投影物镜，从而可实现场曲率的良好校正。所述系统孔位于紧接于像面的腹部的最大射束直径的区域中，最好至少90％或95％的最大射束直径存在于所述系统孔位置处的图像附近的腹部中。在某些实施例中，所述系统孔可位于图像附近的最大射束直径的平面与像面之间，从而使其位于物镜的透射直径已朝向像面减小的区域中。这是与传统折射投影物镜之间的实质性差异，在传统折射投影物镜中，所述系统孔位于图像附近的腹部中的最大射束直径的区域前面的较大距离处的目标侧部上。
该设计允许像侧数值孔径NA≥0.9，在优选实施例的情况中可达到NA＝1.1或以上。优选的投影物镜适合于在操作波长下具有n＞1.3的折射率的浸液。因此，与非浸液的系统相比较，可实现有效操作波长中的30％或更多的减少。
投影物镜可如此被有利地设计，即，使得由浸液介质填充的空间具有这样的轴向厚度，所述厚度如此小，以致于浸液介质中的透射损失不大于穿透光强度的10到20％。因此，小于200μm(特别是小于100μm)的像侧工作距离是有利的。另一方面，由于要避开最后光学元件与衬底表面之间的接触点，因此不应下射到10到20μm之间的工作距离的下限。对于一个或多个毫米的范围内的较大工作距离，也可适于适当的透光浸液介质。
优选的投影物镜的特征在于多个有利的结构和光学特征，所述结构和光学特征可必要地单独或以组合的方式辨别以便于用作浸液物镜的物镜的适用性。
例如，当透镜组的折射能力在系统孔的两侧上具有相同的数量级时可为有利的。特别是，可假定第四透镜组的焦距与第五透镜组的焦距之间的比率在约0.9和约1.1之间。当靠近于目标的透镜组与靠近于图像的透镜组的焦距或折射能力的量级相似时同样也是有利的。特别是，第一透镜组的焦距与第五透镜组的焦距量级的比率可在约0.7和约1.3之间，最好是在约0.9和约1.1之间。此外，当强正折射能力集中在图像附近的区域中时产生高像侧数值孔径是有利的。在优选实施例中，投影物镜的总长度与系统孔后面的第五透镜组的焦距之间的比率大于五，特别是大于六、七或甚至大于八。这里将物面与像面之间的轴向距离称作总长度。
为了获得良好的校正状态，假定在优选实施例中，第一透镜组包括至少一个非球面。最好，甚至可提供多个非球面，例如，这里提供两个非球面。该区域中的非球面对于扭曲和像散的校正特别有效。而且，当位于腰部区域中的第三透镜组具有至少一个非球面(最好是具有多个非球面，例如两个非球面)时彗差和像散的校正是有利的。在优选实施例的情况中，为了有助于投影物镜的校正状态的精密调整，在每个透镜组中提供至少一个非球面。关于透镜的简单生产，应该限制非球面的数量，例如使其小于九个或小于七个，如在优选实施例中的情况那样。
与所使用的透镜的类型和布置相关的某些特征改善了本发明所涉及的投影物镜的有利投影特性，特别是在非常高的数值孔径的情况中的良好校正状态。例如，当相对于物面凸起的具有负折射能力的至少一个凹凸透镜被布置在物面的附近区域(特别是被布置在第一透镜组)中时是有利的。形成物镜的第三透镜的该透镜例如在切线像散的校正方面是有利的。
第二透镜组在其面对物面的侧上最好具有相对于物面凹入的具有正折射能力的至少一个(特别是多个)凹凸透镜。这些透镜最好与第二透镜组的在其面对像面的侧部上相对于物面凸起的具有正折射能力的至少一个(最好是多个)凹凸透镜相组合。最好至少一个双凹面正透镜被设置在相对弯曲的凹凸透镜或凹凸透镜组之间。因此，在第二透镜组中可形成相对于物面凹入的至少一个正凹凸透镜、两面凸的正透镜、以及相对于像面凹入的至少一个正凹凸透镜的序列。在第一腹部的较大射束直径区域中的该透镜序列连同光学表面的低分布应力一起适合于该区域中的主射线的强“变形”。这有利于投影物镜的较低的总像差。只要照射光学表面的射线的入射角尽可能小并且不会超越临界极限值，就会出现本申请意义上的有利分布应力。应该注意的是，这里入射角为射线在光学表面上的照射方向与射线照射点处的光学表面的表面法线之间的角度。入射角越小，随之的分布应力越低，那么适宜的抗反射涂层的显影就越容易，并且对于调节的设计容差就越大。
射线的最窄收缩的区域被称作腰部。所述腰部的区域中的第三透镜组具有在尽可能少的像差的情况下再扩展会聚在第一腹部下游的辐射的任务。当第三透镜组只具有带有负折射能力的透镜时对于该目的是有利的。已经证明，当第三透镜组相对于在第三透镜组内的对称平面基本是对称结构时，以上情况是特别有利的。特别是，这可通过将相同类型的相互指定的透镜布置在对称平面的目标侧和图像侧上的事实而辨别。透镜类型的对称性最好还延伸到第二和第四透镜组的边界区域内，以使得可相对于第三透镜组内部的对称平面基本对称地构造成第二透镜组的面向第三透镜组的出口区域和位于第三透镜组后面的第四透镜组的入口区域。下面将结合实施例进一步详细地描述负凹凸透镜和正凹凸透镜的对称性布置。该对称性促进了较低分布应力以及低像差。
具有其透镜表面朝向目标凹入的具有两面凸的正透镜和朝向图像的凹凸负透镜的至少一个双合透镜最好设在系统孔正上游的区域中，也就是说设在第四透镜组中。具有两个这样的双合透镜(一个可刚好位于另一个的后面)的实施例是特别适合的。相对于像面凸起的正空气透镜分别布置在双合透镜的透镜之间。由聚集双凸透镜和发散凹凸透镜构成的所述双合透镜在校正方面具有正面效果并且可抵制由系统孔下游的具有强、正衍射能力的透镜引起的像差。而且，为了聚集来自于所述腰部的且与低分布应力结合的辐射，在第四透镜组的目标侧入口区域中布置朝向目标凹入的具有正折射能力的至少一个凹凸透镜是有利的。
为了获得非常高的数值孔径，当第五透镜组具有专门的正透镜时是有利的。例如，可在孔径光阑与像面之间布置四个或多个正透镜。在这种情况下，只要在第五透镜组中设置朝向图像凹入的具有正折射能力的至少一个凹凸透镜，就可获得有利的表面载荷。特别是，可提供两个或多个所述透镜。最后的光学元件最好由平凸透镜形成，所述平凸透镜最好具有球形入口表面和基本平坦的出口表面。因此，一方面，可获得对于球面像差和彗差的良好校正，而另一方面，基本平坦的出口表面适合于浸液式光刻。在优选实施例中，平凸透镜为非半球面的，球形表面的中心位于透镜的外部。这种类型的截顶半球面透镜可使得对于在工作距离方面的波动的敏感性降低。
通过使用这些设计原理中的一些和全部，在优选实施例中已获得了成功，所述优选实施例将表面载荷保持得如此低，即，尽管大于NA＝0.9或1的孔，在光学表面处也不会出现其入射角的正弦大于像侧数值孔径的约90％或甚至大于其约85％的情况，并且这简化了透镜的涂覆和物镜的调节。
在优选实施例中，投影物镜的所有透镜都是由相同的材料制成的。对于193nm的操作波长来说，可使用合成石英玻璃作为其材料，对于157nm的操作波长来说，可使用氟化钙作为其材料。仅使用一种材料有助于制造并且允许所述物镜设计简单适用于其他波长。为了例如支持的校正色像差也可组合多种材料。还可使用诸如BaF2、NaF、LiF、SrF、MgF2等其他紫外光透明材料。
除权利要求之外，所述描述和附图也披露了前述和其他特征，在本发明的实施例以及在其他领域中的情况中可独立地或以再组合的方式实现本发明的各个特征，并且它们可构成本质上受保护的优选设计。在附图中：
图1示出了折射投影物镜第一实施例的透镜截面，所述投影物镜被设计得用于193nm的操作波长；
图2示出了折射投影物镜第二实施例的透镜截面，所述投影物镜被设计得用于193nm的操作波长；
图3示出了折射投影物镜第三实施例的透镜截面，所述投影物镜被设计得用于157nm的操作波长；以及
图4示出了折射投影物镜第四实施例的透镜截面，所述投影物镜被设计得用于193nm的操作波长。
在以下优选实施例的描述中，术语“光轴”是指穿过光学部件曲率中心的直线。当它们沿位于那里的将被曝光的像面或衬底的方向对齐时方向和距离被描述为在像侧上或朝向图像，以及当它们相对于光轴指向目标时对齐时方向和距离被描述为在目标侧上或朝向目标。在示例中，目标是带有集成电路图案的掩模(中间掩模)，但其也可以具有其他图案，例如格栅。在示例中，图像被形成在用作衬底并装有光致抗蚀剂层的晶片上，但是也可使用其他衬底，例如用于液晶显示的元件或用于光栅的衬底。给定的焦距是参照空气的焦距。
出于清楚的目的，下面用相同的附图标记表示各个实施例中同样的或相互对应的零件。
图1示出了本发明所涉及的纯粹的折射还原物镜1的实施例的典型设计。它可用于与实质上均匀浸没相结合，以便将布置于中间掩模(reticle)等的物面2中的图案投影在像面3中，其中使用缩小比例尺，例如到5∶1的比例。这是具有五个透镜组的转动对称的单腰部系统，所述五个透镜组沿垂直于物面和像面的光轴4布置，并且形成位于其间的目标侧腹部6、像侧腹部8和腰部7。位于物面2后面的第一透镜组LG1具有负折射能力和-166mm的焦距。位于其后的第二透镜组LG2具有其焦距为121mm的正折射能力。位于其后的第三透镜组LG3具有负折射能力和-33mm的焦距。位于其后的第四透镜组LG4具有其焦距为166mm的正折射能力，所述焦距在量级上与第一透镜组的焦距相当。位于其后的第五透镜组LG5具有正折射能力和170mm的焦距，所述焦距在量级上约等于第四透镜组LG4和第一透镜组LG1的焦距。系统孔5位于图像附近且具有最大射束直径的区域中在第四透镜组LG4与第五透镜组LG5之间，也就是说位于物镜的第二腹部8中。
位于像面2后面的第一透镜组LG1主要负担将光束扩展到第一腹部6中的任务。它包括具有负折射能力的三个透镜11、12、13，第一透镜11和第二透镜12被构形成为双凸负透镜。在作为特定特征的凹入侧未指向目标2而是指向像面3的情况中，第三透镜13为发散凹凸透镜。这种布置非常有利于校正切线像散。另外，第一透镜组包括两个非球面，具体为第二和第三透镜的入口侧。所述非球面在扭曲和像散的良好校正方面具有正面效果。
第二透镜组LG2包括其凹入侧面对中间掩模(reticle)或物面2的四个聚集凹凸透镜14、15、16、17、双凸正透镜18以及其凹入侧面对晶片或像面3的两个聚集凹凸透镜19、20。其中凹凸透镜表面的弧度以凹入表面相互避开的方式沿相反方向接触双凸正透镜18的目标侧和图像侧，这种设计确保了对于凹凸透镜和正透镜18的小分布应力，以及较少的像差。双凸正透镜18和之后的凹凸透镜19之间的双凹空气透镜在其强像散校正不足的情况下在腰部7上游的系统前部中的像散的均衡补偿方面起到良好作用。
第三透镜组LG3专门由发散透镜组成，具体为具有像侧凹入表面的负凹凸透镜21、位于其后的双凹负透镜22、位于其后的另一个双凹负透镜、以及位于其后的具有目标侧凹入表面的负凹凸透镜24。参照位于透镜22和23之间的对称平面9，针对透镜类型(凹凸透镜或双凹透镜)和光学表面的弧度方向将这四个透镜设计得具有镜面对称。连同第二透镜组的最后两个透镜19、20和位于其后的第四透镜组LG4的前两个透镜25、26一起，还具有一组两个聚集凹凸透镜19、20和一个发散凹凸透镜21，所有这三个透镜都具有面对腰部或对称平面9的凹入表面。在相反的反射方向上，也就是说，在对称平面9的像侧上，第四透镜组的发散凹凸透镜24和两个聚集凹凸透镜35、26使得这两个双凹负透镜22、23再次位于腰部后面，也就是说在最小直径的区域内。相对于对称平面9具有镜面对称的这种设计支持光学表面的低张紧或低分布应力，从而支持低像差。
第三透镜组包括，最小透镜22的出口表面和负凹凸透镜24的出口表面形式的两个非球面，所述非球面主要致力于彗差和像差的校正。
第四透镜组LG4包括其入口侧上的两个正凹凸透镜25、26，所述透镜25、26相对于物面凹入并且之后有两个双合透镜27、28和29、30。每个所述双合透镜在目标侧上都分别具有聚集双凸透镜27和29，在其下游侧都分别具有分散凹凸透镜28和30，其凹入表面点朝向物面。这两个球状地强烈地矫枉过正的发散凹凸透镜28(f′＝-728mm)和30(f′＝-981mm)抵消系统孔5下游之后的第五透镜组LG5的聚集透镜的强校正不足。聚集双凸透镜和双合透镜内部的发散凹凸透镜的组合在第二腹部8区域中的图像误差的校正上具有非常正面的效果。在其对于切线像差的强矫枉过正的情况下，这两个凹凸透镜28、30(特别是厚凹凸透镜28)抵消第五透镜组LG5中的校正不足。
位于系统孔5下游的第五透镜组LG5主要用于产生高数值孔径。为此目的专门提供了聚集透镜，具体为布置在系统孔5区域中其表面朝向图像凹入的正凹凸透镜31、位于其后的具有略微弯曲的入口侧和更强弯曲的双凸正透镜32、位于其后的具有朝向图像弯曲的表面的正凹凸透镜23、同样具有朝向图像弯曲的表面的另一个正凹凸透镜24、以及具有球形入口侧和平坦出口侧的终端平凸透镜35。正透镜31、32、33和34被强球状地不足校正并且关于彗差矫枉过正。在这种设计的情况下，球面像差和彗差的校正基本上是结合第四透镜组LG4的结构进行的，所述第四透镜组LG4位于系统孔5的上游并产生这些像差的相应偏移。
因此，第四透镜组LG4和第五透镜组LG5用于以组合的方式接收良好的球面像差和彗差的校正状态。第一双合透镜的双凸透镜27入口侧上的非球面充分支持球面像差的校正，而且支持第三阶彗差的校正。在第五透镜组LG5的输入处朝向目标凸起的正凹凸透镜31出口侧上的布置在系统孔5附近的非球面主要校正高阶像差，从而主要致力于设定良好像差折衷办法。通过平凸透镜35的球状、凸起的入口表面可对于孔径像差和彗差起到同样的正面效果。后者被球状地矫枉过正并且相对于彗差不足校正。
该系统在像侧上具有约8.4mm的工作距离，该距离可被浸液10填充。例如脱离子水(折射率n＝1.47)或另一种适合的透明液体可在193nm下用作浸液。
光学系统1的校正状态是良好的。所有像差都被校正。波阵面变形值RMS值非常低为4mλ。在该区域中所有场点的扭曲都低于1nm。因此形成了这样一种投影物镜，所述物镜在193nm的操作波长下操作，所述物镜可借助于传统的透镜生产和涂覆技术制造，并且容许基本低于100nm的结构分辨力。
所述设计通过均匀浸没同样基本适合于近场光刻。为此，终端平凸透镜35将与沉浸层10相组合以形成可由例如合成石英玻璃组成的透镜。为了允许渐逝场的充足的光能将被接入，在这种情况下投影物镜的出口表面与像面之间的工作距离应在100nm或更小的范围内。
在表1中以已知的方式通过表格形式概括了该设计的规格标准。这里，列1给出了折射面的数量或另一种方式的特点、列2给出了表面的半径r(以mm为单位)、列3给出了表示从后面的表面到该表面的厚度的距离d(以mm为单位)、列4给出了光学部件的材料，而列5给出了入口表面后面的部件材料的折射率。在列6中示出了透镜的有用的、自由半径或自由直径的一半(以mm为单位)。
在该实施例的情况中，六个表面，具体为表面4、6、15、29、34和44都是非球面的。表2示出了相应的非球面数据，使用以下公式计算非球面：
p(h)＝[((1/r)h2)/(1+SQRT(1-(1+K)(1/r)2h2))]+C1*h4+C2*h6+…
这里，半径的倒数(1/r)表示表面曲率，而h表示从光轴处的表面点的距离。因此，p(h)给出了所谓的拱高，也就是说沿z方向(即，沿光轴的方向)从表面顶点的表面点的距离。常数K、C1、C2…在表2中示出。
可通过这些数据表示的光学系统1被设计得用于约193nm的操作波长，用于所有透镜的合成石英玻璃具有n＝1.56029的折射率。像侧数值孔径为1.1。该系统适合于折射率为n＝1.56的浸液介质10，所述浸液介质10允许光线理想地接入浸入层10中。所述物镜具有1162mm的总长度(像面与物面之间的距离)。24.1mm的光传导(数值孔径和图像尺寸的乘积，也表示étendue(幅度)或几何通量)，给出22mm的图像尺寸。
使用图2描述了图1中所示的投影物镜的变体。为了清楚起见，相同类型或相同功能的透镜或透镜组由相同的附图标记表示。系统1′适用于n＝1.37的浸液介质的折射率，这对应于文献中已知的基于全氟代聚醚(PFPE)的浸液的折射率的157nm的数值。
第四和第五透镜组在设计上不同于图1所涉及的设计。在LG4中，图1中第一双合透镜的厚凹凸透镜28被分裂成具有仅略微弯曲的出口侧的目标侧、双凹负透镜28′和随后的具有相应的仅略微弯曲的入口侧的双凸正透镜28″。该分裂进一步减小了该区域中光学表面的分布应力。投影的边缘光线以会聚的方式在朝向目标凹入的凹凸透镜30的入口表面上游的随后的透镜29、30之间的气隙中行进。在第五透镜组LG5中，区别于图1中设计的情况的入口侧透镜31、32和系统孔5的下游相组合以形成单个的、双凸正透镜32′。这位于系统孔5下游的距离处，具体可容易地获得它。另一个特征在于，系统孔5位于最大射束直径的图像附近的平面与像面3之间，也就是说，位于透镜的透射直径朝向像面已减小的位置处。其他透镜与图1中相同附图标记的透镜的类型和次序相对应。同样，在这种设计的情况中，所有透镜都是由合成石英玻璃构成的。在表3和表4中以所述符号示出了该设计的规格标准。
图3中示出了第三实施例，被设计为投影物镜1″的157nm的操作波长，在表5和表6中给出了其规格标准。从透镜的次序和类型中可看出的是，该设计是以参照图1和图2所述的设计原理为基础的，并且相同的附图标记用于具有相应功能的透镜和透镜组。如在图1所涉及的实施例中的情况一样，没有其他的光学元件被布置在物镜的第一双凹负透镜11的上游。如在图2所涉及的实施例中的情况一样，在第四透镜组LG4中在图1中仍保持完整的厚凹凸透镜28被分裂为双凹负透镜28′和直接位于其后的双凸正透镜28″。正如图2中所涉及的实施例的情况中一样，图1所涉及的实施例的入口侧透镜31、32的功能仅由单个双凸正透镜32′取代，所述双凸正透镜32′开始朝向像面的射线组合。以与所涉及的实施例的情况相似的方式，系统孔5被布置在最大射束直径的区域的下游的第二腹部8的内部，也就是说，布置在射束直径已朝向像面再次减小的位置处。
浸液介质的折射率被设定为n＝1.37，它对应于从文献中已知的用于在157nm下足够透明的PFPE基浸液的数值。像侧工作距离被设定为约50μm，在实际应用中它对应于浸入层的厚度。可以假定适用的浸液在该低厚度下仍具有大于90％的高透射值，因此只有可忽略的低透射损失出现在浸入区域中，这对于实现令人满意的晶片生产量是有利的。通过使用传统方法可执行的良好校正状态下的该纯粹折射投影物镜可分辨小于70nm的图案宽度。
表7和表8示出了投影物镜的一个实施例(未通过附图示出)的规格标准，所述投影物镜源自于图3所涉及的实施例，它与图3所涉及的实施例不同之处主要在于，朝向目标凹入的厚凹凸透镜17被替换为朝向相同方向弯曲的更薄的凹凸透镜。图5和图6的比较示出了作为结果甚至更简洁的设计都是可行的，所述设计具有更小的透镜直径和更小的总长度以及同样良好的光学特性。
在图4中示出了投影物镜1_的第四实施例，所述投影物镜1_被设计得用于193nm的波长并且在表9和表10中给出了其规格标准。该实施例具有4∶1的投影比例和像侧数值孔径NA＝0.9。与其余实施例之间的比较示出了对于相同的基本光学原理来说需要较少的透镜材料。如在其他实施例中的情况那样，代替25个透镜，只需要23个透镜，而且其平均和最大透镜直径都小于前述实施例。特别是，在第二透镜组LG2中只提供了朝向目标凹入的三个凹凸透镜14、15、16，一个透镜对应于其他实施例所缺乏的凹凸透镜17。与其他实施例相反，在第四透镜组LG4中只提供了一个双合透镜27和28，因此在该透镜组中同样节省了一个透镜，第三透镜组LG3的对称性设计和其边界上的透镜对(第二透镜组的19、20和第四透镜组的25、26)的对称性设计与其他实施例的对称性设计相对应。图4所涉及的实施例证明，对于较大的投影比例和较大领域来说，可在本发明保护范围内执行有利设计的解决方案。
所示出的所有实施例的校正状态都是良好的。所有像差都被校正。波阵面变形值的最大RMS值非常低，并且图1和图2所涉及的实施例低于4.5mλ、表7和表8所涉及的实施例低于6.5mλ、图4所涉及的实施例低于5.2mλ。在所有系统中，对于所有场点来说，扭曲在低于1nm的范围内。
本领域中普通技术人员从示例中可看到的是，在本发明的保护范围内设计的多种修正都是可行的。例如，各个透镜可被分裂为两个或多个独立透镜，或者可将独立透镜组合以构成基本具有相同功能的一个透镜。
具有两种或多种透镜材料的实施例也是可行的。例如，在用于193nm的实施例的情况中，为了有助于色差校正以及为了避免由于使用氟化钙透镜而导致高辐射能密度区域中的压实而引起折射率中的变化，可提供由合成石英玻璃和氟化钙构成的透镜的组合。另外还可使用对于所使用的紫外光来说透明的其他材料，诸如氟化钡、氟化钠、氟化锂、氟化锶、氟化镁等。
用于浸液式光刻的折反射光系统还可被设计得使用这里提及的实施例的基本结构特征，特别是在第二腹部和孔径光阑的图像附近的区域中。
通过各个例证性实施例所描述的本发明的技术理论表明，当目的在于设计适合于浸液式光刻的光学系统(特别是一种所述简洁设计)时，应对设计边界条件的范围加以考虑。以下特征可独立或以组合的方式得益。其像场直径大于总长度的1％，特别是大于总长度的1.5％的浸液物镜是有利的。有利的光导率(像场直径与数值孔径的乘积)在大于总长度的1％的范围内，特别是大于总长度的2％的范围内。孔径光阑与像面之间的四个或多个聚集透镜是有利的，优选的是在该区域中只提供一个聚集透镜。在第二透镜组中最好提供多于四个、五个或六个连续的聚集透镜。在这种情况下，在第二透镜组的入口区域中最好提供具有目标侧凹入表面的两个或多个聚集凹凸透镜，并且在第二透镜组的端部处最好提供具有朝向图像凹入的表面的两个或多个聚集凹凸透镜。在第一腹部的区域中或第二透镜组的区域中强光束扩展是有益的，其最大射束直径最好大于物场直径的1.8倍，特别是大于物场直径的2倍。第二透镜组中的最大透镜直径可近似为收缩区域中的第三透镜组的最小自由透镜直径的两倍。收缩后面的第二腹部中的最大透镜直径最好为相同量级的，并且特别是，可大于第三透镜组的最小自由透镜直径的两倍。在第三透镜组的区域中，也就是说，在相同的腰部区域中，两个凹入表面最好直接相对并且由在同样意义上弯曲的两个表面封闭。最好以这种方式设计和布置分别邻近目标和邻近图像的透镜。
特定透镜分布可为有利的。特别是，当布置在系统孔上游的透镜多于布置在系统孔下游的透镜时是有利的。孔上游透镜的数量最好至少为系统孔下游透镜的数量的四倍，特别是多于其五倍。五个或多个聚集透镜最好被布置在最窄收缩的区域与系统孔或孔径光阑之间；最窄收缩的区域与例外地布置得靠近于图像的孔径光阑之间的轴向距离最好至少为投影物镜总长度的26％，如果适当的话最好大于投影物镜总长度的30％或35％。
其他特征与投影的轨线和投影的主光线与边缘光线之间的关系有关。这里所提及的主光线是从平行于光轴或在光轴的锐角处的物场的边缘点处行进的光线并且所述光线在系统孔的区域中切割光线。在本申请意义上的边缘光线从物场的中间通向孔径光阑的边缘。从光轴到这些光线的垂直距离产生了相应的光线高度。当高达第二透镜组端部的主光线高度的绝对值大于边缘光线高度时可为有利的，最好直到在第三透镜组的区域内这种关系最好不会颠倒。最大边缘光线高度最好大于第三透镜组最窄收缩区域中边缘光线高度的两倍，特别是大于其2.3到2.5倍。当第四和第五透镜组之间的区域中(也就是说，在系统孔的区域中)的边缘光线的直径保持较小时是有利的。这对应于系统孔之后的第五透镜组的最小可行焦距。第五透镜组的焦距最好小于总长度的15％，特别是，小于总长度的10％。优选的系统是二倍焦阑的，因此主光线基本垂直于物面和像面两者，在优选系统中，来自于物场的主光线在至少五个透镜之后应仍具有发散轨线，也就是说，具有远离光轴的仍然升高的主光线高度的轨线。而且，当靠近于目标的物镜区域中最大主光线发散角的正弦大于目标侧数值孔径的50％时是有利的。为了促进有利的校正状态，在靠近于目标的区域中最好提供多个非球面，其中边缘光线高度大于主光线高度。
本发明还涉及一种用于显微光刻法的投影曝光设备，所述投影曝光设备的特征在于它包括本发明所涉及的折射投影物镜。所述投影曝光设备最好还具有用于引入浸液介质(例如适合折射率的液体)和将其保存在投影物镜的最好的光学表面与待曝光的衬底之间的装置。本发明还涉及用于生产半导体部件和其他精细构成的结构部件的一种方法。在布置在投影物镜的物面中的图案的图像被投影在像面的区域中的情况中，布置于投影物镜与待曝光的衬底之间并在操作波长下对于光线来说透明的浸液介质被透射。
表1
                                                                 折射率             1/2
表面              半径               厚度          透镜
                                                                193.304nm         自由直径
0              0.000000000        21.860160000                                     55.000
1              0.000000000         5.565665462                                     59.973
2           -697.373131352         6.030738019      SIO2        1.56028900         60.658
3            317.877790816        13.366856184                                     63.806
4           -389.517361474AS       8.018967568      SIO2        1.56028900         65.103
5            684.978717634        23.693566944                                     70.051
6            612.579041806AS      13.563639007      SIO2        1.56028900         66.338
7            315.238108546        24.050777166                                     92.585
8           -636.903175512        64.776862854      SIO2        1.56028900         95.153
9           -304.036729565         1.000000000                                    120.585
10          -942.407223581        39.153776761      SIO2        1.56028900        130.798
11          -317.623154272         1.312033169                                    137.817
12          -856.579360710        53.693176363      SIO2        1.56028900        145.587
13          -222.120764338         1.000000000                                    148.413
14          -365.979641333        16.565547178      SIO2        1.56028900        140.696
15          -300.375347712         1.000000000                                    150.000
16           622.472470310        44.791302453      SIO2        1.56028900        146.389
17          -556.306013695         1.020913522                                    145.384
18           135.290972565        40.672419816      SIO2        1.56028900        113.552
19           140.238400611         1.007703555                                     99.382
20           128.146489274        33.605830320      SIO2        1.56028900         97.047
21           178.381821741        21.347336106                                     87.913
22           764.210626300         0.040530767      SIO2        1.56028900         85.346
23            81.619567541        55.131180427                                     66.098
24          -324.577506735         8.010204876      SIO2        1.56028900         63.499
25           133.065440504AS      29.116630876                                     62.507
26          -275.984572757        12.121405585      SIO2        1.56028900         63.961
27          2685.503343355        41.843073620                                     68.171
28           -83.024363434         9.316662930      SIO2        1.56028900         69.398
29          -271.500870518AS       7.122879020                                     90.369
30          -234.062816820        34.813633391      SIO2        1.56028900         93.112
31          -128.679213398         1.375380851                                     98.648
32          -371.070689222        40.964766288      SIO2        1.56028900        112.720
33          -158.555144143         2.142646331                                    116.033
34           844.565103125AS      42.656894678      SIO2        1.56028900        123.022
35          -293.770426726        28.164927093                                    123.344
36          -170.081620687        40.277028630      SIO2        1.56028900        122.713
37          -316.315520485        10.983607028                                    137.139
38           623.625571533        56.798798505      SIO2        1.56028900        143.361
39          -179.372716473        20.136323351                                    143.139
40          -246.931005408        18.567257168      SIO2        1.56028900        142.262
41          -460.146730628        16.465394474                                    145.978
42             0.000000000       -15.465394474                                    144.329
43           506.946830874        18.875460558      SIO2        1.56028900        144.915
44          1011.956468931AS      22.938981004                                    144.124
45          1760.701259607        42.739861927      SIO2        1.56028900        143.914
46          -371.926449461         1.361397272                                    143.620
47           194.244261542        42.532993341      SIO2        1.56028900        120.019
48           689.962205932         1.126753967                                    114.927
49           109.590774593        36.370356665      SIO2        1.56028900         88.972
50           156.823775540         1.072372525                                     79.549
51           118.692607648        80.000000000      SIO2        1.56028900         73.749
52             0.000000000         8.436241391      Immersion   1.56000000         19.439
53             0.000000000         0.000000000                                     11.000
表2
非球面常数
表面No.    4                                 表面No.    44
K      0.0000                                K      0.0000
C1     2.13047921e-007                       C1    -5.18910040e-009
C2    -3.57933301e-011                       C2     3.51025484e-013
C3     2.93263063e-015                       C3    -5.47716488e-018
C4    -4.61461071e-019                       C4     4.43561455e-023
C5     2.76061570e-023                       C5     3.42844064e-028
C6     1.62740830e-027                       C6    -1.97724021e-032
C7    -3.43732853e-031                       C7     2.22456117e-037
C8     0.00000000e+000                       C8     0.00000000e+000
C9     0.00000000e+000                       C9     0.00000000e+000
表面No.    6
K      0.0000
C1    -1.14265623e-007
C2     2.02166625e-011
C3    -1.76403105e-015
C4     2.36305340e-019
C5    -2.55314839e-023
C6     1.35459868e-027
C7    -2.70730236e-032
C8     0.00000000e+000
C9     0.00000000e+000
表面No.    25
K      0 0000
C1    -9.78914413e-008
C2    -4.33168283e-012
C3    -8.01001563e-017
C4    -1.31611936e-015
C5     6.54375176e-023
C6    -1.37293557e-026
C7     1.58764578e-030
C8     0.00000000e+000
C9     0.00000000e+000
表面No.    29
K      0.0000
C1     2.99497807e-008
C2    -3.16131943e-012
C3    -9.61008384e-017
C4     2.05647555e-020
C5    -2.56167018e-024
C6     1.74321022e-028
C7    -7.59802684e-033
C8     0.00000000e+000
C9     0.00000000e+000
表面No.    34
K      0.0000
C1    -5.83593306e-009
C2    -4.08253893e-015
C3    -3.40920951e-018
C4     1.36466433e-022
C5    -1.03090955e-026
C6     4.02018916e-031
C7    -9.89543799e-036
C8     0.00000000e+000
C9     0.00000000e+000
表3
                                                                    折射率         1/2
表面             半径                厚度            透镜
                                                                 777.77nm         自由直径
 0            0.000000000        21.900160000        L710        0.99998200       55.000
 1            0.000000000         6.220362492        L710        0.99998200       59.974
 2         -603.070624671         9.913063455        SIO2HL      1.56028900       60.690
 3          280.916333783        13.300217803        HE193       0.99971200       64.385
 4         -461.660931347AS       8.000000000        SIO2HL      1.56028900       65.798
 5          681.261406487        25.180533824        HE193       0.99971200       70.487
 6          421.796712825AS      13.410028997        SIO2HL      1.56028900       89.920
 7          306.236502978        23.641054302        HE193       0.99971200       95.293
 8         -881.743075986        64.144962259        SIO2HL      1.56028900       97.777
 9         -397.616228767          1.032715830       HE193       0.99971200      123.195
10        -1049.995266570        33.473283137        SIO2HL      1.56028900      130.947
11         -286.549348161         2.251083976        HE193       0.99971200      136.447
12         -659.273684770        52.089256568        SIO2HL      1.56028900      143.694
13         -209.207390137          1.008491553       HE193       0.99971200      146.415
14         -565.795559961        15.829681399        SIO2HL      1.56028900      145.400
15         -410.848668817         1.000000613        HE193       0.99971200      146.045
16          809.207497255        37.599045382        SIO2HL      1.56028900      142.424
17         -599.260287529AS       1.000000015        HE193       0.99971200      141.453
18          136.304287826        42.528385200        SIO2HL      1.56028900      113.454
19          157.516637917         1.000000000        HE193       0.99971200      101.084
20          126.013978931        34.051407776        SIO2HL      1.56028900       96.007
21          157.519818688        23.594259229        HE193       0.99971200       84.914
22          795.455608357         9.035828932        SIO2HL      1.56028900       62.369
23           78.910295716        38.235934318        HE193       0.99971200       63.551
24         -647.136797738         6.000000164        SIO2HL      1.56028900       63.056
25          148.158813477AS      32.440106724        HE193       0.99971200       61.484
26         -197.858636028         9.560377452        SIO2HL      1.56028900       62.472
27         1367.448704100        41.007582498        HE193       0.99971200       66.716
28          -87.255013445         0.475217865        SIO2HL      1.56028900       68.713
29         -396.760639119AS       6.473661900        HE193       0.99971200       88.202
30         -317.095597644        34.300021646        SIO2HL      1.56028900       90.935
31         -136.816156215         1.956487291        HE193       0.99971200       96.054
32         -384.621022314        28.250891268        SIO2HL      1.56028900      107.862
33         -158.063116797         1.000000006        HE193       0.99971200      111.057
34          807.690134076AS      41.496271568        SIO2HL      1.56028900      117.589
35         -280.885163902        25.354810908        HE193       0.99971200      117.901
36         -166.502630134         9.238823967        SIO2HL      1.56028900      117.263
37          988.468038668         6.683211723        HE193       0.99971200      131.802
38         1106.583200370        44.085572378        SIO2HL      1.56028900      134.587
39         -353.437766566         1.000000005        HE193       0.99971200      136.483
40          445.824457242        52.624316854        SIO2HL      1.56028900      142.739
41         -460.556666224AS      26.188809880        HE193       0.99971200      142.372
42         -248.318425801        36.706472180        SIO2HL      1.56028900      141.622
43         -340.049722714AS      16.312593082        HE193       0.99971200      146.673
44            0.000000000        12.926710616        HE193       0.99971200      142.237
45         1036.963905660        42.907368082        SIO2HL      1.56028900      142.523
46         -417.465602639         1.875432853        HE193       0.99971200      142.184
47          109.031074062        41.889218814        SIO2HL      1.56028900      121.251
48          698.095906580AS       1.076370948        HE193       0.99971200      117.434
49          109.988479121        34.053123871        SIO2HL      1.56028900       91.356
50          167.347263939         1.034746212        HE193       0.99971200       84.177
51          123.915863411        75.999373259        SIO2HL      1.56028900       77.713
52            0.000000000        10.366030727        IMMERS      1.37000000       25.059
53            0.000000000         0.000000000                    1.00000000       11.000
表4
非球面常数
表面No.    4                                  表面No.    34
K      0.0000                                 K      0.0000
C1     2.26522214e-007                        C1    -4.23637017e-009
C2    -3.59236651e-011                        C2    -3.29710303e-014
C3     2.92133725e-015                        C3    -3.52756803e-018
C4    -3.77696824e-019                        C4    -4.13266120e-023
C5     7.96388858e-024                        C5    -2.18653880e-027
C6     3.91988385e-027                        C6     2.27691141e-031
C7    -4.54711324e-011                        C7    -8.70596013e-036
C8     0.00000000e+000                        C8     0.00000000e+000
C9     0.00000000e+000                        C9     0.00000000e+000
表面No.    6                                  表面No.    41
K      0.0000                                 K      0.0000
C1    -1.19063117e-007                        C1     3.45855942e-009
C2     1.94138266e-011                        C2     5.47566277e-014
C3    -1.81962009e-015                        C3    -3.85610770e-018
C4     2.25193097e-019                        C4     2.74041138e-023
C5    -2.25566558e-023                        C5     1.86632362e-027
C6     1.19237134e-027                        C6    -3.44742394e-032
C7    -2.51584924e-032                        C7     3.29571792e-038
C8     0.00000000e+000                        C8     0.00000000e+000
C9     0.00000000e+000                        C9     0.00000000e+000
表面No.    17                                 表面No.    43
K      0.0000
C1     1.74375723e-011                        K      0.0000
C2    -2.04139734e-014                        C1    -3.55873802e-010
C3     7.67666306e-019                        C2     9.63322458e-014
C4    -1.93715606e-023                        C3    -7.64415866e-019
C5     1.92834024e-027                        C4     2.00153471e-023
C6    -7.02565837e-032                        C5    -1.98329358e-027
C7     1.14576119e-036                        C6     5.52524526e-032
C8     0.00000000e+000                        C7    -4.80876507e-037
C9     0.00000000e+000                        C8     0.00000000e+000
                                              C9     0.00000000e+000
表面No.    25                                 表面No.    48
K      0.0000                                 K      0.0000
C1    -6.99705361e-008                        C1    -2.25289484e-009
C2    -3.25537639e-012                        C2     2.62711822e-013
C3    -2.93013408e-016                        C3     3.12883195e-018
C4    -9.17751598e-020                        C4    -2.96009757e-022
C5     4.34261555e-023                        C5     1.93969203e-026
C6    -1.01901896e-026
C7     1.42841266e-030                        C6    -7.02702044e-031
C8     0.00000000e+090                        C7     1.40339412e-035
C9     0.00000000e+000                        C8     0.00000000e+000
                                              C9     0.00000000e+000
表面No.    29
K      0.0000
C1     3.01668174e-008
C2    -4.16186211e-012
C3    -2.10017649e-017
C4     1.39690646e-020
C5    -1.51163259e-024
C6     6.56920089e-029
C7    -3.15414270e-033
C8     0.00000000e+000
C9     0.00000000e+000
表5
                                                                       折射率           1/2
表面             半径               厚度             透镜
                                                                     777.77·nm      自由直径
 0            0.000000000       21.580160000         L710            1.00000000       55.000
 1            0.000000000        5.521199992         L710            1.00000000       59.973
 2         -653.380153342       10.705637537         CAF2HL          1.55048720       60.652
 3          234.866815376       14.192447066         HE193           1.00000000       64.672
 4         -541.443765623AS      8.065018137         CAF2HL          1.55848720       66.216
 5          809.887192810       22.060952617         HE193           1.00000000       70.663
 6          437.017712375AS     16.925405940         CAF2HL          1.55848720       88.269
 7          315.047933823       22.122316303         HE193           1.00000000       94.661
 8        -1055.166104070       68.241607282         CAF2HL          1.55848720       97.341
 9         -440.417777767        1.950157109         HE193           1.00000000      124.495
10         -832.235756565       45.202998015         CAF2HL          1.55848720      130.520
11         -248.097167968        6.567867993         HE193           1.00000000      136.785
12         -667.629333065       58.527118374         CAF2HL          1.55848720      147.021
13         -230.265801432        1.000000000         HE193           1.00000000      152.069
14         -635.989091493       52.689533957         CAF2HL          1.55848720      151.782
15         -420.897980530        1.000000000         HE193           1.00000000      155.231
16          682.574050518       42.565469096         CAF2HL          1.55848720      150.819
17         -650.602325921AS      1.000000000         HE193           1.00000000      149.697
18          143.909393739       39.312156678         CAF2HL          1.55848720      117.562
19          170.361039751        1.000000000         HE193           1.00000000      106.663
20          127.366697165       33.064705940         CAF2HL          1.55648720       99.556
21          149.757517850       27.658696477         HE193           1.00000000       88.267
22          893.404652749        8.000000000         CAF2HL          1.55848720       85.687
23           85.474739309       42.082501866         HE193           1.00000000       67.021
24         -554.412638287        8.000000000         CAF2HL          1.55848720       65.854
25          133.887772928AS     36.097576773         HE193           1.00000000       63.605
26         -202.032636775        8.000000000         CAF2HL          1.55848720       64.919
27         1368.827229050       39.670296843         HE193           1.00000000       68.993
28          -87.722719327        8.150939605         CAF2HL          1.55848720       70.057
29         -341.867554503AS      7.243142706         HE193           1.00000000       89.680
30         -270.393973311       34.012062471         CAF2HL          1.55848120       92.272
31          131.925970131        1.000000000         HE193           1.00000000       97.490
32         -356.379287378       37.218470508         CAF2HL          1.55848720      109.741
33         -160.486739217        1.000000000         HE193           1.00000000      113.010
34          738.417353927AS     44.411516365         CAF2HL          1.55848720      121.086
35         -285.951760803       26.777077207         HE193           1.00000000      121.404
36         -169.413078236        8.000000000         CAF2HL          1.55848720      120.698
37         1233.439177430        5.704973599         HE193           1.00000000      135.519
38         1968.954811160       42.925033480         CAF2HL          1.55848720      136.062
39         -334.436464428        1.000000000         HE193           1.00000000      138.799
40          448.482885926       53.515273929         CAF2HL          1.55648720      145.983
41         -481.776223591AS     38.864604302         HE193           1.00000000      145.641
42         -257.207339099       39.651511432         CAF2HL          1.55848720      141.395
43        -352.351244424AS       8.074724759         HE193           1.00000000      146.219
44           0.000000000         8.135112666         HE193           1.00000000      142.806
45        1571.538613070        41.393617207         CAF2HL          1.55648720      143.060
46        -395.530190939         4.955628551         HE193           1.00000000      142.883
47         189.594554041        44.893603417         CAF2HL          1.55848720      122.058
48         737.400220731AS       1.254530428         HE193           1.00000000      117.739
49         113.971025132        34.166140572         CAF2HL          1.55848720       91.979
50         186.560340242         1.000000000         HE193           1.00000000       85.029
51         124.935012572        92.227373544         CAF2HL          1.55848720       76.952
52           0.000000000         0.050000026         IMMERS          1.37000000       11.068
53           0.000000000         0.000000000                         1.00000000       11.000
表6
非球面常数
表面No.    4                                表面No.    34
K       7.3905                              K      1.5440
C1      2.19490389e-007                     C1    -3.43367330e-009
C2     -3.18478613e-011                     C2    -1.34450662e-014
C3      2.65699241e-015                     C3    -2.29266384e-016
C4     -3.54296715e-019                     C4     9.75729676e-023
C5      1.30925174e-023                     C5    -1.35202712e-026
C6      2.26447806e-027                     C6     8.80518329e-033
C7     -2.54478123e-031                     C7    -2.65068179e-035
C8      0.00000000e+000                     C8     0.00000000e+000
C9      0.00000000e+000                     C9     0.00000000e+000
表面No.    6                                表面No.    41
K       0.6253                              K      0.0872
C1     -1.14294859e-007                     C1     3.26909809e-009
C2      1.87842360e-011                     C2     7.76009100e-014
C3     -1.79164086e-015                     C3    -3.82550397e-018
C4      2.34304280e-019                     C4     2.28007850e-023
C5     -2.31194499e-023                     C5    -2.34153651e-028
C6      1.12536497e-027                     C6     1.34376006e-032
C7     -2.03074756e-032                     C7    -1.01621932e-036
C8      0.00000000e+000                     C8     0.00000000e+000
C9      0.00000000e+000                     C9     0.00000000e+000
表面No.    17                               表面No.    43
K       0.7878                              K      0.0312
C1     -3.05430457e-010                     C1    -4.99867832e-010
C2     -4.89773136e-014                     C2     1.15316140e-013
C3      1.06523190e-018                     C3    -1.41640795e-018
C4     -1.47516954e-023                     C4     7.05365641e-023
C5      1.34357246e-027                     C5    -2.43649494e-027
C6     -5.23906240e-032                     C6     6.83361566e-032
C7      8.17069597e-037                     C7    -6.25588420e-037
C8      0.00000000e+000                     C8     0.00000000e+000
C9      0.00000000e+000                     C9     0.00000000e+000
表面No.    25                               表面No.    48
K       0.0013                               K    -1.8716
C1     -6.90183181e-008                      C1   -4.01414746e-009
C2     -2.08803491e-012                      C2    1.94301708e-013
C3     -3.48958288e-016                      C3    4.07775004e-018
C4     -3.58451964e-030                      C4   -4.70574709e-022
C5      2.16254654e-023                      C5    2.42642656e-026
C6     -3.98801026e-027                      C6   -8.38949812e-031
C7      6.60002235e-031                      C7    1.38189311e-035
C8      0.00000000e+000                      C8    0.00000000e+000
C9      0.00000000e+000                      C9    0.00000000e+000
表面No.    29
K      -0.0334
C1      3.02609727e-008
C2     -3.89225347e-012
C3     -2.10302538e-017
C4      1.38850354e-020
C5     -1.75136022e-024
C6      9.45164389e-029
C7     -4.34831621e-033
C8      0.00000000e-000
C9      0.00000000e+000
表7
                                                                     折射率            1/2
 表面            半径                厚度             透镜
                                                                     157.6nm         自由直径
 0            0.000000000        21.980160000                                         55.000
 1            0.000000000         5.694922030                                         59.974
 2         -683.677052960         0.000016965         CAF2HL         1.55848720       60.653
 3          241.804516194        13.492175419                                         64.060
 4         -561.327374916AS       8.000000000         CAF2HL         1.55848720       65.556
 5          699.454774317        23.282413511                                         69.867
 6          400.792577467AS      11.762291230         CAF2HL         1.55848720       88.232
 7          293.294615517        22.305108600                                         92.839
 8        -1055.962319550        71.454892862         CAF2HL         1.55848720       95.242
 9         -483.111718442         2.387928569                                        124.181
10         -967.495111648        48.847817148         CAF2HL         1.55848720      130.362
11         -235.898512938         5.659224997                                        136.444
12         -579.940954244        54.879651202         CAF2HL         1.55848720      145.324
13         -221.837621898         1.000000000                                        149.602
14         -775.372223325        15.081823940         CAF2HL         1.55848720      147.807
15         -525.919668017         1.000000000                                        148.157
16          660.302511324        38.720317303         CAF2HL         1.55848720      144.440
17         -732.467949129AS       1.000000000                                        143.303
18          147.955956945        38.541140120         CAF2HL         1.55848720      116.315
19          174.954421407         1.000000000                                        105.360
20          118.333525649        33.404122786         CAF2HL         1.55848720       96.491
21          140.116192098        20.013496674                                         85.972
22          788.027919344         8.457239690         CAF2HL         1.55848720       83.494
23           83.038332631        41.178404325                                         65.374
24         -597.396381251         8.000000000         CAF2HL         1.55848720       64.284
25          136.956016017AS      31.536496068                                         62.327
26         -200.199292002         8.000000000         CAF2HL         1.55848720       63.210
27         1650.730497600        43.442178500                                         66.958
28          -86.362069271         8.210360232         CAF2HL         1.55848720       69.385
29         -360.179451570AS       2.567422592                                         89.255
30         -280.601605332        34.872981631         CAF2HL         1.55848720       92.027
31         -132.713942995         1.004709559                                         97.215
32         -361.662148157        37.722697596         CAF2HL         1.55848720      109.325
33         -159.165877620         1.000000000                                        112.571
34          750.946018427AS      43.541363913         CAF2HL         1.55848720      120.144
35         -265.806553705        25.930047100                                        120.440
36         -169.581349559         8.030377840         CAF2HL         1.55848720      119.789
37         1077.110485570         5.682989489                                        134.185
38         1605.653205960        43.332820801         CAF2HL         1.55848720      135.539
39         -333.794563037         1.000000000                                        137.425
40          448.584289713        52.027765048         CAF2HL         1.55848720      144.043
41         -487.266144069AS      37.362834300                                        143.681
42         -256.080121302        40.279714930         CAF2HL         1.55848720      139.838
43         -353.759022671AS       7.564240001                                        144.656
44            0.000000000        10.832272687                                        141.334
45         1499.148900820        42.690870531         CAF2HL         1.55848720      141.660
46         -394.545474104         2.390581943                                        141.445
47          188.588735298        43.117430646         CAF2HL         1.55848720      121.630
48          731.593986095AS       1.000000000                                        117.999
49          114.385097639        32.926813476         CAF2HL         1.55848720       92.421
50          184.018639075         1.000000000                                         85.485
51          123.357013160        93.333990149         CAF2HL         1.55848720       77.332
52            0.000000000         0.050000000         Immersion      1.37000000       11.068
53            0.000000000         0.000000000                                         11.000
表8
非球面常数
表面No．    4             表面No．    34
Figure A0380557500271
K      1.5943C1    -3.43875063e-009C2    -1.06207572e-014C3    -2.75870187e-018C4     1.25443795e-022C5    -1.53842992e-026C6     9.81335165e-031C7    -2.86557010e-035C8     0.00000000e+000C9     0.00000000e+000
表面No．    6             表面No．    41
K      0.1099C1     3.24105758e-009C2     7.37348572e-014C3    -3.58460435e-018C4     2.55537441e-023C5    -1.78486202e-020C6     1.62622698e-032C7    -1.16103266e-036C8     0.00000000e+000C9     0.00000000e+000
表面No.    17              表面No．    43
Figure A0380557500273
K      0.0331C1    -4.94661761e-010C2     1.05503739e-013C3    -1.45124835e-018C4     6.84609756e-023C5    -2.60450711e-027C6     7.57276741e-032C7    -7.11474674e-037C8     0.00000000e+000C9     0.00000000e+000
表面No．    25              表面No．    46
K     -1.6262C1    -4.00081230e-009C2     1.92491101e-013C3     3.74576393e-016C4    -4.50566284e-022C5     2.41249474e-026C6    -8.61661412e-031C7     1.44171993e-035C8     0.00000000e+000C9     0.00000000e+000
表面No．    29
表9
                                                               折射率            1/2
表面           半径             厚度           透镜
                                                              193.368nm          自由直径
Figure A0380557500281
表10
非球面常数
表面No.    4                                  表面No.    32
K       0.0000                                K      0.0000
C1      2.81531001e-007                       C1    -2.59168418e-009
C2     -3.99703415e-011                       C2    -8.93760219e-014
C3      2.76850090e-015                       C3    -4.25486946e-018
C4     -4.54887132e-019                       C4     3.13097668e-022
C5     -5.66904777e-024                       C5    -1.87333640e-026
C6      5.03662466e-027                       C6     1.28572875e-030
C7     -4.52060360e-031                       C7    -3.94471730e-035
C8      0.00000000e+000                       C8     0.00000000e+000
C9      0.00000000e+000                       C9     0.00000000e+000
表面No.    6                                  表面No.    37
                                              K      0.0000
K       0.0000                                C1     3.92265908e-009
C1     -1.16706261e-007                       C2     5.90432031e-014
C2      2.00348321e-011                       C3    -4.61273256e-018
C3     -1.51130378e-015                       C4     5.09437288e-023
C4      3.09660955e-019
C5     -1.7865899ee-023
C6      3.15835636e-027
C7     -4.23595936e-031
C8      0.00000000e+000
C9      0.00000000e+000
表面No.    15
K       0.0000
C1     -9.37924970e-010
C2     -2.58161066e-013
C3     -5.12306559e-018
C4      1.80598481e-022
C5      3.60539800e-027
C6      3.85878819e-031
C7     -3.50550744e-037
C8      0.00000000e+000
C9      0.00000000e+000
表面No.    23
K      0.0000
C1    -9.05676602e-008
C2    -7.64727914e-013
C3    -9.33867049e-016
C4     9.20035750e-020
C5    -9.15433014e-023
C6     1.32736186e-026
C7    -9.23872382e-031
C8     0.00000000e+000
C9     0.00000000e+000
表面No.    27
K      0.0000
C1     2.51519254e-008
C2    -4.37829106e-012
C3     2.68987386e-017
C4     1.45024261e-020
C5    -1.33152094e-024
C6     1.04657156e-030
C7    -9.21174949e-034
C8     0.00000000e+000
C9     0.00000000e+000

Claims (36)

1.一种借助于布置在投影物镜的最后光学元件与像面之间的浸液介质将布置在投影物镜的物面中的图案投影在投影物镜的像面中的折射投影物镜，其包括：
位于物面之后的具有负折射能力的第一透镜组(LG1)；
位于第一透镜组后面的具有正折射能力的第二透镜组(LG2)；
位于第二透镜组后面的具有负折射能力的第三透镜组(LG3)；
位于第三透镜组后面的具有正折射能力的第四透镜组(LG4)；
位于第四透镜组后面的具有正折射能力的第五透镜组(LG5)；以及
布置在第四透镜组和第五透镜组之间的最大射束直径的区域中的系统孔(5)。
2.如权利要求1中所述的投影物镜，其特征在于，所述系统孔(5)位于图像附近的最大射束直径的平面与像面(3)之间。
3.如权利要求1或2中所述的投影物镜，其特征在于，其具有NA≥0.9的像侧数值孔径，像侧数值孔径最好至少为NA＝1.0。
4.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，所述投影物镜适合于在操作波长下具有n＞1.3的折射率的浸液介质(10)。
5.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，所述投影物镜具有约10μm到200μm之间的像侧工作距离，特别是，具有约20μm到100μm之间的像侧工作距离。
6.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，第四透镜组(LG4)的焦距与第五透镜组(LG5)的焦距之间的比率在约0.9和约1.1之间。
7.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，第一透镜组(LG1)的焦距与第五透镜组(LG5)的焦距的量级的比率在约0.7和约1.3之间，最好是在约0.9和约1.1之间。
8.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，投影物镜的总长度与第五透镜组(LG5)的焦距之间的比率大于五，优选大于六、特别是大于八。
9.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，第一透镜组(LG1)包括至少一个非球面，最好在第一透镜组中提供两个非球面。
10.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，在第三透镜组中至少提供一个非球面，最好提供两个非球面。
11.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，在第一透镜组中布置至少一个非球面，和/或其特征在于，提供不多于小于九个非球面，最好提供少于七个非球面。
12.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，相对于物面凸起的具有负折射能力的至少一个凹凸透镜(13)布置在物面(2)的附近区域，特别是布置在第一透镜组(LG1)中。
13.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，第二透镜组具有至少四个优选为至少五个或六个具有正折射能力的凹凸透镜(14到20)。
14.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，第二透镜组(LG2)在面对物面(2)的入口侧上具有至少一个(最好具有多个)相对于物面凹入的具有正折射能力的凹凸透镜(14、15、16、17)，和/或其特征在于，第二透镜组在面对像面的出口侧上具有至少一个(最好具有多个)相对于物面凸起的具有正折射能力的凹凸透镜(19、20)。
15.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，该序列中的第二透镜组(LG2)具有至少一个相对于物面凹入的具有正折射能力的凹凸透镜(14、15、16、17)、双凸正透镜(18)、以及至少一个相对于像面凹入的具有正折射能力的凹凸透镜(19、20)。
16.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，第三透镜组(LG3)只具有带有负折射能力的透镜(21、22、23、24)。
17.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，相对于位于第三透镜组(LG3)内部的对称平面(9)，第三透镜组基本是对称结构，和/或其特征在于，两个相对地弯曲的凹入表面在第三透镜组(LG3)中直接相互面对并且由相对于彼此凹入的两个凹入表面包围。
18.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，第二透镜组(LG2)的面对第三透镜组(LG3)的出口区域和在第三透镜组之后的第四透镜组(LG4)的入口区域被构造成相对位于第三透镜组内部的对称平面(9)基本是对称的。
19.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，第四透镜组(LG4)具有至少一个双合透镜(27、28、29、30)，其带有双凸正透镜(27、29)和透镜表面朝向目标凹入的下游负凹凸透镜(28、30)，最好提供至少两个双合透镜。
20.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，在目标侧入口区域中，第四透镜组(LG4)具有至少一个相对于物面(2)凹入的具有正折射能力的凹凸透镜(25、26)，最好连续地提供多个这样的凹凸透镜。
21.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，照射在光学表面上的辐射的最大入射角的正弦小于像侧数值孔径的90％，特别是小于像侧数值孔径的85％。
22.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，第五透镜组(LG5)具有带有正折射能力的专用透镜。
23.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，第五透镜组具有至少四个正透镜(31到35)。
24.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，第五透镜组(LG5)具有至少一个带有正折射能力并且透镜表面朝向图像凹入的凹凸透镜(33、34)。
25.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，作为最后的光学元件，第五透镜组(LG5)具有平凸透镜(35)，所述平凸透镜(35)最好具有球状入口表面和基本平坦的出口表面。
26.如权利要求25所述的投影物镜，其特征在于，所述平凸透镜(35)以非半球形的方式被构成。
27.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，所有的透镜都是由相同的材料制成的，最好使用合成石英玻璃作为193nm操作波长的透镜材料，和/或使用氟化钙作为157nm波长的透镜材料。
28.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，所述投影物镜是单腰部系统，在目标附近具有腹部(6)，在远离目标处具有腹部(8)，并且腰部(7)位于它们之间。
29.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，像场直径大于10mm，特别是大于20mm，和/或其特征在于，像场直径大于总长度的1.0％，特别是大于总长度的1.5％。
30.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，光导率大于总长度的1.％，特别是大于总长度的2％。
31.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，在系统孔(5)的上游布置有比系统孔下游更多的透镜，最好至少是其四倍。
32.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，至少五个具有正折射能力的透镜被布置在腰部与系统孔(5)之间。
33.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，腰部与系统孔之间的距离至少为总长度的26％，最好大于总长度的30％。
34.如前述权利要求中任意一项所述的投影物镜，其特征在于，最大边缘光线高度至少为最窄收缩区域位置处的边缘光线高度的两倍。
35.一种用于显微光刻法的投影曝光设备，其特征在于，该投影曝光设备包括前述权利要求中任一项所述的折射投影物镜(1、1′、1″)。
36.一种用于制造半导体部件和其他精细构造成的结构部件的方法，所述方法具有以下步骤：
提供具有指定图案的掩模；
使用具有指定波长的紫外光照射掩模；以及
借助前述权利要求1到34中任一项所述的投影物镜，将该图案的像投影到布置于该投影物镜的像面的区域中的感光衬底上；和
布置在投影物镜的最后的光学表面与衬底之间的浸液介质在投影期间被透射。
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