DE10126946A1

DE10126946A1 - Projection objective lens e.g. for lithography, includes positive refractive power lens in group of negative refractive power lenses

Info

Publication number: DE10126946A1
Application number: DE10126946A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Schuster
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2002-05-08

Abstract

A projection objective lens has an arrangement of its lenses in which at least one lens group (LG2) has a negative refractive power, and in which this lens group comprises of at least four lenses of negative refractive power. With this lens group (LG2), a lens of positive refractive power is arranged after the third lens (L8) of negative refractive power. The lens (L9) of positive refractive power arranged in the lens group of negative refractive power (LG2), is a meniscus lens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Projektionsobjektiv nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a projection lens according to the preamble of patent claim 1.

Aus der DE 199 42 281.8, Fig. 8-10 ist ein Projektionsobjektiv bekannt, deren erste Linsengruppe mit negativer Brechkraft aus 4 Negativlinsen besteht. Ebenfalls sind aus der EP 712 019 A2, US 5,969,803, US 5,986,824 und DE 198 18 444 A1 Projektionsobjektive mit einer ersten Linsengruppe negativer Brechkraft bekannt, die aus mindestens vier Negativlinsen bestehen.A projection objective is known from DE 199 42 281.8, FIGS . 8-10, whose first lens group with negative refractive power consists of 4 negative lenses. Also known from EP 712 019 A2, US 5,969,803, US 5,986,824 and DE 198 18 444 A1 are projection lenses with a first lens group of negative refractive power, which consist of at least four negative lenses.

Aus der US 5,990,926 ist ein Projektionsobjektiv bekannt, daß eine Linsengruppe negativer Brechkraft aufweist, welche aus drei Negativlinsen besteht. Aus den Schriften US 6,084,723, EP 721 150 A2, US 6,088,171 und DE 198 18 444 A1 sind Projektionsobjektive bekannt, die eine Linsengruppe negativer Brechkraft aufweisen, durch die eine erste Taille gebildet wird, und die aus vier Negativlinsen besteht, wobei nach der ersten Negativlinse eine Linse positiver Brechkraft angeordnet ist.From US 5,990,926 a projection lens is known that a lens group is more negative Has refractive power, which consists of three negative lenses. From the documents US 6,084,723, EP 721 150 A2, US 6,088,171 and DE 198 18 444 A1 projection lenses are known, the one Have lens group of negative refractive power, through which a first waist is formed, and the consists of four negative lenses, with one lens more positive after the first negative lens Refractive power is arranged.

Aus der DE 199 42 281, Fig. 2-4 ist eine Linsengruppe negativer Brechkraft bekannt, die aus vier Negativlinsen besteht, wobei nach der zweiten Negativlinse eine Positivlinse angeordnet ist. Als Positivlinse ist ein zum Bild durchgebogene Meniskenlinse vorgesehen.A lens group of negative refractive power is known from DE 199 42 281, FIGS. 2-4, which consists of four negative lenses, a positive lens being arranged after the second negative lens. A meniscus lens bent to the image is provided as the positive lens.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde eine Linsengruppe negativer Brechkraft zu entwickeln, die sich vorteilhaft auf die Abbildungseigenschaften eines Projektionsobjektives auswirkt.The object of the invention was to develop a lens group of negative refractive power, which has an advantageous effect on the imaging properties of a projection lens.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im Patentanspruch 1 gegebenen Merkmale gelöst.The object of the invention is achieved by the features given in claim 1.

Weiterhin lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde die Abbildungseigenschaften eines Projektionsobjektives, insbesondere für eine Beleuchtungswellenlänge von 193 nm, bei geringen Kalziumfluorideinsatz zu verbessern. Furthermore, the invention was based on the imaging properties of an object Projection lenses, in particular for an illumination wavelength of 193 nm, at low Improve calcium fluoride use.

Durch die Maßnahme eine Linsengruppe negativer Brechkraft derart auszubilden, daß diese Linsengruppe negativer Brechkraft aus vier Linsen negativer Brechkraft besteht, wobei nach der dritten Linse negativer Brechkraft eine Linse positiver Brechkraft angeordnet ist, konnte die Abbildungseigenschaften des Objektives verbessert werden. Diese Konfiguration mit der Linse positiver Brechkraft wirkt sich insbesondere vorteilhaft aus den Astigmatismus und die Komakorrektur aus.By the measure to form a lens group of negative refractive power such that this Lens group of negative refractive power consists of four lenses of negative refractive power, whereby after the third lens of negative refractive power a lens of positive refractive power is arranged, the Imaging properties of the lens can be improved. This configuration with the lens positive refractive power has a particularly beneficial effect on the astigmatism and the Coma correction off.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt als Positivlinse eine Meniskenlinse vorzusehen. Dies erlaubt es zusätzlich den Rinnenfehler günstig zu beeinflussen.It has proven to be advantageous to provide a meniscus lens as a positive lens. This additionally allows to influence the channel error favorably.

Weiterhin hat es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, daß die Linse positiver Brechkraft objektseitig mit einer konvexen Linsenoberfläche versehen ist.Furthermore, it has been found to be advantageous that the lens has a positive refractive power on the object side is provided with a convex lens surface.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in weiteren Unteransprüchen beschrieben.Further advantageous measures are described in further subclaims.

Anhand einiger folgender Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher beschrieben.The invention is described in more detail with reference to some of the following exemplary embodiments.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1: Projektionsbelichtungsanlage; Fig. 1: projection exposure system;

Fig. 2: Lithographieobjektiv, insbesondere für 193 nm; FIG. 2 shows lithography objective, especially for 193 nm;

Fig. 3: Lithographieobjektiv, insbesondere für die Wellenlänge 193 nm; FIG. 3 shows lithography objective, in particular for the wavelength of 193 nm;

Fig. 4: Lithographieobjektiv, insbesondere für eine Beleuchtungswellenlänge von 351 nm und FIG. 4 shows lithography objective, nm, in particular for an illumination wavelength of 351 and

Fig. 5: Lithographieobjektiv, insbesondere für eine Beleuchtungswellenlänge von 351 nm.5 shows lithography objective, nm, in particular for an illumination wavelength of 351..

Anhand von Fig. 1 wird zunächst der prinzipielle Aufbau einer Projektionsbelichtungsanlage beschrieben. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 weist eine Beleuchtungseinrichtung 3 und ein Projektionsobjektiv 5 auf. Das Projektionsobjektiv umfaßt eine Linsenanordnung 19 mit einer Aperturblende AP, wobei durch die Linsenanordnung 19 eine optische Achse 7 definiert wird. Zwischen Beleuchtungseinrichtung 3 und Projektionsobjektiv 5 ist eine Maske 9 angeordnet, die mittels eines Maskenhalters 11 im Strahlengang gehalten wird. Solche in der Mikrolithographie verwendeten Masken 9 weisen eine Mikrometer- bis Nanometerstruktur auf. Diese Struktur der Maske wird mittels des Projektionsobjektives 5 bis zu einem Faktor von zehn, insbesondere um den Faktor vier, verkleinert auf eine Bildebene 13 abgebildet wird. In der Bildebene 13 wird ein durch einen Substrathalter 17 positioniertes Substrat bzw. ein Wafer 15 gehalten. Die noch auflösbaren minimalen Strukturen hängen von der Wellenlänge λ des für die Beleuchtung verwendeten Lichtes sowie von der bildseitigen Apertur des Projektionsobjektives 5 ab, wobei die maximal erreichbare Auflösung der Projektionsbelichtungsanlage 1 mit abnehmender Wellenlänge der Beleuchtungseinrichtung 3 und mit zunehmender Apertur des Projektionsobjektives 5 steigt.The basic structure of a projection exposure system is first described with reference to FIG. 1. The projection exposure system 1 has an illumination device 3 and a projection objective 5 . The projection objective comprises a lens arrangement 19 with an aperture diaphragm AP, an optical axis 7 being defined by the lens arrangement 19 . A mask 9 is arranged between the illumination device 3 and the projection lens 5 and is held in the beam path by means of a mask holder 11 . Such masks 9 used in microlithography have a micrometer to nanometer structure. This structure of the mask is imaged on the image plane 13 by means of the projection lens 5 down to a factor of ten, in particular by a factor of four. A substrate or a wafer 15 positioned by a substrate holder 17 is held in the image plane 13 . The minimum structures which can still be resolved depend on the wavelength λ of the light used for the illumination and on the aperture of the projection lens 5 on the image side, the maximum achievable resolution of the projection exposure system 1 increasing with decreasing wavelength of the illumination device 3 and with increasing aperture of the projection lens 5 .

Verschiedene Ausführungsformen von Linsenanordnungen 19 sind in den Fig. 2 und 5 gezeigt.Different embodiments of lens arrangements 19 are shown in FIGS. 2 and 5.

Fig. 2 zeigt ein Linsenanordnung 19, die für eine Beleuchtungswellenlänge von 193 nm und einer bildseitigen Apertur von 0,75 ausgelegt ist. Bei dieser Linsenanordnung ist der Abstand zwischen der Projektebene 0 und Bildebene 0' 1000 mm. Das dargestellte Projektionsobjektiv umfaßt 31 Linsen L1-L31, die in sechs Linsengruppen LG1-LG6 unterteilt werden können. Fig. 2 shows a lens array 19, the nm for an illumination wavelength of 193 and an image-side aperture is designed of 0.75. With this lens arrangement, the distance between the project plane 0 and image plane 0 '1000 mm. The projection lens shown comprises 31 lenses L1-L31, which can be divided into six lens groups LG1-LG6.

Eine erste Linsengruppe LG1 weist positive Brechkraft auf und besteht aus den Linsen L1-L5. Die sich daran anschließende Linsengruppe LG2 weist insgesamt negative Brechkraft auf. Bei der ersten Linse dieser Linsengruppe L6 handelt es sich um eine dicke Meniskenlinse, deren Mittendicke im Bereich der optischen Achse mindestens 15% des maximalen Linsendurchmessers beträgt. Diese Linse wirkt sich insbesondere vorteilhaft auf die Ebnung der Bildschale in tangentialer und sagitaler Richtung aus.A first lens group LG1 has positive refractive power and consists of the lenses L1-L5. The adjoining lens group LG2 has an overall negative refractive power. at The first lens of this lens group L6 is a thick meniscus lens, the Center thickness in the area of the optical axis at least 15% of the maximum Lens diameter is. This lens has a particularly advantageous effect on the leveling of the Screen in tangential and sagital directions.

Auf diese Linse L6 verfolgen zwei weitere Linsen negativer Brechkraft. In diesem Ausführungsbeispiel sind für diese Linsen L7 und L8 zwei bikonave Linsen vorgesehen. Die sich daran anschließende Linse L9 weist positive Brechkraft auf. Diese Linse L9 ist eine zum Bild hin durchgebogene Meniskenlinse mit bildseitigem konkavem Krümmungsradius. Mittels dieser Linse bewirkt einen vorteilhaften Effekt bezüglich Astigmatismus, Koma und Rinnenfehler. Two further lenses of negative refractive power track this lens L6. In this In the exemplary embodiment, two biconave lenses are provided for these lenses L7 and L8. Which adjoining lens L9 has positive refractive power. This lens L9 is one towards the image curved meniscus lens with concave radius of curvature on the image side. By means of this Lens has a beneficial effect on astigmatism, coma and gutter defects.

erreichen. Die darauffolgende Linse L10 weist negative Brechkraft auf und ist eine zum Bild hin durchgebogene Meniskenlinse. Diese Linse L10 ist bildseitig mit einer Asphäre versehen. Durch diese Asphäre können insbesondere Bildfehler im Bereich zwischen Bildfeldzone und Bildfeldrand korrigiert werden. Diese Korrektur bewirkt insbesondere eine Erhöhung der Bildqualität in sagitaler Richtung. Durch diese zweite Linsengruppe LG2 die negative Brechkraft aufweist wird eine Taille gebildet.to reach. The subsequent lens L10 has negative refractive power and is one towards the image curved meniscus lens. This lens L10 is provided with an asphere on the image side. By this asphere can cause image errors in the area between the image field zone and Image field edge to be corrected. This correction in particular causes an increase in Sagital image quality. The negative refractive power due to this second lens group LG2 has a waist is formed.

Die sich anschließende dritte Linsengruppe LG3 weist positive Brechkraft auf und besteht aus den Linsen L11 bis L14. Auf diese dritte Linsengruppe LG3 folgt eine vierte Linsengruppe LG4, die negative Brechkraft aufweist und durch die eine zweite Taille gebildet wird. Diese vierte Linsengruppe LG4 umfaßt die Linsen L15-L18, wobei es sich bei der Linse L15 um eine zum Bild hin durchgebogene Meniskenlinse mit bildseitig konkaver Flächenkrümmung handelt.The subsequent third lens group LG3 has positive refractive power and consists of the lenses L11 to L14. This third lens group LG3 is followed by a fourth lens group LG4, which has negative refractive power and by which a second waist is formed. This fourth Lens group LG4 comprises the lenses L15-L18, the lens L15 being one for Bent meniscus lens with concave surface curvature on the image side.

Die fünfte Linsengruppe LG5 umfaßt die Linsen L19-L27 und weist insgesamt positive Brechkraft auf. Zwischen der positiven Linse L21 und L22 ist eine Blende angeordnet. Der maximale Durchmesser dieser Linsengruppe bzw. des Projektionsobjektives beträgt ca. 240 mm. Die sechste Linsengruppe LG6 weist ebenfalls positive Brechkraft auf und umfaßt die Linsen L28-L31, wobei die Linse L31 eine planparallele Platte ist. Die strahlungsmäßig stark belastete Linse L30 besteht zur Verringerung von Compaction aus Kalziumfluorid. Für die übrigen Linsen ist als Linsenmaterial Quarzglas vorgesehen. Die Verwendung von Quarzglas als Linsenmaterial hat den Vorteil, daß dieses Material im Vergleich zum Kalziumfluorid zum einen am Markt verfügbar ist und im Vergleich zu Fluoridkristallen, wie z. B. Kalziumfluorid und Bariumfluorid, um hier nur einige zu nennen, ein preiswerteres Material ist.The fifth lens group LG5 comprises the lenses L19-L27 and shows positive overall Refractive power. An aperture is arranged between the positive lenses L21 and L22. The maximum diameter of this lens group or the projection lens is approximately 240 mm. The sixth lens group LG6 also has positive refractive power and comprises the lenses L28-L31, the lens L31 being a plane-parallel plate. The radiation-heavily polluted Lens L30 is made of calcium fluoride to reduce compaction. For the other lenses quartz glass is intended as the lens material. The use of quartz glass as the lens material has the advantage that this material is on the market compared to calcium fluoride is available and compared to fluoride crystals, such as. B. calcium fluoride and barium fluoride, to name just a few, is a cheaper material.

Bei einem Bildfeld von 28,04 mm beträgt der Farblängsfehler für die Bandbreite von 0,25 pm, also ± 0,125 pm maximal ± 57,5 nm. Der Farbquerfehler erreicht für Δλ ± 0,125 pm keinen größeren Wert als + 1,2 nm. Der RMS-Wert ist ein etabliertes Maß, z. B. im CODE V etabliert, wie stark jeweils die Wellenfront von der Wellenfront einer idealen Kugelwelle abweicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der RMS-Wert bei allen Bildpunkten kleiner als 7,0 mλ. Die numerische Apertur dieses Projektionsobjektives beträgt 0,75. With an image field of 28.04 mm, the longitudinal color error for the bandwidth is 0.25 pm, So ± 0.125 pm maximum ± 57.5 nm. The cross-color error does not reach any for Δλ ± 0.125 pm greater than + 1.2 nm. The RMS value is an established measure, e.g. B. established in CODE V, how much each wave front deviates from the wave front of an ideal spherical wave. at In this exemplary embodiment, the RMS value for all pixels is less than 7.0 mλ. The numerical aperture of this projection lens is 0.75.

Die genauen Linsendaten sind Tabelle 1 zu entnehmen.The exact lens data can be found in Table 1.

Tabelle 1 Table 1

Durch vorsehen der Linsen L11 aus Kalziumfluorid und geringfügigen Modifikationen des Linsen der Linsenanordnung 19 kann eine Verringerung des Farbquerfehlers um 30% erreicht werden. Bei einem Bildfeld von 28,04 mm beträgt der Farbquerfehler bei dieser Ausführungsvariante für λ ± 0,125 µm maximal ±0,82 nm und der Farblängsfehler beträgt maximal ± 57,5 nm. Die Linsendaten der modifizierten Variante mit zwei Kalziumfluoridlinsen sind Tabelle 2 zu entnehmen.By providing the lenses L11 made of calcium fluoride and making minor modifications to the lenses of the lens arrangement 19 , a 30% reduction in the lateral color error can be achieved. With a field of view of 28.04 mm, the transverse color error in this embodiment variant is a maximum of ± 0.82 nm for λ ± 0.125 µm and the longitudinal color error is a maximum of ± 57.5 nm. The lens data of the modified variant with two calcium fluoride lenses are shown in Table 2.

Tabelle 2 Table 2

Die in Fig. 3 dargestellt Linsenanordnung 19 weist 31 Linsen L1-L31 auf, die in sechs Linsengruppen LG1-LG6 unterteilbar sind. Der Abstand zwischen Objektebene 0 und Bildebene 0' beträgt 1000 mm.The lens arrangement 19 shown in FIG. 3 has 31 lenses L1-L31, which can be subdivided into six lens groups LG1-LG6. The distance between object plane 0 and image plane 0 'is 1000 mm.

Die erste Linsengruppe weist positive Brechkraft auf und besteht aus den Linsen L1-L5. Die erste Linse L1 ist eine bikonkave Linse und weist negative Brechkraft auf. Die darauf folgenden Linsen L2-L5 sind bikonvexe Linsen, die positive Brechkraft aufweisen. The first lens group has positive refractive power and consists of the lenses L1-L5. The first Lens L1 is a biconcave lens and has negative refractive power. The following lenses L2-L5 are biconvex lenses that have positive refractive power.

Die zweite Linsengruppe LG2 besteht aus den Linsen L6-L10, wobei die Linsen L6 bis L8 negative Brechkraft aufweisen. Die Linse L9 weist positive Brechkraft auf. Diese Linse L9 ist wiederum eine Meniskenlinse mit bildseitig konkaver Krümmungsfläche. Die Linse L10 weist negative Brechkraft auf und ist bildseitig mit einer asphärischen Linsenoberfläche versehen. Mittels dieser Linsenoberfläche lassen sich insbesondere Bildfehler höherer Ordnung korrigieren.The second lens group LG2 consists of the lenses L6-L10, the lenses L6 to L8 have negative refractive power. The lens L9 has positive refractive power. This lens is L9 again a meniscus lens with a concave surface on the image side. The lens L10 faces negative refractive power and is provided with an aspherical lens surface on the image side. This lens surface can be used to correct, in particular, higher-order image errors.

Die sich daran anschließende Linsengruppe LG3 weist positive Brechkraft auf. Durch diese Linsengruppe mit den Linsen L11-L14 wird ein Bauch gebildet. Die Linse L14 ist bildseitig mit einer planen Oberfläche versehen. Die Anordnung der Linsengruppe LG3 weist die Besonderheit auf, daß beidseitig zwischen den an die Linsengruppe LG3 angrenzenden Linsengruppen, LG2 und LG4, ungewohnt große Luftabstände vorgesehen sind. Bei diesem doppelt telezentrischen Objektiv mit hoher numerischer Apertur von 0,75 bei geringem Einsatz von Asphären und einer Baulänge von 00' = 1000 mm könnte durch die spezielle Anordnung der dritten Linsengruppe die Ableitung der Wellenfront über alle Bildhöhen verringert werden. Die Summe der beiden Lufträume vor und nach der LG3 ist deutlich größer als die Summe der Glasdicken der nachfolgenden Linsengruppe LG4. Dies wirkt sich insbesondere vorteilhaft auf die Queraberrationen aus.The adjoining lens group LG3 has positive refractive power. Through this A group of lenses with the lenses L11-L14 forms a belly. The lens L14 is also on the image side provide a flat surface. The arrangement of the lens group LG3 shows the specialty that on both sides between the lens groups LG3 adjacent to the lens group LG3 and LG4, unusually large air gaps are provided. With this double telecentric Lens with high numerical aperture of 0.75 with little use of aspheres and one Overall length of 00 '= 1000 mm could be due to the special arrangement of the third lens group Derivation of the wavefront across all image heights can be reduced. The sum of the two Air spaces before and after the LG3 is significantly larger than the sum of the glass thicknesses of the subsequent lens group LG4. This has a particularly advantageous effect on the Cross aberrations.

Die vierte Linsengruppe LG4, durch die eine zweite Taille gebildet wird, besteht aus den Linsen L15-L18. Die Linse L15 ist zum Objekt hin durchgebogen. Die Linse L19, der sich daran anschließenden Linsengruppe LG5, weist zum Bild hin durchgebogene und annähernd parallel verlaufende Linsenoberflächen auf. Die Differenz der Radien ist kleiner als 3% bezogen auf den kleineren Radius. Insbesondere ist die Absolute Radiendifferenz kleiner als 4 mm. Die Brechkraft dieser Linse L19 ist, mit f₁₉< 4000, sehr gering.The fourth lens group LG4, through which a second waist is formed, consists of the lenses L15-L18. The lens L15 is bent towards the object. The lens L19, the lens group LG5 adjoining it, has lens surfaces which are bent and approximately parallel to the image. The difference in the radii is less than 3% based on the smaller radius. In particular, the absolute radius difference is less than 4 mm. With f ₁₉ <4000, the refractive power of this lens L19 is very low.

Die Linsengruppe LG5 umfaßt die weiteren Linsen L20-L27, wobei zwischen der Linse L21-L22 eine Blende angeordnet ist. Die letzte Linsengruppe LG6 wird durch die Linsen L28-L31 gebildet, wobei L31 eine Planparallelplatte ist.The lens group LG5 comprises the further lenses L20-L27, with the lens L21-L22 an aperture is arranged. The last lens group LG6 is through the lenses L28-L31 formed, where L31 is a plane parallel plate.

Diese in Fig. 3 gezeigte Linsenanordnung 19 ist für die Wellenlänge 193 nm ausgelegt. Die Bandbreite der Lichtquelle beträgt 0,25 µm. Mittels dieser Linsenanordnung 19 ist ein Feld von 10,5 × 26 mm belichtbar. Die numerische Apertur dieser Linsenanordnung beträgt bildseitig 0,75. Der RMS-Wert als Abweichung von der idealen Kugelwelle ist monochromatisch kleiner als 5 mλ bezogen 193 nm. Der Farbquerfehler ist für Δλ ±0,125 µm kleiner als ±1,4 nm und der Farblängsfehler ist kleiner als ±58,75 nm im gesamten Bildfeld.This lens arrangement 19 shown in FIG. 3 is designed for the wavelength 193 nm. The bandwidth of the light source is 0.25 µm. A field of 10.5 × 26 mm can be exposed by means of this lens arrangement 19 . The numerical aperture of this lens arrangement is 0.75 on the image side. The RMS value as a deviation from the ideal spherical wave is monochromatically smaller than 5 mλ based on 193 nm. The transverse color error is smaller than ± 1.4 nm for Δλ ± 0.125 µm and the longitudinal color error is smaller than ± 58.75 nm in the entire image field.

Die genauen Linsendaten sind Tabelle 3 zu entnehmen.The exact lens data can be found in Table 3.

Tabelle 3 Table 3

Die in Fig. 4 dargestellte Linsenanordnung 19 eines Lithographieobjektiv ist für die Belichtungswellenlänge von 351 nm ausgelegt. Die Lichtquelle sollte maximal eine Bandbreite von 3,25 pm aufweisen. Die numerische Apertur beträgt 0,75. Diese Linsenanordnung 19 weist eine Baulänge von Objektebene 0 zu Bildebene 0' von 1000 mm auf.The lens arrangement 19 of a lithography objective shown in FIG. 4 is designed for the exposure wavelength of 351 nm. The light source should have a maximum bandwidth of 3.25 pm. The numerical aperture is 0.75. This lens arrangement 19 has an overall length of object plane 0 to image plane 0 'of 1000 mm.

Diese in Fig. 4 gezeigte Linsenanordnung 19 ist in sechs Linsengruppen LG1-LG6 unterteilbar. Die erste Linsengruppe beginnt mit einer Negativlinse L1 auf die vier Positivlinsen L2-L5 folgen. Diese erste Linsengruppe weist positive Brechkraft auf. Die zweite Linsengruppe beginnt mit einer Meniskenlinse L6 negativer Brechkraft, die zum Objekt hin gewölbt ist. Auf diese Negativlinse folgen zwei weitere Negativlinsen L7 und L8. Die darauffolgende Linse L9 ist eine Meniskenlinse positiver Brechkraft, die objektseitig eine konvexe Linsenoberfläche aufweist und somit zum Objektiv hin gewölbt ist. Als letzte Linse der zweiten Linsengruppe ist eine zum Bild hin gewölbte Meniskenlinse negativer Brechkraft vorgesehen, die auf der bildseitig angeordneten konvexen Linsenoberfläche asphärisiert ist. Diese zweite Linsengruppe weist negative Brechkraft auf.This lens arrangement 19 shown in FIG. 4 can be subdivided into six lens groups LG1-LG6. The first lens group begins with a negative lens L1, followed by four positive lenses L2-L5. This first lens group has positive refractive power. The second lens group begins with a meniscus lens L6 of negative refractive power, which is curved toward the object. This negative lens is followed by two further negative lenses L7 and L8. The subsequent lens L9 is a meniscus lens of positive refractive power, which has a convex lens surface on the object side and is therefore curved toward the lens. The last lens of the second lens group is a meniscus lens of negative refractive power which is curved toward the image and is aspherized on the convex lens surface arranged on the image side. This second lens group has negative refractive power.

Die dritte Linsengruppe wird durch die folgenden fünf Linsen L11-L15 gebildet. In der Mitte der dritten Linsengruppe sind zwei dicke Positivlinsen angeordnet, deren zueinander weisenden Oberflächen stark gekrümmt sind. Zwischen diesen beiden dicken Positivlinsen ist eine sehr dünne Positivlinse L13 angeordnet, die fast keine Brechkraft aufweist. Diese Linse ist von geringerer Bedeutung, so daß auf diese Linse bei Bedarf unter geringen Modifikationen des Objektivaufbaues verzichtet werden kann. Diese dritte Linsengruppe weist positive Brechkraft auf.The third lens group is formed by the following five lenses L11-L15. In the middle The third lens group has two thick positive lenses, the ones facing each other Surfaces are strongly curved. Between these two thick positive lenses is a very thin positive lens L13 arranged, which has almost no refractive power. This lens is from lesser importance, so that if necessary with minor modifications to the lens Lens construction can be dispensed with. This third lens group has positive refractive power on.

Die vierte Linsengruppe wird durch drei Negativlinsen L16-L18 gebildet.The fourth lens group is formed by three negative lenses L16-L18.

Die fünfte Linsengruppe wird durch die Linsen L19-L27 gebildet. Nach den ersten drei Positivlinsen L19-L21 ist die Blende angeordnet. Nach der Blende sind zwei dicke Positivlinsen angeordnet, bei denen die zueinander gewandten Oberflächen eine starke Krümmung aufweisen. Diese Anordnung der Linsen L22 und L23 wirkt sich vorteilhaft auf die sphärische Aberration aus. Es wird durch diese Anordnung der Linsen L22 und L23 eine dem Prinzip der "Linse bester Form" Rechnung getragen, d. h. in einem Strahlengang annähernd paralleler Strahlen stehen stark gekrümmte Flächen. Gleichzeitig werden gezielte Beiträge zur Unterkorrektur der schiefen sphärische Aberration bereitgestellt, die in Verbindung mit den beiden nachgestellten Menisken L24 und L25, die auf die schiefe sphärische Aberration überkorrigierend wirken, eine hervorragende Gesamtkorrektur ermöglichen. Die Brennweiten dieser Linsen sind f₁₂ = 465,405 mm und f₃₄ = 448,462 mm.The fifth lens group is formed by lenses L19-L27. The aperture is arranged after the first three positive lenses L19-L21. Two thick positive lenses are arranged after the diaphragm, in which the surfaces facing each other have a strong curvature. This arrangement of the lenses L22 and L23 has an advantageous effect on the spherical aberration. This arrangement of the lenses L22 and L23 takes into account the principle of the "lens of the best shape", ie there are strongly curved surfaces in a beam path of approximately parallel beams. At the same time, targeted contributions to undercorrecting the oblique spherical aberration are provided, which, in conjunction with the two menisci L24 and L25, which have an overcorrective effect on the oblique spherical aberration, enable an excellent overall correction. The focal lengths of these lenses are f ₁₂ = 465.405 mm and f ₃₄ = 448.462 mm.

Die sechste Linsengruppe weist als erste Linse eine Negativlinse L28 auf, auf die zwei dicke Linsen folgen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß alle Linsen aus dem Material mit einer Brechzahl von 1,506 bei 351 nm, z.B dem Material FK5 von Schott, bestehen.The sixth lens group has a negative lens L28 as the first lens, onto which two thick ones Lentils follow. In the embodiment shown it is provided that all lenses from the Material with a refractive index of 1.506 at 351 nm, e.g. the FK5 material from Schott.

Zur Reduzierung von Compaction kann vorgesehen, sein als Linsenmaterial für die letzten beiden Linsen dieser Linsengruppe Quarzglas zu verwenden.To reduce compaction can be provided as a lens material for the last to use both lenses of this lens group quartz glass.

Die exakten Linsendaten sind der Tabelle 4 zu entnehmen. Mit dieser Linsenanordnung ist ein Bidlfeld von 8 × 26 mm mit einer bildseitigen Apertur von 0,75 belichtbar. Bei diesem Objektiv ist eine Bandbreite von etwa 3,25 pm zulässig. Der RMS-Wert als Abweichung von der idealen Kugelwelle ist monochromatisch kleiner als 6 mλ. Der Farbquerfehler ist für Δλ ±1,625 µm kleiner als ±0,1 nm und der Farblängsfehler ist kleiner im gesamten Bildfeld als ±104 nm. Damit können Strukturbreiten von 180 nm erzeugt werden.The exact lens data can be found in Table 4. With this lens arrangement is a Image field of 8 × 26 mm can be exposed with an aperture of 0.75 on the image side. With this lens a bandwidth of approximately 3.25 pm is permitted. The RMS value as a deviation from the ideal Spherical wave is monochromatic less than 6 mλ. The transverse color error is for Δλ ± 1.625 µm smaller than ± 0.1 nm and the longitudinal color error is smaller in the entire image field than ± 104 nm structure widths of 180 nm can be generated.

Die asphärische Flächen werden in allen Ausführungsbeispielen durch die Gleichung: Die asphärischen Flächen werden durch die Gleichung:
In all exemplary embodiments, the aspherical surfaces are given by the equation: The aspherical surfaces are given by the equation:

beschrieben, wobei P die Pfeilhöhe als Funktion des Radius h (Höhe zur optischen Achse 7) mit den in den Tabellen angegebenen asphärischen Konstanten C₁ bis C_n ist. R ist der in den Tabellen angegebene Scheitelradius. described, where P is the arrow height as a function of the radius h (height to the optical axis 7 ) with the aspherical constants C ₁ to C _n given in the tables. R is the vertex radius given in the tables.

beschrieben, wobei H der Abstand von der optischen Achse ist, R der Radius und PD der Abstand von der sphärischen Fläche ist.described, where H is the distance from the optical axis, R is the radius and PD is the Distance from the spherical surface.

Tabelle 4 Table 4

In Fig. 5 ist eine Linsenanordnung 19 mit einer bildseitigen Apertur von 0,7, die in sechs Linsengruppen unterteilbar ist und nur aus sphärischen Linsen besteht, gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel weist im Gegensatz zu Fig. 4 eine äußerst lang ausgeprägte erste Linsengruppe auf, die die Linsen L1-L5 umfaßt. Dieser langgestreckte Bauch wird maßgeblich durch die dicken Positivlinsen L4 und L5 gebildet. Durch diesen ersten langgestreckten Bauch wird nur mit sphärischen Linsen eine geringe Verzeichnung erreicht, wobei eine durch die Form dieses ersten Bauches begründete schlechtere Eingangstelezentrie, die durch das Beleuchtungssystem ausgeglichen werden kann, hingenommen wird. Diese erste Linsengruppe weist positive Brechkraft auf. FIG. 5 shows a lens arrangement 19 with an aperture of 0.7 on the image side, which can be divided into six lens groups and consists only of spherical lenses. In contrast to FIG. 4, this exemplary embodiment has an extremely long first lens group which comprises the lenses L1-L5. This elongated abdomen is largely formed by the thick positive lenses L4 and L5. Due to this first elongated abdomen, only slight distortion is achieved with spherical lenses, a poorer entrance telecentricity due to the shape of this first abdomen, which can be compensated for by the lighting system, being accepted. This first lens group has positive refractive power.

Die zweite Linsengruppe L2 umfaßt vier Negativlinsen, wobei wiederum zwischen der dritten Negativlinse L8 und vierten Negativlinse L10 eine positive Meniskenlinse L9, die zum Objekt hin gekrümmt ist, angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist keine asphärische Linsenoberfläche vorgesehen. Durch diese Konfiguration der ersten Linsengruppe LG2 mit negativer Brechkraft lassen sich insbesondere Astigmatismus, Koma und Rinnenfehler korrigieren.The second lens group L2 comprises four negative lenses, again between the third Negative lens L8 and fourth negative lens L10 a positive meniscus lens L9, which is the object is curved, is arranged. In this embodiment, is not aspherical Lens surface provided. By configuring the first lens group LG2 with negative refractive power can be particularly astigmatism, coma and gutter defects correct.

Die dritte Linsengruppe umfaßt die Linsen L11-L15 und weist positive Brechkraft auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel die Linsen L12 und L14 weniger stark ausgeprägt. Diese dritte Linsengruppe hat insbesondere eine positive Wirkung auf die Abbildungsqualität in den Quadranten.The third lens group comprises the lenses L11-L15 and has positive refractive power. at In this embodiment, in contrast to the first embodiment, the lenses L12 and L14 less pronounced. This third lens group has a positive one in particular Effect on imaging quality in the quadrants.

Die vierte Linsengruppe LG4 wird trotz der hohen Öffnung von 0,70 nur durch drei Negativlinsen gebildet und weist somit negative Brechkraft auf.The fourth lens group LG4 is only three by the high aperture of 0.70 Formed negative lenses and thus has negative refractive power.

Die sich anschließende fünfte Linsengruppe LG5, die positive Brechkraft aufweist, beginnt mit den drei Positivlinsen L19-L21, hinter denen eine Blende angeordnet ist. Hinter der Blende sind wiederum zwei dicke Positivlinsen L22 und L23 angeordnet, die mit zueinander stark gekrümmten Linsenoberflächen ausgebildet sind. Die Brennweiten betragen f₁₂ = 481,6 und f₃₄ = 431,429. Die sich daran anschließenden Linsen L24 und L25 sind für die Korrektur der schiefen, sphärischen Abberation in sagitaler und tangentialer Richtung vorgesehen. The subsequent fifth lens group LG5, which has positive refractive power, begins with the three positive lenses L19-L21, behind which an aperture is arranged. In turn, two thick positive lenses L22 and L23 are arranged behind the diaphragm, which are formed with lens surfaces that are strongly curved with respect to one another. The focal lengths are f ₁₂ = 481.6 and f ₃₄ = 431.429. The adjoining lenses L24 and L25 are intended for the correction of the oblique, spherical aberration in the sagittal and tangential direction.

Die sechste Linsengruppe LG6 umfaßt die Linsen L28-L31 und weist positive Brechkraft auf. Dieses Objektiv weist eine numerische Apertur von 0,7 bei einer Wellenlänge von λ = 351,14 nm auf. Die Länge von Bildebene 0 zu Objektivebene 0' beträgt 1000 mm, wobei ein Bildfeld von 8 × 26 mm beleuchtet wird. Alle Linsen sind aus Kronglas, z. B. FK 5 der Firma SCHOTT, hergestellt. Das Objektiv benötigt bei einem diagonalen Bildfelddurchmesser von 27,20 mm für die Abbildung von 210 nm breiten Strukturen Laserlicht mit einer Halbwertsbreite von ca. 4,3 pm. Für ein Δλ von ± 2,15 pm beträgt der Farblängsfehler ±140 nm, der Farbquerfehler maximal 2,4 nm.The sixth lens group LG6 comprises the lenses L28-L31 and has positive refractive power. This lens has a numerical aperture of 0.7 at a wavelength of λ = 351.14 nm on. The length from image plane 0 to objective plane 0 'is 1000 mm, with one image field illuminated by 8 × 26 mm. All lenses are made of crown glass, e.g. B. FK 5 from SCHOTT, manufactured. With a diagonal field of view diameter of 27.20 mm the lens needs for the imaging of 210 nm wide structures laser light with a half width of about 4.3 pm. For a Δλ of ± 2.15 pm the longitudinal color error is ± 140 nm, the transverse color error is maximum 2.4 nm.

Die genauen Linsendaten sind der Tabelle 5 zu entnehmen.The exact lens data can be found in Table 5.

Tabelle 5 Table 5

Claims

1.Projection lenses with a lens arrangement which has at least one lens group (LG2) of negative refractive power, this lens group comprising at least 4 lenses of negative refractive power, characterized in that in this lens group (LG2) after the third lens (L8) negative refractive power a lens ( L9) positive refractive power is arranged.

2. Projection lens according to claim 1, characterized in that in the lens group negative refractive power (LG2) arranged lens (L9) positive refractive power a meniscus lens is.

3. Projection lenses according to one of the preceding claims, characterized in that that the lens (L9) arranged in the lens group of negative refractive power (LG2) is more positive Refractive power on the object side has a convex lens surface.

4. Projection lens according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized characterized in that the projection lens negative at least a second lens group Refractive power (LG4).

5. Projection lens according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the first lens group (LG2) negative refractive power (LG2) the lens (L9) positive refractive power is arranged.

6. Double telecentric projection lens with a numerical aperture of at least 0.7 and with a lens group in which an aperture is arranged, thereby characterized in that the front of the aperture on the side facing the reticle arranged lenses have only positive refractive power, the first lens (L19) these lenses of positive refractive power have a positive focal length between 4-25 times the value of the object image distance.

7. Double telecentric projection lens according to the preamble of claim 6, thereby characterized in that the first lens (L19) of these lenses of positive refractive power Radius difference that is less than 4% of the object image distance 00 '.

8. Double telecentric projection lens comprising a first lens group more positive Refractive power, a second lens group of negative refractive power, a third lens group positive refractive power and a fourth lens group negative refractive power, thereby characterized in that between the second (LG2) and the third lens groups (LG3) and the third (LG3) and the fourth lens group (LG4) each have an air space, where the sum of these air spaces is the sum of the lens thicknesses of the fourth lens group (LG4) by at least 30%.

9. Double telecentric lens according to claim 8, characterized in that the Air gap between the third (LG3) and the fourth lens group (LG4) one Extension in the axial direction, which has a value of at least 50% of the Sum of the glass thicknesses of the lens group (LG4) reached.

10. Double telecentric lens according to claim 8 or 9, characterized in that the second air gap between the third (LG3) and the fourth lens group (LG4) has an extension in the axial direction that is at least 60% of the Extension of the air gap between the second (LG2) and third lens group (LG3) reached.

11. Projection exposure system of microlithography, characterized in that this projection exposure system is a projection objective ( 5 ) with a lens arrangement ( 19 ) according to at least one of the claims. Contains 1 to 10.

12. A method for producing microstructured components, in which a substrate provided with a light-sensitive layer is exposed by means of a mask ( 9 ) and a projection exposure system ( 1 ) with a lens arrangement ( 19 ) according to at least one of claims 1 to 10 by ultraviolet laser light and, if appropriate after developing the light-sensitive layer is structured according to a pattern contained on the mask.