DE10133841A1

DE10133841A1 - Objektiv mit Kristall-Linsen

Info

Publication number: DE10133841A1
Application number: DE10133841A
Authority: DE
Inventors: Michael Gerhard; Daniel Kraehmer
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2003-02-06
Also published as: US6842284B2; US6697199B2; JP2004535603A; US20040179272A1; WO2003009062A1; US20030137733A1; TW594038B; EP1407325A1

Abstract

Objektiv (1), insbesondere Projektionsobjektiv, für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage, mit mindestens einer ersten Gruppe (3) von Linsen (7) oder Linsenteilen aus einem ersten Kristall-Material und mindestens einer zweiten Gruppe (5) von Linsen (11) oder Linsenteilen aus einem zweiten Kristall-Material. Ein äußerster Aperturstrahl (15) erfährt in der ersten Gruppe (3) einen ersten optischen Wegunterschied für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände und in der zweiten Gruppe (5) einen zweiten optischen Wegunterschied. Durch die unterschiedlichen Kristall-Materialien wird erreicht, daß sich die beiden optischen Wegunterschiede annähernd kompensieren. Dies läßt sich insbesondere mit Kalzium-Fluorid als erstem Kristall-Material und Barium-Fluorid als zweitem Kristall-Material erzielen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Objektiv nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Objektive sind beispielsweise aus der DE 199 29 701 A1 der Anmelderin bekannt. In einem Ausführunsgbeispiel wird der parallele Einsatz von Kalzium-Fluorid und Barium-Fluorid als Linsenmaterialien gezeigt. Kalzium-Fluorid wird dabei als Kron und Barium-Fluorid als Flint zur Achromatisierung eingesetzt.
Gattungsgemäße Projektionsobjektive mit Linsen aus zwei verschiedenen Fluorid- Kristallen sind auch aus der DE 199 39 088 A1 bekannt. Die Verwendung der Fluorid- Kristalle erfolgt hierbei auf Grund der vergleichsweise hohen Transmission bei Arbeitswellenlängen kleiner 200 nm. Durch die unterschiedlichen Abbe-Zahlen der verwendeten Fluorid-Kristalle ist die chromatische Korrektur der Abbildung möglich.
Die doppelbrechenden Eigenschaften der Kristalle spielen jedoch bei den zuvor genannten Schriften für das optische Design keine Rolle.
Aus der US 6,201,634 ist bekannt, daß bei der Herstellung von Fluorid-Kristall-Linsen idealerweise die Linsenachsen senkrecht zu den {111}-Kristallebenen der Fluorid-Kristalle ausgerichtet werden, um die Spannungsdoppelbrechung zu minimieren. Die US 6,201,634 geht dabei jedoch davon aus, daß Fluorid-Kristalle keine intrinsische Doppelbrechung aufweisen.
Aus der Internet-Publikation "Preliminary Determination of an Intrinsic Birefrin gence in CaF2" von John H. Burnett, Eric L. Shirley, and Zachary H. Levine, NIST Gaithersburg MD 20899 USA (verbreitet am 07.05.01) ist jedoch bekannt, daß Kalzium-Fluorid- Einkristalle auch nicht spannungsinduzierte, also intrinsische Doppelbrechung aufweisen.
Die dort präsentierten Messungen zeigen, daß bei Strahlausbreitung in der <110>- Kristallrichtung eine Doppelbrechung von (6.5 ± 0.4) nm/cm bei einer Wellenlänge von λ = 156.1 nm, von (3.6 ± 0.2) nm/cm bei einer Wellenlänge von λ = 193.09 nm und von (1.2 ± 0.1) nm/cm bei einer Wellenlänge von λ = 253.65 nm für Kalzium-Fluorid auftritt. Bei einer Strahlausbreitung in der <100>-Kristallrichtung und in der <111>-Kristallrichtung weist Kalzium-Fluorid dagegen keine intrinsische Doppelbrechung auf, wie dies auch von der Theorie vorhergesagt wird. Die intrinsische Doppelbrechung ist somit stark richtungsabhängig und nimmt mit kleiner werdender Wellenlänge deutlich zu.
Messungen der Anmelderin haben bestätigt, daß Kalzium-Fluorid die am NIST-Institut gemessene intrinsische Doppelbrechung aufweist. Der Meßwert bei einer Wellenlänge von λ = 156.1 nm weicht mit 11 nm/cm für eine Strahlausbreitung in <110>-Kristallrichtung ab.
Die Indizierung der Kristallrichtungen wird im folgenden zwischen den Zeichen "<" und ">", die Indizierung der Kristallebenen zwischen den Zeichen "{" und "}" angegeben. Die Kristallrichtung gibt dabei immer die Richtung der Flächennormalen der entsprechenden Kristallebene an. So zeigt die Kristallrichtung <100> in Richtung der Flächennormalen der Kristallebene {100}. Die kubischen Kristalle, zu denen die Fluorid-Kristalle gehören, weisen die Hauptkristallrichtungen <110>, <110>, <110>, <110>, <101>, <101>, <101>, <101>, <011>, <011>, <011>, <011>, <111>, <111>, <111>, <111>, <111>, <111>, <111>, <111>, <100>, <010>, <001>, <100>, <010> und <001> auf. Die Hauptkristallrichtungen <100>, <010>, <001>, <100>, <010> und <001> sind auf Grund der Symmetrieeigenschaften der kubischen Kristalle äquivalent zueinander, so daß im folgenden Kristallrichtungen, die in eine dieser Hauptkristallrichtungen weisen, das Präfix "(100)- " erhalten. Kristallebenen, die senkrecht zu einer dieser Hauptkristallrichtungen stehen, erhalten entsprechend das Präfix "(100)-". Die Hauptkristallrichtungen <110>, <110>, <110>, <110>, <101>, <101>, <101>, <101>, <011>, <011>, <011> und <011> sind ebenso äquivalent zueinander, so daß im folgenden Kristallrichtungen, die in eine dieser Hauptkristallrichtungen weisen, das Präfix "(110)-" erhalten. Kristallebenen, die senkrecht zu einer dieser Hauptkristallrichtungen stehen, erhalten entsprechend das Präfix "(110)-". Die Hauptkristallrichtungen <111>, <111>, <111>, <111>, <111>, <111>, <111> und <111> sind ebenso äquivalent zueinander, so daß im folgenden Kristallrichtungen, die in eine dieser Hauptkristallrichtungen weisen, das Präfix "(111)- " erhalten. Kristallebenen, die senkrecht zu einer dieser Hauptkristallrichtungen stehen, erhalten entsprechend das Präfix "(111)-". Aussagen, die im folgenden zu einer der zuvor genannten Hauptkristallrichtungen getroffen werden, gelten immer auch für die äquivalenten Hauptkristallrichtungen.
Die Drehung von Linsenelementen zur Kompensation von Doppelbrechungseffekten ist in der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung "Projektionsbelichtungsanlage der Mikrolithographie, Optisches System und Herstellverfahren" der Anmelderin mit dem Aktenzeichen DE 101 23 725.1, sowie in der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung "Objektiv mit Fluorid-Kristall-Linsen" der Anmelderin mit dem Aktenzeichen DE 101 27 320.7 beschrieben. Der Inhalt dieser Anmeldungen soll auch Teil der vorliegenden Anmeldung sein.
Aufgabe der Erfindung ist es, Projektionsobjektive für eine Mikrolithographie- Projektionsbelichtungsanlage anzugeben, bei denen der Einfluß der intrinsischen Doppelbrechung wesentlich reduziert ist.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Objektiv gemäß Anspruch 1, 3 und 8, einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage gemäß Anspruch 19, einem Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen gemäß Anspruch 20, und einem Linsenherstellverfahren gemäß Anspruch 21 und 22.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
Um den Einfluß der intrinsischen Doppelbrechung zu minimieren, umfaßt das Objektiv mindestens zwei Gruppen von Linsen oder Linsenteilen, die sich dadurch unterscheiden, daß die Linsen oder Linsenteile einer einzelnen Gruppe aus dem gleichen Kristall-Material, die Linsen oder Linsenteile verschiedener Gruppen aus unterschiedlichem Kristall-Material bestehen. Eine Gruppe kann dabei sowohl eine Einzellinse oder mehrere Linsen als auch ein einzelnes Teil einer Linse oder mehrere Linsenteile umfassen. Unter Linsenteilen sind beispielsweise einzelne Linsen zu verstehen, die durch Ansprengen optisch nahtlos zu einer Einzellinse gefügt werden. Ganz allgemein bezeichnen Linsenteile die Bausteine einer Einzellinse, wobei die Linsenachsen der Linsenteile jeweils in Richtung der Linsenachse der Einzellinse weisen. Die Auswahl der Linsenmaterialien und die Auslegung und Anordnung der Linsen oder Linsenteile erfolgt nun derart, daß für einen äußersten Aperturstrahl der optische Wegunterschied für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände, den der Aperturstrahl innerhalb der Gruppen erfährt, wesentlich reduziert ist. Der optische Wegunterschied ergibt sich als Summe eines ersten und eines zweiten optischen Wegunterschieds, die der Aperturstrahl in der ersten und in der zweiten Gruppe erfährt. Der störende Einfluß der Doppelbrechung durch die Gruppen ist dann wesentlich reduziert, wenn der resultierende optische Wegunterschied kleiner als 30%, insbesondere kleiner als 20% des Maximalwertes der beiden optischen Wegunterschiede ist. Als äußerster Aperturstrahl wird ein Strahl bezeichnet, dessen Strahlhöhe in einer Blendenebene des Objektivs dem Radius der Blende entspricht und der somit in der Bildebene einen Winkel gemäß der bildseitigen numerischen Apertur aufweist. Die äußersten Aperturstrahlen werden deshalb zur Charakterisierung herangezogen, weil sie üblicherweise innerhalb der Linsen die größten Öffnungswinkel bezüglich der Linsenachsen aufweisen und damit die größte Störung durch die Doppelbrechung erfahren.
Als Linsen kommen beispielsweise refraktive oder diffraktive Linsen sowie Korrekturplatten mit Freiformkorrekturflächen in Frage. Auch Planplatten werden als Linsen angesehen, sofern sie im Strahlengang des Objektives angeordnet sind.
Vorteilhaft läßt sich die Erfindung bei Projektionsobjektiven für eine Mikrolithographie- Projektionsbelichtungsanlage einsetzen, da für diese Objektive extrem hohe Anforderungen an das Auflösungsvermögen gestellt werden. Aber auch bei Prüfobjektiven, mit denen beispielsweise Linsen für Projektionsobjektive durch Vermessung von Wellenfronten mit großer Öffnung getestet werden, wirkt sich der Einfluß der Doppelbrechung störend aus, so daß Kompensationsmethoden wünschenswert sind. Weitere Einsatzmöglichkeiten sind Inspektionsobjektive zur Wafer-Inspektion, Mikroskopobjektive, aber auch Objektive in Beleuchtungssystemen zur Beleuchtung der Objekte für die zuvor genannten Objektivtypen.
Vorteilhafte Linsenmaterialien, insbesondere beim Einsatz für Wellenlängen kleiner 250 nm, sind die Fluorid-Kristalle, wie beispielsweise Kalzium-Fluorid, Barium-Fluorid oder Strontium-Fluorid.
Von Kalzium-Fluorid ist bekannt, daß es eine winkelabhängige intrinsische Doppelbrechung aufweist. Messungen der Anmelderin haben für die Doppelbrechung bei einer Strahlausbreitung in (110)-Kristallrichtung einen Wert von 11 nm/cm ergeben. Ähnliche Messungen an Barium-Fluorid haben gezeigt, daß Barium-Fluorid ebenfalls eine intrinsische Doppelbrechung aufweist, welche auf Grund der Tatsache, daß Kalzium- Fluorid und Barium-Fluorid dem gleichen Kristalltyp angehören, eine vergleichbare Winkelabhängigkeit aufweist. Die Messung der Doppelbrechung durch die Anmelderin bei einer Strahlausbreitung in (110)-Kristallrichtung hat bei Barium-Fluorid einen Doppelbrechungswert von 25 nm/cm ergeben. Zu beachten ist jedoch, daß die Doppelbrechung nicht nur einen Betrag, sondern auch eine Richtung aufweist. Die Richtung der Doppelbrechung ist dabei gleich der Richtung der sogenannten langsamen Achse. Dabei liegt für linear polarisiertes Licht die größte Brechzahl dann vor, wenn es in Richtung der langsamen Achse polarisiert ist. Die Erfinder haben nun erkannt, daß die Richtungen der Doppelbrechung in (110)-Kristallrichtung von Kalzium-Fluorid und Barium-Fluorid orthogonal zueinander stehen, so daß ein Lichtstrahl mit (110)- Ausbreitungsrichtung für zwei zueinander orthogonale Polarisationszustände in Barium- Fluorid und in Kalzium-Fluorid jeweils einen optischen Wegunterschied mit unterschiedlichem Vorzeichen erfährt. Diese Eigenschaft wird nun vorteilhaft ausgenutzt, um den störenden Einfluß der Doppelbrechung zu reduzieren. Durch den parallelen Einsatz von Linsen oder Linsenteilen aus unterschiedlichen Kristall-Materialien, welche für einen polarisierten Lichtstrahl optische Wegunterschiede für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände mit entgegengesetztem Vorzeichen hervorrufen, und durch das von den Doppelbrechungseigenschaften bestimmte optische Design läßt sich der störende Einfluß der Doppelbrechung, der durch den Einsatz von nur einem Kristall-Material hervorgerufen wird, annähernd kompensieren.
Die Kompensation gelingt dann besonders gut, wenn die Linsenachsen aller Linsen oder Linsenteile der beiden Gruppen annähernd in die gleiche oder in eine dazu äquivalente Hauptkristallrichtung weisen. Die Linsenachse ist dabei beispielsweise durch eine Symmetrieachse einer rotationssymmetrischen Linse gegeben. Weist die Linse keine Symmetrieachse auf, so kann die Linsenachse durch die Mitte eines einfallenden Strahlbündels oder durch eine Gerade gegeben sein, bezüglich der die Strahlwinkel aller Lichtstrahlen innerhalb der Linse minimal sind. Die Linsenachse einer Planplatte steht senkrecht auf den planen Linsenoberflächen. Die Linsenachsen fallen dann annähernd mit einer Hauptkristallrichtung zusammen, wenn die maximale Abweichung zwischen Linsenachse und Hauptkristallrichtung kleiner 5° ist. Wenn das erste und zweite Kristall- Material zum gleichen Kristalltyp gehören und die Linsenachsen in annähernd die gleiche Hauptkristallrichtung weisen, hat dies zum Vorteil, daß die Doppelbrechungsverteilungen der Linsen oder Linsenteile ähnliche Verteilungen aufweisen. Die Doppelbrechungsverteilungen Δn(α_L, θ_L) sind dabei einerseits als Funktion des Öffnungswinkels θ_L und andererseits als Funktion des Azimutwinkels α_L gegeben. Der Öffnungswinkel θ_L stellt den Winkel eines Lichtstrahls zur Linsenachse und der Azimutwinkel α_L den Winkel zwischen einer Richtung, die durch Projektion des Lichtstrahl in eine zur Linsenachse senkrecht stehende Ebene gegeben ist, und einer mit der Linse fest verknüpften Bezugsrichtung, welche senkrecht zur Linsenachse steht, dar.
Der Wert der Doppelbrechung Δn ist gleich der Differenz der Brechzahl für die sogenannte langsame Achse und der Brechzahl für die sogenannte schnelle Achse und gibt dabei für eine durch den Öffnungswinkel θ_L und den Azimutwinkel α_L bestimmte Strahlrichtung das Verhältnis des optischen Wegunterschieds für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände zum im Fluorid-Kristall zurückgelegten physikalischen Strahlweg in der Einheit [nm/cm] an. Die intrinsische Doppelbrechung ist somit von den Strahlwegen und der Linsenform unabhängig. Den optischen Wegunterschied für einen Strahl erhält man entsprechend durch Multiplikation der Doppelbrechung mit dem zurückgelegten Strahlweg.
Wird die Doppelbrechung beispielsweise durch das Herstellverfahren des Fluorid-Kristalls oder die mechanische Beanspruchung des Linse hervorgerufen (Spannungsdoppelbrechung), so können die offenbarten Lösungsansätze selbstverständlich ebenfalls zur Reduzierung des störenden Einflusses der Doppelbrechung angewendet werden.
Vorteilhafterweise zeigen die Linsenachsen der Linsen oder Linsenteile der beiden Gruppen in die (100)- oder in die (111)-Kristallrichtung. Für den Öffnungswinkel θ_L = 0° verschwindet die Doppelbrechung. Mit zunehmendem Öffnungswinkel nimmt die Doppelbrechung zu, wobei die Doppelbrechungsverteilungen bei einer Ausrichtung der Linsenachsen in (100)-Kristallrichtung eine vierzählige Azimutalsymmetrie, bei einer Ausrichtung der Linsenachsen in (111)-Kristallrichtung eine dreizählige Azimutalsymmetrie aufweisen. Das heißt, für einen fest vorgegebenen Öffnungswinkel θ₀ ergeben sich für die Doppelbrechungswerte in Abhängigkeit des Azimutwinkels α_L bei einer Ausrichtung der Linsenachsen in (100)-Kristallrichtung drei lokale Maxima und Minima, bei einer Ausrichtung der Linsenachsen in (111)-Kristallrichtung vier lokale Maxima und Minima. Dies ist sowohl für Kalzium-Fluorid als auch für Barium-Fluorid der Fall.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn äquivalente Hauptkristallrichtungen für die Linsen oder Linsenteile der mindestens zwei Gruppen annähernd gleiche Richtungen weisen, so daß die maximale Abweichung zwischen den entsprechenden Hauptkristallrichtungen kleiner 10° sind. Die Linsen oder Linsenteile der ersten und der zweiten Gruppe haben somit annähernd die gleiche Kristallorientierung.
Auch wenn in einem Projektionsobjektiv typischerweise die größten Öffnungswinkel für die äußersten Aperturstrahlen auftreten, kann die Kompensation der optischen Wegunterschiede für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände auch für andere Strahlen, wie beispielsweise Hauptstrahlen im Bereich einer Blendenebene durch den Einsatz von zwei Gruppen mit Linsen oder Linsenteilen aus zwei verschiedenen Kristallmaterialien mit komplementärem Doppelbrechungsverhalten, wie beispielsweise Barium-Fluorid und Kalzium-Fluorid, erfolgen. Betrachtet man an Stelle der Feldabbildung die Pupillenabbildung, so ist der äußerste Apertustrahl äquivalent zum Hauptstrahl mit der größten Objekthöhe, da er in der Objektebene die gleiche Strahlhöhe wie der Rand des Objektfeldes aufweist. Die in dieser Anmeldung vorgenommene Betrachtung für die äußersten Aperturstrahlen läßt sich deshalb auch auf die Kompensation der optischen Wegunterschiede für die äußersten Hauptstrahlen übertragen.
Für den äußersten Aperturstrahl wird der störende Einfluß der Doppelbrechung dann deutlich reduziert, wenn die Bezugsrichtungen bei den einzelnen Linsen oder Linsenteilen der beiden Gruppen derart festgelegt sind, daß die Doppelbrechungsverteilungen zueinander einen konjugierten Verlauf aufweisen, und die Linsen oder Linsenteile derart um ihre Linsenachsen verdreht sind, daß die Bezugsrichtungen mit einer maximalen Abweichung von 10° in die gleiche Richtung weisen. Zwei Doppelbrechungsverteilungen haben dann einen konjugierten Verlauf, wenn die lokalen Minima der Doppelbrechungswerte annähernd bei den gleichen Azimutwinkeln auftreten. Mit dieser Anordnung der Linsen erreicht man, daß azimutale Winkelbereiche mit maximaler Doppelbrechung beziehungsweise mit minimaler Doppelbrechung bezüglich einer Bezugsrichtung, welche beispielsweise mit der Bildebene fest verknüpft ist, bei den gleichen Azimutwinkeln auftreten. Für ein Strahlbüschel, das auf einen Bildpunkt in der Bildebene des Objektivs trifft, ist somit die Verteilung der optischen Wegunterschiede für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände nahezu unabhängig vom Azimutwinkel der Strahlen.
Es ist dabei ausreichend, wenn die erste Gruppe nur aus einer Einzellinse oder einem Teil einer Einzellinse und die zweite Gruppe ebenfalls nur aus einer Einzellinse oder einem Teil einer Einzellinse besteht. Die Linsendicken und Linsenradien sollten dabei so festgelegt sein, daß der äußerste Aperturstrahl in den beiden Einzellinsen oder Linsenteilen den jeweils entgegengesetzten optischen Wegunterschied für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände annähernd erfährt.
Die Kompensation des störenden Einflusses der Doppelbrechung kann auch erzielt werden, wenn die beiden Gruppen mit unterschiedlichem Kristall-Material jeweils mindestens zwei Linsen oder Linsenteile aufweisen, die innerhalb der Gruppen gegeneinander um die Linsenachsen verdreht angeordnet sind. Da die Doppelbrechungsverteilungen der Linsen oder Linsenteile eine azimutale Abhängigkeit aufweisen, kann durch die verdrehte Anordnung der Maximalwert der durch eine Gruppe hervorgerufenen optischen Wegunterschiede für die Strahlen eines Strahlbüschels, das auf einen Punkt in der Bildebene trifft, um mindestens 20%-25% im Vergleich zu einem gleich orientierten Einbau der Linsen reduziert werden.
Durch den verdrehten Einbau innerhalb der Gruppe kann insbesondere die Abhängigkeit der durch eine Gruppe hervorgerufenen Verteilung der optischen Wegunterschiede vom Azimutwinkel der Strahlen des Stahlbüschels deutlich reduziert werden, so daß sich eine nahezu rotationssymmetrische Verteilung ergibt. Die Azimutwinkel der Strahlen werden dabei zwischen Richtungen, welche sich durch Projektion der Strahlen in die Bildebene ergeben, und einer Bezugsrichtung in der Bildebene bestimmt. Durch die Kombination der beiden Gruppen mit unterschiedlichem Kristall-Material kompensieren sich schließlich die beiden nahezu rotationssymmetrischen Verteilungen der optischen Wegunterschiede.
Wenn die Bezugsrichtungen derart festgelegt sind, daß die Doppelbrechungsverteilungen einen konjugierten Verlauf aufweisen, ist es günstig, die Drehwinkel γ zwischen je zwei Bezugsrichtungen von Linsen oder Linsenteilen einer Gruppe folgendermaßen festzulegen:

k gibt dabei die Zähligkeit der Azimutalsymmetrie an, n die Zahl der Linsen einer Gruppe und m eine beliebige ganze Zahl an. Die Toleranz von ±10° berücksichtigt die Tatsache, daß unter Umständen die Drehwinkel von den theoretisch idealen Winkeln abweichen, um andere Randbedingungen bei der Objektivjustage berücksichtigen zu können. Eine Abweichung vom idealen Drehwinkel führt zu einem nicht optimalen azimutalen Ausgleich der optischen Wegunterscheide der Linsen einer Gruppe. Dies kann jedoch in gewissen Grenzen toleriert werden.
Für Linsen oder Linsenteile, deren Linsenachsen in (100)-Kristallrichtung weisen, ergibt sich somit folgende Vorgabe für die Drehwinkel:
Umfasst eine Gruppe zwei derartige Linsen, so beträgt der Drehwinkel zwischen diesen beiden Linsen idealerweise 45°, beziehungsweise 135°, 225° . . .
Für Linsen oder Linsenteile, deren Linsenachsen in (111)-Kristallrichtung weisen, ergibt sich somit folgende Vorgabe für die Drehwinkel:
Weist der äußerste Aperturstrahl in den Linsen oder Linsenteilen der beiden Gruppen ähnliche Öffnungswinkel auf, so ist es günstig, die Dicken und Radien der Linsen unter anderem an die Doppelbrechungseigenschaften des Kristall-Materials anzupassen. Für Kalzium-Fluorid und Barium-Fluorid ist die Doppelbrechung in (110)-Kristallrichtung maximal. Somit stellt der Doppelbrechungswert für diese Strahlausbreitungsrichtung die Normierungsgröße dar. Für eine optimale Kompensation der beiden Gruppen sollte deshalb das Verhältnis des Strahlwegs in der ersten Gruppe zum Strahlweg in der zweiten Gruppe annähernd reziprok zum Verhältnis des Doppelbrechungswertes in (110)-Kristallrichtung für das erste Kristall-Material zum Doppelbrechungswert in (110)-Kristallrichtung für das zweite Kristall-Material sein. Der Strahlweg einer Gruppe gibt dabei die Summe der Strahlwege in den einzelnen Linsen oder Linsenteilen einer Gruppe an. Eine gute Kompensation erreicht man, wenn bei ähnlichen Öffnungswinkeln, die innerhalb der Linsen oder Linsenteile der beiden Gruppen um weniger als 20% des maximalen Öffnungswinkels variieren, der Quotient aus dem Verhältnis des Strahlwegs in der ersten Gruppe zum Strahlweg in der zweiten Gruppe und dem reziproken Verhältnis des (110)- Doppelbrechungswertes des Kristall-Materials der ersten Gruppe zum (110)- Doppelbrechungswertes des Kristall-Materials der zweiten Gruppe zwischen 0.8 und 1.2 beträgt.
Besonders effektiv wird die Reduzierung des störenden Einflußes der Doppelbrechung dann, wenn die beiden Gruppen benachbart angeordnet sind, da in diesem Fall die Strahlen eines Strahlbüschels in den beiden Gruppen ähnliche Azimutwinkel aufweisen. Insbesondere können die Linsenteile zweier Gruppen optisch nahtlos gefügt werden, beispielsweise durch Ansprengen. Dadurch entsteht eine Einzellinse, die zwei Gruppen mit Linsenteilen aufweist.
Die Linsen einer Gruppe werden beispielsweise dadurch bestimmt, daß ein äußerster Aperturstrahl eines Strahlenbüschels innerhalb dieser Linsen jeweils ähnliche Öffnungswinkel aufweist, wobei vorteilhafterweise die Öffnungswinkel des äußersten Aperturstrahls innerhalb dieser Linsen größer 20°, insbesondere größer 25° sind. Bei Objektiven mit großen bildseitigen numerischen Aperturen, insbesondere größer 0.7, treten diese großen Öffnungswinkel auf, so daß Kompensationsmaßnahmen erforderlich sind, um den störenden Einfluß der Doppelbrechung zu reduzieren.
Große Öffnungswinkel treten hauptsächlich bei Linsen in der Nähe von Feldebenen, insbesondere der Bildebene auf. Die für die Kompensation vorgesehenen Gruppen sollten deshalb vorzugsweise im Bereich der Feldebenen eingesetzt werden. Idealerweise umfaßt eine der beiden Gruppen die der Bildebene am nächsten gelegene Linse.
Die intrinsische Doppelbrechung nimmt mit abnehmender Arbeitswellenlänge deutlich zu. So ist die intrinsische Doppelbrechung bei einer Wellenlänge von 193 nm mehr als doppelt so groß, bei einer Wellenlänge von 157 nm mehr als fünfmal so groß wie bei einer Wellenlänge von 248 nm. Die Erfindung läßt sich deshalb besonders dann vorteilhaft einsetzen, wenn die Lichtstrahlen Wellenlängen kleiner 200 nm, insbesondere kleiner 160 nm aufweisen.
Derartige Objektive lassen sich vorteilhaft als Projektionsobjektive in Mikrolithographie- Projektionsbelichtunganlagen einsetzen, die ausgehend von der Lichtquelle ein Beleuchtungssystem, ein Masken-Positioniersystem mit einer Struktur tragenden Maske, ein Projektionsobjektiv und ein Objekt-Positionierungssystem mit einem Licht empfindlichen Substrat umfassen. Das Projektionsobjektiv bildet dabei die Struktur tragende Maske auf das Licht empfindliche Substrat ab.
Mit dieser Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage lassen sich mikrostrukturierte Halbleiter-Bauelemente herstellen.
Die Erfindung betrifft auch ein Herstellverfahren für eine Linse, bei dem in einem ersten Schritt mindestens eine erste Platte und mindestens eine zweite Platte optisch nahtlos zu einem Blank gefügt werden, und in einem zweiten Schritt die Linse aus dem Blank durch bekannte Herstellmethoden herausgearbeitet wird. Die ersten und die zweiten Platten weisen dabei ein unterschiedliches Kristall-Material auf. Die Kristallmaterialien, die Kristallorientierungen und die Plattendicken sind dabei dergestalt, daß für einen Lichtstrahl, der in den ersten Platten einen ersten optischen Wegunterschied für zwei zueinander lineare Polarisationszustände und in den zweiten Platten einen zweiten optischen Wegunterschied für zwei zueinander lineare Polarisationszustände erfährt, sich die beiden optischen Wegunterschiede nahezu kompensieren, so daß der resultierende optische Wegunterschied kleiner als 30%, insbesondere kleiner als 20% des Maximalwertes der beiden optischen Wegunterschiede ist.
Die Kompensation gelingt beispielsweise mit Kalzium-Fluorid und Barium-Fluorid als Kristall-Materialien sehr gut, da diese Materialien ähnliche Doppelbrechungseigenschaften, jedoch in (110)-Kristallrichtung orthogonal zueinander stehende Richtungen der Doppelbrechung aufweisen.
Es ist günstig, wenn die Flächennormalen der ersten und zweiten Platten annähernd in die gleiche Hauptkristallrichtung oder eine dazu äquivalente Hauptkristallrichtung weisen. Die Abweichung sollte dabei unter ca. 5° liegen.
Als Richtung für die Flächennormalen sind die (100)-Kristallrichtung und die (111)- Kristallrichtung vorteilhaft, da für eine Strahlausbreitung genau in diese Richtungen die Doppelbrechung verschwindet.
Eine gute Kompensation der beiden Platten gelingt, wenn für erste und zweite Platten äquivalente Hauptkristallrichtungen in annähernd gleiche Richtungen weisen, die Kristalle also die gleiche Orientierung aufweisen. Abweichungen bis ca. 10° sind dabei tolerierbar.
Die Kompensation gelingt nahezu vollständig, wenn zusätzlich die Dicken der ersten und zweiten Platten angepaßt sind. Für die Festlegung der Dicken ist entscheidend, welchen ersten Doppelbrechungswert das erste Kristallmaterial in (110)-Kristallrichtung und welchen zweiten Doppelbrechungswert das zweite Kristallmaterial in (110)- Kristallrichtung aufweist. Das Verhältnis der Summe der Dicken der ersten Platten zur Summe der Dicken der zweiten Platten sollte nämlich annähernd reziprok zum Verhältnis des ersten Doppelbrechungswertes zum zweiten Doppelbrechungswert sein. Die Abweichung sollte maximal 20% vom Maximalwert der beiden Verhältnisse betragen.
Mit dem zuvor beschriebenen Linsenherstellverfahren lassen sich Linsen herstellen, die in Objektiven, insbesondere in Projektionsobjektiven für Mikrolithographie- Projektionsbelichtungsanlagen zum Einsatz kommen.
Näher erläutert wird die Erfindung anhand der Zeichnungen.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung die Definition des Öffnungswinkels und des Azimutwinkels;
Fig. 3A-C zeigen in verschiedenen Diagrammen die Doppelbrechungsverteilung für Linsen oder Linsenteile aus Kalzium-Fluorid, deren Linsenachsen in (111)- Kristallrichtung weisen;
Fig. 4A-C zeigen in verschiedenen Diagrammen die Doppelbrechungsverteilung für Linsen oder Linsenteile aus Barium-Fluorid, deren Linsenachsen in (111)- Kristallrichtung weisen;
Fig. 5A-C zeigen in verschiedenen Diagrammen die Doppelbrechungsverteilung für Linsen oder Linsenteile aus Kalzium-Fluorid, deren Linsenachsen in (100)- Kristallrichtung weisen;
Fig. 6A-C zeigen in verschiedenen Diagrammen die Doppelbrechungsverteilung für Linsen oder Linsenteile aus Barium-Fluorid, deren Linsenachsen in (100)- Kristallrichtung weisen;
Fig. 7 zeigt in einer schematischen Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel;
Fig. 8 zeigt den Linsenschnitt eines refraktiven Projektionsobjektivs gemäß dem dritten bis sechsten Ausführungsbeispiel;
Fig. 9 zeigt den Linsenschnitt eines refraktiven Projektionsobjektivs gemäß dem siebten bis zehnten Ausführungsbeispiel;
Fig. 10 zeigt den Linsenschnitt eines refraktiven Projektionsobjektivs gemäß dem elften Ausführungsbeispiel;
Fig. 11 zeigt eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage in schematischer Darstellung.
Fig. 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Objektivs 1 gemäß der Erfindung. Neben weiteren nicht dargestellten Linsen weist das Objektiv 1 eine erste Gruppe 3 mit der Linse 7 und eine zweite Gruppe 5 mit der Linse 11 auf. Die Linse 7 besteht aus Kalzium-Fluorid-Kristall, während die Linse 11 aus Barium-Fluorid-Kristall besteht. Sowohl die Linsenachse 17 der rotationssymmetrischen Negativlinse 7 als auch die Linsenachse 21 der rotationssymmetrischen Positivlinse 11 weisen in Richtung der optischen Achse OA. Die Linse 7 ist derart aus einem Kalzium-Fluorid-Block hergestellt, daß die Linsenachse 17 in Richtung der <111>-Kristallrichtung weist. Auch bei der Linse 11 aus Barium-Fluorid weist die Linsenachse 21 in <111>-Kristallrichtung. Die Linsen 7 und 11 weisen die Bezugsrichtungen 25 und 29 auf, die fest mit der Linse verbunden sind. Bezüglich dieser Bezugsrichtungen weisen die Linsen konjugierte Doppelbrechungsverteilungen auf. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 weisen die Bezugsrichtungen 25 und 29 in die gleiche Richtung, so daß äquivalente Hauptkristallrichtungen der beiden Linsen 7 und 11 ebenfalls in die gleichen Richtungen weisen, wie beispielsweise die <100>-Kristallrichtung bei Linse 7 und bei Linse 11. Gegenüber der x-Richtung der Bildebene IM sind die Bezugsrichtungen 25 und 29 verdreht angeordnet. Ein äußerster Aperturstrahl 15, dessen Strahlhöhe in der Blendenebene gleich der Höhe der Blende AS ist, erfährt in der ersten Gruppe 3 einen ersten optischen Wegunterschied für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände und in der zweiten Gruppe 5 einen zweiten optischen Wegunterschied. Auf Grund des gleichorientierten Einbaus des Kalzium-Fluorid-Kristalls und des Barium-Fluorid-Kristalls kompensieren sich die beiden optischen Wegunterschiede teilweise. Der äußerste Randstrahl schneidet in der Bildebene IM die optische Achse OA.
Die Definition von Öffnungswinkel θ_L und Azimutwinkel α_L eines Aperturstrahls 215 wird mit Fig. 2 veranschaulicht. Der Öffnungswinkel θ_L wird zwischen dem Aperturstrahl 215 und der Richtung 217 bestimmt, welche parallel zur Linsenachse ist. Zur Bestimmung des Azimutwinkel α_L wird der Aperturstrahl 215 zunächst in eine Ebene 233 senkrecht zur Richtung 217 projiziert. Der Azimutwinkel α_L wird nun zwischen der projizierten Richtung 235 und der Richtung 225 gemessen, welche parallel zur Bezugsrichtung der Linse ist.
In den Fig. 3 bis 6 werden die Doppelbrechungsverteilungen von Kalzium-Fluorid und Barium-Fluorid für die Ausrichtung der Linsenachsen in (100)- und (111)-Kristallrichtung angegeben. Messungen der Anmelderin haben ergeben, daß Kalzium-Fluorid bei Strahlausbreitung in der <110>-Kristallrichtung einen Doppelbrechungswert von 11 nm/cm bei einer Wellenlänge von λ = 157 nm und Barium-Fluorid bei Strahlausbreitung in der <110>-Kristallrichtung einen Doppelbrechungswert von 25 nm/cm bei einer Wellenlänge von λ = 157 nm aufweist. Der optische Wegunterschied, den zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände erfahren, weist dagegen bei Kalzium-Fluorid das entgegengesetzte Vorzeichen wie bei Barium-Fluorid auf, wenn sich der Aperturstrahl in eine äquivalente Richtung ausbreitet. Mit diesen Meßwerten als Normierungsgröße kann die Doppelbrechungsverteilung Δn(θ, α) einer Kalzium-Fluorid- oder Barium-Fluorid- Linse in Abhängigkeit der Kristallorientierung theoretisch abgeleitet werden. Dazu werden die aus der Kristalloptik bekannten Formalismen zur Berechnung der Indexellipsoide in Abhängigkeit der Strahlrichtung herangezogen. Die theoretischen Grundlagen sind beispielsweise im "Lexikon der Optik", Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg Berlin, 1999 unter dem Stichwort "Kristalloptik" zu finden.
Die Fig. 3A bis 3C zeigen die Winkelabhängigkeit der Doppelbrechung für Linsen oder Linsenteile aus Kalzium-Fluorid, deren Linsenachsen in (111)-Kristallrichtung weisen.
In Fig. 3A ist der Betrag der intrinsischen Doppelbrechung in Abhängigkeit des Öffnungswinkels θ_L für den Azimutwinkel α_L = 0° dargestellt. Der Wert für die intrinsische Doppelbrechung von 11 nm/cm bei dem Öffnungswinkels θ = 35° entspricht dem Meßwert, da die (110)-Kristallrichtung unter 35° zur (111)-Kristallrichtung steht. Der Kurvenverlauf wurde gemäß den aus der Kristalloptik bekannten Formeln bestimmt.
In Fig. 3B ist der Betrag der intrinsischen Doppelbrechung in Abhängigkeit des Azimutwinkels α_L für den Öffnungswinkels θ_L = 35° dargestellt. Die dreizählige Azimutalsymmetrie ist offensichtlich. Minimale Doppelbrechungswerte ergeben sich für die Azimutwinkel α_L = 60°, 180° und 300°. Die Bezugsrichtung ist so festgelegt, daß sich für den Azimutwinkel α_L = 0° maximale Doppelbrechungswerte ergeben.
In Fig. 3C ist die Doppelbrechungsverteilung Δn(θ, α) für einzelne Strahlrichtungen im (θ, α)-Winkelraum dargestellt. Jede Linie repräsentiert Betrag und Richtung für eine durch den Öffnungswinkel θ und den Azimutwinkel α definierte Strahlrichtung. Die Länge der Linien ist proportional zum Betrag der Doppelbrechung, beziehungsweise der Differenz der Hauptachsenlängen der Schnittellipse, während die Richtung der Linien die Orientierung der längeren Hauptachse der Schnittellipse angibt. Die Schnittellipse erhält man, indem man das Indexellipsoid für den Strahl der Richtung (θ, α) mit einer Ebene schneidet, die senkrecht auf der Strahlrichtung steht und durch die Mitte des Indexellipsoids geht. Sowohl die Richtungen als auch die Längen der Linien zeigen die Dreizähligkeit der Verteilung. Die Länge der Linien und damit die Doppelbrechung ist bei den Azimutwinkeln 0°, 120° und 240° maximal.
Die Fig. 4A bis 4C zeigen die entsprechenden Doppelbrechungsverteilungen für Linsen oder Linsenteile aus Barium-Fluorid, deren Linsenachsen in (111)-Kristallrichtung weisen. Bis auf die Maximalwerte der Doppelbrechung weisen die Kurven in Fig. 3A und Fig. 4A, beziehungsweise in Fig. 3B und 4B einen konjugierten Verlauf auf. Die Bezugsrichtungen sind dabei so festgelegt, daß die Azimutwinkel mit minimaler Doppelbrechung sowohl bei Kalzium-Fluorid als auch bei Barium-Fluorid bei den gleichen Werten auftreten. Vergleicht man Fig. 3C mit Fig. 4C, so wird deutlich, daß zum einen die Verteilungen konjugiert zueinander sind, zum anderen die Richtungen der Doppelbrechung für die einzelnen Strahlrichtungen bei Kalzium-Fluorid orthogonal zu den Richtungen der Doppelbrechung für die entsprechenden Strahlrichtungen bei Barium- Fluorid sind.
Die Fig. 5A bis 5C zeigen die Winkelabhängigkeit der Doppelbrechung für Linsen oder Linsenteile aus Kalzium-Fluorid, deren Linsenachsen in (100)-Kristallrichtung weisen.
In Fig. 5A ist der Betrag der intrinsischen Doppelbrechung in Abhängigkeit des Öffnungswinkels θ_L für den Azimutwinkel α_L = 0° dargestellt. Der Wert für die intrinsische Doppelbrechung von 11 nm/cm bei dem Öffnungswinkels θ = 45° entspricht dem Meßwert, da die (110)-Kristallrichtung unter 45° zur (111)-Kristallrichtung steht. Der Kurvenverlauf wurde gemäß den aus der Kristalloptik bekannten Formeln bestimmt.
In Fig. 5B ist der Betrag der intrinsischen Doppelbrechung in Abhängigkeit des Azimutwinkels α_L für den Öffnungswinkels θ_L = 45° dargestellt. Die vierzählige Azimutalsymmetrie ist offensichtlich. Minimale Doppelbrechungswerte ergeben sich für die Azimutwinkel α_L = 45°, 135°, 225° und 315°. Die Bezugsrichtung ist so festgelegt, daß sich für den Azimutwinkel α_L = 0° maximale Doppelbrechungswerte ergeben,
Fig. 5C zeigt die Doppelbrechungsverteilung Δn(θ, α) für einzelne Strahlrichtungen im (θ, α)-Winkelraum in der mit Fig. 3C eingeführten Darstellung. Sowohl die Richtungen als auch die Längen der Linien zeigen die Vierzähligkeit der Verteilung. Die Länge der Linien und damit die Doppelbrechung ist bei den Azimutwinkeln 0°, 90°, 180° und 270° maximal.
Die Fig. 6A bis 6C zeigen die entsprechenden Doppelbrechungsverteilungen für Linsen oder Linsenteile aus Barium-Fluorid, deren Linsenachsen in (100)-Kristallrichtung weisen. Bis auf die Maximalwerte der Doppelbrechung weisen die Kurven in Fig. 5A und Fig. 6A, beziehungsweise in Fig. 5B und 6B einen konjugierten Verlauf auf. Die Bezugsrichtungen sind dabei so festgelegt, daß die Azimutwinkel mit minimaler Doppelbrechung sowohl bei Kalzium-Fluorid als auch bei Barium-Fluorid bei den gleichen Werten auftreten. Vergleicht man Fig. 5C mit Fig. 6C, so wird deutlich, daß zum einen die Verteilungen konjugiert zueinander sind, zum anderen die Richtungen der Doppelbrechung für die einzelnen Strahlrichtungen bei Kalzium-Fluorid orthogonal zu den Richtungen der Doppelbrechung für die entsprechenden Strahlrichtungen bei Barium- Fluorid sind.
Der äußerste Aperturstrahl 15 im ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 weist innerhalb der Linsen 7 und 11 jeweils den gleichen Azimutwinkel bezüglich den parallelen Bezugsrichtungen 25 und 29 auf, da er die Bildebene IM in der optischen Achse OA schneidet. Dies trifft zusätzliche für alle Aperturstrahlen zu, die ebenfalls die Bildebene IM in der optischen Achse OA schneiden. Da die Bezugsrichtungen in der Kalzium-Fluorid- Linse 7 und in der Barium-Fluorid-Linse 11 derart festgelegt sind, daß die Doppelbrechungsverteilungen einen konjugierten Verlauf aufweisen, erfahren alle Aperturstrahlen eine ähnliche Kompensation der optischen Wegunterschiede für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände. Die Doppelbrechungsverteilung der Linse 7 ist in den Fig. 3A bis 3C, die Doppelbrechungsverteilung der Linse 11 in den Fig. 4A bis 4C dargestellt. Paßt man die Dicken der Linsen 7 und 11 entsprechend an, so läßt sich eine nahezu vollständige Kompensation zumindest für die äußersten Aperturstrahlen erzielen.
Fig. 7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Objektivs 701 gemäß der Erfindung. Neben weiteren nicht dargestellten Linsen weist das Objektiv 701 eine erste Gruppe 703 mit den Linsen 707 und 709 und eine zweite Gruppe 705 mit den Linsen 711 und 713 auf. Die Linsen 707 und 709 bestehen aus Kalzium-Fluorid-Kristall, während die Linsen 711 und 713 aus Barium-Fluorid-Kristall bestehen. Alle Linsenachsen 717, 719, 721 und 723 weisen in Richtung der optischen Achse OA. Die Linsen 707 und 709 sind derart aus einem Kalzium-Fluorid-Block hergestellt, daß die Linsenachsen 717 und 719 in Richtung der <111>-Kristallrichtung weisen. Auch bei den Linsen 711 und 713 aus Barium-Fluorid weisen die Linsenachsen 721 und 723 in <111>-Kristallrichtung. Die Linsen 707, 709, 711und 713 weisen die Bezugsrichtungen 25, 27, 29 und 31 auf, die fest mit den jeweiligen Linsen verbunden sind. Bezüglich dieser Bezugsrichtungen weisen die Linsen konjugierte Doppelbrechungsverteilungen auf. Die Doppelbrechungsverteilung für die Linsen 707 und 709 kann den Fig. 3A bis 3C, die Doppelbrechungsverteilung für die Linsen 711 und 713 den Fig. 4A bis 4C entnommen werden. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 beträgt der Drehwinkel zwischen den Bezugsrichtungen 725 und 727 60° und der Drehwinkel zwischen den Bezugsrichtungen 729 und 731 ebenfalls 60°. Der Drehwinkel zwischen den Gruppen 703 und 705 ist ein Freiheitsgrad, welcher zur Korrektion nicht rotationssymmetrischer Bildfehler ausgenutzt werden kann. Ein weiterer Korrektionsfreiheitsgrad ist die Drehung der beiden Gruppen bezüglich einer mit der Bildebene verknüpften Bezugsrichtung. Durch den verdrehten Einbau der Linsen 707 und 709 in der Gruppe 703 ergibt sich für ein Strahlbüschel, das in der Bildebene IM auf die optische Achse fokussiert wird, eine nahezu rotationssymmetrische Verteilung der optischen Wegunterschiede für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände. Eine ebenfalls nahezu rotationssymmetrische Verteilung der optischen Wegunterschiede ergibt sich für das gleiche Strahlbüschel, wenn es durch die beiden verdrehten Linsen 711 und 713 der Gruppe 705 durchtritt. Die optischen Wegunterschiede der beiden Verteilungen weisen jedoch entgegengesetztes Vorzeichen auf Grund des parallelen Einsatzes von Kalzium-Fluorid und Barium-Fluorid auf, so daß sie sich zumindest teilweise kompensieren.
Fig. 8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Objektivs 801 gemäß der Erfindung. Das Objektiv 801 ist ein refraktives Projektionsobjektiv für die Wellenlänge 157 nm. Die optischen Daten für dieses Objektiv sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Die Angaben zu den Asphären entsprechen dem Format der Optik-Software CodeV. Das Objektiv 801 ist ähnlich zu einem Objektiv, das in der Patentanmeldung PCT/EP 00/13184 der Anmelderin mit Fig. 7 beziehungsweise Tabelle 6 beschrieben wird. Zur näheren Beschreibung der Funktionsweise des Objektivs wird auf diese Patentanmeldung verwiesen. Die bildseitige numerische Apertur des Objektivs beträgt 0.9. Gerade bei Hochleistungobjektiven mit so großen bidseitigen numerischen Aperturen ist es erforderlich, daß störende Einflüsse wie die der Doppelbrechung so weit wie möglich reduziert werden.
Das Objektiv 801 weist die Gruppe 803 mit der planparallelen Linse L829 und die Gruppe 805 mit der planparallelen Linse L830 auf. Die Linse L829 ist aus Barium-Fluorid, die Linse L830 aus Kalzium-Fluorid. Die Linsenachsen der Linsen L829 und L830 weisen jeweils in <111>-Kristalirichtung. Die Bezugsrichtungen weisen beide in die y-Richtung. Die Doppelbrechungsverteilung für die Linse L829 kann den Fig. 4A bis 4C, die Doppelbrechungsverteilung für die Linse L830 den Fig. 3A bis 3C entnommen werden.
In Tabelle 2 sind für die Linsen L829 und L830 die Strahlwege, die Öffnungswinkel θ_L und die Azimutwinkel α_L für zwei äußerste Aperturstrahlen angegeben. Strahl 815 weist in der Bildebene einen Azimutwinkel von α = 0° bezüglich der y-Achse, Strahl 816 einen Azimutwinkel von α = 64° bezüglich der y-Achse auf. Beide Strahlen schneiden die Bildebene IM in der optischen Achse OA. Strahl 815 und Strahl 816 sind repräsentativ für alle äußersten Aperturstrahlen, da sie bei (111)-Kristallorientierung die maximale und minimale Doppelbrechung erfahren. Tabelle 2
Der maximale resultierende optische Wegunterschied für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände ist deutlich zu den Einzelbeiträgen der Linsen reduziert. Die optischen Wegunterschiede der beiden Linsen kompensieren sich nahezu vollständig. Dies wurde erreicht, indem die Linsendicken der Linsen L829 und L829 derart angepaßt wurden, daß das Verhältnis der Strahlwege in beiden Linsen reziprok zum Verhältnis der Doppelbrechungswerte in <110>-Kristallrichtung für Barium-Fluorid und Kalzium-Fluorid ist:
Die Öffnungswinkel in beiden Linsen sind größer 30°. Die Linse L830 ist die der Bildebene IM am nächsten gelegene Linse.
Ein viertes Ausführungsbeispiel weist die gleichen Designdaten wie das dritte Ausführungsbeispiel auf mit dem Unterschied, daß die Linsenachsen der Linsen L829 und L830 jeweils in <100>-Kristallrichtung weisen. Die Bezugsrichtungen weisen beide in die y-Richtung. Die Doppelbrechungsverteilung für die Linse L829 kann den Fig. 6A bis 6C, die Doppelbrechungsverteilung für die Linse L830 den Fig. 5A bis 5C entnommen werden.
In Tabelle 3 sind für die Linsen L829 und L830 die Strahlwege, die Öffnungswinkel θ_L und die Azimutwinkel α_L für zwei äußerste Aperturstrahlen angegeben. Strahl 815 weist in der Bildebene einen Azimutwinkel von α = 0° bezüglich der y-Achse, Strahl 816 einen Azimutwinkel von α = 45° bezüglich der y-Achse auf. Beide Strahlen schneiden die Bildebene IM in der optischen Achse OA. Strahl 815 und Strahl 816 sind repräsentativ für alle äußersten Aperturstrahlen, da sie bei (100)-Kristallorientierung die maximale und minimale Doppelbrechung erfahren. Tabelle 3
Auch im vierten Ausführungsbeispiel wurde eine annähernde Kompensation der von den Gruppen 803 und 805 hervorgerufenen optischen Wegunterschiede erzielt.
Ein fünftes Ausführungsbeispiel weist bis auf die Linsen L829 und L830 die gleichen Designdaten wie das dritte Ausführungsbeispiel. Die Linse L829 wurde jedoch in die Linsenteile L8291 und L8292 und die Linse L830 in die Linsenteile L8301 und L8302 aufgespalten. Die Linsenteile weisen dabei jeweils die halbe Mittendicke der Ausgangslinsen auf. Die Linsenachsen aller Linsenteile weisen in <111>-Kristallrichtung. Die Doppelbrechungsverteilungen für die Linsenteile L8291 und L8292 können den Fig. 4A bis 4C, die Doppelbrechungsverteilungen für die Linsenteile L8301 und L8302 den Fig. 3A bis 3C entnommen werden. Die Linsenteile L8291 und L8292 sind gegeneinander um 60° um die Linsenachse verdreht angeordnet und optisch nahtlos gefügt, beispielsweise durch Ansprengen. Entsprechend sind die Linsenteile L8301 und L8302 gegeneinander um 60° um die Linsenachse verdreht angeordnet und optisch nahtlos gefügt. Die Bezugsrichtungen der Linsenteile L8291 und L8301 weisen in y-Richtung, während die Bezugsrichtungen der Linsenteile L8292 und L8302 zu der y-Richtung einen Drehwinkel von 60° einschließen.
In Tabelle 4 sind für die Linsenteile L8291, L8292, L8301 und L8302 die Strahlwege, die Öffnungswinkel θ_L und die Azimutwinkel α_L für zwei äußerste Aperturstrahlen angegeben. Strahl 815 weist in der Bildebene einen Azimutwinkel von α = 0° bezüglich der y-Achse, Strahl 816 einen Azimutwinkel von α = 60° bezüglich der y-Achse auf. Beide Strahlen schneiden die Bildebene IM in der optischen Achse OA. Strahl 815 und Strahl 816 sind repräsentativ für alle äußersten Aperturstrahlen, da sie bei (111)-Kristallorientierung die maximale und minimale Doppelbrechung erfahren. Tabelle 4
Auch im fünften Ausführungsbeispiel wurde eine annähernde Kompensation der von den Gruppen 803 und 805 hervorgerufenen optischen Wegunterschiede erzielt. Dabei lag sowohl nach der Gruppe 803 als auch nach der Gruppe 805 eine rotationssymmetrische Verteilung der optischen Wegunterschiede für ein Strahlbüschel, das auf die optische Achse in der Bildebene fokussiert wird, vor. Diese beiden Verteilungen kompensieren sich dann durch den parallelen Einsatz von Barium-Fluorid und Kalzium-Fluorid und das optische Design der Linsenteile der beiden Gruppen.
Ein sechstes Ausführungsbeispiel weist die gleichen Designdaten wie das fünfte Ausführungsbeispiel auf mit dem Unterschied, daß die Linsenachsen der Linsenteile L8291, L8292, L8301 und L8302 jeweils in <100>-Kristallrichtung weisen. Die Doppelbrechungsverteilungen für die Linsenteile L8291 und L8292 kann den Fig. 6A bis 6C, die Doppelbrechungsverteilungen für die Linsenteile L8301 und L8302 den Fig. 5A bis 5C entnommen werden. Die Linsenteile L8291 und L8292 sind gegeneinander um 45° um die Linsenachse verdreht angeordnet und optisch nahtlos gefügt, beispielsweise durch Ansprengen. Entsprechend sind die Linsenteile L8301 und L8302 gegeneinander um 45° um die Linsenachse verdreht angeordnet und optisch nahtlos gefügt. Die Bezugsrichtungen der Linsenteile L6291 und L6301 weisen in y-Richtung, während die Bezugsrichtungen der Linsenteile L6292 und L6302 zu der y-Richtung einen Drehwinkel von 45° einschließen.
In Tabelle 5 sind für die Linsenteile L8291, L8292, L8301 und L8302 die Strahlwege, die Öffnungswinkel θ_L und die Azimutwinkel α_L für zwei äußerste Aperturstrahlen angegeben. Strahl 815 weist in der Bildebene einen Azimutwinkel von α = 0° bezüglich der y-Achse, Strahl 816 einen Azimutwinkel von α = 45° bezüglich der y-Achse auf. Beide Strahlen schneiden die Bildebene IM in der optischen Achse OA. Strahl 815 und Strahl 816 sind repräsentativ für alle äußersten Aperturstrahlen, da sie bei (100)-Kristallorientierung die maximale und minimale Doppelbrechung erfahren. Tabelle 5
Auch im sechsten Ausführungsbeispiel wurde eine annähernde Kompensation der von den Gruppen 803 und 805 hervorgerufenen optischen Wegunterschiede erzielt. Dabei lag sowohl nach der Gruppe 803 als auch nach der Gruppe 805 eine rotationssymmetrische Verteilung der optischen Wegunterschiede für ein Strahlbüschel, das auf die optische Achse in der Bildebene fokussiert wird, vor. Diese beiden Verteilungen kompensieren sich dann durch den parallelen Einsatz von Barium-Fluorid und Kalzium-Fluorid und das optische Design der Linsenteile der beiden Gruppen.
Fig. 9 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel eines Objektivs 901 gemäß der Erfindung. Das Objektiv 901 ist ein refraktives Projektionsobjektiv für die Wellenlänge 157 nm. Die optischen Daten für dieses Objektiv sind in Tabelle 6 zusammengestellt. Die Angaben zu den Asphären entsprechen dem Format der Optik-Software CodeV. Die bildseitige numerische Apertur des Objektivs beträgt 0.9.
Das Objektiv 901 weist die Gruppe 903 mit den Meniskus-Linsen L927 und L928 und die Gruppe 905 mit den planparallelen Linsen L929 und L930 auf. Die Linsen L927 und L928 sind aus Barium-Fluorid, die Linsen L929 und L930 aus Kalzium-Fluorid. Die Linsenachsen der Linsen L927, L928, L929 und L930 weisen jeweils in <111>- Kristallrichtung. Die Bezugsrichtungen weisen alle in die gleiche Richtung, in diesem Beispiel in die y-Richtung. Die Doppelbrechungsverteilungen für die Linsen L927 und L928 können den Fig. 4A bis 4C, die Doppelbrechungsverteilungen für die Linsen L929 und L930 den Fig. 3A bis 3C entnommen werden.
In Tabelle 7 sind für die Linsen L927 bis L930 die Strahlwege, die Öffnungswinkel θ_L und die Azimutwinkel α_L für zwei äußerste Aperturstrahlen angegeben. Strahl 915 weist in der Bildebene einen Azimutwinkel von α = 0° bezüglich der y-Achse, Strahl 916 einen Azimutwinkel von α = 60° bezüglich der y-Achse auf. Beide Strahlen schneiden die Bildebene IM in der optischen Achse OA. Strahl 915 und Strahl 916 sind repräsentativ für alle äußersten Aperturstrahlen, da sie bei (111)-Kristallorientierung die maximale und minimale Doppelbrechung erfahren. Tabelle 7
Der maximale resultierende optische Wegunterschied für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände ist für die äußersten Aperturstrahlen deutlich zu den Einzelbeiträgen der Linsen reduziert. Die optischen Wegunterschiede der beiden Gruppen 903 und 905 kompensieren sich nahezu vollständig. Dies wurde erreicht, indem die Linsendicken der Linsen L927 bis L930 derart angepaßt wurden, daß das Verhältnis der Summen der Strahlwege in beiden Gruppen reziprok zum Verhältnis der Doppelbrechungswerte in <110>-Kristallrichtung für Barium-Fluorid und Kalzium-Fluorid ist:
Aus dem Linsenschnitt in Fig. 9 wird deutlich, daß mit geringer werdendem Öffnungswinkel der Aperturstrahlen die Strahlwege in den Meniskus-Linsen zunehmen, während sie in den Linsen abnehmen. Oben genannte Bedingung ist somit primär für die äußersten Aperturstrahlen erfüllt. Dabei ist jedoch zu beachten, daß auch die Doppelbrechungswerte mit abnehmendem Öffnungswinkel stark abnehmen, so daß die Kompensation für Aperturstrahlen mit kleinen Öffnungswinkeln nicht erforderlich ist. Es ist jedoch in einer Variante möglich, die Dicken derart festzulegen, daß die Doppelbrechungsverteilung für ein Strahlbüschel integral minimale Werte aufweist und nicht nur für die äußersten Aperturstrahlen.
Ein achtes Ausführungsbeispiel weist die gleichen Designdaten wie das siebte Ausführungsbeispiel auf mit dem Unterschied, daß die Linsenachsen der Linsen L927 bis L930 jeweils in <100>-Kristallrichtung weisen. Die Bezugsrichtungen weisen jeweils in die y-Richtung. Die Doppelbrechungsverteilungen für die Linsen L927 und L928 kann den Fig. 6A bis 6C, die Doppelbrechungsverteilungen für die Linse L929 und L930 den Fig. 5A bis 5C entnommen werden.
In Tabelle 8 sind für die Linsen L927 bis L930 die Strahlwege, die Öffnungswinkel θ_L und die Azimutwinkel α_L für zwei äußerste Aperturstrahlen angegeben. Strahl 915 weist in der Bildebene einen Azimutwinkel von α = 0° bezüglich der y-Achse, Strahl 916 einen Azimutwinkel von α = 45° bezüglich der y-Achse auf. Beide Strahlen schneiden die Bildebene IM in der optischen Achse OA. Strahl 915 und Strahl 916 sind repräsentativ für alle äußersten Aperturstrahlen, da sie bei (100)-Kristallorientierung die maximale und minimale Doppelbrechung erfahren. Tabelle 8
Auch im achten Ausführungsbeispiel wurde eine annähernde Kompensation der von den Gruppen 903 und 905 hervorgerufenen optischen Wegunterschiede erzielt.
Ein neuntes Ausführungsbeispiel weist die gleichen Designdaten wie das siebte Ausführungsbeispiel auf mit dem Unterschied, daß die Linsen L927 und L928, sowie die Linsen L929 und L930 gegeneinander um die Linsenachsen um 60° verdreht angeordnet sind. Die Bezugsrichtungen der Linsen L927 und L929 weisen in y-Richtung, während die Bezugsrichtungen der Linsen L928 und L930 zu der y-Richtung einen Drehwinkel von 60° einschließen.
In Tabelle 9 sind für die Linsen L927 bis L930 die Strahlwege, die Öffnungswinkel θ_L und die Azimutwinkel α_L für zwei äußerste Aperturstrahlen angegeben. Strahl 915 weist in der Bildebene einen Azimutwinkel von α = 0° bezüglich der y-Achse, Strahl 916 einen Azimutwinkel von α = 60° bezüglich der y-Achse auf. Beide Strahlen schneiden die Bildebene IM in der optischen Achse OA. Strahl 915 und Strahl 916 sind repräsentativ für alle äußersten Aperturstrahlen, da sie bei (111)-Kristallorientierung die maximale und minimale Doppelbrechung erfahren. Tabelle 9
Auch im neunten Ausführungsbeispiel wurde eine annähernde Kompensation der von den Gruppen 903 und 905 hervorgerufenen optischen Wegunterschiede erzielt. Dabei lag sowohl nach der Gruppe 903 als auch nach der Gruppe 905 eine rotationssymmetrische Verteilung der optischen Wegunterschiede für ein Strahlbüschel, das auf die optische Achse in der Bildebene fokussiert wird, vor. Diese beiden Verteilungen kompensieren sich dann durch den parallelen Einsatz von Barium-Fluorid und Kalzium-Fluorid und das optische Design der Linsen der beiden Gruppen.
Ein zehntes Ausführungsbeispiel weist die gleichen Designdaten wie das achte Ausführungsbeispiel auf mit dem Unterschied, daß die Linsenachsen der Linsen L927 bis L930 jeweils in <100>-Kristallrichtung weisen. Die Doppelbrechungsverteilungen für die Linsen L927 und L928 kann den Fig. 6A bis 6C, die Doppelbrechungsverteilungen für die Linsen L929 und L930 den Fig. 5A bis 5C entnommen werden. Die Linsen L927 und L928 sind gegeneinander um 45° um die Linsenachse verdreht angeordnet. Entsprechend sind die Linsen L929 und L930 gegeneinander um 45° um die Linsenachse verdreht angeordnet. Die Bezugsrichtungen der Linsen L927 und L929 weisen in y- Richtung, während die Bezugsrichtungen der Linsen L928 und L930 zu der y-Richtung einen Drehwinkel von 45° einschließen.
In Tabelle 10 sind für die Linsen L927 bis L930 die Strahlwege, die Öffnungswinkel θ_L und die Azimutwinkel α_L für zwei äußerste Aperturstrahlen angegeben. Strahl 915 weist in der Bildebene einen Azimutwinkel von α = 0° bezüglich der y-Achse, Strahl 916 einen Azimutwinkel von α = 45° bezüglich der y-Achse auf. Beide Strahlen schneiden die Bildebene IM in der optischen Achse OA. Strahl 915 und Strahl 916 sind repräsentativ für alle äußersten Aperturstrahlen, da sie bei (100)-Kristallorientierung die maximale und minimale Doppelbrechung erfahren. Tabelle 10
Auch im zehnten Ausführungsbeispiel wurde eine annähernde Kompensation der von den Gruppen 903 und 905 hervorgerufenen optischen Wegunterschiede erzielt. Dabei lag sowohl nach der Gruppe 903 als auch nach der Gruppe 905 eine rotationssymmetrische Verteilung der optischen Wegunterschiede für ein Strahlbüschel, das auf die optische Achse in der Bildebene fokussiert wird, vor. Diese beiden Verteilungen kompensieren sich dann durch den parallelen Einsatz von Barium-Fluorid und Kalzium-Fluorid und das optische Design der Linsen der beiden Gruppen.
Fig. 10 zeigt ein elftes Ausführungsbeispiel eines Objektivs 1001 gemäß der Erfindung. Das Objektiv 1001 ist ein refraktives Projektionsobjektiv für die Wellenlänge 157 nm. Die optischen Daten für dieses Objektiv sind in Tabelle 11 zusammengestellt. Die Angaben zu den Asphären entsprechen dem Format der Optik-Software CodeV. Die bildseitige numerische Apertur des Objektivs beträgt 0.9.
Das Objektiv 1001 weist die Gruppe 1003 mit dem planparallelen Linsenteil L1029 und die Gruppe 1005 mit den planparallelen Linsenteil L1030 auf. Das Linsenteil L1029 ist aus Barium-Fluorid, das Linsenteil L1030 aus Kalzium-Fluorid. Die Linsenachsen der Linsenteile L1029 und L1030 weisen jeweils in <111>-Kristallrichtung. In einer alternativen Ausführungsform können die Linsenachsen auch in <100>-Kristallrichtung weisen. Die Bezugsrichtungen der beiden Linsenteile weisen in die gleiche Richtung, in diesem Beispiel in die y-Richtung. Die Linsenteile L1029 und L1030 sind optisch nahtlos zur Linse 1037 gefügt, beispielsweise durch Ansprengen.
Die Dicken der Linsenteile sind derart angepaßt, daß sich für den äußersten Aperturstrahl die optischen Wegunterschiede, die in den beiden Linsenteilen hervorgerufen werden, nahezu kompensieren. Dazu wurde das Verhältnis der Dicken der beiden Linsenteile reziprok zum Verhältnis der Doppelbrechungswerte in <110>-Kristallrichtung für Barium- Fluorid und Kalzium-Fluorid gewählt:
Die geringfügige Abweichung berücksichtigt den Brechzahlunterschied der beiden Kristall-Materialien.
Um Doppelbrechung von Kristallen im UV zu kompensieren, kann man, wie in einigen der Ausführungsbeispielen beschrieben, Kristall-Elemente mit komplementärem Doppelbrechungsverhalten hintereinander anordnen. Wenn man in einem optischen System Linsen hintereinander anordnet, hat man das Problem, daß vielfach Linsen mit verschiedenen Winkeln durchstrahlt werden, die Kompensation dann möglicherweise nur eingeschränkt möglich ist. Bei Optiken, die nur eine Kristalllinse enthalten, ist diese Art der Kompensation überhaupt nicht möglich.
Ein Lösungsmöglichkeit ist es, eine Linse in zwei Linsen mit unterschiedlichem Kristall- Materialien aufzuspalten, die gegeneinander anzusprengen sind. Vorgeschlagen wird, Rohlinge aus aneinander angesprengten Einzelplatten aus verschiedenem Kristall-Material mit komplementärem Doppelbrechungscharakter, wie beispielsweise Kalzium-Fluorid und Barium-Fluorid, herzustellen, die dann zu einer Linse gefräst und poliert werden. Alles obengesagte über die Ausrichtung der Linsenachsen und der Bezugsrichtungen gilt auch hierfür.
Außer dem klassischen Ansprengen (wringing) der Optik-Fertigung sind auch alle anderen Fügetechniken mit innigem Kontakt und geringstmöglichem Spannungseintrag möglich und von der Erfindung umfaßt. Das Ansprengen kann insbesondere durch Schichten, z. B. aus Quarzglas, unterstützt werden. Wichtig ist, daß an der Fügestelle keine Brechung oder Reflexion auftritt, die störend wäre. Das elfte Ausführungsbeispiel der Fig. 10 weist mit der Linse 1037, die aus den Linsenteilen L1029 und L1030 besteht, eine derart hergestellte Linse auf.
Selbstverständlich können nicht nur 2, sondern 4, 6, 8, 10 . . . Platten mit abwechselnd Barium-Fluorid und Kalzium-Fluorid optisch nahtlos gefügt werden. Die Linsenachsen von einem Paar mit unterschiedlichem Kristall-Material weisen dabei jeweils in die gleiche Hauptkristallrichtung, beispielsweise die (100)- oder die (111)-Kristallrichtung. Äquivalente Hauptkristallrichtungen sollten ebenfalls annähernd in die gleiche Richtung weisen.
Anhand von Fig. 11 wird der prinzipielle Aufbau einer Mikrolithographie- Projektionsbelichtungsanlage beschrieben. Die Projektionsbelichtungsanlage 81 weist eine Beleuchtungseinrichtung 83 und ein Projektionsobjektiv 85 auf. Das Projektionsobjektiv 85 umfaßt eine Linsenanordnung 819 mit einer Aperturblende AP, wobei durch die Linsenanordnung 819 eine optische Achse 87 definiert wird. Ausführungsbeispiele für die Linsenanordnung 89 sind in den Fig. 8 bis 11 gegeben. Zwischen der Beleuchtungseinrichtung 83 und dem Projektionsobjektiv 85 ist eine Maske 89 angeordnet, die mittels eines Maskenhalters 811 im Strahlengang gehalten wird. Solche in der Mikrolithographie verwendeten Masken 89 weisen eine Mikrometer-Nanometer Struktur auf, die mittels des Projektionsobjektives 85 beispielsweise um den Faktor 4 oder 5 verkleinert auf eine Bildebene 813 abgebildet wird. In der Bildebene 813 wird ein durch einen Substrathalter 817 positioniertes lichtempfindliches Substrat 815, beziehungsweise ein Wafer, gehalten.
Die noch auflösbaren minimalen Strukturen hängen von der Wellenlänge λ des für die Beleuchtung verwendeten Lichtes sowie von der bildseitigen numerischen Apertur des Projektionsobjektives 85 ab, wobei die maximal erreichbare Auflösung der Projektionsbelichtungsanlage 81 mit abnehmender Wellenlänge λ der Beleuchtungseinrichtung 83 und mit zunehmender bildseitiger numerischer Apertur des Projektionsobjektives 85 steigt. Mit den in Fig. 8 bis 10 gezeigten Ausführungsbeispielen und den beschriebenen Varianten lassen sich Auflösungen kleiner 150 nm realisieren. Deshalb müssen auch Effekte wie die intrinsische Doppelbrechung minimiert werden. Durch die Erfindung ist es gelungen, den störenden Einfluß der intrinsichen Doppelbrechung gerade bei Projektionsobjektiven mit großen bildseitigen numerischen Aperturen stark zu reduzieren. Tabelle 1

Tabelle 6

Tabelle 11

Claims

1. Objektiv (1, 701, 801, 901, 1001, 85), insbesondere Projektionsobjektiv für eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage,
mit mindestens einer ersten Gruppe (3, 703, 803, 903, 1003) von Linsen (7, 707, 709, L829, L927, L928) oder Linsenteilen (L1029) aus einem ersten Kristall-Material und
mindestens einer zweiten Gruppe (5, 705, L805, L905, L1005) von Linsen (11, 7011, 713, L830, L929, L930) oder Linsenteilen (L1030) aus einem zweiten Kristall- Material,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein äußerster Aperturstrahl (15, 715, 815, 915, 1015) in der ersten Gruppe einen ersten optischen Wegunterschied für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände und in der zweiten Gruppe einen zweiten optischen Wegunterschied für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände erfährt, und
daß sich die beiden optischen Wegunterschiede annähernd kompensieren.

2. Objektiv nach Anspruch 1, wobei das erste Kristall-Material Kalzium-Fluorid und das zweite Kristall-Material Barium-Fluorid ist.

3. Objektiv, insbesondere Projektionsobjektiv für eine Mikrolithographie- Projektionsbelichtungsanlage,
mit mindestens einer ersten Gruppe von Linsen oder Linsenteilen aus Kalzium-Fluorid
und mindestens einer zweiten Gruppe von Linsen oder Linsenteilen aus Barium- Fluorid,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein äußerster Aperturstrahl in der ersten Gruppe einen ersten optischen Wegunterschied für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände und in der zweiten Gruppe einen zweiten optischen Wegunterschied für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände erfährt, und
daß sich die beiden optischen Wegunterschiede annähernd kompensieren.

4. Objektiv nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die Linsen oder Linsenteile der beiden Gruppen Linsenachsen (17, 21, 717, 719, 721, 723) aufweisen, welche jeweils annähernd in die gleiche oder eine dazu äquivalente Hauptkristallrichtung weisen.

5. Objektiv nach Anspruch 4, wobei die Linsenachsen in die <100>-Kristallrichtung oder eine dazu äquivalente Hauptkristallrichtung weisen.

6. Objektiv nach Anspruch 4, wobei die Linsenachsen in die <111>-Kristallrichtung oder eine dazu äquivalente Hauptkristallrichtung weisen.

7. Objektiv nach einem der Ansprüche 1-6, wobei für die Linsen oder Linsenteile der beiden Gruppen äquivalente Hauptkristallrichtungen in annähernd gleiche Richtungen weisen.

8. Objektiv, insbesondere Projektionsobjektiv für eine Mikrolithographie- Projektionsbelichtungsanlage,
mit mindestens einer ersten Gruppe von Linsen oder Linsenteilen aus Kalzium-Fluorid und mindestens einer zweiten Gruppe von Linsen oder Linsenteilen aus Barium- Fluorid, dadurch gekennzeichnet, daß
die Linsen oder Linsenteile der beiden Gruppen Linsenachsen (17, 21, 717, 719, 721, 723) aufweisen, welche jeweils annähernd in die gleiche oder eine dazu äquivalente Hauptkristallrichtung weisen, und
daß für die Linsen oder Linsenteile der beiden Gruppen äquivalente Hauptkristallrichtungen in annähernd gleiche Richtungen weisen.

9. Objektiv nach einem der Ansprüche 1-8, wobei die Linsen oder Linsenteile der beiden Gruppen jeweils eine Linsenachse und eine Doppelbrechungsverteilung Δn(α_L, θ_L) aufweisen, deren Doppelbrechungswerte Δn von Azimutwinkeln α_L bezüglich einer zur Linsenachse senkrecht stehenden Bezugsrichtung (25, 29, 725, 727, 727, 731) und von Öffnungswinkeln θ_R bezüglich der Linsenachse abhängen,
wobei die Bezugsrichtungen der Linsen derart festgelegt sind, daß die Doppelbrechungsverteilungen Δn(α_L, θ_L) bezüglich der Bezugsrichtungen einen zueinander konjugierten Verlauf aufweisen, und
wobei die Bezugsrichtungen annähernd in die gleiche Richtung zeigen.

10. Objektiv nach Anspruch 9, wobei die erste Gruppe (803, 1003) aus einer Einzellinse (L829) oder einem Teil (L1029) einer Einzellinse und die zweite Gruppe (805, 1005) ebenfalls aus einer Einzellinse (L830) oder einem Teil (L1030) einer Einzellinse besteht.

11. Objektiv nach einem der Ansprüche 1-6, wobei die erste Gruppe (903) mindestens zwei Linsen (L927, L928) oder Linsenteile und die zweite Gruppe (905) mindestens zwei Linsen (L929, L930) oder Linsenteile aufweist,
wobei auf einen Bildpunkt in einer Bildebene ein Strahlbüschel mit Strahlen trifft, welche innerhalb der ersten Gruppe in Abhängigkeit eines Azimutwinkels und eines Öffnungswinkels einen ersten optischen Wegunterschied für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände und innerhalb der zweiten Gruppe einen zweiten optischen Wegunterschied für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände erfahren,
wobei die Linsen oder die Linsenteile einer Gruppe gegeneinander um die Linsenachsen derart verdreht angeordnet sind, daß die jeweiligen Verteilungen der optischen Wegunterschiede des Strahlbüschels reduzierte Werte aufweisen im Vergleich zu Linsen oder Linsenteilen der gleichen Gruppe, deren Linsenachsen in die gleiche Hauptkristallrichtung weisen und die nicht gegeneinander um die Linsenachsen verdreht angeordnet sind.

12. Objektiv nach Anspruch 11, wobei die jeweils von den beiden Gruppe hervorgerufenen optischen Wegunterschiede als Funktion des Azimutwinkels für einen vorgegebenen Öffnungswinkel jeweils weniger als 30%, insbesondere weniger als 20% variieren.

13. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der äußerste Aperturstrahl innerhalb der ersten Gruppe einen ersten Strahlweg und innerhalb der zweiten Gruppe einen zweiten Strahlweg zurücklegt und wobei das Kristall-Material in der ersten Gruppe einen ersten Doppelbrechungswert in <110>-Kristallrichtung und das Kristall- Material in der zweiten Gruppe einen zweiten Doppelbrechungswert in <110>- Kristallrichtung aufweist und wobei das Verhältnis des ersten Strahlweges zum zweiten Strahlweg annähernd gleich dem reziproken Verhältnis des ersten Doppelbrechungswertes zum zweiten Doppelbrechungswert ist.

14. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Linsen (7, 11, 707, 709, 711, 713, L829, L830, L927, L928, L929, L930) oder Linsenteile (L1029, L1030) der beiden Gruppen (3, 5, 703, 705, 803, 805, 903, 905, 1003, 1005) benachbart angeordnet sind, insbesondere die Linsenteile (L1029, L1030) aneinander angesprengt sind.

15. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der äußerste Aperturstrahl innerhalb der beiden Gruppen Strahlwinkel bezüglich der Linsenachsen aufweist, die größer als 20°, insbesondere größer als 25° sind.

16. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 15 mit einer Bildebene (IM), wobei mindestens eine Gruppe (5, 705, 805, 905, 1005) die der Bildebene nächste Linse (11, 713, L839, L930, L1030) umfaßt.

17. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Objektiv eine bildseitige numerische Apertur NA aufweist und die bildseitige numerische Apertur NA größer als 0.7, insbesondere größer als 0.8 ist.

18. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Lichtstrahlen Wellenlängen kleiner 200 nm, insbesondere kleiner 160 nm aufweisen.

19. Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage (81), umfassend ein Beleuchtungssystem (83), ein Objektiv (85) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, das eine Struktur tragende Maske (89) auf ein lichtempfindliches Substrat (815) abbildet.

20. Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen mit einer Mikrolithographie- Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 19.

21. Linsenherstellverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine erste Platte (L1029) aus einem ersten Kristall-Material und eine zweite Platte (L1030) aus einem zweiten Kristall-Material optisch nahtlos gefügt, insbesondere angesprengt werden und anschließend als ein einheitliches Teil (1037) formgebend bearbeitet und poliert werden, wobei die Kristall-Materialien derartig sind, daß ein Lichtstrahl (1015) in der ersten Platte einen ersten optischen Wegunterschied für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände und in der zweiten Platte einen zweiten optischen Wegunterschied für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände erfährt, und wobei sich die beiden optischen Wegunterschiede annähernd kompensieren.

22. Linsenherstellverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine erste Platte (L1029) aus Kalzium-Fluorid und eine zweite Platte (L1030) aus Barium-Fluorid optisch nahtlos gefügt, insbesondere angesprengt werden und anschließend als ein einheitliches Teil (1037) formgebend bearbeitet und poliert werden.

23. Linsenherstellverfahren nach einem der Ansprüche 21-22, wobei die Flächennormalen der ersten und zweiten Platten jeweils annähernd in die gleiche oder eine dazu äquivalente Hauptkristallrichtung weisen.

24. Linsenherstellverfahren nach Anspruch 23, wobei die Flächennormalen in die <100>- Kristallrichtung oder eine dazu äquivalente Hauptkristallrichtung weisen.

25. Linsenherstellverfahren nach Anspruch 23, wobei die Flächennormalen in die <111>- Kristallrichtung oder eine dazu äquivalente Hauptkristallrichtung weisen.

26. Linsenherstellverfahren nach einem der Ansprüche 23-25, wobei äquivalente Hauptkristallrichtungen der ersten und zweiten Platten annähernd in gleiche Richtungen weisen.

27. Linsenherstellverfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 26,
wobei die ersten Platten erste Dicken und die zweiten Platten zweite Dicken aufweisen,
wobei das Kristall-Material der ersten Platten einen ersten Doppelbrechungswert in <110>-Kristallrichtung und das Kristall-Material der zweiten Platten einen zweiten Doppelbrechungswert in <110>-Kristallrichtung aufweist und
wobei das Verhältnis der Summe der ersten Dicken zur Summe der zweiten Dicken annähernd gleich dem reziproken Verhältnis des ersten Doppelbrechungswertes zum zweiten Doppelbrechungswert ist.

28. Linse (1037), gekennzeichnet durch die Herstellung nach einem der Ansprüche 21 bis 27.

29. Objektiv (1001), insbesondere ein Projektionsobjektiv für eine Mikrolithographie- Projektionsbelichtungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Linse nach Anspruch 28 umfaßt.

30. Objektiv (1001) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Linse nach Anspruch 28 umfaßt.