DE102005024290A1

DE102005024290A1 - Abbildungssystem, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage

Info

Publication number: DE102005024290A1
Application number: DE102005024290A
Authority: DE
Inventors: Aurelian Dr. Dodoc
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2006-11-30
Also published as: TWI314673B; WO2006125790A2; US7359036B2; TW200710585A; KR20080011301A; US20060268253A1; WO2006125790A3; KR101432822B1

Abstract

Die Erfindung betrifft Abbildungssysteme, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, zur Abbildung einer in einer Objektebene des Abbildungssystems positionierbaren Maske auf eine in einer Bildebene des Abbildungssystems positionierbaren lichtempfindliche Schicht. Ein erfindungsgemäßes Abbildungssystem weist auf: ein objektebenenseitiges Teilsystem, welches ein erstes Zwischenbild mit einem objektebenenseitigen Abbildungsmaßstab beta¶o¶ erzeugt, wenigstens ein weiters Teilsystem, welches zwischen dem ersten Zwischenbild und der Bildebene ein weiteres Zwischenbild erzeugt, und ein bildebenenseitiges Teilsystem, welches das weitere Zwischenbild in die Bildebene mit einem bildebenenseitigen Abbildungsmaßstab beta¶i¶ abbildet, wobei die Bedingung 0,75 beta¶o¶ È beta¶i¶ 1,25 erfüllt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Abbildungssystem, und insbesondere ein Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.

Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.

Insbesondere in den Anfängen der Mikrolithographie wurden als Projektionsobjektive sogenannte „Kopiersysteme" mit einem Abbildungsmaßstab β nahe bei 1 verwendet. Nachfolgend werden beispielhafte Designs solcher „Kopiersysteme" ohne Anspruch auf Vollständigkeit und ohne deren abschließende Würdigung als Stand der Technik angegeben.

Aus JP 2003185923 A ist ein solches, für eine Arbeitswellenlänge von 365 nm ausgelegtes Projektionsobjektiv bekannt, welches zwei katadioptrische Teilsysteme K1 und K2 mit zueinander versetzten optischen Achsen aufweist, zwischen denen ein Zwischenbild erzeugt wird. Jedes der Teilobjektive weist einen Konkavspiegel zur Korrektur der Bildfeldkrümmung und einen Polarisationsstrahlteiler zur Faltung der optischen Achse auf.

Aus JP 2004086110 A ist ein ebenfalls für eine Arbeitswellenlänge von 365 nm ausgelegtes, rein refraktives Projektionsobjektiv PL bekannt, zwischen dessen Linsengruppen G1 und G2 kein Zwischenbild erzeugt wird und für das eine numerische Apertur von NA = 0.275 angegeben wird.

Um den Anforderungen an die Herstellung immer kleinerer Strukturen im μm-Bereich gerecht zu werden, werden gegenwärtige Projektionsobjektive für die Mikrolithographie typischerweise als Reduktionsobjektive mit einem Abbildungsmaßstab β kleiner als 1 und typischerweise von β = 0.25 oder weniger (z.B. mit β = 0.125, β = 0.100, etc.) ausgelegt. Hierdurch werden insbesondere auch die Anforderungen an die Mikrostrukturierung der (je nach dem zuvor genannten Abbildungsmaßstab 4-fach, 8-fach, 10-fach etc. größeren) Maske reduziert. Um die insbesondere in derartigen, immer komplexer aufgebauten Projektionsobjektiven entstehenden Abbildungsfehler zu korrigieren, weisen hochauflösende Reduktionsobjektive typischerweise eine relativ große Anzahl von beispielsweise 20 oder mehr optischen Elemente wie Linsen, Spiegel, Prismen etc. auf. Insbesondere verbreitet sind katadioptrische Designs, welche sowohl refraktive als auch reflektierende Komponenten aufweisen. In solchen Projektionsobjektiven lassen sich zwar relativ hohe numerische Aperturen erzielen, die sich mittels Immersionslithographie auf Werte über 1 weiter steigern lassen, der prozessuale Aufwand bei Fertigung und Justage ist jedoch im Hinblick auf die Vielzahl unterschiedlicher, zueinander möglichst exakt zu justierender optischer Elemente erheblich.

Des Weiteren werden auch bei der Korrektur von Aberrationen Asphären eingesetzt, womit insbesondere ohne zusätzliche Linsenelemente weitere Freiheitsgrade im optischen System eingeführt werden. Hierbei ist es insbesondere bekannt, dass die Position asphärischer Flächen im System deren Wirkungsweise auf unterschiedliche Aberrationsarten wesentlich beeinflusst. Eine Aufstellung der Wirkungsbereiche von Asphären in Abhängigkeit von der Höhe des äußersten vom Objektmittenbüschel ausgehenden Strahls und des Hauptstrahls findet sich z.B. in W. Besenmatter: „Analyse der primären Wirkung asphärischer Flächen mit Hilfe des Delano-Diagramms", OPTIK, Vol. 51, No. 4, 1978, S. 385-396.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternatives Design eines Abbildungssystems, insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage zu schaffen, welches einerseits einen möglichst einfachen, fertigungstechnisch günstigen Aufbau aufweist und andererseits die Erzielung relativ hoher Auflösungen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Erfindungsgemäß umfasst ein erfindungsgemäßes Abbildungssystem gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 zur Abbildung einer in einer Objektebene des Abbildungssystems positionierbaren Maske auf eine in einer Bildebene des Abbildungssystems positionierbare lichtempfindliche Schicht

– ein objektebenenseitiges Teilsystem, welches ein erstes Zwischenbild mit einem objektebenenseitigen Abbildungsmaßstab β_o erzeugt;
– wenigstens ein weiteres Teilsystem, welches zwischen dem ersten Zwischenbild und der Bildebene ein weiteres Zwischenbild erzeugt;
– und ein bildebenenseitiges Teilsystem, welches das weitere Zwischenbild in die Bildebene mit einem bildebenenseitigen Abbildungsmaßstab β_i abbildet;
– wobei die Bedingung 0.75 ≤ β_o·β_i ≤ 1.25 erfüllt ist.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird bezüglich des objektebenenseitigen Teilsystems und des bildebenenseitigen Teilsystems ein im wesentlichen (d.h. in den angegebenen Grenzen) spiegelsymmetrischer Aufbau erzielt, wobei der Ausdruck spiegelsymmetrisch auf eine Pupillen- bzw. Blendenebene des Abbildungssystems bezogen ist. Diese Symmetrie (bei vollständig symmetrischem Aufbau) bzw. „Quasi-Symmetrie" (bei im Sinne der Erfindung annähernd symmetrischem Aufbau) hat zur Folge, dass in besagten Teilsystemen weitgehend ähnliche oder sogar gleiche optische Elemente (insbesondere Linsen, Spiegel oder Prismen) verwendet werden können, was den fertigungstechnischen Aufwand erheblich reduziert.

Gleichzeitig ermöglicht die Erzeugung des wenigstens einen weiteren Zwischenbildes (und damit das Vorhandensein von insgesamt wenigstens zwei Zwischenbildern im gesamten Abbildungssystem) einen Aufbau mit effektiver Korrektur der Bildfeldkrümmung („Petzval-Korrektur"). Dies ist insbesondere deshalb der Fall, weil in Nähe besagter Zwischenbilder wegen der dort vergleichsweise kleinen Strahldurchmesser eine effektive Aufteilung bzw. Trennung der Strahlen erzielt werden kann, die zu einem für die Korrektur der Bildfeldkrümmung eingesetzten optischen Element wie z.B. einem Konkavspiegel führen bzw. von diesem reflektiert werden. Dies wiederum ermöglicht die Erzeugung auch größerer Bildfelder mit relativ geringer Bildfeldkrümmung (insbesondere praktisch „ebenen" Bildfeldern) und hohen Auflösungen.

Ein weiterer, durch die erfindungsgemäße Symmetrie bzw. „Quasi-Symmetrie" erzielter Vorteil besteht darin, dass sich bereits aus Symmetriegründen bestimmte Abbildungsfehler, wie Koma oder Verzeichnungsfehler, in einfacher Weise und ohne Einsatz weiterer optischer Korrekturelemente nahezu ideal kompensieren lassen.

Bei den im Rahmen dieser Anmeldung vorgestellten Kopiersystemen mit einem Gesamt-Abbildungsmaßstab des Abbildungssystems zumindest nahe bei 1 lassen sich vergleichsweise große Bildfelder erzeugen, was beispielsweise Vorteile hinsichtlich eines einfacheren sowie leichter und mit weniger Anpassungen zu steuernden Scan-Prozesses bei der Waferherstellung hat.

Ferner ist die vorliegende Erfindung wegen der erzielbaren, vergleichsweise großen Bildfelder (von beispielsweise mehr als 30 mm, insbesondere etwa 100 mm) gut bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen oder FPD-Vorrichtungen (FPD= „Flat Panel Display") einsetzbar.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist bei dem erfindungsgemäßen Abbildungssystem für den objektebenenseitigen Abbildungsmaßstab und den bildebenenseitigen Abbildungsmaßstab die Bedingung 0.85 ≤ β_o·β_i ≤ 1.15, bevorzugt 0.95 ≤ β_o·β_i ≤ 1.05, noch bevorzugter β_o·β_i = 1, erfüllt.

Des Weiteren ist für einen Gesamt-Abbildungsmaßstab β vorzugsweise die Bedingung 0.75 ≤ β ≤ 1.25, bevorzugt 0.85 ≤ β ≤ 1.15, weiter bevorzugt 0.95 ≤ β ≤ 1.05 und noch bevorzugter β = 1 erfüllt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das weitere Teilsystem wenigstens einen Konkavspiegel auf.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist das erfindungsgemäße Abbildungssystem objektebenenseitig und/oder bildebenenseitig im Wesentlichen telezentrisch. Besonders bevorzugt ist das Abbildungssystem also objektebenenseitig und bildebenenseitig telezentrisch (kurz „beidseitig" oder „doppelt" telezentrisch). Dies bedeutet, dass die Eintrittspupille (bei objektebenenseitiger Telezentrie) bzw. die Austrittspupille (bei bildebenenseitiger Telezentrie) oder beide (bei doppelter Telezentrie) „im Unendlichen" liegen, dass also die jeweiligen Hauptstrahlen parallel zur optischen Achse verlaufen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass auch bei nicht exakt eingestelltem Abbildungssystem (mit etwa infolge Einstellfehlern nicht exakt in der Objekt- bzw. Bildebenen angeordneten Objekt- bzw. Bildflächen) die Abbildung zwar unscharf, aber dennoch maßstabsgetreu erfolgt. Beispielsweise werden abzubildende Linien infolge des Fokusfehlers in der Bildebene zwar unscharf abgebildet, liegen jedoch gleichwohl an den korrekten Positionen (sowohl relativ zueinander als auch zum gesamten Abbildungssystem), was gerade bei der Abbildung von Mikrostrukturen von besonders großer Bedeutung ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind sämtliche Teilsysteme auf einer gemeinsamen optischen Achse angeordnet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind Objektebene und Bildebene parallel zueinander angeordnet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bildet das weitere Teilsystem das erste Zwischenbild in das zweite Zwischenbild ab.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die bildseitige numerische Apertur (NA) größer als 0.6, bevorzugt größer als 0.8, noch bevorzugter größer als 1.0.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Abbildungssystem in Bezug auf eine Pupillenebene des Abbildungssystems im Wesentlichen spiegelsymmetrisch aufgebaut.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erzeugt das Abbildungssystem in der Bildebene ein Bildfeld mit einem Durchmesser von wenigstens 30 mm, bevorzugt wenigstens 50 mm, noch bevorzugter wenigstens 100 mm.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Abbildungssystem zur Abbildung einer in einer Objektebene des Abbildungssystems positionierbaren Maske auf eine in einer Bildebene des Abbildungssystems positionierbare lichtempfindliche Schicht

– eine erste dioptrische Gruppe vor einer Pupillenebene von insgesamt positiver Brechkraft; und
– mindestens eine zweite dioptrische Gruppe nach einer Pupillenebene von insgesamt positiver Brechkraft auf;
– wobei das Abbildungssystem einen Abbildungsmaßstab β' aufweist, für den die Bedingung 0.50 ≤ β' ≤ 1.50 erfüllt ist;
– wobei das Abbildungssystem objektebenenseitig und bildebenenseitig telezentrisch aufgebaut ist; und
– wobei wenigstens eine asphärische Linsenfläche vorgesehen ist, für welche die Bedingung |sinσ_max/sinσ_o| > 0.4 erfüllt ist, wobei σ_max den maximalen Neigungswinkel der Strahlen angibt, die von dieser Linsenfläche zur nächsten Linsenfläche ausgehen, und wobei σ₀ den Neigungswinkel desjenigen Randstrahls, der vom Objektpunkt auf der optischen Achse ausgeht, zur optischen Achse angibt.

Durch diese Ausgestaltung wird in den erfindungsgemäßen symmetrischen oder quasi-symmetrischen Systemen eine besonders effektive Korrektur von Aberrationen erreicht, wobei insbesondere zunächst dem Umstand Rechnung getragen wird, dass sich in solchen symmetrischen und quasisymmetrischen Systemen die ungeraden Aberrationen wie Verzeichnung, Koma und CHV (= chromatische Vergrößerungsdifferenz), intern zwischen den Linsengruppen vor der Symmetrieebene und den Linsengruppen nach der Symmetrieebene kompensieren und nur die übrigen Aberrationen zu korrigieren sind. Bei diesen verbleibenden Aberrationen handelt es sich insbesondere um SA (= sphärische Aberration), AST (= Astigmatismus), sowie PTZ (= Bildfeld- oder Petzval-Krümmung) von niedrigen und hohen Ordnungen.

Grundsätzlich lassen sich die eher schwierig zu korrigierenden Aberrationen in zwei Kategorien unterteilen: Eine erste Kategorie von Aberrationen, die stark vom Feld und schwach von der Apertur abhängig sind, umfasst AST und PTZ höherer Ordnung (PTZ niedriger Ordnung wird entweder mit Spiegeln, vgl. 5, oder mit negativen Linsengruppen, vgl. 7-9, korrigiert). Zur Beeinflussung der Aberrationen dieser ersten Kategorie sind Asphären in Bereichen geeignet, wo die Höhe des Hauptstrahles, der vom Objektpunkt mit maximalem Abstand zur optischen Achse ausgeht, groß ist, die Höhe des Randstrahles, der vom Objektpunkt auf der optischen Achse ausgeht, aber nicht Null ist.

Eine zweite Kategorie von Aberrationen, die stark von der Apertur und schwach vom Feld abhängig sind, umfasst insbesondere die schiefe sphärische Aberration. Zur Beeinflussung der Aberrationen dieser zweiten Kategorie sind Asphären in Bereichen geeignet, wo die Höhe des Randstrahles, der vom Objektpunkt auf der optischen Achse ausgeht, groß ist, die Höhe des Hauptstrahles, der vom Objektpunkt mit maximalem Abstand zur optischen Achse ausgeht, aber nicht Null ist.

Die o.g. Bereiche sind somit jeweils Zonen mit divergenten oder konvergenten Strahlbündeln, die im Abbildungssystem an Positionen mit relativ kleinem optisch freien Durchmesser (also vor oder nach Positionen mit maximalem optisch freien Durchmesser) angeordnet sind. Dadurch, dass erfindungsgemäß wenigstens eine asphärische Linsenfläche vorgesehen ist, für welche die Bedingung |sinσ/sinσ_o| > 0.4 erfüllt ist, wird bzw. werden die betreffende(n) Asphären(n) gezielt in solchen Zonen mit divergenten oder konvergenten Strahlbündeln eingesetzt, so dass eine gezielt auf die Gegebenheiten in den erfindungsgemäßen symmetrischen oder quasi-symmetrischen Systemen abgestimmte und somit besonders effektive Korrektur von Aberrationen erreicht wird.

Für den Abbildungsmaßstab β' ist vorzugsweise die Bedingung 0.80 ≤ β' ≤ 1.20, noch bevorzugter β' = 1 erfüllt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die bildseitige numerische Apertur (NA) größer als 0.30, bevorzugt größer als 0.40 und noch bevorzugter größer als 0.60.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Zwischenraum zwischen dem bildebenenseitig letzten optischen Element und der Bildebene und/oder ein Zwischenraum zwischen dem objektebenenseitig letzten optischen Element und der Objektebene mit einem Immersionsmedium, welches einen Brechungsindex größer als Eins aufweist, gefüllt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Abbildungssystem für eine Wellenlänge von 248 nm, bevorzugt 193 nm, noch bevorzugter 157 nm ausgelegt.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 18, ein Verfahren zur mikrolithographischen Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente nach Anspruch 19 und ein mikrostrukturiertes Bauelement nach Anspruch 20, eine LCD-Vorrichtung nach Anspruch 21 und ein Flat Panel Display nach Anspruch 22.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
1a)-c) schematische Systemdiagramme zur Verdeutlichung des prinzipiellen Aufbaus eines erfindungsgemäßen Abbildungssystems gemäß eines ersten, katadioptrisch aufgebauten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
2a)-i) schematische Teil-Darstellungen unterschiedlicher Abwandlungen des prinzipiellen Aufbaus von 1;
3a)-c) schematische Systemdiagramme zur Verdeutlichung des prinzipiellen Aufbaus eines erfindungsgemäßen Abbildungssystems gemäß eines weiteren, katadioptrisch aufgebauten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
4a)-c) schematische Systemdiagramme zur Verdeutlichung des prinzipiellen Aufbaus eines erfindungsgemäßen Abbildungssystems gemäß eines weiteren, katadioptrisch aufgebauten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
5 einen Meridional-Gesamtschnitt durch ein vollständiges katadioptrisches Projektionsobjektiv gemäß einer konkreten Ausführungsform der Erfindung;
6 ein schematisches Systemdiagramm zur Verdeutlichung des prinzipiellen Aufbaus eines erfindungsgemäßen Abbildungssystems gemäß eines weiteren, rein refraktiv aufgebauten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
7-9 jeweils einen Meridional-Gesamtschnitt durch ein vollständiges, rein refraktiv aufgebautes Projektionsobjektiv gemäß weiterer konkreter Ausführungsformen der Erfindung; und
10-13 jeweils ein Diagramm, in dem für jede der optischen Flächen der Projektionsobjektive von 5 bzw. 7-9 (gemäß der auf der horizontalen Achse aufgetragenen Flächennummer) der zugehörige Wert für sin(σ_max)/sin(σ₀) durch die Balkenhöhe im Diagramm dargestellt ist.
Gemäß 1 ist der prinzipielle Aufbau eines katadioptrischen Abbildungssystems 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Abbildungssystem 100 weist ein erstes optisches Teilsystem 110, ein zweites optisches Teilsystem 120 und ein drittes optisches Teilsystem 130 auf.
Im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist unter einem „Teilsystem" stets eine solche Anordnung optischer Elemente zu verstehen, durch die ein reales Objekt in ein reales Bild oder Zwischenbild abgebildet wird. Mit anderen Worten umfasst jedes Teilsystem, ausgehend von einer bestimmten Objekt- oder Zwischenbildebene, stets sämtliche optischen Elemente bis zum nächsten realen Bild oder Zwischenbild.
Ferner ist im Sinne der vorliegenden Anmeldung unter einer „optischen Achse" jeweils eine gerade Linie oder eine Aufeinanderfolge von geraden Linienabschnitten zu verstehen, die durch die Krümmungsmittelpunkte der jeweiligen optischen Komponenten verläuft.
Ferner ist im Sinne der vorliegenden Anmeldung unter dem „Abbildungsmaßstab" eines Teilsystems das Verhältnis der Größe des von dem Teilsystem aus einem bestimmten Objektfeld erzeugten Bildfeldes zur Größe des jeweiligen Objektfeldes zu verstehen.
Im Sinne der obigen Definitionen umfasst das optische Teilsystem 110 entlang der optischen Achse eine erste positive Linsengruppe 111, eine zweite positive Linsengruppe 112, eine dritte negative Linsengruppe 113 und eine vierte positive Linsengruppe 114, hinter welcher ein erstes Zwischenbild IMI1 erzeugt wird. Im Strahlengang hinter dem ersten Zwischenbild IMI1 ist ein Doppel-Faltspiegel 121 mit zwei in einem Winkel zueinander angeordneten Spiegelflächen 122 und 123 derart angeordnet, dass von der Linsengruppe 114 eintreffendes Licht zunächst an der Spiegelfläche 122 in Richtung zu einer positiven Linsengruppe 124a, einer negativen Linsengruppe 124b und einem nachfolgenden Konkavspiegel 125 reflektiert wird. Das an dem Konkavspiegel 125 reflektierte Licht wird nach erneuter Durchquerung der negativen Linsengruppe 124b und der positiven Linsengruppe 124a an der zweiten Spiegelfläche 123 des Doppel-Faltspiegels 121 reflektiert, so dass die optische Achse OA im Ergebnis zweimal um 90° gefaltet wird. Das Teilsystem 120 erzeugt ein zweites Zwischenbild IMI2, und das von diesem ausgehende Licht trifft dann auf das dritte optische Teilsystem 130, welches eine erste positive Linsengruppe 131, eine zweite negative Linsengruppe 132, eine dritte positive Linsengruppe 133 und eine vierte positive Linsengruppe 134 aufweist. Durch das dritte optische Teilsystem 130 wird das zweite Zwischenbild IMI2 auf die Bildebene „IP" abgebildet.
Der Konkavspiegel 125 des zweiten optischen Teilsystems ermöglicht in für sich bekannter Weise eine effektive Kompensation der durch die Teilsysteme 110 und 130 erzeugten Bildfeldkrümmung, wobei die Teilsysteme 110 und 130 jeweils für sich im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Petzval-Summe unkorrigiert sein können, so dass das Abbildungssystem 100 bei relativ einfachem Aufbau ein im Idealfall ebenes Bildfeld erzeugt.
Wie aus den schematischen Rissdarstellungen in 1b und 1c ersichtlich, kann an die Objektebene OP und/oder die Bildebene IP angrenzend ein Immersionsmedium 150 bzw. 160 (z.B. deionisiertes Wasser) mit einem Brechungsindex n größer als Eins vorgesehen sein, welches sich dann zwischen der Objekt- bzw. Bildebene und einem objekt- bzw. bildebenenseitig letzten optischen Element 151 bzw. 161 befindet.
Das Abbildungssystem 100 besitzt bezüglich einer durch den Doppel-Faltspiegel 121 verlaufenden Symmetrieachse einen spiegelsymmetrischen und insbesondere auch doppelt telezentrischen (d.h. objektseitig und bildseitig telezentrischen) Aufbau. Der Abbildungsmaßstab β_o des ersten, objektebenenseitigen Teilsystems 110 (welches das erste, gegenüber dem Objektfeld vergrößerte Zwischenbild IMI1 erzeugt) entspricht gerade dem Kehrwert des Abbildungsmaßstab β_i des dritten, bildebenenseitigen Teilsystems 130 (welches aus dem zweiten Zwischenbild IMI2 ein demgegenüber verkleinertes Bildfeld erzeugt).
Es gilt somit für das Abbildungssystem 100 die Beziehung β_o·β_i= 1. Des Weiteren beträgt, wie aus 1 ebenfalls erkennbar, der Abbildungsmaßstab β₂ des zweiten optischen Teilsystems 120 β₂ = 1, so das das gesamte Abbildungssystem 100 mit einem Abbildungsmaßstab β_o·β₂·β_i = 1, also als reines „Kopiersystem", realisiert ist.
Abweichend von der in 1 gezeigten, idealen Spiegelsymmetrie kann erfindungsgemäß auch das Produkt aus dem objektebenenseitigen Abbildungsmaßstab und dem bildebenenseitigen Abbildungsmaßstab β_o·β_i vom exakten Wert 1 abweichen und insbesondere zahlenmäßig in den Grenzen 0.75 ≤ β_o·β_i ≤ 1.25, insbesondere in den Grenzen 0.85 ≤ β_o·β_i ≤ 1.15, und weiter insbesondere in den Grenzen 0.95 ≤ β_o·β_i ≤ 1.05 liegen. Durch diese Bereiche wird im Sinne der Erfindung ein nahezu symmetrischer bzw. „quasi-symmetrischer" Aufbau definiert.
Des Weiteren ist von der vorliegenden Erfindung selbstverständlich auch jede Aufspaltung von optischen Elementen in mehrere optische Elemente umfasst, beispielsweise, jedoch nicht limitierend, in Form von aneinandergefügten oder angeprengten Linsenkomponenten, sofern die o.g. Beziehungen für die betreffenden Abbildungsmaflstäbe β_o, β_i erfüllt sind.
Des Weiteren ist erfindungsgemäß auch jede Abwandlung des in 1 gezeigten prinzipiellen Aufbaus umfasst, bei der ggf. weitere optische Teilsysteme zwischen dem objektebenenseitigen Teilsystem 110 und dem bildebenenseitigen Teilsystem 130 angeordnet sind, welche jeweils weitere Zwischenbilder IMI3, IMI4, ... erzeugen.
Die Erfindung ist auch nicht auf die in 1 gezeigte, symmetrische Lage der Zwischenbilder IMI1 und IMI2 beschränkt. Vielmehr ist erfindungsgemäß insbesondere auch jede Abwandlung des in 1 gezeigten prinzipiellen Aufbaus umfasst, bei dem die Zwischenbilder IMI1 und IMI2 nicht symmetrisch in Bezug auf den Doppel-Faltspiegel 121 liegen. Solche alternativen Ausgestaltungen sind in 2a)-2i) beispielhaft, jedoch nicht limitierend, gezeigt.
Hierbei entspricht 2a dem bereits in 1 gezeigten Aufbau. Zu beachten ist, dass beispielsweise bei Erzeugung des ersten Zwischenbildes IMI1 im Lichtweg erst nach Reflexion an der ersten Spiegelfläche 122 (wie aus 2b, 2c, 2e, 2f, 2h und 2i ersichtlich) die erste Spiegelfläche 122 definitionsgemäß (siehe obige Definition) noch dem ersten optischen Teilsystem 110 zuzuordnen ist, so dass das erste optische Teilsystem 110 in diesem Falle katadioptrisch (und nicht gemäß 1 rein refraktiv) ist. Ferner kann (wie aus 2c, 2f und 2i ersichtlich) bei Erzeugung des ersten Zwischenbildes IMI1 im Lichtweg erst nach Durchquerung der positiven Linsengruppe 124a auch beispielsweise die positive Linsengruppe 124a noch dem ersten optischen Teilsystem 100 zuzuordnen sein.
Für den Fachmann ist ersichtlich, dass eine Variation des in 1 gezeigten katadioptrischen Aufbaus im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf die zuvor genannten Arten sowie vielerlei weitere Arten möglich ist.
Ein weiterer prinzipiell möglicher Aufbau eines Abbildungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 3 dargestellt. Das Abbildungssystem 300 weist ein erstes optisches Teilsystem 310, ein zweites optisches Teilsystem 320, ein drittes optisches Teilsystem 330 und ein viertes optisches Teilsystem 340 auf, wobei zwischen den Teilsystemen 310-340 insgesamt drei Zwischenbilder IMI1-IMI3 erzeugt werden.
Genauer umfasst das erste optische Teilsystem 310 entlang der optischen Achse eine erste positive Linsengruppe 311, eine zweite positive Linsengruppe 312, eine dritte negative Linsengruppe 313 und eine vierte positive Linsengruppe 314 sowie eine erste reflektierende Fläche 315 eines beidseitig reflektierenden Planspiegels 316, hinter welcher ein erstes Zwischenbild IMI1 erzeugt wird. Das erste Zwischenbild IMI1 wird durch das zweites optische Teilsystem 320, welches eine erste positive Linsengruppe 321, eine zweite negative Linsengruppe 322 und einen Konkavspiegel 323 umfasst, auf ein zweites Zwischenbild IMI2 abgebildet. Das zweite Zwischenbild IMI2 wird durch das dritte optische Teilsystem 330, welches eine erste positive Linsengruppe 331, eine zweite negative Linsengruppe 332, einen Konkavspiegel 333 und eine zweite reflektierende Fläche 334 des beidseitig reflektierenden Planspiegels 316 umfasst, auf ein drittes Zwischenbild IMI3 abgebildet. Das dritte Zwischenbild IMI3 wird durch das vierte optische Teilsystem 340, welches eine erste positive Linsengruppe 341, eine zweite negative Linsengruppe 342, eine dritte positive Linsengruppe 343 und eine vierte positive Linsengruppe 344 aufweist, auf die Bildebene „IP" abgebildet.
Analog zu der in 1 gezeigten Ausführungsform können, wie aus den schematischen Rissdarstellungen in 3b und 3c ersichtlich, an die Objektebene OP und/oder die Bildebene IP angrenzend ein Immersionsmedium 350 bzw. 360 mit einem Brechungsindex n größer als Eins (z.B. deionisiertes Wasser) vorgesehen sein, welches sich dann zwischen der Objekt- bzw. Bildebene und einem objekt- bzw. bildebenenseitig letzten optischen Element 351 bzw. 361 befindet.
Selbstverständlich sind analog zu 2 auch Modifikationen von der Erfindung umfasst, bei denen die jeweiligen Zwischenbilder an alternativen Positionen liegen, so dass auch einzelne optische Komponenten oder Gruppen je nach relativer Lage zum Zwischenbild definitionsgemäß einem anderen optischen Teilsystem zuzuordnen sein können, wodurch wiederum die Einstufung des jeweiligen Teilsystems als katadioptrisch, katoptrisch oder dioptrisch (d.h. rein refraktiv) modifiziert sein kann.
Im Abbildungssystem 300 entspricht der Abbildungsmaßstab β_o des ersten, objektebenenseitigen Teilsystems 310 (welches das Objektfeld in das erste Zwischenbild IMI1 abbildet) gerade dem Kehrwert des Abbildungsmaßstab β_i des vierten, bildebenenseitigen Teilsystems 340, welches aus dem dritten Zwischenbild IMI3 das Bildfeld erzeugt. Es gilt somit erneut die Beziehung β_o·β_i= 1. Das Abbildungssystem 300 ist ebenfalls insbesondere doppelt (d.h. objektseitig und bildseitig) telezentrisch.
Analog zu 1 sollen auch bezüglich des in 3 gezeigten Prinzips solche „quasi-symmetrischen" Modifikationen als von der vorliegenden Erfindung umfasst gelten, bei denen das Produkt β_o·β_i vom exakten Wert 1 abweicht und insbesondere zahlenmäßig in den Grenzen 0.75 ≤ β_o·β_i ≤ 1.25, insbesondere in den Grenzen 0.85 ≤ β_o·β_i ≤ 1.15, und weiter insbesondere in den Grenzen 0.95 ≤ β_o·β_i 1.05 liegt.
Der Konkavspiegel 323 des zweiten optischen Teilsystems 320 und der Konkavspiegel 333 des dritten optischen Teilsystems 330 ermöglichen wiederum in an sich bekannter Weise eine effektive Kompensation der durch die (jeweils für sich im Wesentlichen unkorrigierten) Teilsysteme 310 und 340 erzeugten Bildfeldkrümmung, so dass das Abbildungssystem 300 bei relativ einfachem Aufbau ein im Idealfall ebenes Bildfeld erzeugt.
Ein weiterer prinzipiell möglicher Aufbau eines Abbildungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 4 dargestellt. Das Abbildungssystem 400 weist ein erstes optisches Teilsystem 410, ein zweites optisches Teilsystem 420 und ein drittes optisches Teilsystem 430 auf, so dass zwischen den Teilsystemen 410-430 zwei Zwischenbilder IMI1 und IMI2 erzeugt werden.
Genauer umfasst das erste optische Teilsystem 410 entlang der optischen Achse eine erste positive Linsengruppe 411, eine zweite positive Linsengruppe 412, eine dritte negative Linsengruppe 413 und eine vierte positive Linsengruppe 414, hinter welcher ein erstes Zwischenbild IMI1 erzeugt wird. Das erste Zwischenbild IMI1 wird durch das zweite optische Teilsystem 420, welches einen ersten Konkavspiegel 421 und einen zweiten Konkavspiegel 422 umfasst (die im Bereich der optischen Achse gemäß 4 wahlweise abgeschnitten oder unterbrochen bzw. gelocht sind), auf ein zweites Zwischenbild IMI2 abgebildet. Das zweite Zwischenbild IMI2 wird durch das dritte optische Teilsystem 430, welches eine erste positive Linsengruppe 431, eine zweite negative Linsengruppe 432, eine dritte positive Linsengruppe 433 und eine vierte positive Linsengruppe 434 aufweist, auf die Bildebene „IP" abgebildet.
Im Abbildungssystem 400 entspricht der Abbildungsmaßstab β_o des ersten, objektebenenseitigen Teilsystems 410 (welches das Objektfeld in das erste Zwischenbild IMI1 abbildet) gerade dem Kehrwert des Abbildungsmaßstab β_i des dritten, bildebenenseitigen Teilsystems 430, welches aus dem zweiten Zwischenbild IMI2 das Bildfeld erzeugt. Es gilt somit erneut die Beziehung β_o·β_i= 1. Das Abbildungssystem 400 ist ebenfalls insbesondere doppelt (d.h. objektseitig und bildseitig) telezentrisch.
Analog zu 1 und 3 sollen auch bezüglich des in 4 gezeigten Prinzips solche „quasi-symmetrischen" Modifikationen als von der vorliegenden Erfindung umfasst gelten, bei denen das Produkt β_o·β_i vom exakten Wert 1 abweicht und insbesondere zahlenmäßig in den Grenzen 0.75 ≤ β_o·β_i ≤ 1.25, insbesondere in den Grenzen 0.85 ≤ β_o·β_i ≤ 1.15, und weiter insbesondere in den Grenzen 0.95 ≤ β_o·β_i ≤ 1.05 liegt.
Des Weiteren ermöglichen die Konkavspiegel 421 und 422 des zweiten optischen Teilsystems 420 wiederum (in an sich bekannter Weise) eine effektive Kompensation der Bildfeldkrümmung, so dass das Abbildungssystem 400 bei relativ einfachem Aufbau ein im Idealfall ebenes Bildfeld erzeugt.
Analog zu den in 1 und 3 gezeigten Ausführungsformen können, wie aus den schematischen Rissdarstellungen in 4b und 4c ersichtlich, an die Objektebene OP und/oder die Bildebene IP angrenzend ein Immersionsmedium 450 bzw. 460 mit einem Brechungsindex n größer als Eins (z.B. deionisiertes Wasser) vorgesehen sein, welches sich dann zwischen der Objekt- bzw. Bildebene und einem objekt- bzw. bildebenenseitig letzten optischen Element 451 bzw. 461 befindet.
5 zeigt einen Meridional-Gesamtschnitt durch ein vollständiges katadioptrisches Projektionsobjektiv 500 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Die Designdaten des Projektionsobjektivs 500 sind in Tabelle 1 aufgeführt; Radien und Dicken sind in Millimetern angegeben. Die Ziffern oberhalb des Projektionsobjektivs 500 weisen auf ausgewählte Flächen optischer Elemente hin. Die durch Punkte gekennzeichneten und in Tabelle 2a spezifizierten Flächen sind asphärisch gekrümmt, wobei die Krümmung dieser Flächen durch die nachfolgende Asphärenformel gegeben ist:
Dabei sind P die Pfeilhöhe der betreffenden Fläche parallel zur optischen Achse, h der radiale Abstand von der optischen Achse, r der Krümmungsradius der betreffenden Fläche, K die konische Konstante und C1, C2, ... die in Tabelle 2a aufgeführten Asphärenkonstanten.
Das Projektionsobjektiv 500 ist ausgelegt für eine Wellenlänge von ca. 193 nm und deionisiertes Wasser als Immersionsflüssigkeit. Der Abbildungsmaßstab des Projektionsobjektivs 500 beträgt β = 1.00 und die numerische Apertur NA = 1.1, bei einem äußeren Felddurchmesser von 33 mm und einem inneren Felddurchmesser von 9.32 mm, was ein Rechteckfeld von 26·5.5 mm² erlaubt. Der Wellenfrontfehler beträgt ca. 0.009·λ, bezogen auf den über das Bildfeld gemittelten Wellenfront-RMS-Wert.
In Tabelle 2b sind zu jeder Fläche die Werte sin(σ₀), σ_max, sin(σ_max) und sin(σ_max)/sin(σ₀) angegeben, wobei σ_max den maximalen Neigungswinkel der Strahlen angibt, die von der betreffenden Linsenfläche zur nächsten Linsenfläche ausgehen, und wobei σ₀ den Neigungswinkel desjenigen Randstrahls, der vom Objektpunkt auf der optischen Achse ausgeht, zur optischen Achse angibt. 10 zeigt ein Diagramm, in dem für jede (auf der horizontalen Achse aufgetragene) Flächennummer der zugehörige Wert für sin(σ_max)/sin(σ₀) durch die Balkenhöhe dargestellt ist. Für die asphärischer Flächen „7", „8", „19", „25", „26", „32", „43" und „44" ist demnach die Bedingung |sinσ/sinσ_o| > 0.4 erfüllt.
Ein weiterer prinzipiell möglicher Aufbau eines Abbildungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 6 dargestellt. Das Abbildungssystem 600 weist eine erste dioptrische Gruppe von insgesamt positiver Brechkraft 610 (im Folgenden positive Linsengruppe) 610 und eine zweite dioptrische Gruppe von insgesamt positiver Brechkraft 620 (im Folgenden positive Linsengruppe 620) auf. Die erste positive Linsengruppe 610 umfasst ihrerseits aufeinanderfolgend eine negative Linsengruppe 611, eine positive Linsengruppe 612 und eine negative Linsengruppe 613. Die zweite positive Linsengruppe 620 umfasst ihrerseits aufeinanderfolgend eine negative Linsengruppe 621, eine positive Linsengruppe 622 und eine negative Linsengruppe 623.
Im Folgenden werden nun konkrete Designs angegeben, welche jeweils nach dem allgemeinen Bauprinzip von 6 aufgebaut sind, wobei das Design jeweils so gewählt ist, dass ein in Bezug auf die Pupillenebene zumindest im Wesentlichen spiegelsymmetrischer Aufbau realisiert wird, mit einem Abbildungsmaßstab β, für den die Bedingung 0.50 ≤ β ≤ 1.50 erfüllt ist, der gleichzeitig doppelt (d.h. Objekt- und bildebenenseitig) telezentrisch ist und bei dem bildseitige numerische Aperturen von wenigstens NA= 0.3 realisiert werden. In diesen Ausführungsbeispielen werden jeweils „Kopiersysteme" mit einem Abbildungsmaßstab β nahe bei 1 realisiert, die sich im Ergebnis dadurch auszeichnen, dass sie bei symmetrischem oder zumindest quasi-symmetrischem Aufbau (und den daraus resultierenden Vorteilen insbesondere hinsichtlich Fertigung und interner Fehlerkorrektur) ein vergleichsweise hohes Auflösungsvermögen aufweisen.
7 zeigt einen Meridional-Gesamtschnitt durch ein vollständiges, nach dem Bauprinzip von 6 aufgebautes, rein refraktives (dioptrisches) Projektionsobjektiv 700. Die Designdaten des Projektionsobjektivs 700 sind in Tabelle 3 aufgeführt, wobei die in Tabelle 4a spezifizierten Flächen asphärisch gekrümmt sind. Der Abbildungsmaßstab des Projektionsobjektivs 700 beträgt β = 1.00, die numerische Apertur NA = 0.3 und der Felddurchmesser 100 mm. Der Wellenfrontfehler beträgt ca. 0.003·λ (bezogen auf den über das Bildfeld Bemittelten Wellenfront-RMS-Wert).
Wie aus 7 und Tabelle 4a ersichtlich, sind die Flächen 2, 19, 30 und 47 asphärisch gekrümmt. In Tabelle 4b sind zu jeder Fläche wiederum die Werte sin(σ₀), σ_max, sin(σ_max) und sin(σ_max)/sin(σ₀) angegeben. 11 zeigt ein Diagramm, in dem für jede (auf der horizontalen Achse aufgetragene) Flächennummer der zugehörige Wert für sin(σ_max)/sin(σ₀) durch die Balkenhöhe dargestellt ist.
Bei den asphärisch gekrümmten Flächen handelt es sich jeweils um Linsenflächen in Zonen mit divergenten (Fläche 2, 30) oder konvergenten (Flächen 19, 47) Strahlbündeln, die im Abbildungssystem an Positionen mit relativ kleinem optisch freien Durchmesser (also vor oder nach Positionen mit maximalem optisch freien Durchmesser) angeordnet sind, und für die gemäß Tabelle 4b und 11 die Bedingung |sinσ/sinσ_o| > 0.4 erfüllt ist, womit eine gezielt auf die Gegebenheiten in dem symmetrischen System abgestimmte und somit besonders effektive Korrektur von Aberrationen erreicht wird.
8 zeigt einen Meridional-Gesamtschnitt durch ein weiteres vollständiges, nach dem Bauprinzip von 6 aufgebautes, rein refraktives Projektionsobjektiv 800. Die Designdaten des Projektionsobjektivs 800 sind in Tabelle 5 aufgeführt, wobei die durch Punkte gekennzeichneten und in Tabelle 6a spezifizierten Flächen asphärisch gekrümmt sind. Der Abbildungsmaßstab des Projektionsobjektivs 800 beträgt β = 1.00, die numerische Apertur NA = 0.6 und der Felddurchmesser 30 mm. Der Wellenfrontfehler beträgt ca. 0.015·λ (bezogen auf den über das Bildfeld gemittelten Wellenfront-RMS-Wert).
Wie aus 8 und Tabelle 6a ersichtlich, sind die Flächen 2, 13, 32 und 43 asphärisch gekrümmt. In Tabelle 6b sind zu jeder Fläche die Werte sin(σ₀), σ_max, sin(σ_max) und sin(σ_max)/sin(σ₀) angegeben. 12 zeigt wiederum ein Diagramm, in dem für jede (auf der horizontalen Achse aufgetragene) Flächennummer der zugehörige Wert für sin(σ_max)/sin(σ₀) durch die Balkenhöhe dargestellt ist. Für die Flächen „2", „13" und „43" ist demnach die Bedingung |sinσ/sinσ_o| > 0.4 erfüllt.
9 zeigt einen Meridional-Gesamtschnitt durch ein weiteres vollständiges, nach dem Bauprinzip von 6 aufgebautes, rein refraktives Projektionsobjektiv 800, welches einen nicht vollständig symmetrischen Aufbau aufweist. Die Designdaten des Projektionsobjektivs 800 sind in Tabelle 7 aufgeführt, wobei die durch Punkte gekennzeichneten und in Tabelle 8a spezifizierten Flächen asphärisch gekrümmt sind. Der Abbildungsmaßstab des Projektionsobjektivs 800 beträgt β = 0.50, die numerische Apertur NA = 0.6 und der Felddurchmesser 50 mm. Der Wellenfrontfehler beträgt ca. 0.004·λ (bezogen auf den über das Bildfeld gemittelten Wellenfront-RMS-Wert).
Wie aus 9 und Tabelle 8a ersichtlich, sind die Flächen 2, 19, 24 und 41 asphärisch gekrümmt. In Tabelle 8b sind zu jeder Fläche die Werte sin(σ₀), σ_max, sin(σ_max) und sin(σ_max)/sin(σ₀) angegeben. 13 zeigt wiederum ein Diagramm, in dem für jede (auf der horizontalen Achse aufgetragene) Flächennummer der zugehörige Wert für sin(σ_max)/sin(σ₀) durch die Balkenhöhe dargestellt ist. Für sämtliche asphärischen Flächen ist demnach die Bedingung |sinσ/sinσ_o| > 0.4 erfüllt. Auch hier wird somit eine besonders effektive Korrektur von Aberrationen erreicht.
Zusammenfassend werden durch die vorliegende Anmeldung Abbildungssysteme mit einem Abbildungsmaßstab nahe bei 1 („Kopiersysteme") insbesondere für die Mikrolithographie vorgestellt, welche einerseits einen vergleichsweise einfachen, fertigungstechnisch günstigen Aufbau aufweisen und andererseits die Erzielung relativ hoher Auflösungen ermöglichen.
Wenn die Erfindung auch anhand einer speziellen Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung ist nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt. Tabelle 1 (DESIGNDATEN zu Fig. 5)
Tabelle 2a: (ASPHAERISCHE KONSTANTEN zu Fig. 5)
Tabelle 2b: (Werte sin(σ₀), σ_max, sin(σ_max) und sin(σ_max)/sin(σ₀) zu Fig. 5) sin(σ₀) = 0.76
Tabelle 3 (DESIGNDATEN zu Fig. 7)
Tabelle 4a: ASPHAERISCHE KONSTANTEN zu Fig. 7)
Tabelle 4b: (Werte sin(σ₀), σ_max, sin(σ_max) und sin(σ_max)/sin(σ₀) zu Fig. 7) sin(σ₀) = 0.3
Tabelle 5 (DESIGNDATEN zu Fig. 8)
Tabelle 6a: (ASPHAERISCHE KONSTANTEN zu Fig. 8)
Tabelle 6b: (Werte sin(σ₀), σ_max, sin(σ_max) und sin(σ_max)/sin(σ₀) zu Fig. 8) sin(σ₀) = 0.6
Tabelle 7 (DESIGNDATEN zu Fig. 9)
Tabelle 8a: (ASPHAERISCHE KONSTANTEN zu Fig. 9)
Tabelle 8b: (Werte sin(σ₀), σ_max, sin(σ_max) und sin(σ_max)/sin(σ₀) zu Fig. 9) sin(σ₀) = 0.3

Claims

Abbildungssystem (100, 300, 400, 500), insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, zur Abbildung einer in einer Objektebene des Abbildungssystems positionierbaren Maske auf eine in einer Bildebene des Abbildungssystems positionierbare lichtempfindliche Schicht, mit • einem objektebenenseitigen Teilsystem (110, 310, 410), welches ein erstes Zwischenbild mit einem objektebenenseitigen Abbildungsmaßstab β_o erzeugt; • wenigstens einem weiteren Teilsystem (120, 330, 420), welches zwischen dem ersten Zwischenbild und der Bildebene ein weiteres Zwischenbild erzeugt; • und einem bildebenenseitigen Teilsystem (130, 340, 430), welches das weitere Zwischenbild in die Bildebene mit einem bildebenenseitigen Abbildungsmaßstab β_i abbildet; • wobei die Bedingung 0.75 ≤ β_o·β_i ≤ 1.25 erfüllt ist.
Abbildungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Bedingung 0.85 ≤ β_o·β_i ≤ 1.15, bevorzugt 0.95 ≤ β_o·β_i ≤ 1.05, noch bevorzugter β_o·β_i = 1, erfüllt ist.
Abbildungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Gesamt-Abbildungsmaßstab β die Bedingung 0.75 ≤ β ≤ 1.25, bevorzugt 0.85 ≤ β ≤ 1.15, weiter bevorzugt 0.95 ≤ β ≤ 1.05 und noch bevorzugter β = 1 erfüllt ist.
Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Teilsystem wenigstens einen Konkavspiegel aufweist.
Abbildungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es bildebenenseitig im Wesentlichen telezentrisch ist.
Abbildungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es objektebenenseitig im Wesentlichen telezentrisch ist.
Abbildungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Teilsysteme auf einer gemeinsamen optischen Achse angeordnet sind.
Abbildungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Objektebene und Bildebene parallel zueinander angeordnet sind.
Abbildungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Teilsystem das erste Zwischenbild in das zweite Zwischenbild abbildet.
Abbildungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bildseitige numerische Apertur (NA) größer als 0.6, bevorzugt größer als 0.8, noch bevorzugter größer als 1.0 ist.
Abbildungssystem (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900), insbesondere für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, zur Abbildung einer in einer Objektebene des Abbildungssystems positionierbaren Maske auf eine in einer Bildebene des Abbildungssystems positionierbare lichtempfindliche Schicht, mit • einer ersten dioptrischen Gruppe vor einer Pupillenebene von insgesamt positiver Brechkraft; • und mindestens einer zweiten dioptrischen Gruppe nach einer Pupillenebene von insgesamt positiver Brechkraft; • und einem Abbildungsmaßstab β', für den die Bedingung 0.50 ≤ β' ≤ 1.50 erfüllt ist; • wobei das Abbildungssystem objektebenenseitig und bildebenenseitig telezentrisch aufgebaut ist; und • wobei wenigstens eine asphärische Linsenfläche vorgesehen ist, für welche die Bedingung |sinσ/sinσ_o| > 0.4 erfüllt ist, wobei σ_max den maximalen Neigungswinkel der Strahlen angibt, die von dieser Linsenfläche zur nächsten Linsenfläche ausgehen, und wobei σ₀ den Neigungswinkel desjenigen Randstrahls, der vom Objektpunkt auf der optischen Achse ausgeht, zur optischen Achse angibt.
Abbildungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass für den Abbildungsmaßstab β' die Bedingung 0.80 ≤ β' ≤ 1.20, bevorzugt β' = 1 erfüllt ist.
Abbildungssystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die bildseitige numerische Apertur (NA) größer als 0.30, bevorzugt größer als 0.40, noch bevorzugter größer als 0.60 ist.
Abbildungssystem (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in Bezug auf eine Pupillenebene des Abbildungssystems im Wesentlichen spiegelsymmetrisch aufgebaut ist.
Abbildungssystem (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in der Bildebene ein Bildfeld mit einem Durchmesser von wenigstens 30 mm, bevorzugt wenigstens 50 mm, noch bevorzugter wenigstens 100 mm erzeugt.
Abbildungssystem (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenraum zwischen dem bildebenenseitig letzten optischen Element (161, 361, 461) und der Bildebene und/oder ein Zwischenraum zwischen dem objektebenenseitig letzten optischen Element (151, 351, 451) und der Objektebene mit einem Immersionsmedium (150, 160, 350, 360, 450, 460), welches einen Brechungsindex größer als Eins aufweist, gefüllt ist.
Abbildungssystem (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es für eine Wellenlänge von 248 nm, bevorzugt 193 nm, noch bevorzugter 157 nm ausgelegt ist.
Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage zur Herstellung mikrostrukturierter Bauteile, mit einem Abbildungssystem (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zur mikrolithographischen Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente mit folgenden Schritten: • Bereitstellen eines Substrats, auf das zumindest bereichsweise eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht ist; • Bereitstellen einer Maske, die abzubildende Strukturen aufweist; • Bereitstellen einer Projektionsbelichtungsanlage mit einem Abbildungssystem (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900) nach einem der Ansprüche 1 bis 17; • Projizieren wenigstens eines Teils der Maske auf einen Bereich der Schicht mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage.
Mikrostrukturiertes Bauelement, das nach einem Verfahren nach Anspruch 19 hergestellt ist.
LCD-Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie unter Anwendung eines Verfahrens nach Anspruch 19 hergestellt ist.
Flat Panel Display, dadurch gekennzeichnet, dass es unter Anwendung eines Verfahrens nach Anspruch 19 hergestellt ist.