DE102008043395A1

DE102008043395A1 - Projection lens for use in projection exposure system, has arrangement of optical elements arranged between object and image planes, and two imaging groups with lenses made from material with small absorption and/or high heat conductivity

Info

Publication number: DE102008043395A1
Application number: DE102008043395A
Authority: DE
Inventors: Christian Wald; Hans-Jürgen Rostalski; Daniel KRÄHMER; Wilhelm Ulrich
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2008-11-03
Publication date: 2009-06-10

Abstract

The lens (18) has an arrangement of optical elements arranged between an object plane (OE) and an image plane (BE), where the arrangement of optical elements is viewed from the object plane and has a dioptric imaging group of optical elements. The arrangement of optical elements has an additional dioptric imaging group of optical elements, which contains a concave mirror. One of lenses of the imaging groups is made from a material with small absorption and/or high heat conductivity, where the lenses are made of calcium fluoride. An independent claim is also included for a projection exposure system for lithography, comprising a lighting device and a projection lens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Projektionsobjektiv für die Lithografie zur Abbildung eines in einer Objektebene angeordneten Musters auf ein in einer Bildebene angeordnetes Substrat.The The invention relates to a projection objective for lithography for imaging a pattern arranged in an object plane a substrate arranged in an image plane.

Ein Projektionsobjektiv der vorstehend genannten Art wird in einer Projektionsbelichtungsanlage zur lithografischen, insbesondere mikrolithografischen Herstellung von Halbleiterbauelementen verwendet, bei der ein mit einer Struktur versehenes Objekt, das auch als Retikel bezeichnet wird, mittels des Projektionsobjektivs auf ein Substrat, das als Wafer bezeichnet wird, abgebildet wird.One Projection lens of the aforementioned type is in a projection exposure system for lithographic, in particular microlithographic production used by semiconductor devices, in which one with a structure provided object, which is also referred to as a reticle, by means of of the projection lens onto a substrate called a wafer will, will be shown.

Die Projektionsbelichtungsanlage weist außer dem Projektionsobjektiv eine Beleuchtungsvorrichtung auf, die eine Lichtquelle aufweist, die Licht erzeugt, das das in der Objektebene des Projektionsobjektivs angeordnete Muster beleuchtet, wobei das vom Muster kommende Beleuchtungslicht dann zur Abbildung des Musters durch das Projektionsobjektiv hindurchgerichtet wird, um das Muster auf das in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnete Substrat abzubilden.The Projection exposure equipment shows except the projection lens a lighting device having a light source, the light that creates that in the object plane of the projection lens arranged pattern, wherein the pattern coming from the illumination light then directed through the projection lens to image the pattern will apply the pattern to that in the image plane of the projection lens Imagine arranged substrate.

Das Substrat ist mit einer fotosensitiven Schicht versehen, bei deren Belichtung mittels des Beleuchtungslichts durch das Projektionsobjektiv hindurch die Struktur des Musters auf die fotosensitive Schicht übertragen wird. Nach Entwickeln der fotosensitiven Schicht entsteht die gewünschte Struktur auf dem Substrat, wobei der Belichtungsvorgang unter Umständen mehrfach wiederholt wird.The Substrate is provided with a photosensitive layer in which Exposure by means of the illumination light through the projection lens through the structure of the pattern transferred to the photosensitive layer becomes. After developing the photosensitive layer, the desired Structure on the substrate, where the exposure process may be repeated several times.

Projektionsobjektive lassen sich allgemein in drei Klassen von Bauarten einteilen. Eine erste Klasse betrifft dioptrische Bauarten, bei denen alle optischen Elemente, die eine Brechkraft haben, refraktive Elemente (Linsen) sind.projection lenses can generally be divided into three classes of types. A first class concerns dioptric designs in which all optical Elements that have a refractive power, refractive elements (lenses) are.

Eine zweite Klasse von Projektionsobjektiven bilden die katoptrischen Projektionsobjektive, bei denen alle optischen Elemente, die eine Brechkraft haben, reflektive Elemente (Spiegel) sind.A second class of projection lenses form the catoptric Projection objectives, in which all optical elements, the one Have refractive power, are reflective elements (mirrors).

Eine dritte Klasse von Projektionsobjektiven stellen die katadioptrischen Projektionsobjektive dar. Diese Projektionsobjektive enthalten refraktive Elemente, die eine Brechkraft haben und reflektive Elemente, die eine Brechkraft haben.A third class of projection lenses represent the catadioptric Projection lenses. These projection lenses contain refractive Elements that have a refractive power and reflective elements that have a power Have refractive power.

An Projektionsobjektive werden allgemein hohe Anforderungen an ihre Abbildungsqualität gestellt. Diese Anforderungen sind umso höher, je kleiner die durch das Projektionsobjektiv abzubildenden Strukturen sind. Daher müssen Projektionsobjektive so weit wie möglich frei von Abbildungsfehlern (Aberrationen) sein.At Projection objectives generally have high demands on their Picture quality provided. These requirements are all the more higher, the smaller the images to be imaged by the projection lens Structures are. Therefore, projection lenses have so far as possible be free of aberrations.

Neben den intrinsischen Abbildungsfehlern, die ein Projektionsobjektiv herstellungsbedingt aufweisen kann, können Abbildungsfehler vor allem während des Betriebs des Projektionsobjektivs auftreten, die ihre Ursache überwiegend in einer Veränderung der optischen Elemente durch das durch das Projektionsobjektiv hindurchtretende Beleuchtungslicht haben. Das zur lithografischen Abbildung verwendete Beleuchtungslicht wird nämlich zu einem gewissen Teil von den optischen Elementen im Projektionsobjektiv absorbiert, wobei das Ausmaß der Absorption vom verwendeten Material der optischen Elemente, beispielsweise dem Linsenmaterial, dem Spiegelmaterial, etwaigen Antireflexbeschichtungen, abhängt. Die Absorption des Beleuchtungslichts führt zu einer Erwärmung der optischen Elemente, wodurch in den optischen Elementen eine Oberflächendeformation und, bei refraktiven Elementen eine Brechzahländerung unmittelbar sowie mittelbar über thermisch verursachte mechanische Spannungen hervorgerufen wird. Brechzahländerungen und Oberflächendeformationen führen wiederum zu Veränderungen der Abbildungseigenschaften der einzelnen optischen Elemente sowie des Projektionsobjektivs insgesamt.Next the intrinsic aberrations that a projection lens may have production-related, can aberrations especially during the operation of the projection lens Their cause is predominantly in a change the optical elements through the passing through the projection lens Have illumination light. The one used for lithographic imaging In fact, illumination light becomes, to some extent, of absorbed the optical elements in the projection lens, wherein the extent of absorption of the material used optical elements, for example the lens material, the mirror material, any anti-reflective coatings. The absorption of the illumination light leads to a warming the optical elements, whereby in the optical elements a Surface deformation and, for refractive elements, one Refractive index change directly and indirectly via thermally induced mechanical stresses is caused. Refractive index changes and surface deformations in turn lead to changes in imaging properties the individual optical elements and the projection lens all in all.

Übliche Maßnahmen zur Kompensation von wärmeinduzierten Abbildungsfehlern sehen aktive Manipulatoren vor, um auf einzelne oder mehrere optische Elemente einzuwirken, beispielsweise deren Lage zu verändern oder einzelne optische Elemente zu verformen, um den wärmeinduzierten Abbildungsfehlern entgegenzuwirken. Die Kompensation von wärmeinduzierten Abbildungsfehlern durch Manipulatoren stellt jedoch einen apparativen Mehraufwand dar, der zu deutlich höheren Kosten eines solchen Projektionsobjektivs bei der Herstellung führt.usual Measures to compensate for heat-induced Imaging errors involve active manipulators to focus on individual or to act on a plurality of optical elements, for example their Able to change or deform individual optical elements, to counteract the heat-induced aberrations. The compensation of heat-induced aberrations by manipulators, however, provides an additional equipment at a much higher cost of such a projection lens in the production leads.

Die Kompensation von wärmeinduzierten Abbildungsfehlern durch Manipulatoren ist darüber hinaus umso schwieriger, je inhomogener und nicht-rotationssymmetrischer die Erwärmung der optischen Elemente und damit die Abbildungsfehler sind. Eine Ursache für eine Inhomogenität der Erwärmung der optischen Elemente ist eine heutzutage übliche Beleuchtung mit nicht-rotationssymmetrischer Beleuchtungswinkelverteilung, beispielsweise einer Dipol- oder Quadrupolbeleuchtung.The compensation of heat-induced aberrations by manipulators is also more difficult, the more inhomogeneous and non-rotationally symmetric the heating of the optical elements and thus the aberrations are. A cause of inhomogeneity of the heating of the optical Ele Mente is nowadays a common lighting with non-rotationally symmetric illumination angle distribution, such as a dipole or quadrupole illumination.

Daher besteht insbesondere bei solchen Projektionsobjektiven von Projektionsbelichtungsanlagen für die Lithografie, deren Beleuchtungseinrichtung eine nicht rotationssymmetrische Beleuchtungsverteilung zur Verfügung stellt, weiterhin ein Bedarf an der Verringerung von wärmeinduzierten Abbildungsfehlern mit möglichst geringem Aufwand.Therefore exists in particular in such projection lenses of projection exposure equipment for lithography, whose lighting device a non-rotationally symmetrical illumination distribution available continues to have a need for the reduction of heat-induced Aberrations with the least possible effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Projektionsobjektiv für die Lithografie anzugeben, bei dem mit konstruktiv einfachen Maßnahmen wärmeinduzierte Abbildungsfehler verringert sind.Of the Invention is based on the object, a projection lens for specify the lithography, in which with structurally simple measures heat-induced aberrations are reduced.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Projektionsobjektiv für die Lithografie zur Abbildung eines in einer Objektebene angeordneten Musters auf ein in einer Bildebene angeordnetes Substrat bereitgestellt, mit einer Anordnung optischer Elemente, die zwischen der Objektebene und der Bildebene angeordnet sind. Das Projektionsobjektiv umfasst von der Objektebene aus gesehen eine erste dioptrische abbildende Gruppe optischer Elemente, die die Objektebene in eine erste Zwischenbildebene abbildet, eine weitere abbildende Gruppe optischer Elemente, die zumindest einen Konkavspiegel enthält und die die erste Zwischenbildebene in eine weitere Zwischenbildebene abbildet, und eine zweite dioptrische abbildende Gruppe optischer Elemente, die die weitere Zwischenbildebene in die Bildebene abbildet. Dabei ist eine dioptrische abbildende Gruppe optischer Elemente eine Gruppe, in der alle brechkrafttragenden Elemente refraktive Elemente (Linsen) sind. Die erste dioptrische abbildende Gruppe optischer Elemente weist mehrere Linsen und eine erste Pupillenebene auf, und die zweite dioptrische abbildende Gruppe optischer Elemente weist mehrere Linsen und eine zweite Pupillenebene auf, wobei zumindest eine Linse der ersten und/oder zweiten dioptrischen abbildenden Gruppe zumindest aus einem Material mit geringer Absorption und/oder Leitfähigkeit gefertigt ist.to Solution to this problem is inventively a Projection objective for lithography for imaging a arranged in an object plane pattern on a in an image plane arranged substrate provided with an arrangement of optical Elements arranged between the object plane and the image plane are. The projection lens is viewed from the object plane a first dioptric imaging group of optical elements, the the object plane maps into a first intermediate image plane, another image-forming one Group of optical elements containing at least one concave mirror and the first intermediate image plane into a further intermediate image plane and a second dioptric imaging group of optical Elements representing the further intermediate image plane in the image plane. Here is a dioptric imaging group of optical elements a group in which all refracting elements are refractive Elements (lenses) are. The first dioptric imaging group optical elements has a plurality of lenses and a first pupil plane on, and the second dioptric imaging group of optical elements has a plurality of lenses and a second pupil plane, wherein at least a lens of the first and / or second dioptric imaging Group at least of a material with low absorption and / or Conductivity is made.

Bei dem erfindungsgemäßen Projektionsobjektiv sind bereits durch die Bauart des Projektionsobjektivs wärmeinduzierte Abbildungsfehler verringert. Die Bauart des erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs vereint zwei Aspekte in sich, die zur Verringerung von wärmeinduzierten Abbildungsfehlern beitragen. Das erfindungsgemäße Projektionsobjektiv weist zumindest zwei Pupillenebenen auf. Der erste Aspekt beruht nun darauf, dass die objektebenenseitige abbildenden erste Gruppe optischer Elemente mehrere Linsen aufweist, die bezüglich der ersten Pupillenebene so angeordnet sind, dass vor der ersten Pupillenebene achsferne Lichtstrahlen nach der ersten Pupillenebene achsnah verlaufen und umgekehrt. Dies führt dazu, dass sich die Beiträge zu wärmeinduzierten Abbildungsfehlern verschiedener feldnaher Linsen in der ersten abbildenden Gruppe teilweise kompensieren. Der erste Aspekt kann somit auch als Selbstkompensation von Abbildungsfehlern bezeichnet werden. Insbesondere eine wärmeinduzierte Verzeichnung wird auf diese Weise sehr wirksam verringert. Beiträge der Linsen zu wärmeinduzierter Verzeichnung vor und hinter der ersten Pupillenebene haben nämlich unterschiedliche Vorzeichen, so dass sie sich gegenseitig zumindest näherungsweise aufheben. Da die Hauptbeiträge zur wärmeinduzierten Verzeichnung aus den feldnahen Linsen in der ersten abbildenden Gruppe stammen, wird mit der erfindungsgemäßen Bauweise der ersten abbildenden Gruppe optischer Elemente des Projektionsobjektivs eine wärmeinduzierte Verzeichnung besonders wirksam vermieden oder zumindest verringert.at the projection lens according to the invention are already heat-induced by the design of the projection lens Image error reduced. The type of the invention Projection lens combines two aspects that reduce contribute to heat-induced aberrations. The invention Projection lens has at least two pupil planes. Of the The first aspect is based on the fact that the object-level mapping first group of optical elements comprises a plurality of lenses with respect to the first pupil plane are arranged so that before the first Pupillary plane off-axis light rays after the first pupil plane run close to the axis and vice versa. This leads to the contributions to heat induced aberrations various field near lenses in the first imaging group partially compensate. The first aspect can thus also be called self-compensation of aberrations. In particular, a heat-induced Distortion is very effectively reduced in this way. posts the lenses for heat-induced distortion before and behind The first pupil level is different Omens, so that they are each other at least approximately cancel. Since the main contributions to the heat-induced Distortion from the near-field lenses in the first imaging group come is with the construction of the invention the first imaging group of optical elements of the projection lens a heat-induced distortion avoided particularly effective or at least reduced.

Ein Lichtstrahl ist gegenüber einem anderen Lichtstrahl an derselben Position entlang der optischen Achse "achsnah", wenn sein Abstand zur optischen Achse (gemessen senkrecht zur optischen Achse) kleiner ist als der Abstand des anderen Lichtstrahls von der optischen Achse. Betrachtet man ein Strahlenbüschel in der Objektebene, das von demselben Objektpunkt ausgeht, so sind die Abstände der einzelnen Lichtstrahlen des Strahlbüschels an diesem Objektpunkt gleich. Die Abstände der einzelnen Lichtstrahlen des Strahlbüschels ändern sich aber unmittelbar nach der Objektebene, und zwar abhängig vom Strahlwinkel unterschiedlich. Betrachtet man beispielsweise Komastrahlen, so nimmt der Abstand des oberen Komastrahls von der optischen Achse unmittelbar hinter der Objektebene betragsmäßig zu, derjenige des unteren Komastrahls nimmt ab. Der untere Komastrahl ist in diesem Bereich also "achsnäher" als der obere Komastrahl.One Beam of light is opposite to another beam of light on the same position along the optical axis "close to the axis", if its Distance to the optical axis (measured perpendicular to the optical axis) smaller than the distance of the other light beam from the optical one Axis. Looking at a ray bundle in the object plane, from the same object point, so are the distances the individual beams of the beam tuft at this Object point the same. The distances of the individual light rays of the tuft of light but change immediately according to the object plane, depending on the beam angle differently. Consider, for example Komastrahlen, so takes the distance of the upper Komastrahls from the optical axis amount behind the object level to, that of the lower Komastrahls decreases. The lower coma jet is thus "nearer to the axis" than the upper coma jet in this area.

Als Komastrahlen werden hier die beiden Strahlen bezeichnet, die von einem äußersten Feldpunkt des Objektfeldes aus in der Meridionalebene verlaufen und den Rand der Blende streifen. Derjenige der beiden Strahlen, der sich vom Objektpunkt aus zunächst von der optischen Achse entfernt, wird hier als „oberer Komastrahl", der andere als „unterer Komastrahl" bezeichnet.When Komastrahlen are here called the two rays of an outermost field point of the object field run in the Meridionalebene and the edge of the aperture strip. The one of the two rays that emerges from the object point first away from the optical axis, is here referred to as "upper Komastrahl ", the other termed" lower coma jet ".

Im Verlauf des Strahlengangs andern sich die Abstände der Lichtstrahlen von der optischen Achse weiter. In einer Pupillenebene tritt eine Umkehr der Achsnähe zweier Lichtstrahlen, die vor der Pupillenebene einen unterschiedlichen Abstand zur optischen Achse haben, ein. Der vor der Pupillenebene weiter von der optischen Achse beabstandete Lichtstrahl ist nach der Pupillenebene näher zur optischen Achse beabstandet als der vor der Pupillenebene näher zur optischen Achse beabstandete Lichtstrahl.In the course of the beam path, the distances of the light beams from the optical axis continue to change. In a pupil plane, a reversal of the axial proximity of two light beams, which have a different distance from the optical axis in front of the pupil plane, occurs. The front of the pupil plane further from the optical axis spaced light beam is spaced closer to the pupil plane to the optical axis than the pupil plane closer to the optical axis spaced light beam.

Der zuvor beschriebene Effekt der "Umkehr der Achsnähe" führt insbesondere zu einer Selbstkompensation von ungeraden Abbildungsfehlern. Ungerade Abbildungsfehler lassen sich allgemein als diejenigen Anteile der Wellenfrontaberrationen definieren, die antisymmetrisch zur Pupillenmitte sind, bei denen also die Verzögerung der Strahlen an entgegengesetzt gleichen Pupillenkoordinaten entgegengesetzt gleich ist.Of the previously described effect of "reversing the axis proximity" leads in particular to a self-compensation of odd aberrations. Odd aberrations can be generally understood as those proportions wavefront aberrations that are antisymmetric to the Pupillenmitte are, so where the delay of the Rays opposite to opposite pupil coordinates is equal to.

Die zuvor beschriebene Umkehr der Achsnähe gilt insbesondere auch für zwei Lichtstrahlen, die unter entgegengesetzt gleichen Winkeln vom Objekt ausgehen bzw. am Bild ankommen, also zwei Lichtstrahlen mit entgegengesetzt gleichen Pupillenkoordinaten. Auf einer einzelnen Linse führt die typischerweise nach außen abfallende Temperaturverteilung zu einer optischen Weglängenänderung, die von dem Abstand des Lichtstrahls von der optischen Achse abhängt, und damit zu einer für die beiden zuvor genannten Lichtstrahlen unterschiedlichen Verzögerung. Beim Durchgang durch eine symmetrisch aufgebaute abbildende Gruppe optischer Elemente mit einer in dieser Gruppe vorhandenen Pupille laufen zwei solche Lichtstrahlen etwa gleich weit durch äußere, "kühle" Bereiche für Linsen, außerdem etwa gleich weit durch innere, "warme" Bereiche von Linsen. Insgesamt kompensieren sich damit die Weglängendifferenzen beider Strahlen wenigstens zum Teil. Das bedeutet gleichzeitig, dass sich die Beiträge zu ungeraden Bildfehlern in einer solchen Gruppe zumindest teilweise kompensieren. Bei einer nicht symmetrisch aufgebauten abbildenden Gruppe findet aufgrund der Umkehr der Achsnähe von Strahlen an der Pupille immer noch eine Kompensation der ungeraden Bildfehler statt, wenn auch in der Regel nicht so stark wie bei einer symmetrisch aufgebauten abbildenden Gruppe.The reversal of the axle nearness described above applies in particular even for two beams of light that are opposite equal angles go out of the object or arrive at the picture, so two light beams with opposite, same pupil coordinates. On a single lens, this typically replaces outside sloping temperature distribution to an optical Path length change, that of the distance of the light beam depends on the optical axis, and thus one for the two aforementioned light beams different delay. When passing through a symmetrically constructed imaging group optical elements with a pupil present in this group two such rays of light run approximately equally through outer, "cool" areas for lenses, as well about the same distance through inner, "warm" areas of lenses. All in all compensate for the path length differences of both Rays at least partially. At the same time that means the contributions to odd artifacts in such a Compensate group at least partially. In a non-symmetrical built-up imaging group takes place due to the reversal of the axis of rays at the pupil still compensate for the odd aberrations although not as strong as a symmetrical one built-up imaging group.

Der zweite Aspekt des erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs, der zur Verringerung wärmeinduzierter Abbildungsfehler führt, ist die Verwendung von Linsen aus einem Material mit geringer Absorption und/oder hoher Wärmeleitfähigkeit in der objektseitigen ersten oder bildebenenseitigen zweiten dioptrischen abbildenden Gruppe optischer Elemente des Projektionsobjektivs. Es hat sich gezeigt, dass das bildebenenseitige Objektivteil des Projektionsobjektivs die Hauptbeiträge zu wärmeinduzierten zwei- und vierwelligen Abbildungsfehlern liefert. Durch die Verwendung von Linsen aus einem Material mit geringer Absorption und/oder hoher Wärmeleitfähigkeit können wärmeinduzierte Abbildungsfehler, wie beispielsweise diese wärmeinduzierten zwei- und vierwelligen Abbildungsfehler verringert werden, weil der Wärmeeintrag in diese Linse oder Linsen aufgrund der geringeren Absorption geringer ist und/oder die Wärme aufgrund der höheren Wärmeleitfähigkeit in der Linse oder den Linsen besser abgeführt und homogener verteilt wird, was geringere und leichter zu korrigierende Abbildungsfehler verursacht, die beispielsweise über die üblichen Manipulatoren leichter behoben werden können.Of the second aspect of the projection objective according to the invention, to reduce heat-induced aberrations leads, is the use of lenses of a material with low absorption and / or high thermal conductivity in the object-side first or image-plane-side second dioptric imaging group of optical elements of the projection lens. It has been shown that the image plane-side objective part of the Projection lens the main contributions to heat-induced provides two- and four-wave aberrations. By use of lenses made of a material with low absorption and / or high thermal conductivity may cause heat-induced aberrations, such as these heat-induced two- and four-wave aberrations be reduced because of the heat input into this lens or lenses is lower due to the lower absorption and / or the heat due to the higher thermal conductivity in the lens or lenses better dissipated and homogeneous distributed, resulting in lower and easier to correct aberrations caused, for example, over the usual Manipulators can be easily fixed.

Hinsichtlich des zweiten Aspektes der Verringerung von wärmeinduzierten Abbildungsfehlern ist es bevorzugt, wenn die zumindest eine Linse der ersten und/oder zweiten Gruppe, die zumindest aus einem Material mit geringer Absorption und/oder hoher Wärmeleitfähigkeit gefertigt ist, der ersten bzw. zweiten Pupillenebene optisch am nächsten liegt.Regarding of the second aspect of reducing heat-induced Aberrations, it is preferred if the at least one lens the first and / or second group, the at least one material with low absorption and / or high thermal conductivity is manufactured, the first and second pupil plane visually on next.

Durch diese Maßnahme werden wärmeinduzierte Abbildungsfehler, insbesondere nicht-rotationssymmetrische Abbildungsfehler, weiter verringert, weil gerade pupillennahe optische Elemente bzw. Linsen gegenüber einer nicht-rotationssymmetrischen Erwärmung durch nicht-rotationssymmetrische Beleuchtung, wie zum Beispiel Dipol- oder Quadrupolbeleuchtung am empfindlichsten sind, so dass durch den Einsatz zumindest einer Linse, die der zweiten Pupillenebene optisch am nächsten liegt, solche durch Linsenerwärmung hervorgerufene Bildfehler deutlich reduziert werden können.By this measure will be heat-induced aberrations, in particular non-rotationally symmetric aberrations, continue reduced, because just close to the pupil optical elements or lenses against non-rotationally symmetric heating by non-rotationally symmetrical lighting, such as Dipole or quadrupole illumination are the most sensitive, so that by the use of at least one lens, that of the second pupil plane optically closest, such by Linsenerwärmung caused image errors can be significantly reduced.

Die optische Nähe ist dabei durch das unten näher beschriebene Subaperturverhältnis definiert.The optical proximity is closer by the below defined subaperture ratio defined.

Eine weitere Verringerung wärmeinduzierter Abbildungsfehler gemäß dem zweiten Aspekt kann dadurch erreicht werden, dass zumindest zwei Linsen, die den Pupillenebenen optisch am nächsten liegen, zumindest aus einem Material mit geringer Absorption und/oder hoher Wärmeleitfähigkeit gefertigt sind.A further reduction of heat-induced aberration according to the second aspect can be achieved be that at least two lenses, the pupil planes optically lying closest, at least from a material with less Made of absorption and / or high thermal conductivity are.

Diese beiden Linsen können beispielsweise eine Linse vor oder hinter der ersten und eine Linse vor oder hinter der zweiten Pupillenebene sein, oder zwei Linsen vor der ersten oder zweiten Pupillenebene, oder zwei Linsen nach der ersten oder zweiten Pupillenebene, oder je eine Linse vor und nach der ersten oder zweiten Pupillenebene sein.These Both lenses can, for example, a lens before or behind the first and a lens in front of or behind the second pupil plane or two lenses in front of the first or second pupil plane, or two lenses after the first or second pupil plane, or one lens each before and after the first or second pupil plane be.

Noch weiter verbessert werden können die Abbildungseigenschaften des erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs hinsichtlich des zweiten Aspekts dadurch, dass diejenigen Linsen der ersten und/oder zweiten abbildenden Gruppe, deren Subaperturverhältnis betragsmäßig zwischen 0,6 und 1, vorzugsweise zwischen 0,8 und 1 liegt, zumindest aus einem Material mit geringer Absorption und/oder hoher Wärmeleitfähigkeit gefertigt sind.The imaging properties of the project according to the invention can be further improved tion lens according to the second aspect in that those lenses of the first and / or second imaging group whose Subaperturverhältnis is between 0.6 and 1, preferably between 0.8 and 1, at least of a material with low absorption and / or high thermal conductivity are made.

Das vorstehend genannte Subaperturverhältnis ist ein Maß zur Quantifizierung, ob eine Linse pupillennah oder feldnah ist. Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung wird das Subaperturverhältnis S einer Linse als arithmetisches Mittel aus den Subaperturverhältnissen der beiden Linsenflächen definiert. Das Subaperturverhältnis S einer optischen Fläche wird wie folgt definiert:

wobei r die Randstrahlhöhe, h die Hauptstrahlhöhe und die Signumsfunktion sign x das Vorzeichen von x bezeichnet, wobei nach Konvention sign 0 = 1 gilt. Unter Hauptstrahlhöhe wird die Strahlhöhe des Hauptstrahles eines Feldpunktes des Objektfeldes mit betragsmäßig maximaler Feldhöhe verstanden. Die Strahlhöhe ist hier vorzeichenbehaftet zu verstehen. Unter Randstrahlhöhe wird die Strahlhöhe eines Strahles mit maximaler Apertur ausgehend vom Schnittpunkt der optischen Achse mit der Objektebene verstanden. Dieser Feldpunkt muss nicht zur Übertragung des in der Objektebene angeordneten Musters beitragen – insbesondere bei außeraxialen Bildfeldern. Das Subaperturverhnitnis ist eine vorzeichenbehaftete Größe, die ein Maß für die Feld- bzw. Pupillennähe einer Ebene im Strahlengang ist. Per Definition ist das Subaperturverhältnis auf Werte zwischen –1 und +1 normiert, wobei in jeder Feldebene das Subaperturverhältnis null ist und wobei in einer Pupillenebene das Subaperturverhältnis von –1 nach +1 springt oder umgekehrt. Ein betragsmäßiges Subaperturverhältnis von 1 bestimmt somit eine Pupillenebene.The above-mentioned subaperture ratio is a measure for quantifying whether a lens is close to the pupil or close to the field. For purposes of the present description, the subaperture ratio S of a lens is defined as the arithmetic mean of the subaperture ratios of the two lens surfaces. The subaperture ratio S of an optical surface is defined as follows:

where r denotes the marginal ray height, h the principal ray height and the sign function sign x denotes the sign of x, where by convention sign 0 = 1. Under main beam height, the beam height of the main beam of a field point of the object field is understood with absolute maximum field height. The beam height is to be understood here signed. The term "edge beam height" is understood to mean the beam height of a beam with maximum aperture starting from the point of intersection of the optical axis with the object plane. This field point does not have to contribute to the transmission of the pattern arranged in the object plane, especially in the case of off-axis image fields. The Subaperturverhnitnis is a signed size, which is a measure of the field or pupil near a plane in the beam path. By definition, the subaperture ratio is normalized to values between -1 and +1, where the subaperture ratio is zero at each field level, and at a pupil level, the subaperture ratio jumps from -1 to +1 or vice versa. An absolute subaperture ratio of 1 thus determines a pupil plane.

Durch die Verwendung von Linsen, deren Subaperturverhältnis in den vorstehend genannten Bereichen liegen, werden somit die pupillennahen Linsen als solche ausgewählt, die aus einem Material mit geringer Absorption und/oder hoher Wärmeleitfähigkeit gefertigt sind, um wärmeinduzierte Aberrationen durch pupillennahe Linsen zu verringern.By the use of lenses whose subaperture ratio in the areas mentioned above, are thus close to the pupil Lenses selected as such, made of a material with low absorption and / or high thermal conductivity are made to heat-induced aberrations through pupil-near Reduce lenses.

Da Materialien mit geringer Absorption und/oder hoher Wärmeleitfähigkeit üblicherweise in den Gestehungskosten teurer sind, ist es vorteilhaft, wenn die Auswahl von Linsen aus einem Material mit geringer Absorption und/oder hoher Wärmeleitfähigkeit auf das notwendige Mindestmaß beschränkt wird.There Materials with low absorption and / or high thermal conductivity usually in the production costs are more expensive, it is advantageous if the Selection of lenses from a material with low absorption and / or high thermal conductivity is limited to the necessary minimum becomes.

Erfindungsgemäß ist, wie bereits oben beschrieben, vorgesehen, dass die zumindest eine Linse aus einem Material mit geringer Absorption und/oder hoher Wärmeleitfähigkeit eine Linse der ersten abbildenden Gruppe oder der zweiten abbildenden Gruppe ist, oder es kann in jeder der beiden zuvor genannten abbildenden Gruppen zumindest eine Linse zumindest aus einem Material mit geringer Absorption und/oder hoher Wärmeleitfähigkeit vorhanden sein. Die zweite abbildende Gruppe eignet sich für die Verwendung zumindest einer Linse aus einem Material mit geringer Absorption und/oder hoher Wärmeleitfähigkeit unter dem Gesichtspunkt, dass in der zweiten abbildenden Gruppe, d. h. der bildebenenseitigen abbildenden Gruppe meistens eine Mehrzahl von Linsen vorhanden sind, deren Subaperturverhältnis größer als 0,6 ist, die also pupillennah sind. Die erste abbildende Gruppe eignet sich für die Verwendung zumindest einer Linse aus einem Material mit geringer Absorption und/oder hoher Wärmeleitfähigkeit unter dem Gesichtspunkt der Materialersparnis, da in der ersten abbildenden Gruppe, d. h. der objektebenenseitigen Gruppe, die Linsen einen kleineren Durchmesser aufweisen als in der zweiten Gruppe.According to the invention, As already described above, it is provided that the at least one Lens made of a material with low absorption and / or high Thermal conductivity is a lens of the first imaging group or the second imaging group is, or it can be in each of the at least one lens to both aforementioned imaging groups at least of a material with low absorption and / or high Thermal conductivity be present. The second imaging group is suitable for use at least a lens made of a material with low absorption and / or high thermal conductivity from the point of view of that in the second imaging group, d. H. the image-level side imaging group usually a plurality of lenses are present, whose subaperture ratio is greater than Is 0.6, so they are close to the pupil. The first imaging group is suitable for the use of at least one lens a material with low absorption and / or high thermal conductivity from the point of material saving, since in the first imaging group, d. H. the object-side-group, the lenses have a smaller diameter than in the second group.

Das zumindest eine Material mit geringer Absorption und/oder hoher Wärmeleitfähigkeit ist vorzugsweise ein solches, das gegenüber Quarzglas eine geringere Absorption und/oder höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist.The at least one material with low absorption and / or high thermal conductivity is preferably one which, compared to quartz glass a has lower absorption and / or higher thermal conductivity.

Vorzugsweise wird als Material in diesem Sinne ein solches verwendet, das eine Wärmeleitfähigkeit von zumindest etwa 2,5 W/(m·K), vorzugsweise zumindest etwa 5 W/(m·K), weiter vorzugsweise zumindest etwa 8 W/(m·K) aufweist. Quarz hat demgegenüber eine Wärmeleitfähigkeit von 1,3 W/(m·K). Ein besonders bevorzugtes Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit ist Calciumfluorid (CaF₂), das eine Wärmeleitfähigkeit von 9,7 W/(m·K) aufweist.Preferably, the material used in this sense is one which has a thermal conductivity of at least about 2.5 W / (m.K), preferably at least about 5 W / (m.K), more preferably at least about 8 W / (m.K). K). In contrast, quartz has a thermal conductivity of 1.3 W / (m · K). A particularly preferred material with a high thermal conductivity is calcium fluoride (CaF ₂ ), which has a thermal conductivity of 9.7 W / (m · K).

Linsen in Projektionsobjektiven für die Lithografie werden üblicherweise aus Quarzglas hergestellt. Eine Verringerung von wärmeinduzierten Abbildungsfehlern kann im Sinne der vorliegenden Erfindung somit dadurch erreicht werden, dass für die vorstehend genannten Linsen der ersten und/oder zweiten Gruppe, insbesondere der pupillennahen Linsen, ein Material mit gegenüber Quarzglas geringerer Absorption und/oder höherer Wärmeleitfähigkeit verwendet wird.Lenses in projection lenses for lithography are usually made of quartz glass. A reduction of heat-induced aberrations can thus be achieved in the sense of the present invention by providing a material with a lower absorption compared to quartz glass and / or for the above-mentioned lenses of the first and / or second group, in particular the near-pupil lenses higher thermal conductivity is used.

In praktischen Ausgestaltungen der Erfindung ist das zumindest eine Material mit geringer Absorption und/oder hoher Wärmeleitfähigkeit aus der Gruppe ausgewählt, die CaF₂ aufweist.In practical embodiments of the invention, the at least one material with low absorption and / or high thermal conductivity is selected from the group comprising CaF ₂ .

In Calciumfluorid (CaF₂) wird aufgrund der höheren Wärmeleitfähigkeit die eingetragene Wärme besser abgeführt und homogener verteilt. Darüber hinaus haben die wärmeinduzierten optischen Weglängenänderungen durch Oberflächendeformation und Brechzahländerung bei Calciumfluorid entgegengesetzte Vorzeichen, so dass sie sich bereits teilweise kompensieren.In calcium fluoride (CaF ₂ ) due to the higher thermal conductivity of the registered heat is better dissipated and distributed more homogeneously. In addition, the heat-induced optical path length changes due to surface deformation and refractive index change in calcium fluoride have opposite signs, so that they already partially compensate each other.

Etwaige bei Calciumfluorid durch intrinsische Doppelbrechung induzierte Abbildungsfehler können durch geeignete Verdrehung der Kristallachsen in den verschiedenen Linsen ausreichend korrigiert werden.any for calcium fluoride induced by intrinsic birefringence Aberrations can be caused by suitable rotation of the Crystal axes in the various lenses sufficiently corrected become.

Wie bereits erwähnt, ist es wegen der höheren Materialkosten insbesondere von Calciumfluorid sinnvoll, nur für einen Teil der Linsen Calciumfluorid zu verwenden, und zwar, wie bereits oben ausgeführt, vorteilhafterweise für diejenigen Linsen, die am ehesten zu den höheren wärmeinduzierten zwei- und vierwelligen Abbildungsfehlern beitragen. Mit diesem Kompromiss kann das Abbildungsverhalten des Projektionsobjektivs auf kostengünstige Weise verbessert werden.As already mentioned, it is because of the higher material costs especially useful for calcium fluoride, only for one Part of the lenses to use calcium fluoride, and indeed, as already outlined above, advantageously for those Lenses most likely to induce the higher heat contribute to two- and four-wave aberrations. With this compromise The imaging behavior of the projection lens can be cost-effective Way be improved.

In diesem Sinne sind diejenigen Linsen der ersten und zweiten Gruppe, die nicht aus dem zumindest einen Material mit geringer Absorption und/hoher Wärmeleitfähigkeit gefertigt sind, aus einem Material gefertigt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die Quarzglas aufweist.In In this sense, those lenses of the first and second group, not from the at least one material with low absorption and / are made of high thermal conductivity made of a material selected from the group is that has quartz glass.

Das erfindungsgemäße Projektionsobjektiv weist somit eine Kombination aus Linsen aus üblichem Quarzglas und aus Calciumfluorid auf.The Projection objective according to the invention thus has a combination of lenses made of conventional quartz glass and from calcium fluoride.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Anordnung optischer Elemente katadioptrisch, und weist zumindest eine dritte Gruppe auf, die zwischen der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe angeordnet ist und zumindest zwei Spiegel aufweist.In In a further preferred embodiment, the arrangement is more optical Elements catadioptric, and has at least a third group on, which is arranged between the first group and the second group and at least two mirrors.

Die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs als katadioptrisches Projektionsobjektiv weist zwei wesentliche Vorteile in Bezug auf eine Linsenerwärmung auf. Zum einen können die Linsendurchmesser gegenüber rein refraktiven Bauweisen kleiner gewählt werden, was wegen der geringeren Materialkosten insbesondere bei Verwendung von Calciumfluorid, wie oben beschrieben, vorteilhaft ist. Des weiteren erfüllt ein katadioptrisches Projektionsobjektiv von vornherein den oben genannten ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, nämlich, dass die erste objektebenenseitige Gruppe optischer Elemente eine erste Pupillenebene aufweist, derart, dass sich die Achsnähe der Strahlen in einem von einem außeraxialen Feldpunkt der Objektebene ausgehenden Bündel an der ersten Pupillenebene umkehrt, wie bereits oben erläutert wurde.The Embodiment of the projection lens according to the invention as catadioptric projection lens has two essential Advantages in relation to lens warming up. On the one hand The lens diameters can be compared to purely refractive ones Construction methods are chosen to be smaller, which is because of the lower Material costs, especially when using calcium fluoride, such as described above, is advantageous. Furthermore fulfilled a catadioptric projection lens from the outset the above mentioned first aspect of the present invention, namely, the first object-side-side group of optical elements has a has first pupil plane, such that the axis proximity of the rays in one of an off-axis field point Object level outgoing bundle at the first pupil level reverses, as already explained above.

Die vorstehend genannte Umkehr der Achsnähe der Lichtstrahlen vor und hinter der ersten Pupillenebene und der darauf beruhende Selbstkompensationseffekt wird am besten dann erreicht, wenn die optischen Elemente der ersten Gruppe bezüglich der ersten Pupillenebene im Wesentlichen optisch symmetrisch angeordnet sind, wie dies in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen ist.The aforementioned reversal of the axis proximity of the light rays in front of and behind the first pupil plane and the one based on it Self-compensation effect is best achieved when the optical elements of the first group with respect to the first Pupil plane are arranged substantially optically symmetrical, as provided in a further preferred embodiment is.

Unter "optisch symmetrisch angeordnet" ist hier zu verstehen, dass die erste abbildende Gruppe, die die erste Pupillenebene aufweist, einen paraxialen Vergrößerungsmaßstab aufweist, der zwischen etwa 0,5 und 2, bevorzugt zwischen 0,75 und 1,5 und weiter vorzugsweise nahe bei 1 liegt. Unabhängig davon wird die erste Gruppe im Sinne der vorliegenden Erfindung als "optisch symmetrisch" angesehen, wenn das Verhältnis aus der Anzahl der Linsen vor der ersten Pupillenebene und der Anzahl der Linsen nach der ersten Pupillenebene zwischen 0,3 und 3, vorzugsweise zwischen 0,5 und 2 und weiter vorzugsweise nahe bei 1 liegt. Da die erste Gruppe eine abbildende Gruppe optischer Elemente ist, bildet die erste Gruppe ein in der Objektebene angeordnetes Muster in eine Zwischenbildebene ab, die sich zwischen der Objektebene und der Bildebene befindet.Under "optically symmetrically arranged" is to be understood here that the first imaging group having the first pupil plane, one having a paraxial magnification scale, between about 0.5 and 2, preferably between 0.75 and 1.5 and more preferably close to 1. Independently of For the purposes of the present invention, the first group is termed "optical symmetrically "viewed when the ratio of the number the lenses in front of the first pupil plane and the number of lenses after the first pupil plane between 0.3 and 3, preferably between 0.5 and 2, and more preferably close to 1. Because the first Group is an imaging group of optical elements, forms the first group a pattern arranged in the object plane into one Intermediate image plane extending between the object plane and the Image plane is located.

Die Erfindung betrifft ferner eine Projektionsbelichtungsanlage für die Lithografie, mit einer Beleuchtungsvorrichtung und mit einem Projektionsobjektiv nach einer oder mehreren der vorstehend genannten Ausgestaltungen, wobei die Beleuchtungsvorrichtung des Projektionsobjektivs in Betrieb mit nicht-rotationssymmetrischer Beleuchtungswinkelverteilung beleuchtet.The The invention further relates to a projection exposure apparatus for the lithograph, with a lighting device and with a Projection lens according to one or more of the above Embodiments, wherein the illumination device of the projection lens in operation with non-rotationally symmetrical illumination angle distribution illuminated.

Es wurde bereits oben erläutert, dass sich die vorliegende Erfindung gerade bei einer Projektionsbelichtungsanlage als vorteilhaft erweist, bei der die Beleuchtungsvorrichtung das Projektionsobjektiv im Betrieb mit nicht-rotationssymmetrischer Beleuchtungswinkelverteilung beleuchtet, weil in diesem Fall insbesondere komplexe Abbildungsfehler erzeugt werden, die auf dem Fehlen der Rotationssymmetrie der Beleuchtungswinkelverteilung beruhen. Mit dem erfindungsgemäßen Projektionsobjektiv werden solche komplexen wärmeinduzierten Abbildungsfehler verringert.It has already been explained above that the present invention is currently in a projection lighting system proves to be advantageous in which the illumination device illuminates the projection lens in operation with non-rotationally symmetrical illumination angle distribution, because in this case, in particular complex aberrations are generated, which are based on the lack of rotational symmetry of the illumination angle distribution. With the projection objective according to the invention, such complex heat-induced aberrations are reduced.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Zeichnung.Further Advantages and features will become apparent from the following description the attached drawing.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in each case specified combination, but also in other combinations or can be used in isolation, without the scope of the present To leave invention.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird mit Bezug auf diese hiernach näher beschrieben. Es zeigen:One Embodiment of the invention is in the drawing and will be closer with reference to this described. Show it:

1 eine Projektionsbelichtungsanlage für die Lithografie; 1 a projection exposure apparatus for lithography;

2 ein Projektionsobjektiv der Projektionsbelichtungsanlage in 1; 2 a projection lens of the projection exposure apparatus in 1 ;

3 ein Diagramm, das Beiträge einzelner optischer Elemente des Projektionsobjektivs in 2 zu bestimmten Abbildungsfehlern darstellt; 3 a diagram showing the contributions of individual optical elements of the projection lens in 2 represents certain aberrations;

4 ein weiteres Diagramm, das Beiträge einzelner optischer Elemente des Projektionsobjektivs in 2 zu weiteren bestimmten Abbildungsfehlern zeigt; 4 another diagram, the contributions of individual optical elements of the projection lens in 2 to show other specific aberrations;

5 ein Diagramm, das Subaperturverhältnisse an einzelnen optischen Elementen des Projektionsobjektivs in 2 zeigt; und 5 a diagram showing the subaperture conditions on individual optical elements of the projection objective in 2 shows; and

6 ein Diagramm, das die Absolutbeträge der Subaperturverhältnisse in 5 zeigt. 6 a diagram showing the absolute values of subaperture ratios in 5 shows.

In 1 ist eine mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehene Projektionsbelichtungsanlage für die Lithografie dargestellt.In 1 is one with the general reference numeral 10 provided projection exposure system for lithography.

Die Projektionsbelichtungsanlage 10 weist eine Beleuchtungsvorrichtung 12 auf, die eine Lichtquelle 14 zur Erzeugung von Licht, beispielsweise mit einer Wellenlänge von 193 nm, aufweist. Die Beleuchtungsvorrichtung 12 weist weiterhin ein Strahlführungssystem 16 auf, das das von der Lichtquelle 14 erzeugte Beleuchtungslicht in eine Objektebene OE eines Projektionsobjektivs 18 der Projektionsbelichtungsanlage 10 richtet.The projection exposure machine 10 has a lighting device 12 on, which is a light source 14 for generating light, for example with a wavelength of 193 nm. The lighting device 12 furthermore has a beam guidance system 16 on, that of the light source 14 generated illumination light in an object plane OE of a projection lens 18 the projection exposure system 10 directed.

In der Objektebene OE ist ein Retikel 20 angeordnet, das ein Muster aufweist, das mittels des Projektionsobjektivs 18 auf cm in einer Bildebene BE angeordnetes Substrat 22 abgebildet wird.In object level OE is a reticle 20 arranged, which has a pattern by means of the projection lens 18 on cm arranged in an image plane BE substrate 22 is shown.

Die Beleuchtungsvorrichtung 12 beleuchtet das Retikel 20 und damit mittelbar das Projektionsobjektiv 18 im Betrieb mit einer nicht-rotationssymmetrischen Beleuchtungswinkelverteilung.The lighting device 12 Illuminates the reticle 20 and thus indirectly the projection lens 18 in operation with a non-rotationally symmetrical illumination angle distribution.

Im Betrieb erwärmt sich das Projektionsobjektiv 18 aufgrund des Durchtritts des Beleuchtungslichts durch das Projektionsobjektiv 18 hindurch, insbesondere mit einer inhomogenen Wärmeverteilung an den einzelnen optischen Elementen besonders bei nicht-rotationssymmetrischer Beleuchtungswinkelverteilung.During operation, the projection lens heats up 18 due to the passage of the illumination light through the projection lens 18 through, in particular with an inhomogeneous heat distribution at the individual optical elements, in particular at non-rotationally symmetrical illumination angle distribution.

Bei herkömmlichen Projektionsobjektiven führt die Erwärmung zu wärmeinduzierten Abbildungsfehlern, die die Abbildung des Musters 20 auf das Substrat 22 verschlechtern. Bei dem Projektionsobjektiv 18 sind dagegen Maßnahmen getroffen worden, die solche wärmeinduzierten Abbildungsfehler zumindest verringern.In conventional projection lenses, the heating leads to heat-induced aberrations, which is the image of the pattern 20 on the substrate 22 deteriorate. In the projection lens 18 On the other hand, measures have been taken which at least reduce such heat-induced aberrations.

In 2 ist ein Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs 18 in Alleinstellung gezeigt.In 2 is an embodiment of the projection lens 18 shown in isolation.

Das Projektionsobjektiv 18 weist eine Anordnung 24 optischer Elemente auf, die eine Mehrzahl an refraktiven Elementen (Linsen und planparallele Platten) und eine Mehrzahl an reflektiven Elementen aufweist, so dass das Projektionsobjektiv 18 ein katadioptrisches Projektionsobjektiv ist. Im Folgenden werden zur Vereinfachung planparallele Platten ebenfalls als Linsen bezeichnet.The projection lens 18 has an arrangement 24 optical elements having a plurality of refractive elements (lenses and plane-parallel plates) and a plurality of reflective elements, so that the projection lens 18 is a catadioptric projection lens. In the following, plane-parallel plates are also referred to as lenses for the sake of simplicity.

Im Einzelnen weist die Anordnung 24 von der Objektebene OE aus gesehen zunächst sechs Linsen L1 bis L6, zwei Spiegel S7 und S8, und elf weitere Linsen L9 bis L19 auf.In detail, the arrangement 24 seen from the object plane OE first six lenses L1 to L6, two mirrors S7 and S8, and eleven more lenses L9 to L19 on.

Die Linsen L1 bis L6 bilden eine erste dioptrische abbildende Gruppe G1 optischer Elemente. Die erste dioptrische abbildende Gruppe G1 weist des weiteren eine erste Pupillenebene P1 auf.The Lenses L1 to L6 form a first dioptric imaging group G1 optical elements. The first dioptric imaging group G1 also has a first pupil plane P1.

Die Linsen L9 bis L19 bilden eine zweite dioptrische abbildende Gruppe G2 optischer Elemente, die eine zweite Pupillenebene P2 aufweist.The Lenses L9 to L19 form a second dioptric imaging group G2 of optical elements having a second pupil plane P2.

Die Spiegel S7 und S8 bilden eine dritte Gruppe G3.The Mirrors S7 and S8 form a third group G3.

Das Projektionsobjektiv 18 vereint in sich zwei Aspekte, die zur Verringerung wärmeinduzierter Abbildungsfehler beitragen, wie nachfolgend beschrieben wird.The projection lens 18 combines in itself two aspects that contribute to the reduction of heat-induced aberrations, as described below.

Gemäß einem ersten Aspekt weist zumindest eine der Gruppen G1 und G2 optischer Elemente eine Linse auf, die zumindest aus einem Material mit geringer Absorption und/oder hoher Wärmeleitfähigkeit gefertigt ist.According to one In the first aspect, at least one of the groups G1 and G2 is optical Elements have a lens made of at least one material with less Made of absorption and / or high thermal conductivity is.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs 18 sind die Linsen L12 bis L19 aus einem Material mit geringer Absorption und/oder hoher Wärmeleitfähigkeit gefertigt.In the illustrated embodiment of the projection lens 18 For example, the lenses L12 to L19 are made of a material having low absorption and / or high thermal conductivity.

Als solches Material mit geringer Absorption und/oder hoher Wärmeleitfähigkeit wird Calciumfluorid (CaF₂) verwendet, d. h. die Elemente L12 bis L19 sind aus CaF₂ gefertigt.As such material with low absorption and / or high thermal conductivity, calcium fluoride (CaF ₂ ) is used, ie the elements L 12 to L 19 are made of CaF ₂ .

Die Wirkung der Verwendung von CaF₂ für die Linsen L12 bis L19 auf wärmeinduzierte Abbildungsfehler wird nachfolgend mit Bezug auf 3 am Beispiel der Zernike-Koeffizienten Z5, Z12, Z17 und Z28 beschrieben. Die Zernike-Koeffizienten Z5/Z12 beschreiben Astigmatismus in der 0. und 1. radialen Ordnung der durch wärmeinduzierte Abbildungsfehler aberrierten Wellenfront. Die Zernike-Koeffizienten Z17/Z28 beschreiben die Vierwelligkeit in 0. und 1. radialer Ordnung der durch wärmeinduzierte Abbildungsfehler aberrierten Wellenfront.The effect of using CaF ₂ for the lenses L12 to L19 on heat-induced aberrations will be described below with reference to FIG 3 described using the Zernike coefficients Z5, Z12, Z17 and Z28 as an example. The Zernike coefficients Z5 / Z12 describe astigmatism in the 0th and 1st radial order of the wavefront aberrated by heat-induced aberrations. The Zernike coefficients Z17 / Z28 describe the quadrature in the 0th and 1st radial order of the wavefront aberrated by heat-induced aberrations.

Eine Definition der Zernike-Polgnome mit der hier verwendeten Nomenklatur findet sich z. B. in Herbert Gross (Ed.), „Handbook of Optical Systems", Band 2, Wiley-VCH, 2005 .A definition of the Zernike polynomials with the nomenclature used here can be found z. In Herbert Gross (Ed.), "Handbook of Optical Systems," Volume 2, Wiley-VCH, 2005 ,

In 3 sind für die Elemente L1 bis L6 sowie L9 bis L19 die Einzellinsenbeiträge zu den Zernike-Koeffizienten Z5, Z12, Z17 und Z28 dargestellt.In 3 For the elements L1 to L6 and L9 to L19, the single lens contributions to the Zernike coefficients Z5, Z12, Z17 and Z28 are shown.

Dabei wurde jeweils das Betragsmaximum über das Bildfeld (Bildebene BE) dargestellt.there in each case the absolute maximum over the image field (image plane BE).

Die Skalierung der Einzellinsenbeiträge zu den wärmeinduzierten Abbildungsfehlern in Z5, Z12, Z17 und Z28 ist dabei so gewählt, dass der sich durch Verwendung von Quarzglas für die Linsen ergebende entsprechende wärmeinduzierte Abbildungsfehler auf 100% gesetzt wurde. Da die Linsen L1 bis L6 und L9 bis L11 aus Quarzglas gefertigt sind, tragen diese Elemente entsprechend zu 100% zu wärmeinduzierten Abbildungsfehlern in den Zemike-Ordnungen Z5, Z12, Z17 und Z28 bei.The Scaling of the single-lens contributions to the heat-induced Aberrations in Z5, Z12, Z17 and Z28 is chosen so that is characterized by using quartz glass for the lenses resulting corresponding heat-induced aberrations set to 100%. Since the lenses L1 to L6 and L9 to L11 off Are made of quartz glass, these elements contribute accordingly 100% to heat-induced aberrations in Zemike orders Z5, Z12, Z17 and Z28 at.

Demgegenüber sind die Beiträge der Elemente L12 bis L19 durch Fertigung dieser Elemente aus CaF₂ deutlich reduziert, und zwar unter etwa 10%.In contrast, the contributions of the elements L12 to L19 are significantly reduced by manufacturing these elements from CaF ₂ , below about 10%.

In 3 ist in dem letzten Säulenpaket der Gesamtabbildungsfehler des Projektionsobjektivs 18 in den Zemike-Ordnungen Z5, Z12, Z17 und Z28 dargestellt, und es ergibt sich, dass dieser Gesamtabbildungsfehler durch die deutlich geringeren Einzellinsenbeiträge der Elemente L12 bis L19 aufgrund der Verwendung von CaF₂ auf unter etwa 50% verringert werden konnte.In 3 is in the last column package the overall aberration of the projection lens 18 shown in the Zernike orders Z5, Z12, Z17 and Z28, and it is found that this overall image defect could be reduced by the significantly lower single lens contributions of L12 to L19 from the use of CaF ₂ to below about 50%.

Während bei dem Projektionsobjektiv in 2 die zweite Gruppe G2 optischer Elemente insgesamt acht Linsen aus CaF₂ aufweist, kann auch eine geringere oder größere Anzahl von Linsen in der zweiten Gruppe G2 oder der ersten Gruppe G1 ausgewählt werden, die aus CaF2 gefertigt sind.While with the projection lens in 2 the second group G2 of optical elements having a total of eight lenses made of CaF _2, also a smaller or larger number of lenses in the second group G2 or the first group G1 can be selected, which are made of CaF2.

Ein Auswahlkriterium für die Verwendung von CaF₂ für bestimmte einzelne Linsen der zweiten Gruppe G2 ist die optische Nähe zur zweiten Pupillenebene P2. Ein Auswahlkriterium für die Verwendung von CaF₂ für bestimmte einzelne Linsen der ersten Gruppe G1 ist die optische Nähe zur ersten Pupillenebene P1.A selection criterion for the use of CaF ₂ for certain individual lenses of the second group G2 is the optical proximity to the second pupil plane P2. A selection criterion for the use of CaF ₂ for certain individual lenses of the first group G1 is the optical proximity to the first pupil plane P1.

Ein Maß für die optische Nähe zu einer Pupillenebene lässt sich allgemein durch das Subaperturverhältnis angeben, und zwar durch den Ausdruck

A measure of the optical proximity to a pupil plane is generally indicated by the subaperture ratio, by the term

In dem Ausdruck bedeutet r die Randstrahlhöhe und h die Hauptstrahlhöhe, und die Signumsfunktion sign x bezeichnet das Vorzeichen von x, wobei konventionsgemäß sign 0 = 1 ist. Unter Hauptstrahlhöhe wird die vorzeichenbehaftete Strahlhöhe des Hauptstrahls eines Feldpunktes in der Objektebene OE mit betragsmäßig maximaler Feldhöhe verstanden. Unter Randstrahlhöhe wird die Strahlhöhe eines Strahles mit maximaler Apertur ausgehend vom Schnittpunkt der optischen Achse mit der Objektebene OE verstanden. Bei dem in 2 gezeigten Projektionsobjektiv handelt es sich um eine Ausführungsform mit einem außeraxialen Bildfeld. Der Objektpunkt auf der optischen Achse trägt somit nicht zur Übertragung des in der Objektebene OE angeordneten Musters bei.In the expression, r denotes the marginal ray height and h the principal ray height, and the sign function sign x denotes the sign of x, where by convention sign 0 = 1. The main beam height is understood to be the signed beam height of the main beam of a field point in the object plane OE with absolute maximum field height. By edge beam height is meant the beam height of a beam with maximum aperture starting from the intersection of the optical axis with the object plane OE. At the in 2 The projection lens shown is an embodiment with an off-axis image field. The object point on the optical axis thus does not contribute to the transmission of the pattern arranged in the object plane OE.

Das Subaperturverhältnis einer Linse ist dabei definiert als das arithmetische Mittel der Subaperturverhältnisse der beiden Linsenflächen.The Subaperture ratio of a lens is defined as the arithmetic mean of the subaperture ratios of both lens surfaces.

Das Subaperturverhältnis liegt definitionsgemäß somit zwischen –1 und +1, wobei in einer Feldebene (beispielsweise Bildebene BE) das Subaperturverhältnis 0 ist, und wobei in jeder Pupillenebene (P1 und P2) eine Unstetigkeitsstelle mit einem Sprung des Subaperturverhältnisses von –1 nach +1 oder von +1 nach –1 entspricht. Somit bezeichnen Subaperturverhältnisse von 0 Feldebenen, während ein betragsmäßig paraxiales Subaperturverhältnis von 1 eine Pupillenebene bestimmt. Feldnahe Ebenen weisen somit Subaperturverhältnisse auf, die nahe bei 0 liegen, während pupillennahe Ebenen Subaperturverhältnisse aufweisen, die betragsmäßig nahe bei 1 liegen. Das Vorzeichen des Subaperturverhältnisses gibt die Stellung der Ebene vor oder hinter einer Bezugsebene an.The Subaperture ratio is by definition thus between -1 and +1, wherein in a field level (for example Image plane BE), the subaperture ratio is 0, and where in each pupil plane (P1 and P2) a point of discontinuity with a jump of the subaperture ratio of -1 after +1 or from +1 to -1. Thus denote Subaperture ratios of 0 field levels while a magnitude paraxial subaperture ratio 1 determines a pupil plane. Field-level levels thus indicate Subaperture ratios that are close to 0 while pupil-like levels have Subaperturverhältnisse, the amount close to 1. The sign Subaperture Ratio indicates the position of the plane in front of or behind a reference plane.

In 5 und 6 sind für die Linsen L1 bis L6 sowie L9 bis L19 die Subaperturverhältnisse an den Vorder- und Rückseiten der Linsen L1 bis L6 sowie L9 bis L19 dargestellt. Während in 5 die Subaperturverhältnisse als vorzeichenbehaftete Größe aufgetragen sind, sind in 6 die Absolutwerte der Subaperturverhältnisse dargestellt.In 5 and 6 For the lenses L1 to L6 and L9 to L19, the subaperture ratios at the front and rear sides of the lenses L1 to L6 and L9 to L19 are shown. While in 5 the subaperture ratios are plotted as a signed quantity are in 6 the absolute values of the subaperture ratios are shown.

Für die Auswahl derjenigen Linsen aus den Linsen L1 bis L6 und L9 bis L19, die als optisch nahe zu einer Pupillenebene zu qualifizieren sind und sich somit insbesondere dafür eignen, aus CaF₂ gefertigt zu werden, sind solche Linsen bevorzugt, an denen das Subaperturverhältnis betragsmäßig größer oder gleich 0,6 ist. Gemäß 6 sind dies die Linsen L4 sowie L10 bis L18.For the selection of those lenses from the lenses L1 to L6 and L9 to L19, which are to be qualified as optically close to a pupil plane and thus are particularly suitable for being made of CaF ₂ , those lenses are preferred in which the Subaperturverhältnis amount is greater than or equal to 0.6. According to 6 These are the lenses L4 and L10 to L18.

Da pupillennahe Linsen am meisten zu nicht-rotationssymmetrischen wärmeinduzierten Abbildungsfehlern beitragen, andererseits CaF₂ ein gegenüber Quarzglas teureres Material ist, ist es im Wege eines Kompromisses zur Optimierung der Verringerung wärmeinduzierter Abbildungsfehler ausreichend, die Linsen L10 bis L18 und gegebenenfalls die Linse L4 aus CaF₂ zu fertigen.On the other hand, since near-pupil lenses contribute the most to non-rotationally symmetric heat-induced aberrations, while CaF _{2 is} a more expensive material than silica, by way of trade-off for optimizing the reduction of heat-induced aberrations, the lenses L10 through L18 and optionally the CaF ₂ lens L4 are sufficient to manufacture.

Anstelle von CaF₂, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel bei einer Wellenlänge des Beleuchtungslichts von 193 nm bevorzugt ist, können auch andere Materialien mit geringer Absorption und/oder hoher Wärmeleitfähigkeit verwendet werden, insbesondere Materialien mit einer Wärmeleitfähigkeit von zumindest 2,5 W/(m·K), vorzugsweise zumindest 5 W/(m·K), insbesondere zumindest 8 W/(m·K).Instead of CaF ₂ , which is preferred in the present embodiment at a wavelength of the illumination light of 193 nm, other materials with low absorption and / or high thermal conductivity can be used, in particular materials having a thermal conductivity of at least 2.5 W / (m ·. K), preferably at least 5 W / (m · K), in particular at least 8 W / (m · K).

Das Material sollte so ausgewählt werden, dass es zumindest gegenüber dem kostengünstigen Quarzglas eine geringere Absorption und/oder höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist.The Material should be chosen so that it at least a lower one compared to the inexpensive quartz glass Absorption and / or higher thermal conductivity having.

Ein weiterer Aspekt, der in Verbindung mit dem zuvor beschriebenen Aspekt zur Verringerung wärmeinduzierter Aberrationen führt, besteht darin, dass die Anordnung der ersten Gruppe G1, d. h. der Linsen L1 bis L6 so gewählt ist, dass vor der ersten Pupillenebene P1 achsferne Lichtstrahlen nach der ersten Pupillenebene P1 achsnah verlaufen und umgekehrt, wie bereits oben näher erläutert wurde. Dieser Effekt trägt nämlich zu einer Selbstkompensation von wärmeinduzierten Abbildungsfehlern in dem Projektionsobjektiv 18 bei, wie nachfolgend beschrieben wird.A further aspect which leads to the reduction of heat-induced aberrations in connection with the above-described aspect is that the arrangement of the first group G1, ie the lenses L1 to L6, is chosen such that light beams away from the first pupil plane P1 after the first pupil plane P1 Pupillary plane P1 run close to the axis and vice versa, as already explained in more detail above. Namely, this effect contributes to self-compensation of heat-induced aberrations in the projection lens 18 as described below.

Dieser Selbstkompensationseffekt wird insbesondere durch die katadioptrische Bauweise des Projektionsobjektivs 18 ermöglicht bzw. erreicht.This self-compensation effect is particularly due to the catadioptric design of the projection lens 18 allows or achieves.

In 2 ist ausgehend von einem Feldpunkt F außerhalb der optischen Achse OA ein Lichtstrahl A1 eingezeichnet, der vor der ersten Pupillenebene P1 besonders achsfern ist. Nach der Pupillenebene P1 wird der achsferne Lichtstrahl A1 ein achsnaher Lichtstrahl A2. Umgekehrt wird ein von dem Feldpunkt F ausgehender Lichtstrahl B1, der vor der Pupillenebene P1 besonders achsnah ist, hinter der Pupillenebene P1 ein achsferner Lichtstrahl B2. Damit haben die Beiträge der Linsen L1 bis L6 in der Gruppe G1 zu bestimmten wärmeinduzierten Abbildungsfehlern, insbesondere zu ungeraden Abbildungsfehlern wie oben definiert, vor und hinter der ersten Pupillenebene P1 unterschiedliche Vorzeichen, so dass sie sich teilweise kompensieren. Mit Bezug auf 4 wird dies für den wärmeinduzierten Abbildungsfehler der Verzeichnung, zu der Anamorphismus und Maßstabsfehler gehören, beschrieben.In 2 is a light beam A1 starting from a field point F outside the optical axis OA drawn, which is particularly off axis before the first pupil plane P1. After the pupil plane P1, the off-axis light beam A1 becomes an axis-close light beam A2. Conversely, a light beam B1 emanating from the field point F, which is particularly close to the axis in front of the pupil plane P1, becomes an off-axis light beam B2 behind the pupil plane P1. Thus, the contributions of the lenses L1 to L6 in the group G1 to certain heat-induced aberrations, in particular to odd aberrations as defined above, in front of and behind the first pupil plane P1 have different signs, so that they partially compensate each other. Regarding 4 this is described for the heat induced aberration of the distortion, which includes anamorphism and scale errors.

Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung werden Anamorphismus und Maßstabsfehler durch die Zemike-Koeffizienten Z2 und Z3 der Wellenfront in Abhängigkeit der Bildkoordinaten xy wie folgt definiert

For purposes of the present description, anamorphism and scale errors are defined by the Zemike coefficients Z2 and Z3 of the wavefront as a function of the image coordinates xy as follows

Der Koeffizient M wird als linearer Maßstabsfehler, der Koeffizient A als linearer Anamorphismus bezeichnet. Der Vektor R bezeichnet die Anteile von Z2 und Z3, deren Feldabhängigkeit sich nicht nach linearem Maßstab und Anamorphismus zerlegen lässt.Of the Coefficient M is called a linear scale error, the coefficient A is called a linear anamorphism. The vector R denotes the shares of Z2 and Z3 whose field dependency is do not disassemble to linear scale and anamorphism leaves.

In 4 sind die Einzellinsenbeiträge der Linsen L1 bis L6 und L9 bis L19 zum Maßstabsfehler (weiße Säulen) und zum Anamorphismus (schraffierte Säulen) dargestellt.In 4 the single-lens contributions of the lenses L1 to L6 and L9 to L19 to the scale error (white columns) and to the anamorphism (hatched columns) are shown.

Wie aus 4 hervorgeht, stammen die größten Beiträge zum Anamorphismus aus der Gruppe G1, d. h. den Linsen L1 bis L6 vor den Spiegeln S7 und S8. Aus 4 geht hervor, dass sich die Beiträge der Linsen L1 bis L4 zum Anamorphismus weitgehend mit den Beiträgen der Linsen L5 und L6 zum Anamorphismus aufgrund der unterschiedlichen Vorzeichen relativ gut kompensieren. Das Gleiche gilt für den Maßstabsfehler, wobei sich die Beiträge der Linsen L1 bis L4 zu dem Maßstabsfehler mit den Beiträgen der Linsen L5 und L6 zum Maßstabsfehler relativ gut kompensieren.How out 4 As can be seen, the major contributions to anamorphism come from the group G1, ie the lenses L1 to L6 in front of the mirrors S7 and S8. Out 4 shows that the contributions of the lenses L1 to L4 to the anamorphism largely compensate relatively well with the contributions of the lenses L5 and L6 to the anamorphism due to the different signs. The same applies to the scale error, wherein the contributions of the lenses L1 to L4 to the scale error compensate relatively well with the contributions of the lenses L5 and L6 to the scale error.

Wie aus 4 weiter hervorgeht, tritt auch eine Selbstkompensation der Verzeichnung (Maßstabsfehler und Anamorphismus) aus den Beiträgen der Linsen L1 bis L4 zuzüglich der Beiträge der Linsen L9 bis L14 mit den Beiträgen der Linsen L5 und L6 zuzüglich der Beiträge der Linsen L15 bis L19 auf.How out 4 Furthermore, a self-compensation of the distortion (scale error and anamorphism) from the contributions of the lenses L1 to L4 plus the contributions of the lenses L9 to L14 with the contributions of the lenses L5 and L6 plus the contributions of the lenses L15 to L19 occurs.

Der Selbstkompensationseffekt wärmeinduzierter Abbildungsfehler insbesondere innerhalb der Gruppe G1 (Linsen L1 bis L6) wird bei dem Projektionsobjektiv 18 dadurch erreicht, dass die optischen Elemente L1 bis L6 bezüglich der ersten Pupillenebene P1 hinsichtlich ihrer optischen Wirkung im Wesentlichen optisch symmetrisch angeordnet sind.The self-compensating effect of heat-induced aberration particularly within the group G1 (lenses L1 to L6) becomes the projection lens 18 achieved in that the optical elements L1 to L6 are arranged with respect to the first pupil plane P1 in terms of their optical effect substantially optically symmetrical.

Unter "optisch symmetrisch angeordnet" ist hier allgemein zu verstehen, dass die erste abbildende Gruppe G1, die die erste Pupillenebene aufweist, einen paraxialen Vergrößerungsmaßstab aufweist, der zwischen etwa 0,5 und 2, bevorzugt zwischen 0,75 und 1,5 und weiter vorzugsweise nahe bei 1 liegt. Unabhängig davon wird die erste Gruppe im Sinne der vorliegenden Erfindung als "optisch symmetrisch" angesehen, wenn das Verhältnis aus der Anzahl der Linsen vor der ersten Pupillenebene und der Anzahl der Linsen nach der ersten Pupillenebene zwischen 0,3 und 3, vorzugsweise zwischen 0,5 und 2 und weiter vorzugsweise nahe bei 1 liegt. Da die erste Gruppe eine abbildende Gruppe optischer Elemente ist, bildet die erste abbildende Gruppe ein in der Objektebene angeordnetes Muster in eine Zwischenbildebene ab, die sich zwischen der Objektebene und der Bildebene befindet.Under "optically symmetrically arranged" is to be understood here in general terms that the first imaging group G1, which is the first pupil plane has a paraxial magnification scale which is between about 0.5 and 2, preferably between 0.75 and 1.5 and more preferably close to 1. Independently of For the purposes of the present invention, the first group is termed "optical symmetrically "viewed when the ratio of the number the lenses in front of the first pupil plane and the number of lenses after the first pupil plane between 0.3 and 3, preferably between 0.5 and 2, and more preferably close to 1. Because the first Group is an imaging group of optical elements, forms the first imaging group a pattern arranged in the object plane into an intermediate image plane extending between the object plane and the image plane is located.

Durch eine Kombination der Verwendung von Materialien mit geringer Absorption und/oder hoher Wärmeleitfähigkeit für bestimmte der Linsen L1 bis L6 bzw. L9 bis L19 und der Wahl einer Objektivbauart mit einer Pupillenebene in der Relaisgruppe (Gruppe G1) wie oben beschrieben können wärmeinduzierte Abbildungsfehler verringert werden oder zumindest insbesondere bei einer Beleuchtung des Projektionsobjektivs 18 mit nicht-rotationssymmetrischer Beleuchtungswinkelverteilung derart „symmetrisiert" werden, dass die verbleibenden Abbildungsfehler mit den üblichen Manipulatoren (Positions-, Lage- und Verformungsmanipulatoren) leichter korrigiert werden können.By combining the use of materials with low absorption and / or high thermal conductivity for certain of the lenses L1 to L6 and L9 to L19 and the choice of a lens type with a pupil plane in the relay group (group G1) as described above, heat induced aberrations can be reduced or at least in particular with a lighting of the projection lens 18 be "symmetrized" with non-rotationally symmetrical illumination angle distribution so that the remaining aberrations can be easily corrected with the usual manipulators (position, position and deformation manipulators).

Die optischen Daten des Projektionsobjektivs 18 sind in der nachfolgenden Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1 NA: 0.93 Wellenlänge: 193.37 nm 2Y': 35.5 beta: 0.25 Flächennummer Radius Dicke/Abstand Medium Brechzahl bei 193.37 nm 1/2 freier Durchmesser 0 0.000000 42.088147 1 71.000 1 166.701663 31.546714 SiO2 1.5607857 85.841 2 –1480.876231 39.798223 1 85.897 3 206.113313 23.045721 SiO2 1.5607857 84.518 4 795.873823 27.484072 1 82.924 5 176.629135 34.368359 SiO2 1.5607857 74.023 6 –403.738338 40.000096 1 70.992 7 0.000000 10.000000 SiO2 1.5607857 34.173 8 0.000000 61.532253 1 31.825 9 –415.392156 30.000197 SiO2 1.5607857 67.379 10 –153.405083 4.115761 1 73.698 11 1651.413869 29.740410 SiO2 1.5607857 81.389 12 –176.426821 259.769047 1 83.431 13 –175.191891 –219.774658 –1 132.503 14 192.331373 278.845618 1 132.506 15 226.525403 24.175998 SiO2 1.5607857 105.006 16 384.021127 130.963717 1 103.602 17 212.239929 9.628390 SiO2 1.5607857 79.492 18 113.931097 39.529889 1 74.142 19 –1312.318753 9.628390 SiO2 1.5607857 74.306 20 134.812350 8.647453 1 75.380 21 168.483832 29.916415 CaF2 1.50185255 78.481 22 –486.021115 22.357520 1 79.631 23 212.973194 25.872236 CaF2 1.50185255 89.629 24 –2696.114018 36.742404 1 90.380 25 0.000000 10.000000 CaF2 1.50185255 94.543 26 0.000000 5.519273 1 95.265 27 0.000000 5.493164 1 95.865 28 582.503008 38.485348 CaF2 1.50185255 98.573 29 –204.449254 5.142301 1 100.589 30 170.816380 45.075199 CaF2 1.50185255 104.928 31 1867.110206 0.962839 1 103.067 32 145.561709 35.687042 CaF2 1.50185255 92.425 33 –6080.497807 0.962839 1 88.245 34 90.675680 43.043872 CaF2 1.50185255 70.807 35 –1239.203073 9.645165 1 63.724 36 591.978877 13.983068 CaF2 1.50185255 42.900 37 0.000000 5.979352 1 33.073 38 0.000000 0.000000 1 17.751 asphärische Konstanten Flächennummer 1 5 9 11 K 0 0 0 0 C1 –2.79761420E–08 9.42116548E–08 1.12527821 E–07 –7.84958977E–08 C2 –6.13485192E–12 8.68907539E–12 –1.89423027E–11 6.85143609E–12 C3 1.15575544E–16 –1.89205530E–15 2.27039272E–15 –6.46278000E–16 C4 –8.34816422E–21 6.30090070E–20 –2.09329564E–19 6.15315158E–20 C5 4.25224448E–25 –4.62079413E–24 2.11717105E–23 –5.36046114E–24 C6 –7.57894504E–31 5.39323743E–28 –1.48183036E–27 2.27556262E–28 C7 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 C8 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 C9 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 Flächennummer 13 14 16 17 K –2.5712 –2.6561 0 0 C1 –4.56609548E–08 3.98912957E–08 –2.54899569E–08 8.15484655E–08 C2 9.02521284E–13 –5.66041631E–13 –2.12137086E–13 –3.31922936E–12 C3 –2.78956800E–17 1.82802067E–17 –4.27472666E–17 3.39799888E–16 C4 8.64694862E–22 –4.68329302E–22 2.52379488E–21 –9.03579361E–20 C5 –1.88432051E–26 1.01858711E–26 –2.50631276E–25 7.14557766E–24 C6 2.76866131E–31 –1.06907500E–31 1.11862914E–29 –6.13827197E–28 C7 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 C8 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 C9 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 Flächennummer 22 23 28 31 K 0 0 0 0 C1 1.04339520E–07 –4.64799532E–08 –6.13892596E–08 –4.48803388E–08 C2 1.21302637E–12 –3.92483612E–12 3.44114690E–13 –7.69723477E–13 C3 6.70405919E–10 4.34622574E–16 6.12903274E–17 3.21531653E–10 C4 –7.53115788E–20 –6.17354111E–20 –3.29983493E–21 8.84026109E–21 C5 7.01661184E–24 4.93037257E–24 –4.65987002E–26 –2.58620414E–24 C6 –5.50335733E–28 –2.11511036E–28 –1.38323850E–29 9.93369337E–29 C7 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 C8 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 C9 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 Flächennummer 33 35 K 0 0 C1 1.41972658E–07 5.99864077E–08 C2 1.31228400E–12 1.22820262E–11 C3 –6.71981903E–16 –1.37414658E–15 C4 4.37821347E–20 2.43637307E–19 C5 –6.87166287E–24 –2.28740721E–23 C6 3.34831281E–28 1.18440012E–27 C7 0.00000000E+00 0.00000000E+00 C8 0.00000000E+00 0.00000000E+00 C9 0.00000000E+00 0.00000000E+00 The optical data of the projection lens 18 are listed in Table 1 below. Table 1 NA: 0.93 Wavelength: 193.37 nm 2Y ': 35.5 beta: 0.25 plot number radius Thickness / distance medium Refractive index at 193.37 nm 1/2 free diameter 0 0.000000 42.088147 1 71,000 1 166.701663 31.546714 SiO2 1.5607857 85841 2 -1480.876231 39.798223 1 85897 3 206.113313 23.045721 SiO2 1.5607857 84518 4 795.873823 27.484072 1 82924 5 176.629135 34.368359 SiO2 1.5607857 74023 6 -403.738338 40.000096 1 70992 7 0.000000 10.000000 SiO2 1.5607857 34173 8th 0.000000 61.532253 1 31825 9 -415.392156 30.000197 SiO2 1.5607857 67379 10 -153.405083 4.115761 1 73698 11 1651.413869 29.740410 SiO2 1.5607857 81389 12 -176.426821 259.769047 1 83431 13 -175.191891 -219.774658 -1 132503 14 192.331373 278.845618 1 132506 15 226.525403 24.175998 SiO2 1.5607857 105006 16 384.021127 130.963717 1 103602 17 212.239929 9.628390 SiO2 1.5607857 79492 18 113.931097 39.529889 1 74142 19 -1312.318753 9.628390 SiO2 1.5607857 74306 20 134.812350 8.647453 1 75380 21 168.483832 29.916415 CaF2 1.50185255 78481 22 -486.021115 22.357520 1 79631 23 212.973194 25.872236 CaF2 1.50185255 89629 24 -2696.114018 36.742404 1 90380 25 0.000000 10.000000 CaF2 1.50185255 94543 26 0.000000 5.519273 1 95265 27 0.000000 5.493164 1 95865 28 582.503008 38.485348 CaF2 1.50185255 98573 29 -204.449254 5.142301 1 100589 30 170.816380 45.075199 CaF2 1.50185255 104928 31 1867.110206 0.962839 1 103067 32 145.561709 35.687042 CaF2 1.50185255 92425 33 -6080.497807 0.962839 1 88245 34 90.675680 43.043872 CaF2 1.50185255 70807 35 -1239.203073 9.645165 1 63724 36 591.978877 13.983068 CaF2 1.50185255 42900 37 0.000000 5.979352 1 33073 38 0.000000 0.000000 1 17751 aspheric constants plot number 1 5 9 11 K 0 0 0 0 C1 -2.79761420E-08 9.42116548E-08 1.12527821 E-07 -7.84958977E-08 C2 -6.13485192E-12 8.68907539E-12 -1.89423027E-11 6.85143609E-12 C3 1.15575544E-16 -1.89205530E-15 2.27039272E-15 -6.46278000E-16 C4 -8.34816422E-21 6.30090070E-20 -2.09329564E-19 6.15315158E-20 C5 4.25224448E-25 -4.62079413E-24 2.11717105E-23 -5.36046114E-24 C6 -7.57894504E-31 5.39323743E-28 -1.48183036E-27 2.27556262E-28 C7 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 C8 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 C9 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 plot number 13 14 16 17 K -2.5712 -2.6561 0 0 C1 -4.56609548E-08 3.98912957E-08 -2.54899569E-08 8.15484655E-08 C2 9.02521284E-13 -5.66041631E-13 -2.12137086E-13 -3.31922936E-12 C3 -2.78956800E-17 1.82802067E-17 -4.27472666E-17 3.39799888E-16 C4 8.64694862E-22 -4.68329302E-22 2.52379488E-21 -9.03579361E-20 C5 -1.88432051E-26 1.01858711E-26 -2.50631276E-25 7.14557766E-24 C6 2.76866131E-31 -1.06907500E-31 1.11862914E-29 -6.13827197E-28 C7 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 C8 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 C9 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 plot number 22 23 28 31 K 0 0 0 0 C1 1.04339520E-07 -4.64799532E-08 -6.13892596E-08 -4.48803388E-08 C2 1.21302637E-12 -3.92483612E-12 3.44114690E-13 -7.69723477E-13 C3 6.70405919E-10 4.34622574E-16 6.12903274E-17 3.21531653E-10 C4 -7.53115788E-20 -6.17354111E-20 -3.29983493E-21 8.84026109E-21 C5 7.01661184E-24 4.93037257E-24 -4.65987002E-26 -2.58620414E-24 C6 -5.50335733E-28 -2.11511036E-28 -1.38323850E-29 9.93369337E-29 C7 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 C8 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 C9 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 plot number 33 35 K 0 0 C1 1.41972658E-07 5.99864077E-08 C2 1.31228400E-12 1.22820262E-11 C3 -6.71981903E-16 -1.37414658E-15 C4 4.37821347E-20 2.43637307E-19 C5 -6.87166287E-24 -2.28740721E-23 C6 3.34831281E-28 1.18440012E-27 C7 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 C8 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00 C9 0.00000000E + 00 0.00000000E + 00

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- Herbert Gross (Ed.), "Handbook of Optical Systems", Volume 2, Wiley-VCH, 2005 [0073]

Claims

Projection objective for lithography for imaging a pattern arranged in an object plane (OE) onto a substrate arranged in an image plane (BE) ( 22 ), with an arrangement ( 24 ) optical elements, which are arranged between the object plane (OE) and the image plane (BE), wherein the arrangement ( 24 ) of optical elements seen from the object plane (OE) a first dioptric imaging group (G1) of optical elements having a plurality of lenses (L1-L6) and a first pupil plane (P1), which images the object plane (OE) in a first intermediate image plane a further imaging group (G3) of optical elements, which contains at least one concave mirror and images the first intermediate image into a further intermediate image, and has at least one second imaging group (G2) of optical elements comprising a plurality of lenses (L9-L19) and at least one has at least one of the lenses (L1-L19) of the first and / or the second imaging group (G2) at least one material with a low absorption and / or at least one of the first intermediate pupil plane (P2) and the further intermediate image in the image plane (BE) high thermal conductivity is made.

A projection lens according to claim 1, wherein the at least a lens of the second dioptric imaging group (G2), the at least of a material with low absorption and / or high Thermal conductivity is made, the second Pupil plane (P2) is optically closest.

A projection lens according to claim 1 or 2, wherein the at least one lens of the first dioptric imaging group (G1), which consists at least of a material with low absorption and / or high thermal conductivity is made, the first Pupil plane (P1) is optically closest.

Projection objective according to one of the claims 1 to 3, wherein at least two lenses of the second dioptric imaging Group (G2), the second pupil plane (P2) optically closest lie, at least from a material with low absorption and / or high thermal conductivity are made.

Projection objective according to one of the claims l to 4, wherein at least two lenses of the first dioptric imaging Group (G1) that is optically closest to the first pupil plane (P1) lie, at least from a material with low absorption and / or high thermal conductivity are made.

Projection objective according to one of the claims 1 to 5, wherein the one or the other lens (L10-L18) the second dioptric imaging group (G2), whose subaperture ratio (S) in amount between 0.6 and 1, preferably between 0.8 and 1, is at least one material with less Made of absorption and / or high thermal conductivity are.

Projection objective according to one of the claims 1 to 6, wherein the lens (L4) or those lenses of the first dioptric imaging group (G1), whose subaperture ratio (S) in amount between 0.6 and 1, preferably between 0.8 and 1, is at least one material with less Made of absorption and / or high thermal conductivity are.

Projection objective according to one of the claims 1 to 7, wherein the at least one material compared to quartz glass a lower absorption and / or higher thermal conductivity having.

Projection objective according to one of the claims 1 to 8, wherein the at least one material has a thermal conductivity of at least about 2.5 W / (m · K), preferably at least about 5 W / (m · K), more preferably at least about 8 W / (m · K) having.

A projection lens according to any one of claims 1 to 9, wherein the at least one material is CaF ₂ .

Projection objective according to one of the claims 1 to 10, wherein those lenses (L1-L3, L5, L6, L9) of the first and second dioptric imaging group (G1, G2), the not from the at least one material with low absorption and / or high thermal conductivity are made of one Material are made, selected from the group is that has quartz glass.

Projection objective according to one of the claims 1 to 11, wherein the further imaging group (G3) at least two Concave mirror (S7, S8) has.

Projection objective according to one of claims 1 to 12, wherein the optical elements of the first dioptric imaging group (G1) with respect to the first pupil plane (P1) are substantially optically sym are arranged metric.

Projection objective according to one of the claims 1 to 13, wherein the paraxial magnification of the first dioptric imaging group (G1) in the range of about 0.5 to about 2, preferably from about 0.75 to about 1.5.

Projection objective according to one of the claims 1 to 14, where the ratio of the number of lenses (L1-L3) before the first pupil plane (P1) and the number of the lenses (L4, L5) to the first pupil plane (P1) in the area from about 0.3 to about 3, preferably from about 0.5 to about 2.

Projection exposure apparatus for lithography, with a lighting device ( 12 ) and with a projection lens ( 18 ) according to one of claims 1 to 15, wherein the lighting device ( 12 ) the projection lens ( 18 ) illuminated in operation with non-rotationally symmetric illumination angle distribution.