DE102009037077B3

DE102009037077B3 - Katadioptrisches Projektionsobjektiv

Info

Publication number: DE102009037077B3
Application number: DE102009037077A
Authority: DE
Inventors: Vladimir Dr. Kamenov; Alexander Dr. Epple; Toralf Dr. Gruner; Thomas Schicketanz
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2009-08-13
Filing date: 2009-08-13
Publication date: 2011-02-17
Anticipated expiration: 2029-08-14
Also published as: US20130242279A1; US20150055212A1; JP2012185503A; US8446665B2; KR20180034378A; US9726870B2; US20110038061A1; CN101995591A; JP2013042155A; US20160231546A1; TW201131198A; US20180095258A1; US20180373006A1; US8873137B2; US9279969B2; US10042146B2; KR20110017344A; CN101995591B; JP2011039526A; TWI372263B

Abstract

Katadioptrisches Projektionsobjektiv (1) für die Mikrolithographie zur Abbildung eines Objektfeldes (3) in einer Objektebene (5) auf ein Bildfeld (7) in einer Bildebene (9) mit einem ersten Teilobjektiv (11) zum Abbilden des Objektfeldes auf ein erstes reelles Zwischenbild (13), mit einem zweiten Teilobjektiv (15) zum Abbilden des ersten Zwischenbildes auf ein zweites reeles Zwischenbild (17), und mit einem dritten Teilobjektiv (19) zum Abbilden des zweiten Zwischenbildes auf das Bildfeld. Das zweite Teilobjektiv ist ein katadioptrisches Objektiv mit genau einem Konkavspiegel und mit mindestens einer Linse (L21, L22). Es sind ein erster Faltspiegel (23) zum Ablenken der von der Objektebene kommenden Strahlung in der Richtung des Konkavspiegels und ein zweiter Faltspiegel (25) zum Ablenken er Richtung der Bildebene vorgesehen. Dabei weist mindestens eine Fläche einer Linse (L21, L22) des zweiten Teilobjektivs eine Antireflex-Beschichtung auf, welche für eine Arbeitswellenlänge zwischen 150 nm und 250 nm und für einen Inzidenzwinkelbereich zwischen 0° und 30° eine Reflektivität kleiner als 0,2% aufweist. Alternativ oder zusätzlich sind alle Flächen der Linsen des zweiten Teilobjektivs derart ausgestaltet, dass die Abweichung von der Randstrahl-Konzentrizität größer als oder gleich 20° ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein katadioptrisches Projektionsobjektiv zur Abbildung eines Objektfeldes in einer Objektebene auf ein Bildfeld in einer Bildebene mit drei Teilobjektiven, eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem solchen Projektionsobjektiv sowie ein Verfahren zum Produzieren von Halbleiterkomponenten und anderen feinstrukturierten Komponenten mit einer solchen Projektionsbelchtungsanlage.
Mit dem ersten Teilobjektiv des katadioptrischen Projektionsobjektivs wird das Objektfeld auf ein erstes reelles Zwischenbild, mit dem zweiten Teilobjektiv das erste Zwischenbild auf ein zweites reelles Zwischenbild und mit dem dritten Teilobjektiv das zweite Zwischenbild schließlich auf das Bildfeld in der Bildebene abgebildet. Das zweite Teilobjektiv ist dabei ein katadioptrisches Objektiv mit genau einem Konkavspiegel. Außerdem weist das katadioptrische Projektionsobjektiv zwei Faltspiegel auf, wobei der erste Faltspiegel das von der Objektebene kommende Projektionslicht in Richtung des Konkavspiegels des zweiten Teilobjektivs und der zweite Faltspiegel das vom Konkavspiegel des zweiten Teilobjektivs kommendes Projektionslicht in Richtung der Bildebene ablenkt.
Derartige katadioptrische Projektionsobjektive sind beispielsweise aus US 2009/0034061 A1 und aus US 2009/0092925 A1 bekannt.
An den Linsenoberflächen der Linsen des katadioptrischen Projektionsobjektivs wird auf Grund des Brechzahlunterschiedes zwischen Luft, beziehungsweise der Gasfüllung und dem Linsenmaterial ein bestimmter Anteil des Lichtes reflektiert. Diese Reflexion kann zwar durch Antireflex-Beschichtungen reduziert, jedoch nicht ganz verhindert werden. Sofern das an Linsenoberflächen reflektierte Projektionslicht in die Bildebene gelangen kann, führt dieses sogenannte Streulicht zu einer Hintergrundbeleuchtung, welche den Kontrast des eigentlichen Bildes reduziert.
Aus US 2008/0297884 A1 ist ein katadioptrisches Projektionsobjektiv bekannt, dessen Linsenflächen mit Antireflex-Beschichtungen versehen sind.
Aus US 5,963,365 A sind Antireflex-Beschichtungen bekannt.
Dazu wird untersucht, aufweichen Lichtpfaden bei dieser Klasse von Projektionsobjektiven Licht in die Bildebene gelangen kann. Unter einem Lichtpfad wird die Abfolge von optischen Flächen verstanden, welche das Licht auf dem Weg von der Objektebene zur Bildebene passiert. Dabei wird zwischen dem Projektionslichtpfad, entlang dem das Projektionslicht die optischen Flächen von Linsen oder Spiegeln gemäß dem optischen Design des katadioptrischen Projektionsobjektivs passieren soll, und einem oder mehreren Streulichtpfaden, entlang dem das Streulicht in die Bildebene gelangt, unterschieden. Bei einem Streulichtpfad wird das Streulicht an mindestens einer Linsenfläche reflektiert statt transmittiert und verlässt damit den Projektionslichtpfad. Für die Bestimmung der Streulichtpfade wird jede Linsenfläche sowohl als transmittierende Fläche als auch als reflektierende Fläche angesehen, wobei der Reflexionsgrad der Linsenfläche über die Wahrscheinlichkeit entscheidet, mit der ein Lichtstrahl transmittiert oder reflektiert wird. In einer alternativen Sichtweise kann der Lichtstrahl in einen transmittierten und einen reflektierten Lichtstrahl aufgespalten werden, wobei der Reflexionsgrad die Intensitäten der beiden Strahlen bestimmt. Je nachdem, wie oft das Streulicht innerhalb des Projektionsobjektives an Linsenoberflächen reflektiert wird, wird zwischen Einfach-Reflexen, Doppel-Reflexen, oder Reflexen mit noch höherer Ordnung unterschieden. Da die Intensität der Reflexe vom Produkt der Reflektivitäten abhängt, führen Einfach-Reflexe mit nur einer Reflexion zu einer vergleichsweise hohen Streulichtintensität. Deshalb muss jeder Einfach-Reflex daraufhin untersucht werden, ob er tolerierbar ist oder ob entsprechende Maßnahmen zur Reduzierung der Streulichtintensität auf Grund des Einfach-Reflexes erforderlich sind.
Indem das zweite Teilobjektiv genau einem Konkavspiegel aufweist und indem das Projektionslicht durch den ersten Faltspiegel zu diesem Konkavspiegel hin abgelenkt und nach der Reflexion am Konkavspiegel vom zweiten Faltspiegel zur Bildebene abgelenkt wird, werden die Linsen des zweiten Teilobjektivs zwischen den Faltspiegeln und dem Konkavspiegel doppelt durchtreten. Das Projektionslicht passiert also eine solche doppelt durchtretene Linse auf dem Weg zum Konkavspiegel ein erstes Mal und nach der Reflexion am Konkavspiegel ein zweites Mal. Die Linsenflächen solcher doppelt durchtretener Linsen können Einfach-Reflexe hervorrufen, indem das Projektionslicht an einer dieser Linsenflächen reflektiert statt transmittiert wird. Dabei kann sich ein Streulichtpfad ausbilden, indem die optischen Flächen übersprungen werden, die das Projektionslicht eigentlich auf dem Weg zum Konkavspiegel hin und wieder zurück passieren würde. Unter bestimmten Umständen kann der Streulichtpfad bis zur Bildebene reichen. Das Streulicht passiert dann all diejenigen optischen Flächen, die auch das Projektionslicht nach der Reflexion am Konkavspiegel ab der reflektierenden Linsenfläche passieren würde. Die doppelt durchtretenen Linsen des zweiten Teilobjektivs sind deshalb besonders anfällig zur Erzeugung von Streulicht in der Bildebene auf Grund von Einfach-Reflexen.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird deshalb mindestens eine Fläche einer Linse des zweiten Teilobjektivs mit einer Antireflex-Beschichtung belegt, welche für eine Wellenlänge zwischen 150 nm und 250 nm und für einen Inzidenzwinkelbereich zwischen 0° und 30° eine Reflektivität kleiner als 0,2% aufweist. Unter einer Antireflex-Beschichtung wird eine Beschichtung verstanden, welche derart ausgelegt ist, dass der Reflexionsverlust auf Grund des Brechzahlsprungs beim Eintritt des Lichts in die Linse reduziert wird. Die hier vorgesehenen Antireflex-Beschichtungen werden dabei zum einen durch eine Arbeitswellenlänge und zum anderen durch einen Inzidenzwinkelbereich spezifiziert. Unter der Arbeitswellenlänge wird die Wellenlänge des Projektionslichtes verstanden, mit der das Projektionsobjektiv später betrieben wird. Dies ist typischerweise eine Wellenlänge im DUV oder VUV-Wellenlängenbereich zwischen 150 nm und 250 nm, also beispielsweise 248 nm, 193 nm oder 157 nm. Unter einem Inzidenzwinkel wird der Winkel verstanden, den ein Lichtstrahl bezüglich der Flächennormalen am Auftreffpunkt des Lichtstrahls an der Linsenoberfläche aufweist. In der Regel treffen an einem Punkt der Linsenoberfläche viele Strahlen mit unterschiedlichen Inzidenzwinkeln auf, so dass eine Antireflex-Beschichtung nicht nur für einen Inzidenzwinkel, sondern für einen ganzen Inzidenzwinkelbereich optimiert werden muss. Es ist dabei nicht möglich, eine Antireflex-Beschichtung zu erzeugen, welche die Reflexion an der Linsenoberfläche komplett verhindert, sie kann lediglich reduziert werden. Dabei steigt der Grad der Komplexität der Antireflex-Beschichtung mit dem Grad der Reduzierung des Restreflexes für einen vorgegebenen Inzidenzwinkelbereich. In der Regel ist es ausreichend, Antireflex-Beschichtungen für die Reduzierung der Streulichteffekte durch Doppel- oder Mehrfach-Reflexe auszulegen, da bei Projektionsobjektiven ohne doppelt durchtretene Linsen Doppel- und Mehrfach-Reflexe dominieren. Zur tolerierbaren Reduzierung von Doppel- und Mehrfach-Reflexen ist eine Reflektivität der Antireflex-Beschichtung innerhalb des Inzidenzwinkelbereiches beispielsweise größer als 0,2% ausreichend. Eine weitere Reduzierung der Reflektivität würde die Antireflex-Beschichtung unnötig komplex machen. Wenn sich dagegen für einen Einfach-Reflex bereits ein Streulichtpfad ergibt, der innerhalb des Bildfeldes endet, so kann eine Reflektivität der Antireflex-Beschichtung innerhalb des Inzidenzwinkelbereiches von größer als 0,2% zu nicht tolerierbarem Streulicht führen. Genau diese Gefahr besteht aber bei den doppelt durchtretenen Linsen des zweiten Teilobjektivs. Diese Linsenflächen werden deshalb mit einer Antireflex-Beschichtung belegt, welche für den für diese Linsen relevanten Inzidenzwinkelbereich von 0° bis 30° eine Reflektivität von kleiner als 0,2% aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Antireflex-Beschichtung für eine Wellenlänge zwischen 150 nm und 250 nm und für einen Inzidenzwinkelbereich zwischen 0° und 30° eine Reflektivität kleiner als 0,1% auf.
Da für Strahlen mit kleinen Inzidenzwinkeln im Bereich von 0° bis 20°, also achsnahen Strahlen die Wahrscheinlichkeit besonders hoch ist, nach der Reflexion an einer Linsenfläche dennoch in die Bildebene zu gelangen und zur Hintergrundbeleuchtung beizutragen, werden die Linsenflächen der doppelt durchtretenen Linsen des zweiten Teilobjektivs in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einer Antireflex-Beschichtung belegt, welche für den Inzidenzwinkelbereich von 0° bis 20° und für eine Wellenlänge zwischen 150 nm und 250 nm eine Reflektivität von kleiner als 0,1%.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Antireflex-Beschichtung für eine Wellenlänge zwischen 150 nm und 250 nm und für einen Inzidenzwinkelbereich zwischen 0° und 20° eine Reflektivität kleiner als 0,05% auf.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Antireflex-Beschichtung für eine Wellenlänge zwischen 150 nm und 250 nm und für einen Inzidenzwinkelbereich zwischen 0° und 10° eine Reflektivität kleiner als 0,02% auf.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Antireflex-Beschichtung für eine Wellenlänge zwischen 150 nm und 250 nm und für einen Inzidenzwinkelbereich zwischen 0° und 30° eine Reflektivität kleiner als 0,2% und gleichzeitig für einen Inzidenzwinkelbereich zwischen 0° und 20° eine Reflektivität kleiner als 0,1% auf.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Antireflex-Beschichtung für eine Wellenlänge zwischen 150 nm und 250 nm und für einen Inzidenzwinkelbereich zwischen 0° und 30° eine Reflektivität kleiner als 0,2%, für einen Inzidenzwinkelbereich zwischen 0° und 20° eine Reflektivität kleiner als 0,1% und gleichzeitig für einen Inzidenzwinkelbereich zwischen 0° und 10° eine Reflektivität kleiner als 0,02% auf.
Die Komplexität einer Antireflex-Beschichtung zeigt sich unter anderem in der Anzahl der verwendeten Schichten, aus denen die Antireflex-Beschichtung aufgebaut ist. In einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Antireflex-Beschichtung aus sechs Schichten aus abwechselnd hoch- und niedrigbrechendem Material. Ein Material wird dabei dann als hochbrechend bezeichnet, wenn es für die Arbeitswellenlänge eine höhere Brechzahl als die Brechzahl des niedrigbrechenden Materials aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht die Antireflex-Beschichtung aus sieben Schichten aus abwechselnd hoch- und niedrigbrechendem Material.
Aufgrund der Verwendung von mindestens sechs Schichten aus abwechselnd hoch- und niedrigbrechendem Material ist es möglich, über den Inzidenzwinkelbereich von 0 bis 30° eine Reflektivität von kleiner als 0,2% zu gewährleisten.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird als niedrigbrechendes Material ein dielektrisches Material verwendet, welches aus einer Gruppe bestehend aus Magnesium-Fluorid, Aluminium-Fluorid, Sodium-Fluorid, Lithium-Fluorid, Kalzium-Fluorid, Barium-Fluorid, Strontium-Fluorid, Kryolith, Chiolith und Kombinationen davon ausgewählt ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird für das hochbrechende Material ein dielektrisches Material verwendet, das aus einer Gruppe bestehend aus Neodym-Fluorid, Lanthan-Fluoride, Gadolinium-Fluoride, Dysprosium-Fluoride, Aluminiumoxid, Blei-Fluorid, Yttrium-Fluoride und Kombinationen davon ausgewählt ist.
Für die Entstehung von Einfach-Reflexen aufgrund der Reflexion an Flächen des zweiten Teilobjektivs sind besonders diejenigen Flächen zu beachten, welche eine Abweichung von der Randstrahl-Konzentrizität von kleiner als 20° aufweisen. Unter Randstrahl-Konzentrizität wird der Zustand verstanden, bei dem ein Randstrahl an einer Linsenfläche in sich selbst zurückreflektiert wird. Das heißt, der Randstrahl weist an der Linsenfläche einen Inzidenzwinkel von 0° auf. Als Randstrahl wird dabei ein fiktiver Strahl herangezogen, der in der Objektebene von der optischen Achse ausgeht und die Aperturblende des Projektionsobjektives gerade noch passiert, also in der Bildebene einen Inzidenzwinkel aufweist, welcher der maximalen numerischen Apertur entspricht. Es handelt sich deshalb um einen fiktiven Randstrahl, weil diese Klasse von Projektionsobjektiven ein außeraxiales Objektfeld aufweist, also die optische Achse des Projektionsobjektives die Objektebene nicht innerhalb des Objektivfeldes schneidet. Dennoch kann dieser fiktive Randstrahl mathematisch durchgerechnet werden, da für die Strahldurchrechnung die physikalische Begrenzung von Spiegeln oder Linsen oder die Vignettierung durch andere optische Elemente keine Rolle spielen, sondern der Randstrahl entlang dem Projektionslichtpfad durchgerechnet wird. Wie hängt nun die Randstrahlkonzentrizität einer Linsenfläche mit der Erzeugung eines Einfach-Reflexes zusammen? Bei einer idealen Abbildung schneidet der von der Objektebene ausgehende Randstrahl die optische Achse in den nachfolgenden Bildebenen, also bei dieser Klasse von Projektionsobjektiven in der Ebene des ersten Zwischenbildes, in der Ebene des zweiten Zwischenbildes und in der Bildebene. Wenn nun für eine Linsenfläche im zweiten Teilobjektiv Randstrahl-Konzentrizität gegeben ist, so wird der Randstrahl in sich selbst zurückreflektiert und schneidet damit die optische Achse wieder an der gleichen Stelle, von der der Randstrahl ausgegangen ist. Es entsteht also eine sogenannte Streulicht-Zwischenbildebene, die mit der ersten Zwischenbildebene zusammenfällt. Da es sich bei dem ersten Zwischenbild um ein außeraxiales Zwischenbild handelt, befinden sich das erste Zwischenbild und das Streulicht-Zwischenbild auf gegenüberliegenden Seiten der optischen Achse. Das Streulicht-Zwischenbild kommt somit innerhalb des Projektionslichtpfades vom Konkavspiegel zur Bildebene zum Liegen, so dass es möglich ist, dass das Streulicht dem Projektionslichtpfad folgend in die Bildebene gelangt. Handelt es sich bei dem zweiten Teilobjektiv zudem um ein 1:1-Objektiv, so fallen erste und zweite Zwischenbildebene und damit auch die Streulicht-Zwischenbildebene zusammen. Das Streulicht-Zwischenbild wird folglich am Ort des zweiten Zwischenbilds erzeugt und letztendlich wie das zweite Zwischenbild durch das dritte Teilobjektiv in die Bildebene abgebildet. Es ergibt sich ein durchgehender Streulichtpfad bis in die Bildebene auf Grund eines Einfach-Reflexes. Linsenflächen, für die Randstrahl-Konzentrizität gegeben ist oder für die Abweichung von der Randstrahl-Konzentrizität kleiner als 20° ist, sind deshalb besonders kritisch für die Erzeugung von Einfach-Reflexen und deshalb mit der verbesserten Antireflex-Beschichtung zu versehen.
Neben der verbesserten Antireflex-Beschichtung von Flächen, welche für Einfach-Reflexe anfällig sind, kann die Reduzierung der Einfach-Reflexe bereits bei der Auslegung des optischen Designs des Projektionsobjektivs berücksichtigt werden. So sind in einer Ausführungsform der Erfindung alle Flächen der Linsen des zweiten Teilobjektivs derart ausgestaltet, dass ihre Abweichung von der Randstrahl-Konzentrizität größer als oder gleich 20° ist. Dadurch wird das Streulicht-Zwischenbild nicht am Ort des zweiten Zwischenbildes erzeugt und folglich nicht wie dieses von dem dritten Teilobjektiv in die Bildebene abgebildet. Streulicht und Projektionslicht weisen insbesondere im Bereich des zweiten Faltspiegels unterschiedliche Bündelausdehnungen auf. Da die Ausdehnung des zweiten Faltspiegels an die Ausdehnung des Projektionslichtbündels angepasst ist, wird das Streulichtbündel durch die physikalische Begrenzung des zweiten Faltspiegels vignettiert und erreicht dadurch nicht oder nur mit stark reduzierter Intensität die Bildebene.
Zur Korrektur der Bildfeldkrümmung und zur chromatischen Korrektur kann das zweite Teilobjektiv mehrere Linsen aufweisen. Diese doppelt durchtretenen Linsen können Flächen aufweisen, welche zu Einfach-Reflexen führen. In einer Ausführungsform der Erfindung weist das zweite Teilobjektiv genau eine Linse auf. Dadurch reduziert sich die Zahl der Flächen auf zwei Flächen, an denen Einfach-Reflexe entstehen können.
Damit jedoch die Abbildungsgüte des Projektionsobjektives durch die Reduzierung der Linsenzahl im zweiten Teilobjektiv nicht leidet, wird in einer Ausführungsform der Erfindung diese Linse als biasphärische Linse ausgeführt. Das heißt, diese Linse weist sowohl auf der Vorderfläche als auch auf der Rückfläche eine asphärische Flächenform auf. Dadurch werden weitere Freiheitsgrade gewonnen, um die geforderte Abbildungsgüte zu gewährleisten.
Durch die gezielte Gestaltung der Linsenflächen der Linsen des zweiten Teilobjektivs zur Vermeidung von Einfach-Reflexen, durch die Belegung von für Einfach-Reflexe kritischen Linsenflächen mit verbesserten Antireflex-Beschichtungen oder durch die kombinierte Anwendung dieser beiden Maßnahmen lässt sich erreichen, dass die Hintergrundbeleuchtung in der Bildebene durch Streulicht insgesamt deutlich reduziert wird. Um den Einfluss der Linsenflächen des zweiten Teilobjektivs auf das Streulicht und dessen Reduzierung durch die vorgeschlagenen Maßnahmen zu quantifizieren, wird das Streulicht beispielsweise dadurch gemessen, dass ein nicht leuchtendes Objekt innerhalb des homogen ausgeleuchteten Objektfeldes angeordnet und in die Bildebene abgebildet wird. Das Objekt ist dabei beispielsweise quadratisch und kann unterschiedliche Kantenlängen aufweisen. Bei dem Objekt handelt es sich beispielsweise um ein das Projektionslicht absorbierendes Plättchen. Ohne Streulicht würde das Objekt in die Bildebene scharf abgebildet, so dass die Intensität innerhalb des Bildes des Objektes 0% des Maximalwertes der Umgebungsbeleuchtung beträgt. Mit Streulicht ist das Bild des Objektes jedoch nicht dunkel. Aus der Intensität im Zentrum des Bildes des Objektes kann unter Berücksichtigung der Ausdehnung des Objektes die Streulicht-Intensitätsverteilung bestimmt werden.
Abhängig von der Beleuchtung des Objektes und der Herkunft des Streulichtes variiert die Intensität des Streulichtes im Zentrum des Bildes des Objektes. Die Beleuchtung des Objektes lässt sich unter anderem durch den Pupillen-Füllfaktor σ charakterisieren. Bei einen Pupillen-Füllfaktor von σ = 0,2 ist die Eintrittspupille des Projektionsobjektivs nur bis zu einem Radius von 20% des maximalen Pupillenradius beleuchtet. Das Objekt wird folglich nur mit Strahlen beleuchtet, welche relativ kleine Winkel bezüglich der optischen Achse aufweisen. Bei einen Pupillen-Füllfaktor von σ = 1,0 ist die Eintrittspupille des Projektionsobjektivs dagegen vollständig ausgeleuchtet, so dass das Objekt mit Strahlen beleuchtet wird, welche in der Objektebene die maximal möglichen Werte annehmen. Wird das Objekt mit einem kleinen Pupillen-Füllfaktor beleuchtet, so ist der Beitrag des Streulichtes auf Grund der Einfach-Reflexe größer als bei einer Beleuchtung mit einem großen Pupillen-Füllfaktor, da für Strahlen mit großen Winkeln zur optischen Achse die Wahrscheinlichkeit größer ist, nach der Reflexion an einer Linsenfläche nicht bis in die Bildebene zu gelangen, sondern beispielsweise an einer Linsenfassung vignettiert zu werden. Die Streulichtmessung wird deshalb beispielsweise bei einem Pupillen-Füllfaktor von σ = 0,2 durchgeführt. Sollte das Beleuchtungssystem der Projektionsbelichtungsanlage diesen Füllfaktor nicht bereitstellen, so wird ein Pupillen-Füllfaktor zwischen σ = 0,2 und σ = 0,3 für die Streulichtmessung verwendet.
Neben den Einfach-Reflexen durch die Linsenflächen des zweiten Teilobjektivs gibt es auch weitere Ursachen für Streulicht innerhalb des Bildfeldes in der Bildebene. Doppel-Reflexe weisen auf Grund der zweifachen Reflexion an Linsenflächen im Vergleich zu Einfach-Reflexen eine vernachlässigbare Intensität auf. Streulicht durch Oberflächen- oder Volumenstreuung kann von Streulicht auf Grund von Einfach-Reflexen dadurch unterschieden werden, dass die Kantenlänge des Objektes groß genug wählt wird, beispielsweise 1,0 mm. Dann ist die Intensität des Streulichtes durch Oberflächen- oder Volumenstreuung im Zentrum des Bildes des Objektes im Vergleich zur Intensität des Streulichts auf Grund der Einfach-Reflexe mindestens um 70% geringer. Würde die Kantenlänge weiter vergrößert werden, so wäre zwar die Trennung von Streulicht durch Oberflächen- oder Volumenstreuung von Streulicht auf Grund von Einfach-Reflexen besser, jedoch würde dann auch das Messsignal für Streulicht auf Grund von Einfach-Reflexen abnehmen. Sollte ein Objekt mit einer Kantenlänge von 1,0 mm nicht verfügbar sein, so kann die Messung auch bei einer Kantenlänge zwischen 0,8 mm und 1,2 mm durchgeführt werden. Wenn nun die vorgeschlagenen Maßnahmen zur Reduzierung der Einfach-Reflexe auf den Linsenflächen des zweiten Teilobjektivs angewendet werden, so ist bei der Streulichtmessung mit einem quadratischen Objekt der Kantenlänge zwischen 0,8 mm und 1,2 mm und bei einem Pupillen-Füllfaktor zwischen σ = 0,2 und σ = 0,3 die Streulichtintensität im Zentrum des Bildes des Objektes kleiner als 1,1%.
In einer Ausführungsform ist bei der Streulichtmessung mit einem quadratischen Objekt der Kantenlänge zwischen 0,8 mm und 1,2 mm und bei einem Pupillen-Füllfaktor zwischen σ 0,2 und σ = 0,3 die Streulichtintensität im Zentrum des Bildes des Objektes kleiner als 0,9%.
In einer weiteren Ausführungsform ist bei der Streulichtmessung mit einem quadratischen Objekt der Kantenlänge zwischen 0,8 mm und 1,2 mm und bei einem Pupillen-Füllfaktor zwischen σ = 0,2 und σ = 0,3 die Streulichtintensität im Zentrum des Bildes des Objektes kleiner als 0,5%.
Der Beitrag der Linsenflächen des zweiten Teilobjektivs zum Streulicht kann auch dadurch bestimmt werden, dass das Streulicht in der Bildebene innerhalb des Bildfeldes bei zwei unterschiedlichen Pupillen-Füllfaktoren gemessen und die Variation des Streulichtes bestimmt wird, da die Ausbildung der Einfach-Reflexe stark vom Pupillen-Füllfaktor abhängt. Andere Ursachen für das Streulicht in der Bildebene wie beispielsweise Oberflächen- oder Volumenstreuung zeigen dagegen eine geringe Abhängigkeit vom Pupillen-Füllfaktor und führen im Vergleich zu Einfach-Reflexen zu einer nahezu beleuchtungsunabhängigen Hintergrundbeleuchtung. Die Streulichtmessung wird deshalb beispielsweise zum einen bei einem Pupillen-Füllfaktor von σ = 1,0 und zum anderen bei einem Pupillen-Füllfaktor von σ = 0,2 durchgeführt. Sollte das Beleuchtungssystem der Projektionsbelichtungsanlage diese Füllfaktoren nicht bereitstellen, so wird ein Pupillen-Füllfaktor zwischen σ = 0,8 und σ = 1,0, beziehungsweise zwischen σ = 0,2 und σ = 0,3 für die Streulichtmessung verwendet. Werden die vorgeschlagenen Maßnahmen zur Reduzierung der Einfach-Reflexe auf die Linsenflächen des zweiten Teilobjektivs angewendet, so ist der maximale Unterschied zwischen der Streulichtintensität für einen Pupillen-Füllfaktor zwischen σ = 0,2 und σ = 0,3 und der der Streulichtintensität für einen Pupillen-Füllfaktor zwischen σ = 0,8 und σ = 1,0 für einen Bildpunkt innerhalb des Bildfeldes kleiner als 0,3%.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist das zweite Teilobjektiv einen Betrag des Abbildungsmaßstabs zwischen 0,8 und 1,25 auf. Das zweite Teilobjektiv bildet somit das erste Zwischenbild im Wesentlichen 1:1 auf das zweite Zwischenbild ab.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Konkavspiegel des zweiten Teilobjektivs im Bereich einer Pupillenebene angeordnet, deren Lage sich aus dem Schnittpunkt eines paraxialen Hauptstrahls mit der optischen Achse des Projektionsobjektives ergibt. Dabei ist der Konkavspiegel dann im Bereich einer Pupillenebene angeordnet, wenn die maximale Höhe aller vom Objektfeld ausgehenden Hauptstrahlen am Konkavspiegel kleiner als 20% des Durchmessers des optisch genutzten Bereichs des Konkavspiegels beträgt.
Weist das zweite Teilobjektiv einerseits einen Betrag des Abbildungsmaßstabs zwischen 0,8 und 1,25 und andererseits einen Konkavspiegel im Bereich der Pupillenebene auf, so ergibt sich für das zweite Teilobjektiv bezogen auf den Konkavspiegel ein im Wesentlichen symmetrischer Aufbau. Wenn nun eine Linsenfläche des zweiten Teilobjektives keine oder lediglich eine geringe Abweichung von der Randstrahl-Konzentrizität aufweist, erzeugt das an dieser Linsenfläche reflektierte Streulicht ein Streulichtzwischenbild, welches zumindest annähernd mit dem zweiten Zwischenbild zusammenfällt und damit vom dritten Teilobjektiv in die Bildebene abgebildet wird. Dieser Aufbau des zweiten Teilobjektivs, der zwar zur Korrektur der Bildfeldkrümmung und von Farbfehlern günstig ist, kann aber zu nicht tolerierbaren Einfach-Reflexen führen. Diese können nun durch die gezielte Abweichung von der Randstrahl-Konzentrizität der Linsenflächen oder eine Belegung der Linsenflächen mit der verbesserten Antireflex-Beschichtung reduziert werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das zweite Zwischenbild im Bereich des zweiten Faltspiegels angeordnet. Dabei ist das zweite Zwischenbild dann im Bereich des zweiten Faltspiegels angeordnet, wenn in einer fiktiven Ebene, welche senkrecht zur optischen Achse angeordnet ist und welche mit der optischen Achse den gleichen Schnittpunkt wie der zweite Faltspiegel aufweist, der halbe radiale Abstand desjenigen Hauptstrahls, der von einem Objektpunkt innerhalb des Objektfeldes mit maximaler Entfernung von der optischen Achse ausgeht, von der optischen Achse größer als der radiale Abstand des Randstrahls ist. Dabei wird der Randstrahl herangezogen, der bereits für die Bestimmung der Randstrahl-Konzentrizität definiert wurde. Sobald in diesem Fall ein Streulichtzwischenbild nicht auf dem zweiten Zwischenbild zum Liegen kommt, wird das Streulichtbüschel durch die physikalische Begrenzung des zweiten Faltspiegels vignettiert und damit die Streulichtintensität dieses Einfach-Reflexes reduziert.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind alle Linsen im zweiten Teilobjektiv näher am Konkavspiegel als am ersten Zwischenbild oder am zweiten Zwischenbild angeordnet. Da die Linsen des zweiten Teilobjektivs entlang der optischen Achse ausgedehnt sind, wird für die Bestimmung des Linsenabstandes der Mittelpunkt zwischen den beiden Linsenscheiteln bestimmt und vom Mittelpunkt aus der Abstand gemessen. Die Lage der beiden Zwischenbilder ergibt sich dabei durch die paraxiale Lage der Zwischenbilder. In dem die Linsen des zweiten Teilobjektivs näher beim Konkavspiegel als bei den Zwischenbildern angeordnet sind, sind sie auch weiter vom zweiten Faltspiegel entfernt. Je größer der Abstand der Linsenflächen jedoch zum zweiten Faltspiegel ist, desto stärker ist die vignettierende Wirkung des zweiten Faltspiegels aufgrund dessen physikalischer Begrenzung, wenn das Streulichtzwischenbild nicht ideal mit dem zweiten Zwischenbild zusammenfällt.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das katadioptrische Projektionsobjektiv Teil einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, die neben dem Projektionsobjektiv auch noch ein Beleuchtungssystem zur Beleuchtung des Objektfeldes in der Objektebene aufweist.
Zur Herstellung von Halbleiterkomponenten und anderen feinstrukturierten Komponenten mit der Projektionsbelichtungsanlage wird ein Retikel mit einem vorbestimmten Muster in der Objektebene des katadioptrischen Projektionsobjektivs und ein Wafer mit einer lichtempfindlichen Schicht in der Bildebene des katadioptrischen Projektionsobjektivs bereitgestellt, das Retikel mit dem Beleuchtungssystem beleuchtet und schließlich der beleuchtete Bereich des Retikels mit dem katadioptrischen Projektionsobjektiv auf den Wafer abgebildet.
Nachfolgend werden Einzelheiten der Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
1 den Linsenschnitt eines katadioptrischen Projektionsobjektivs zusammen mit dem Projektionslichtpfad;
2 den Linsenschnitt des Projektionsobjektivs von 1 zusammen mit einem Streulichtpfad;
3 eine schematische Darstellung einer Antireflex-Beschichtung;
4 eine schematische Darstellung einer Antireflex-Beschichtung;
5 eine schematische Darstellung einer Antireflex-Beschichtung;
6 ein Diagramm mit den Reflektivitätswerten der Antireflex-Beschichtungen der 3 bis 5 in Abhängigkeit der Inzidenzwinkel;
7 eine Streulicht-Intensitätsverteilung als Höhenlinien-Darstellung für den Pupillen-Füllfaktor σ = 0,2;
8 Streulicht-Intensitätsverläufe bei einer Antireflex-Beschichtung der doppelt durchtretenen Linsen im Projektionsobjektiv der 1 mit einer Reflektivität von 0,2%;
9 Streulicht-Intensitätsverläufe bei einer Antireflex-Beschichtung gemäß 4 der doppelt durchtretenen Linsen im Projektionsobjektiv der 1;
10 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Streulicht-Messtechnik;
11 den Linsenschnitt eines katadioptrischen Projektionsobjektivs zusammen mit dem Projektionslichtstrahlengang;
12 den Linsenschnitt des Projektionsobjektivs von 11 mit einem Streulichtpfad;
13 den Linsenschnitt des Projektionsobjektivs von 11 mit einem Streulichtpfad;
14 Streulicht-Intensitätsverläufe bei einer Antireflex-Beschichtung der doppelt durchtretenen Linsen im Projektionsobjektiv der 11 mit einer Reflektivität von 0,2%;
15 Streulicht-Intensitätsverläufe bei einer Antireflex-Beschichtung gemäß 4 der doppelt durchtretenen Linsen im Projektionsobjektiv der 11;
16 den Linsenschnitt eines katadioptrischen Projektionsobjektivs zusammen mit dem Projektionslichtstrahlengang;
17 den Linsenschnitt eines katadioptrischen Projektionsobjektivs zusammen mit dem Projektionslichtstrahlengang; und
18 eine schematische Darstellung einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage.
1 zeigt den Linsenschnitt eines katadioptrischen Projektionsobjektivs 1. Das optische Design des Projektionsobjektivs 1 ist der Patentanmeldung US2009/0092925A1 von Omura, veröffentlicht am 9. April 2009, entnommen und entspricht dort 4. Die optischen Daten des Designs sind in Tabelle 1 der US2009/0092925A1 zusammengefasst. Zur näheren Beschreibung des optischen Designs des Projektionsobjektivs 1 wird deshalb auf die US2009/0092925A1 verwiesen. Das Projektionsobjektiv 1 bildet das Objektfeld 3 in der Objektebene 5 auf das Bildfeld 7 in der Bildebene 9 ab. Es besteht aus einem ersten Teilobjektiv 11, welches das Objektfeld 3 auf das erste reelle Zwischenbild 13 abbildet, aus dem zweiten Teilobjektiv 15, welches das erste Zwischenbild 13 auf das zweite reelle Zwischenbild 17 abbildet und aus dem dritten Teilobjektiv 19, welches das zweite Zwischenbild 17 auf das Bildfeld 7 abbildet. Das zweite Teilobjektiv 15 ist als katadioptrisches Objektiv mit dem Konkavspiegel 21 und den beiden Linsen L21 und L22 ausgeführt. Im Bereich des ersten Zwischenbildes 13 ist der Faltspiegel 23 angeordnet, welcher das von der Projektionsebene 5 kommende Projektionslicht 31 in Richtung des Konkavspiegels 21 ablenkt. Im Bereich des zweiten Zwischenbildes 17 ist der Faltspiegel 25 angeordnet, welcher das vom Konkavspiegel 21 kommende Projektionslicht in Richtung der Bildebene 9 ablenkt.
Für das Projektionsobjektiv 1 wurde eine Streulichtanalyse durchgeführt, um die Streulichtpfade zu bestimmen, auf denen das Streulicht in die Bildebene 9 als Einfach-, Doppel- oder Mehrfach-Reflex gelangen und dort zu einer Hintergrundbeleuchtung führen kann. 2 zeigt für das Projektionsobjektiv 1 einen solchen Streulichtpfad 33, der dadurch entsteht, dass das Projektionslicht 31 an der dem Konkavspiegel 21 zugewandten Fläche der Linse L21, im folgenden als Rückfläche der Linse L21 bezeichnet, reflektiert wird. Im dargestellten Streulichtpfad 33 passiert das Streulicht 33 abweichend vom Projektionslichtpfad 31 nicht die Linse L22 und den Konkavspiegel 21, jedoch alle weiteren optischen Flächen, welche auch das Projektionslicht 31 passieren würde, wenn das Projektionslicht 31 nach Reflexion am Konkavspiegel 21 und nach Durchtritt durch die Linse L22 wieder in die Linse L21 eintreten würde. Im Streulichtpfad 33 entsteht das Streulichtzwischenbild 35 im Bereich des Faltspiegels 25 und somit gleichzeitig auch nahezu am Ort des zweiten Zwischenbilds 17. Dadurch wird nahezu das gesamte Streulicht am zweiten Faltspiegel 25 reflektiert, ohne durch die physikalische Begrenzung des Faltspiegels 25 vignettiert zu werden, und durchläuft ähnlich wie das Projektionslicht 31 das dritte Teilobjektiv 19 bis zur Bildebene 9. Die Aperturblende 29 wird durch das Streulicht nahezu vollständig ausgeleuchtet, so dass es auch nicht möglich ist, durch eine räumlich begrenzte Blende im Bereich der Blendenebene das Streulicht herauszufiltern, ohne das Projektionslicht 31 wesentlich zu vignettieren.
Die Rückfläche der Linse L21 erzeugt folglich einen Einfach-Reflex mit sehr hoher Streulicht-Intensität. Die Streulicht-Intensität entspricht dabei näherungsweise der Intensität des Projektionslichts multipliziert mit der Reflektivität der Rückfläche der Linse L21. Dieser starke Einfach-Reflex kommt zustande, weil die Rückfläche der Linse L21 eine Randstrahl-Konzentrizität von 0,6° aufweist. Es ist also nahezu Randstrahl-Konzentrizität gegeben. Zusammen mit der Tatsache, dass das zweite Teilobjektiv 15 einen Betrag des Abbildungsmaßstabes von 1,03 aufweist und der Konkavspiegel 21 im Bereich einer Pupillenebene angeordnet ist, wird dadurch das Streulichtzwischenbild 35 nahezu am Ort des zweiten Zwischenbildes 17 erzeugt und damit das Streulicht 33 fast vollständig durch den zweiten Faltspiegel 25 übertragen.
Die Vorderfläche der Linse L21 weist mit 15,9° ebenfalls eine geringe Randstrahl-Konzentrizität auf, so dass auch diese Fläche einen Beitrag zum. Streulicht in der Bildebene 9 leistet. Die Randstrahl-Konzentrizität der Rückfläche der Linse L22, welche dem Konkavspiegel 21 zugewandt ist, beträgt 24,0°, die Randstrahl-Konzentrizität der Vorderfläche der Linse L22 beträgt 22,9°, so dass diese beiden Flächen zwar ebenfalls zum Streulicht in der Bildebene 9 beitragen, jedoch lange nicht so stark wie die Rückfläche der Linse L21. Ganz allgemein sind die Linsen L21 und L22 des zweiten Teilobjektivs 15 als für Streulicht anfällig anzusehen, da es sich bei beiden Linsen um doppelt durchtretene Linsen handelt, welche das Projektionslicht 31 sowohl auf dem Lichtweg zum Konkavspiegel 21 hin als auch auf dem Lichtweg vom Konkavspiegel 21 weg passiert. Sobald ein an den Linsenflächen dieser doppelt durchtretenen Linsen L21 und L22 reflektierter Streulichtstrahl den zweiten Faltspiegel 25 passiert, besteht die Möglichkeit, dass ein solcher Streulichtstrahl die Bildebene 9 erreicht und zum Falschlicht beiträgt. Dies ist ein grundsätzliches Problem dieser Klasse von Projektionsobjektiven.
Bei Einfach-Reflexen hängt die Intensität des Streulichts in der Bildebene 9 linear von der Reflektivität derjenigen Linsenfläche ab, an der das Streulicht reflektiert wird. Die Linsenflächen der doppelt durchtretenen Linsen L21 und L22 des Projektionsobjektivs 1 sind deshalb mit einer Antireflex-Beschichtung belegt, welche für die Projektionslicht-Wellenlänge von 193,3 nm und für einen Inzidenzwinkelbereich zwischen 0° und 30° eine Reflektivität kleiner als 0,2% aufweist. In den 3 bis 5 sind verschiedenen Ausführungsbeispiele einer solchen Antireflex-Beschichtung dargestellt.
3 zeigt in schematischer Darstellung die Schichtabfolge der Antireflex-Beschichtung 337 ausgehend vom Substrat 339 der Linse, welches aus Quarz (SiO₂) besteht. Die Antireflex-Beschichtung 337 besteht aus 6 Schichten aus abwechselnd hoch- und niedrigbrechendem Material. Als niedrigbrechendes Material kommt Magnesium-Fluorid (MgF₂) zum Einsatz.

Als hochbrechendes Material kommt Lanthan-Fluorid (LaF₃) zum Einsatz. In Tabelle 1 sind die geometrischen Dicken der einzelnen Schichten, die Materialien und deren Brechzahlen sowie die in 3 verwendeten Bezugszeichen angegeben. Die Dicken der einzelnen Schichten sind in 3 relativ zueinander korrekt dargestellt.

Bezugszeichen	Dicke [nm]	Material	Brechzahl
339	Substrat	SiO₂	1,56
341	21,568	LaF₃	1,69
343	67,626	MgF₂	1,42
345	29,775	LaF₃	1,69
347	42,969	MgF₂	1,42
349	34,261	LaF₃	1,69
351	26,823	MgF₂	1,42

Tabelle 1

4 zeigt eine Ausführungsform für eine Antireflex-Beschichtung 437, welche wiederum aus 6 Schichten aus abwechselnd hoch- und niedrigbrechendem Material besteht. Als niedrigbrechendes Material kommt MgF₂, als hochbrechendes Material LaF₃ zum Einsatz. In Tabelle 2 sind die Dicken der einzelnen Schichten, die Materialien und deren Brechzahlen sowie die in 4 verwendeten Bezugszeichen zusammengestellt.

Bezugszeichen	Dicke [nm]	Material	Brechzahl
439	Substrat	SiO₂	1,56
441	13,762	LaF₃	1,69
443	69,414	MgF₂	1,42
445	42,945	LaF₃	1,69
447	16,440	MgF₂	1,42
449	40,914	LaF₃	1,69
451	30,145	MgF₂	1,42

Tabelle 2

5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Antireflex-Beschichtung 537, welchen aus 7 Schichten aus abwechselnd hoch- und niedrigbrechendem Material besteht. Als niedrigbrechendes Material kommt MgF₂, als hochbrechendes Material LaF₃ zum Einsatz. In Tabelle 3 sind die Dicken der einzelnen Schichten, die Materialien und deren Brechzahlen sowie die in 5 verwendeten Bezugszeichen zusammengestellt.

Bezugszeichen	Dicke [nm]	Material	Brechzahl
539	Substrat	SiO₂	1,56
541	37,738	MgF₂	1,42
543	15,378	LaF₃	1,69
545	9,098	MgF₂	1,42
547	29,126	LaF₃	1,69
549	36,117	MgF₂	1,42
551	29,917	LaF₃	1,69
553	33,958	MgF₂	1,42

Tabelle 3

6 zeigt für die in den 3 bis 5 dargestellten Antireflex-Beschichtungen 337, 437 und 537 die Reflektivitätswerte in der Einheit [%] in Abhängigkeit der Inzidenzwinkel in der Einheit [°]. Die strich-punktierte Reflektivitätskurve 655 ergibt sich für die Antireflex-Beschichtung 337 mit dem Schichtaufbau gemäß Tabelle 1, die durchgezogene Reflektivitätskurve 657 für die Antireflex-Beschichtung 437 mit dem Schichtaufbau gemäß Tabelle 2 und die gestrichelte Reflektivitätskurve 659 für die Antireflex-Beschichtung 537 mit dem Schichtaufbau gemäß Tabelle 3. Bei allen drei Antireflex-Beschichtungen verlaufen die Reflektivitätskurven 655, 657 und 659 für den Inzidenzwinkelbereich von 0° bis 30° unter einem Reflektivitätswert von 0,2%, sogar unter einem Reflektivitätswert von 0,1%. Bis zu einem Inzidenzwinkel von 20° verlaufen die Reflektivitätskurven 655, 657 und 659 unter einem Reflektivitätswert von 0,1%, sogar unter einem Reflektivitätswert von 0,05%. Bei den Antireflex-Beschichtungen 337 und 537 verlaufen die Reflektivitätskurven 655 und 659 für einen Inzidenzwinkelbereich von 0° bis 10° sogar unter einem Reflektivitätswert von 0,02%.
Mit geeigneten Strahldurchrechnungsprogrammen lässt sich für ein gegebenes optisches Design eines Projektionsobjektives die Intensitätsverteilung des Streulichts in der Bildebene unter Berücksichtigung der Antireflex-Beschichtungen berechnen. 7 zeigt für das Projektionsobjektiv 1 die Intensitätsverteilung 761 des Streulichts in der Bildebene 9 in einer Höhenlinien-Darstellung. Die Höhenlinien sind im Abstand von 0,1% dargestellt. Dabei bezieht sich die Streulicht-Intensität auf die homogene Umgebungshelligkeit im Bildfeld. Bei der Simulation wurde das Objektfeld 3 homogen mit einem Pupillen-Füllfaktor von σ = 0,2 beleuchtet. Als Streulicht werden dabei ausschließlich die Einfach-Reflexe an den Linsenflächen der doppelt durchtretenen Linsen L21 und L22 im zweiten Teilobjektiv 15 berücksichtigt. Die Linsenflächen sind dabei mit einer Antireflex-Beschichtung belegt, welche für alle Inzidenzwinkel eine Reflektivität von 0,2% aufweist. Diesen Reflektivitätswert weisen Antireflex-Beschichtungen auf, wie sie zur Reduzierung von Doppel-Reflexen oder Reflexen höherer Ordnung eingesetzt werden. Zur Vermeidung von Doppel-Reflexen ist eine Reflektivität von 0,2% ausreichend, da ein solcher Reflex auf Grund der zwei Reflexionen eine Intensität von gerade einmal 0,2%·0,2% = 0,0004% aufweist. In der Höhenlinien-Darstellung wird jedoch deutlich, dass eine solche Antireflex-Beschichtung die Ausbildung von störenden Einfach-Reflexen nicht wirksam unterdrückt. Die Einfach-Reflexe leuchten das gestrichelt eingezeichnete Bildfeld 763 vollständig aus und führen über das gesamte Bildfeld zu einer Hintergrundbeleuchtung von mindestens 0,4%, in weiten Bereichen sogar über 0,8%. Die mit der Ausdehnung des Bildfeld 7 vergleichbare Ausdehnung des Streulichtes in der Bildebene 9 hat ihre Ursache darin, dass das Streulichtbild des Objektfeldes 3 mehr oder weniger in der Bildebene 9 zum Liegen kommt, wie dies in 2 für den Einfach-Reflex an der Rückfläche der Linse L21 deutlich wird.
8 zeigt einen Schnitt durch die Intensitätsverteilung 761 entlang der Linie 765, welche in Längsrichtung des Bildfeldes 7 durch die Mitte des Bildfeldes 7 verläuft, als Intensitätsverlauf 867. Die maximale Streulicht-Intensität beträgt in der Bildmitte 0,93% und am Bildrand bei x = ±13 mm 0,41%. Die Streulicht-Simulation wurde neben einer Beleuchtung mit dem Pupillen-Füllfaktor von σ = 0,2 auch mit einem Pupillen-Füllfaktor von σ = 1,0, also bei vollständiger Ausleuchtung der Eintrittspupille des Projektionsobjektivs, durchgeführt. Der Schnitt durch die Streulicht-Intensitätsverteilung für einen Pupillen-Füllfaktor von σ = 1,0 entlang der Linie 765 ist in 8 gestrichelt als Intensitätsverlauf 869 dargestellt. Die maximale Streulichtintensität beträgt bei vollständiger Ausleuchtung der Eintrittspupille des Projektionsobjektivs 0,40%. Innerhalb des Bildfeldes 7 weist die Streulichtintensität einen nahezu konstanten Wert auf. Es zeigt sich, dass die Streulicht-Intensität stark vom Pupillen-Füllfaktor abhängt. So ist die maximale Streulichtintensität innerhalb des Bildfeldes 7 für einen Pupillen-Füllfaktor von σ = 1,0 um 0,523% niedriger als für einen Pupillen-Füllfaktor von σ = 0,2. Dies ist charakteristisch für Streulicht, das seine Ursache in Einfach-Reflexen hat. Streulicht aufgrund von Oberflächen- oder Volumen-Streuung führt zwar ebenfalls zu einer Hintergrundbeleuchtung im ganzen Bildfeld. Deren Intensitätsverteilung ist jedoch in der Bildebene im Vergleich zu Einfach-Reflexen nahezu unabhängig vom Pupillen-Füllfaktor. Weist das gemessene Streulicht, wie im vorliegenden Fall, eine starke Abhängigkeit vom Pupillen-Füllfaktor auf, so ist dies ein Hinweis auf die Ausbildung von Einfach-Reflexen.
9 zeigt den Intensitätsverlauf 971 für einen Pupillen-Füllfaktor von σ = 0,2 und den Intensitätsverlauf 973 für den Pupillen-Füllfaktor von σ = 1,0 als Schnitte durch Streulicht-Intensitätsverteilungen, welche sich ergeben, wenn die Linsenflächen des zweiten Teilobjektivs mit der Antireflex-Beschichtung 437 belegt sind, deren Schichtaufbau in Tabelle 2 angegeben ist. Mit der verbesserten Antireflex-Beschichtung reduziert sich die maximale Streulicht-Intensität innerhalb des Bildfeldes 7 für den Pupillen-Füllfaktor von σ = 0,2 von 0,93% auf 0,02%, für den Pupillen-Füllfaktor von σ = 1,0 von 0,40% auf 0,01%. Es ist zu beachten, dass in 9 die Skala der Intensitätsachse um den Faktor 10 im Vergleich zur Skala in 8 reduziert ist. Die maximale Variation des Streulichts zwischen den beiden Pupillen-Füllfaktoren beträgt für die verbesserte Antireflex-Beschichtung lediglich noch 0,01% und ist damit verschwindend gering. Die Einfach-Reflexe können somit mit der verbesserten Antireflex-Beschichtung 437 wirksam unterdrückt werden. Indem folglich innerhalb des Bildfeldes 7 die Streulichtintensität einmal für den Pupillen-Füllfaktor von σ = 0,2 und einmal für den Pupillen-Füllfaktor von σ = 1,0 gemessen wird, kann der Einfluss der Einfach-Reflexe der doppelt durchtretenen Linsen im zweiten Teilobjektiv 15 unabhängig von weiteren Beiträgen zum Streulicht, welche andere Ursachen haben und nicht vom gewählten Pupillen-Faktor abhängen, bestimmt werden.
Zur Messung des Streulichts in der Bildebene wird beispielsweise der so genannte Kirk-Test angewendet, welcher unter anderem in US2009/0086179A1 beschrieben ist. Beim Kirk-Test wird innerhalb des Objektfeldes 3 ein quadratisches Objekt angeordnet, welches eine vorgegebene Kantenlänge, beispielsweise 1,0 mm aufweist und selbst nicht leuchtet. Als Objekt wird beispielsweise ein Blättchen eingesetzt, welches das Beleuchtungslicht vollständig absorbiert und damit als „Schwarz” anzusehen ist. Die Umgebung des Blättchens wird dagegen homogen vom Beleuchtungslicht ausgeleuchtet. Das Blättchen wird durch das Projektionsobjektiv 1 in die Bildebene 9 abgebildet. Bei einer idealen Abbildung und bei Vernachlässigung von Streulicht würde sich in der Bildebene 9 ein quadratischer, nicht ausgeleuchteter Bereich ergeben. 10 zeigt in schematischer Darstellung einen Schnitt durch das Intensitätsprofil im Bereich des Bildes des Blättchens. Bei idealer Abbildung und bei Vernachlässigung des Streulichtes ergibt sich die gestrichelt eingezeichnete Intensitätskurve 1075, welche im Bereich des Bildes des Blättchens abrupt von 100% auf 0% abfällt. Das Streulicht führt jedoch dazu, dass es im Zentrum 1081 des Bildes des Plättchens nicht dunkel ist, sondern Intensität detektiert werden kann. Die durchgezogen dargestellte Intensitätskurve 1077 veranschaulicht den Intensitätsverlauf, der sich bei Berücksichtigung der Einfach-Reflexe an den Linsenflächen des zweiten Teilobjektivs 15 ergibt. Streulicht aufgrund von Oberflächen- oder Volumen-Streuung führt zum strich-punktiert dargestellten Intensitätsverslauf 1079, welcher im Zentrum des Bildes des Blättchens bei ausreichender Kantenlänge des Plättchens zu einer deutlich geringeren Streulicht-Intensität führt. Indem die Kantenlänge des Blättchens 1,0 mm beträgt, kann bei der Messung des Streulichtes der Beitrag der Linsenflächen des zweiten Teilobjektives 15 von anderen Streulicht-Beiträgen unterschieden werden. Der Intensitätswert im Zentrum 1081 des Bildes des Plättchens entspricht dabei der aufintegrierten Streulicht-Intensität, welche von Streulicht-Quellen resultiert, die außerhalb des Plättchens angeordnet sind.
Für einen Pupillen-Füllfaktor von σ = 0,2 und für ein Blättchen mit der Kantenlänge von 1,0 mm ergibt sich im Zentrum des Bildes des Blättchens eine Intensität von 1,1%, wenn alle Linsenflächen des Teilobjektivs 15 mit einer Antireflex-Beschichtung belegt sind, welche für alle Inzidenzwinkel eine Reflektivität von 0,2% aufweist. Werden dagegen die Linsenflächen der Linsen L21 und L22 mit der in Tabelle 2 angegebenen Antireflex-Beschichtung 437 belegt, so reduziert sich die Streulicht-Intensität im Zentrum des Bildes des Blättchens auf 0,3%. Die Messung des Streulichtes nach dem Kirk-Test mit einem quadratischen Plättchen mit einer Kantenlänge zwischen 0,8 mm und 1,2 mm ermöglicht somit unmittelbar den Streulichtanteil durch Einfach-Reflexe zu bestimmen.
11 zeigt einen Linsenschnitt eines katadioptrischen Projektionsobjektivs 1101. Die den Elementen von 1 entsprechenden Elemente in 11 haben die gleichen Bezugszeichen wie in 1 vermehrt um die Zahl 1100, für eine Beschreibung dieser Elemente wird auf die Beschreibung zur 1 verwiesen.
Die optischen Daten für das Projektionsobjektiv 1101 sind in Tabelle 4 zusammengestellt. Die asphärischen Flächen lassen sich durch die folgende Pfeilhöhen-Formel beschreiben:
Dabei stellt p den axialen Abstand in [mm] der asphärischen Fläche von einer senkrecht zur optischen Achse stehenden Ebene durch den Scheitel der asphärischen Fläche beim radialen Abstand h in [mm], R den Scheitelradius in [mm], K die konische Konstante und C_k die einzelnen asphärischen Konstanten der Ordnung k in
dar.
Das Projektionsobjektiv 1101 hat in der Bildebene 1109 eine numerische Apertur von NA = 1,2. Die Arbeitswellenlänge beträgt 193,306 nm. Das Bildfeld 1107 beträgt 26,0 mm × 5,5 mm und weist einen minimalen Abstand zur optischen Achse 1127 von 1,98 mm auf. Das Projektionsobjektiv 1101 weist einen Betrag des Abbildungsmaßstabes von 0,25 auf. Es handelt sich dabei um ein Immersions-Projektionsobjektiv, bei dem sich während des Betriebs Wasser als Immersionsflüssigkeit zwischen der letzten Linsenfläche und dem zu belichtenden Objekt befindet.
Das erste Teilobjektiv 1111 wir von den Flächen 1 bis 20, das zweite Teilobjektiv 1115 von den Flächen 22 bis 26 und das dritte Teilobjektiv 1119 von den Flächen 28 bis 52 gebildet.
Die Faltspiegel 1123 und 1125 mit den Flächennummern 21 und 27 werden keinem der drei Teilobjektive 1111, 1115 und 1119 zugeordnet, da die Faltspiegel 1123 und 1125 als Planspiegel auf die Abbildung keinen Einfluss haben, sondern lediglich das Projektionslicht 1131 umlenken. Das erste Teilobjektiv 1111 hat einen Betrag des Abbildungsmaßstabes von 1,05, das zweite Teilobjektiv 1115 hat einen Betrag des Abbildungsmaßstabes von 1,01 und das dritte Teilobjektiv 1119 hat einen Betrag des Abbildungsmaßstabes von 0,23.
Alle vom Objektfeld 1103 ausgehenden Hauptstrahlen, welche die optische Achse 1127 am Ort der Aperturblende 1129 schneiden, weisen am Konkavspiegel 1121 eine Höhe auf, die kleiner als 9,1% des Durchmessers des optisch genutzten Bereichs des Konkavspiegels 1121 ist. Damit ist der Konkavspiegel 1121 im Bereich einer Pupillenebene des Projektionsobjektivs 1101 angeordnet.
Der vom Objektpunkt (x = 52,00 mm, y = 29,93 mm) ausgehende Hauptstrahl weist in einer fiktiven, zur optischen Achse 1127 senkrecht stehenden Ebene, welche die optische Achse 1127 an derselben Stelle schneidet wie der zweite Faltspiegel 1125, einen radialen Abstand von der optischen Achse von 70 mm auf. Der fiktive Randstrahl weist dagegen in dieser Ebene lediglich einen radialen Abstand von 1,5 mm auf. Der Objektpunkt (x = 52,00 mm, y = 29,93 mm) hat dabei innerhalb des Objektfeldes 1103 den größten Abstand von der optischen Achse 1127. Damit ist das zweite Zwischenbild 1117 im Bereich des zweiten Faltspiegels 1125 angeordnet.
Die Abfolge der Linsenflächen in Tabelle 4 entspricht dem Projektionslichtpfad. Das Projektionslicht passiert alle Flächen in der angegebenen Reihenfolge. Die Linse L1111 des zweiten Teilobjektivs 1115 wird doppelt durchtreten und ist deshalb in Tabelle 4 mit den Flächennummern 22 und 23 sowie 26 und 25 doppelt angegeben. Die Linse L1111 ist dabei die einzige Linse im zweiten Teilobjektiv 1115. Der Abstand der Linse L1111 vom Konkavspiegel 1121 beträgt 40,2 mm. Das erste paraxiale Zwischenbild hat vom Konkavspiegel 1121 einen Abstand von 312,12 mm, das zweite paraxiale Zwischenbild vom Konkavspiegel 1121 einen Abstand von 316,25 mm. Die Linse L1111 ist damit näher am Konkavspiegel 1121 als am ersten Zwischenbild 1113 oder am zweiten Zwischenbild 1117 angeordnet.
Grundsätzlich wäre die Linse L1111 durch ihre Anordnung im zweiten Teilobjektiv als doppelt durchtretene Linse kritisch für die Erzeugung eines Einfachreflexes in der Bildebene 1109. Die dem Konkavspiegel 1121 zugewandte Linsenfläche der Linse L1111, also die Rückfläche der Linse L1111, weist jedoch eine Randstrahl-Konzentrizität von 30,0°, die Vorderfläche eine Randstrahl-Konzentrizität von 30,8° auf. Beide Flächen weichen somit erheblich von der Randstrahl-Konzentrizität ab. Gleichzeitig ist die Ausdehnung des zweiten Faltspiegels 1125 an die Ausdehnung des Projektionslichtbüschels 1131 angepasst. So beträgt die Ausdehnung des Projektionslichtbüschels auf dem zweiten Faltspiegel 1125 141,1 mm × 65,4 mm, während der zweite Faltspiegel 1125 eine Ausdehnung von 145 mm × 70 mm aufweist. Auf Grund der Abweichung der beiden Linsenflächen der Linse L1111 von der Randstrahl-Konzentrizität und dem auf die Ausdehnung des Projektionslichtbüschels angepassten zweiten Faltspiegel 1125 wird die Ausbildung eines Einfach-Reflexes weitgehend unterdrückt.
12 zeigt für das Ausführungsbeispiel der 11 den Streulichtpfad 1233, welcher sich ausbildet, wenn das Projektionslicht 1131 an der Rückfläche der Linse L1111 reflektiert wird. Am Streulichtpfad 1233 wird deutlich, dass sich das Streulichtzwischenbild 1235 nicht auf dem zweiten Faltspiegel 1125, sondern weit entfernt vom Faltspiegel 1125 in der Nähe der Blendenebene mit der Aperturblende 1129 ausbildet. Damit weist das Streulichtbüschel am zweiten Faltspiegel 1125 eine viel größere Ausdehnung als der zweite Faltspiegel 1125 auf und wird weitgehend vignettiert. Somit weist das Streulichtbüschel in der Objektebene 1105 im Vergleich zur maximal möglichen Apertur nur eine geringe Apertur auf. Zudem ist dieses Streulicht im Bereich der Aperturblende 1129 stark fokussiert, so dass es durch eine Blende um die optische Achse herum abgeschattet werden könnte.
In 13 zeigt für das Ausführungsbeispiel der 11 den Streulichtpfad 1333, welcher sich ausbildet, wenn das Projektionslicht 1131 an der Vorderfläche der Linse L1111 reflektiert wird. In diesem Fall bildet sich das Streulichtzwischenbild 1335 kurz nach der Linse L1111 und damit ebenfalls weit entfernt vom Faltspiegel 1125 aus, so dass das Streulichtbüschel am zweiten Faltspiegel 1125 eine viel größere Ausdehnung als der zweite Faltspiegel 1125 aufweist und weitgehend vignettiert wird.
In dem die Vorder- und Rückfläche der Linse L1111 mehr als 20° von der Randstrahl-Konzentrizität abweichen, kann die Ausbildung eines Einfach-Reflexes in der Bildebene 909 weitgehend unterdrückt werden.
Um die Reduzierung der Einfach-Reflexe durch die spezielle Ausgestaltung der Linsenflächen des zweiten Teilobjektives 1115 zu zeigen, wurden Streulicht-Simulationen für das Projektionsobjektiv 1101 durchgeführt und die Streulicht-Intensitätsverteilungen in der Bildebene 1109 bestimmt. Bei der Simulation wurde das Objektfeld 1103 einerseits mit einem Pupillen-Füllfaktor von σ = 0,2 und andererseits mit einem Pupillen-Füllfaktor von σ = 1,0 homogen beleuchtet. Als Streulicht berücksichtigt werden dabei ausschließlich die Einfach-Reflexe an den Linsenflächen der doppelt durchtretenen Linse L1111 im zweiten Teilobjektiv 1115. Die Linsenflächen sind dabei mit einer Antireflex-Beschichtung belegt, welche für alle Inzidenzwinkel eine Reflektivität von 0,2% aufweist. 14 zeigt mit dem Intensitätsverlauf 1483 einen Schnitt durch die Streulicht-Intensitätsverteilung für den Pupillen-Füllfaktor von σ = 0,2 entlang einer Linie, welche in Längsrichtung des Bildfeldes 1107 durch die Mitte des Bildfeldes 1107 verläuft. Die maximale Streulicht-Intensität beträgt in der Bildmitte 0,18% und am Bildrand bei x = ±13 mm 0,13%. Der Schnitt durch die Streulicht-Intensitätsverteilung für einen Pupillen-Füllfaktor von σ = 1,0 ist in 14 als Intensitätsverlauf 1485 dargestellt. Die maximale Streulichtintensität beträgt bei vollständiger Ausleuchtung der Eintrittspupille des Projektionsobjektivs gerade einmal 0,01%. Es zeigt sich zwar immer noch eine Abhängigkeit des Streulichtes vom Pupillen-Füllfaktor. Die Variation zwischen einem Pupillen-Füllfaktor von σ = 1,0 und einem Pupillen-Füllfaktor von σ = 0,2 beträgt aber nur noch 0,17%.
15 zeigt den Intensitätsverlauf 1487 für einen Pupillen-Füllfaktor von σ = 0,2 und den Intensitätsverlauf 1489 für den Pupillen-Füllfaktor von σ = 1,0 als Schnitte durch Streulicht-Intensitätsverteilungen, welche sich ergeben, wenn die Linsenflächen des zweiten Teilobjektivs mit der Antireflex-Beschichtung 437 belegt sind, deren Schichtaufbau in Tabelle 2 angegeben ist. Mit der verbesserten Antireflex-Beschichtung reduziert sich die maximale Streulicht-Intensität innerhalb des Bildfeldes 1107 für den Pupillen-Füllfaktor von σ = 0,2 von 0,13% auf 0,01%, für den Pupillen-Füllfaktor von σ = 1,0 von 0,01% auf 0,002%.
Es ist zu beachten, dass in 15 die Skala der Intensitätsachse noch einmal um den Faktor 10 im Vergleich zur Skala in 14 reduziert wurde. Der Einfach-Reflex ist somit praktisch nicht mehr detektierbar.
Wird der Kirk-Test mit einem quadratischen Plättchen der Kantenlänge 1,0 mm angewendet, so ergibt sich für einen Pupillen-Füllfaktor von σ = 0,2 im Zentrum des Bildes des Blättchens eine Intensität von 0,4%, wenn alle Linsenflächen des Teilobjektivs 15 mit einer Antireflex-Beschichtung belegt sind, welche für alle Inzidenzwinkel eine Reflektivität von 0,2% aufweist. Wird dagegen die Linsenflächen der Linse L1111 mit der in Tabelle 2 angegebenen Antireflex-Beschichtung 437 belegt, so reduziert sich die Streulicht-Intensität im Zentrum des Bildes des Blättchens auf 0,3%.
16 zeigt einen Linsenschnitt eines katadioptrischen Projektionsobjektivs 1601. Die den Elementen von 1 entsprechenden Elemente in 16 haben die gleichen Bezugszeichen wie in 1 vermehrt um die Zahl 1600, für eine Beschreibung dieser Elemente wird auf die Beschreibung zur 1 verwiesen.
Die optischen Daten für das Projektionsobjektiv 1601 sind in Tabelle 5 zusammengestellt. Das Projektionsobjektiv 1601 hat in der Bildebene 1609 eine numerische Apertur von NA = 1,2. Die Arbeitswellenlänge beträgt 193,306 nm. Das Bildfeld 1607 beträgt 26 mm × 5,5 mm und weist einen minimalen Abstand zur optischen Achse 1627 von 1,98 mm auf. Das Projektionsobjektiv 1601 weist einen Betrag des Abbildungsmaßstabes von 0,25 auf. Es handelt sich dabei um ein Immersions-Projektionsobjektiv, bei dem sich während des Betriebs Wasser als Immersionsflüssigkeit zwischen der letzten Linsenfläche und dem zu belichtenden Objekt befindet.
Das erste Teilobjektiv 1611 wir von den Flächen 1 bis 20, das zweite Teilobjektiv 1615 von den Flächen 22 bis 26 und das dritte Teilobjektiv 1619 von den Flächen 28 bis 52 gebildet. Das erste Teilobjektiv 1611 hat einen Betrag des Abbildungsmaßstabes von 1,03, das zweite Teilobjektiv 1615 hat einen Betrag des Abbildungsmaßstabes von 1,01 und das dritte Teilobjektiv 1619 hat einen Betrag des Abbildungsmaßstabes von 0,24.
Alle vom Objektfeld 1603 ausgehenden Hauptstrahlen, welche die optische Achse 1627 am Ort der Aperturblende 1629 schneiden, weisen am Konkavspiegel 1621 eine Höhe auf, die kleiner als 8,6% des Durchmessers des optisch genutzten Bereichs des Konkavspiegels 1621 ist. Damit ist der Konkavspiegel 1621 im Bereich einer Pupillenebene des Projektionsobjektivs 1601 angeordnet.
Der vom Objektpunkt (x = 52 mm, y = 29,93 mm) ausgehende Hauptstrahl weist in einer fiktiven, zur optischen Achse 1627 senkrecht stehenden Ebene, welche die optische Achse 1627 an derselben Stelle schneidet wie der zweite Faltspiegel 1625, einen radialen Abstand von 68,29 mm auf. Der fiktive Randstrahl weist dagegen in dieser Ebene lediglich einen radialen Abstand von 0,82 mm auf. Der Objektpunkt (x = 52 mm, y = 29,93 mm) hat dabei innerhalb des Objektfeldes 1603 den größten Abstand von der optischen Achse 1627. Damit ist das zweite Zwischenbild 1617 Im Bereich des zweiten Faltspiegels 1625 angeordnet.
Die Linse L1611 ist die einzige Linse im zweiten Teilobjektiv 1615. Sowohl die Vorder- als auch die Rückfläche der Linse L1611 sind als asphärische Flächen ausgestaltet. Der Abstand der Linse L1611 vom Konkavspiegel 1621 beträgt 40,2 mm. Das erste paraxiale Zwischenbild hat vom Konkavspiegel 1621 einen Abstand von 300,48 mm, das zweite paraxiale Zwischenbild vom Konkavspiegel 1621 einen Abstand von 316,25 mm. Die Linse L1611 ist damit näher am Konkavspiegel 1621 als am ersten Zwischenbild 1613 oder am zweiten Zwischenbild 1617 angeordnet.
Die dem Konkavspiegel 1621 zugewandte Linsenfläche der Linse L1611, also die Rückfläche der Linse L1611, weist eine Randstrahl-Konzentrizität von 30,9°, die Vorderfläche eine Randstrahl-Konzentrizität von 30,2° auf. Beide Flächen weichen somit erheblich von der Randstrahl-Konzentrizität ab.
17 zeigt einen Linsenschnitt eines katadioptrischen Projektionsobjektivs 1701. Die den Elementen von 1 entsprechenden Elemente in 17 haben die gleichen Bezugszeichen wie in 1 vermehrt um die Zahl 1700, für eine Beschreibung dieser Elemente wird auf die Beschreibung zur 1 verwiesen.
Die optischen Daten für das Projektionsobjektiv 1701 sind in Tabelle 6 zusammengestellt. Das Projektionsobjektiv 1701 hat in der Bildebene 1709 eine numerische Apertur von NA = 1,2. Die Arbeitswellenlänge beträgt 193,306 nm. Das Bildfeld 1707 beträgt 26,0 mm × 5,5 mm und weist einen minimalen Abstand zur optischen Achse 1727 von 1,98 mm auf. Das Projektionsobjektiv 1701 weist einen Betrag des Abbildungsmaßstabes von 0,25 auf. Es handelt sich dabei um ein Immersions-Projektionsobjektiv, bei dem sich während des Betriebs Wasser als Immersionsflüssigkeit zwischen der letzten Linsenfläche und dem zu belichtenden Objekt befindet.
Das erste Teilobjektiv 1711 wird von den Flächen 1 bis 22, das zweite Teilobjektiv 1715 von den Flächen 24 bis 28 und das dritte Teilobjektiv 1719 von den Flächen 30 bis 58 gebildet. Das erste Teilobjektiv 1711 hat einen Betrag des Abbildungsmaßstabes von 0,96, das zweite Teilobjektiv 1715 hat einen Betrag des Abbildungsmaßstabes von 1,00 und das dritte Teilobjektiv 1719 hat einen Betrag des Abbildungsmaßstabes von 0,26.
Alle vom Objektfeld 1703 ausgehenden Hauptstrahlen, welche die optische Achse 1727 am Ort der Aperturblende 1729 schneiden, weisen am Konkavspiegel 1721 eine Höhe auf, die kleiner als 7,5% des Durchmessers des optisch genutzten Bereichs des Konkavspiegels 1721 ist. Damit ist der Konkavspiegel 1721 im Bereich einer Pupillenebene des Projektionsobjektivs 1701 angeordnet.
Der vom Objektpunkt (x = 52 mm, y = 29,93 mm) ausgehende Hauptstrahl weist in einer fiktiven, zur optischen Achse 1727 senkrecht stehenden Ebene, welche die optische Achse 1727 an derselben Stelle schneidet wie der zweite Faltspiegel 1725, einen radialen Abstand von 67,77 mm auf. Der fiktive Randstrahl weist dagegen in dieser Ebene lediglich einen radialen Abstand von 1,27 mm auf. Der Objektpunkt (x = 52 mm, y = 29,93 mm) hat dabei innerhalb des Objektfeldes 1703 den größten Abstand von der optischen Achse 1727. Damit ist das zweite Zwischenbild 1717 im Bereich des zweiten Faltspiegels 1725 angeordnet.
Die Linse L1712 ist die einzige Linse im zweiten Teilobjektiv 1715. Sowohl die Vorder- als auch die Rückfläche der Linse L1712 sind als asphärische Fläche ausgestaltet. Der Abstand der Linse L1712 vom Konkavspiegel 1721 beträgt 33,4 mm. Das erste paraxiale Zwischenbild hat vom Konkavspiegel 1721 einen Abstand von 188,92 mm, das zweite paraxiale Zwischenbild vom Konkavspiegel 1721 einen Abstand von 189,59 mm. Die Linse L1712 ist damit näher am Konkavspiegel 1721 als am ersten Zwischenbild 1713 oder am zweiten Zwischenbild 1717 angeordnet.
Die dem Konkavspiegel 1721 zugewandte Linsenfläche der Linse L1712, also die Rückfläche der Linse L1712, weist eine Randstrahl-Konzentrizität von 38,6°, die Vorderfläche eine Randstrahl-Konzentrizität von 20,0° auf. Beide Flächen weichen somit von der Randstrahl-Konzentrizität ab. Im Vergleich zu den Linsen L1111 im Projektionsobjektiven 1101 und L1611 im Projektionsobjektiv 1601 ist die Durchbiegung der Linse L1712 umgekehrt im Vergleich zu den Linsen L1111 oder L1611. Während bei den Vorderflächen der Linsen L1111 oder L1611 die Flächennormale am Durchstoßpunkt des fiktiven Randstrahls zwischen Randstrahl und optischer Achse 1127, beziehungsweise 1627 verlaufen, verläuft bei der Vorderfläche der Linse L1712 der fiktive Randstrahl zwischen Flächennormalen am Durchstoßpunkt des Randstrahls und der optischen Achse 1727. Die Vorderfläche der Linse L1712 ist folglich bezüglich des vom ersten Zwischenbild 1713 einfallenden Randstrahls konvex gekrümmt.
18 zeigt schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage 1801 für die Mikrolithographie, die der Produktion von Halbleiterbauelementen oder anderer feinstrukturierter Komponenten dient. Die Projektionsbelichtungsanlage 1801 besitzt einen Excimerlaser 1803 als Lichtquelle mit einer Arbeitswellenlänge von 193 nm, wenngleich auch andere Excimerlaser beispielsweise mit Arbeitswellenlängen von 157 nm oder 248 nm, möglich sind. Ein nachgelagertes Beleuchtungssystem 1805 erzeugt ein scharf berandetes, homogen beleuchtetes Beleuchtungsfeld, das gleichzeitig bezüglich seiner Winkelverteilung an die Anforderungen des nachgelagerten Projektionsobjektivs 1813 angepasst ist. Das Beleuchtungssystem 1805 weist Vorrichtungen zur Auswahl des Beleuchtungsmodus auf und kann dadurch beispielsweise in der Austrittspupille des Beleuchtungssystems 1805, beziehungsweise in der Eintrittspupille des nachgelagerten Projektionsobjektivs 1813 eine konventionelle Beleuchtung mit einem variablen Pupillen-Füllfaktor σ, eine Ringfeld-, Dipol- oder Quadrupol-Beleuchtung erzeugen.
In Lichtrichtung nach dem Beleuchtungssystem 1805 ist eine Vorrichtung 1809 zum Halten und Manipulieren eines Retikels 1807 angeordnet. Das Retikel 1807, auch als Maske bezeichnet, weist die abzubildende Struktur auf. Mit der Vorrichtung 1809 kann das Retikel 1807 zu Scanzwecken in der Objektebene 1811 in einer Scanrichtung bewegt werden.
Bei dem Projektionsobjektiv 1813 handelt es sich um ein katadioptrisches Projektionsobjektiv, wie es mit den 1, 11, 16 und 17 beschrieben ist. Das katadioptrische Projektionsobjektiv 1813 bildet den vom Beleuchtungssystem 1805 beleuchteten Teil des Retikels 1807 verkleinert auf den Wafer 1815 ab. Der Wafer 1815 weist eine lichtempfindliche Schicht auf, die bei Bestrahlung mit dem Projektionslicht belichtet wird.
Der Wafer 1815 wird durch eine Vorrichtung 1819 gehalten, die eine mit der Scanbewegung des Retikels synchronisierte parallele Bewegung des Wafers 1815 erlaubt. Die Vorrichtung 1819 weist auch Manipulatoren auf, die den Wafer 1815 optimal in der Bildebene 1817 des Projektionsobjektivs 1813 positionieren. Die Vorrichtung 1819 ist für den Immersions-Einsatz des Projektionsobjektivs ausgelegt. Sie besitzt eine Halteeinrichtung 1821 mit einer flachen Vertiefung oder Ausnehmung zum Halten des Wafers 1815. Die Halteeinrichtung 1821 weist einen Umfangsrand 1823 auf, um das Abfließen des Immersionsmediums 1825 zu verhindern.
Die Projektionsbelichtungsanlage wird von einer Zentralcomputereinheit 1827 gesteuert.

Zur Herstellung von Halbleiterkomponenten und anderen feinstrukturierten Komponenten mit der Projektionsbelichtungsanlage 1801 wird folglich ein Retikel 1807 mit einem vorbestimmten Muster in der Objektebene 1811 des katadioptrischen Projektionsobjektivs 1813 bereitgestellt, ein Wafer 1815 mit einer lichtempfindlichen Schicht in der Bildebene des katadioptrischen Projektionsobjektivs 1813 bereitgestellt, das Retikels 1807 mit dem Beleuchtungssystem 1903 beleuchtet und schließlich der beleuchtete Bereich des Retikels 1807 mit dem katadioptrischen Projektionsobjektiv 1813 auf den Wafer 1815 abgebildet. Tabelle 4

NA	1,2
Objekthöhe	60
Wellenlänge	193,306

Fläche	Radius	Dicke	Material	Brechungsindex	halber Durchmesser
0	0,000000	50,000000			60,0
1	0,000000	8,000000	SiO₂	1,560326	75,8
2	0,000000	59,610620			77,4
3	1439,380884	32,013517	SiO₂	1,560326	97,3
4	–271,207483	2,110453			99,0
5	583,614042	16,197420	SiO₂	1,560326	100,5
6	1991,428343	3,396948			100,2
7	137,148931	46,192632	SiO₂	1,560326	99,4
8	1990,872673	35,955682			95,9
9	71,140440	46,083036	SiO₂	1,560326	64,8
10	74,802466	57,285100			47,1
11	–67,442491	36,623983	SiO₂	1,560326	45,5
12	–120,009774	0,999896			67,8
13	–316,440706	21,841425	SiO₂	1,560326	76,2
14	–166,255801	36,560578			81,2
15	–182,509454	38,166255	SiO₂	1,560326	94,7
16	–116,928613	0,999888			100,2
17	2344,762362	37,265639	SiO₂	1,560326	108,4
18	–253,120036	0,999878			109,2
19	208,087128	40,064181	SiO₂	1,560326	102,3
20	–744,545556	61,091342			99,6
21	0,000000	–287,184726	Spiegel		70,8
22	100,735080	–15,000002	SiO₂	1,560326	77,3
23	1546,908367	–32,735719			95,3
24	154,868408	32,735719	Spiegel		97,4
25	1546,908367	15,000002	SiO₂	1,560326	95,3
26	100,735080	287,184726			77,3
27	0,000000	–67,470410	Spiegel		71,5
28	1166,218905	–26,117540	SiO₂	1,560326	89,9
29	228,675901	–0,999977			92,6
30	–229,673150	–62,112757	SiO₂	1,560326	102,2
31	1651,573796	–4,139282			101,4
32	–168,631918	–115,053946	SiO₂	1,560326	98,5
33	–494,607195	–10,890377			72,1
34	–2693,637221	–9,999917	SiO₂	1,560326	71,0
35	–182,034682	–26,163167			66,3
36	458,881180	–9,999883	SiO₂	1,560326	66,6
37	–150,000000	–53,839743			70,5
38	116,341201	–37,590742	SiO₂	1,560326	73,3
39	158,311181	–1,000526			96,0
40	540,901698	–31,553546	SiO₂	1,560326	112,9
41	236,220218	–0,999904			117,3
42	–344,717958	–65,184212	SiO₂	1,560326	139,6
43	282,807945	–3,863222			140,0
44	–254,540028	–48,998341	SiO₂	1,560326	136,3
45	–13988,972761	–24,472967			133,8
46	0,000000	10,645713			124,2
47	–159,621355	–50,079617	SiO₂	1,560326	115,6
48	–320,728784	–20,982865			106,5
49	–125,755069	–48,738034	SiO₂	1,560326	87,2
50	–767,843186	–0,999622			74,0
51	–57,414214	–57,012850	SiO₂	1,560326	50,1
52	0,000000	–1,000000	H₂O	1,470000	16,4
53	0,000000	0,000000

	Asphärische	Konstanten
Fläche	8	15	20	23	25
K	0	0	0	0	0
C1	6,212168E–08	–2,065631E–08	3,954655E–08	4,109750E–08	4,109750E–08
C2	–2,284725E–12	1,154467E–12	–1,975939E–13	–2,014598E–12	–2,014598E–12
C3	4,919789E–17	–1,754944E–16	–2,888308E–17	1,434330E–16	1,434330E–16
C4	1,170467E–20	–1,439257E–21	1,773508E–21	–1,120664E–20	–1,120664E–20
C5	–1,050170E–24	4,255683E–25	–5,791298E–26	6,611410E–25	6,611410E–25
C6	2,860117E–29	–2,463045E–29	9,438651E–31	–1,801493E–29	–1,801493E–29

Fläche	33	35	37	40	43
K	0	0	0	0	0
C1	–8,304509E–08	–1,571447E–07	1,854475E–07	5,368234E–09	–2,403621E–08
C2	3,027151E–12	–1,893541E–11	1,105850E–11	–9,295068E–13	–1,650116E–13
C3	–1,487997E–15	2,354878E–15	–3,337902E–15	–4,764400E–17	–1,675626E–17
C4	1,391498E–19	–3,277504E–19	5,695337E–19	–6,981458E–22	7,042709E–22
C5	–5,936943E–24	3,740597E–24	–5,380116E–23	5,210284E–26	–7,079479E–27
C6	–3,355570E–28	3,816347E–27	2,436028E–27	1,403914E–30	–9,754026E–32

Fläche	48	50
K	0	0
C1	3,410190E–08	–1,004308E–07
C2	–6,659776E–12	4,830886E–12
C3	4,814964E–16	–1,220533E–15
C4	–2,364870E–20	1,499788E–19
C5	7,232487E–25	–1,105452E–23
C6	–9,143981E–30	2,727683E–28

	Dezentrierung	und Kipp
Fläche	Δx	Δy	Δz	alpha	beta
21	0	0	0	45	0
27	0	0	0	45	0

Tabelle 5

NA	1,2
Objekthöhe	60
Wellenlänge	193,306

Fläche	Radius	Dicke	Material	Brechungsindex	halber Durchmesser
0	0,000000	50,000000			60,0
1	0,000000	8,000000	SiO₂	1,560326	75,8
2	0,000000	52,869064			77,4
3	1151,891547	30,208455	SiO₂	1,560326	95,4
4	–297,772920	3,256949			97,0
5	392,306364	20,384062	SiO₂	1,560326	99,2
6	2065,429234	7,942304			98,7
7	127,761865	45,517258	SiO₂	1,560326	96,0
8	969,751914	34,534602			92,1
9	72,468670	38,613055	SiO₂	1,560326	62,1
10	73,543725	56,553595			46,3
11	–68,108298	31,573318	SiO₂	1,560326	46,0
12	–109,674176	0,999866			65,2
13	–328,152276	23,012797	SiO₂	1,560326	74,4
14	–156,396340	49,715086			79,2
15	–201,140848	38,713984	SiO₂	1,560326	98,1
16	–122,640971	0,999882			103,2
17	2881,906041	35,379085	SiO₂	1,560326	109,1
18	–269,889474	0,999898			109,8
19	201,477991	40,395129	SiO₂	1,560326	102,2
20	–820,910555	64,207152			99,4
21	0,000000	–272,609099	Spiegel		68,5
22	95,391786	–15,000002	SiO₂	1,560326	75,6
23	1195,870422	–32,735719			93,6
24	150,428374	32,735719	Spiegel		95,7
25	1195,870422	15,000002	SiO₂	1,560326	93,6
26	95,391786	272,609099			75,6
27	0,000000	–66,033144	Spiegel		69,5
28	1947,063451	–26,673854	SiO₂	1,560326	89,0
29	233,589947	–0,999701			91,7
30	–199,473771	–82,749765	SiO₂	1,560326	101,9
31	3119,046646	–0,999910			98,4
32	–163,659814	–97,677532	SiO₂	1,560326	94,7
33	–539,497284	–13,721631			71,9
34	641,496250	–9,999860	SiO₂	1,560326	70,4
35	–263,409377	–22,259722			65,3
36	545,844495	–9,999869	SiO₂	1,560326	65,6
37	–150,000000	–51,094164			69,1
38	122,880466	–44,260917	SiO₂	1,560326	72,0
39	175,327963	–1,012444			98,0
40	452,453640	–29,086710	SiO₂	1,560326	112,9
41	252,725536	–0,999886			117,1
42	–302,044457	–64,007583	SiO₂	1,560326	139,9
43	305,246700	–6,812911			140,0
44	–260,892072	–48,787934	SiO₂	1,560326	137,1
45	–63738,396409	–13,368774			134,7
46	0,000000	12,334911			129,6
47	–172,500300	–51,001701	SiO₂	1,560326	121,3
48	–373,082563	–16,645823			113,1
49	–112,356012	–65,439167	SiO₂	1,560326	89,5
50	–320,098458	–1,015712			65,8
51	–54,459312	–52,887119	SiO₂	1,560326	47,4
52	0,000000	–1,000000	H₂O	1,470000	16,4
53	0,000000	0,000000			15,0

	Asphärische	Konstanten
Fläche	8	15	20	22	23
K	0	0	0	0	0
C1	6,337290E–08	–2,289285E–08	3,811590E–08	–1,408703E–08	3,501090E–08
C2	–2,575433E–12	1,432217E–12	–4,102034E–14	–1,345623E–12	–1,799694E–12
C3	7,627829E–17	–1,580637E–16	–3,621641E–17	–1,762608E–16	1,094631E–16
C4	1,450407E–20	–5,394281E–22	2,030758E–21	–3,325862E–20	–9,420105E–21
C5	–1,543958E–24	3,014031E–25	–6,452103E–20	–2,817912E–25	6,875122E–25
C6	4,707930E–29	–1,444085E–29	1,025805E–30	–4,961418E–28	–2,101511E–29

Fläche	25	26	33	35	37
K	0	0	0	0	0
C1	3,501090E–08	–1,408703E–08	–3,145690E–08	–2,578536E–07	1,520597E–07
C2	–1,799694E–12	–1,345623E–12	4,063324E–12	–2,457425E–11	1,942927E–11
C3	1,094631E–16	–1,762608E–16	–1,462751E–15	2,999712E–15	–4,917419E–15
C4	–9,420105E–21	–3,325862E–20	7,092121E–20	–3,983598E–19	8,521190E–19
C5	6,875122E–25	–2,817912E–25	7,491721E–24	–1,456563E–23	–8,041405E–23
C6	–2,101511E–29	–4,961418E–28	–1,243101E–27	5,238173E–27	3,671590E–27

Fläche	40	43	48	50
K	0	0	0	0
C1	–1,092116E–08	–3,583758E–08	4,087867E–08	–1,635385E–07
C2	–9,361667E–13	3,835468E–14	–5,710459E–12	1,465150E–12
C3	–4,749385E–17	–2,007621E–17	3,741501E–16	–2,027656E–15
C4	–4,357573E–22	1,168203E–21	–1,621453E–20	2,148610E–19
C5	1,246971E–25	–2,521599E–26	4,063636E–25	–1,061058E–23
C6	–1,486578E–30	1,420584E–31	–4,118469E–30	–6,881746E–28

Tabelle 6

NA	1,2
Objekthöhe	60
Wellenlänge	193,306

Fläche	Radius	Dicke	Material	Brechungsindex	halber Durchmesser
0	0,000000	50,000000			60,0
1	0,000000	8,000000	SiO₂	1,560326	75,8
2	0,000000	50,933772			77,4
3	–727,775952	25,801782	SiO₂	1,560326	91,7
4	–216,030845	0,999536			94,2
5	211,040976	39,710297	SiO₂	1,560326	100,0
6	–1076,869902	0,999021			98,8
7	112,711195	31,326403	SiO₂	1,560326	87,5
8	214,295126	0,999021			82,2
9	66,802488	35,387213	SiO₂	1,560326	65,6
10	66,108395	78,774319			54,5
11	–55,465504	9,999279	SiO₂	1,560326	46,8
12	–298,251888	8,105868			72,0
13	–253,844073	52,611973	SiO₂	1,560326	80,0
14	–100,868104	0,999465			90,1
15	–254,089180	50,743218	SiO₂	1,560326	105,4
16	–122,616553	0,999454			113,0
17	–325,389469	35,368071	SiO₂	1,560326	127,5
18	–192,299059	0,999384			130,8
19	857,924664	43,506291	SiO₂	1,560326	134,2
20	–402,182966	0,999406			133,9
21	176,032352	46,901034	SiO₂	1,560326	117,2
22	891,737549	71,819796			112,8
23	0,000000	–160,998496	Spiegel		69,5
24	–208,477853	–20,000004	SiO₂	1,560326	53,4
25	–111,736857	–23,422421			54,3
26	134,874404	23,422421	Spiegel		55,0
27	–111,736857	20,000004	SiO₂	1,560326	54,3
28	–208,477853	160,998496			53,4
29	0,000000	–65,065512	Spiegel		67,8
30	4804,317970	–34,969769	SiO₂	1,560326	101,2
31	223,557361	–0,999140			104,7
32	–647,576916	–33,517562	SiO₂	1,560326	114,7
33	511,971879	–0,999339			115,8
34	–182,695186	–51,687095	SiO₂	1,560326	118,0
35	–4375,653897	–0,999619			115,4
36	–131,735101	–46,203705	SiO₂	1,560326	97,8
37	–1809,243103	–4,477930			91,6
38	–573,465666	–9,999876	SiO₂	1,560326	88,1
39	–83,272578	–56,613234			66,8
40	99,102012	–9,999038	SiO₂	1,560326	66,0
41	–124,605516	–52,681306			67,0
42	96,638032	–42,501820	SiO₂	1,560326	69,1
43	143,757600	–0,999495			94,1
44	–589,601528	–42,492551	SiO₂	1,560326	123,1
45	416,503743	–0,999625			125,6
46	–393,581824	–32,891473	SiO₂	1,560326	135,3
47	929,275942	–0,999694			135,2
48	–239,988808	–45,788842	SiO₂	1,560326	138,8
49	–1114,851901	–57,991878			136,9
50	0,000000	35,538482			125,2
51	–256,373888	–39,977376	SiO₂	1,560326	125,8
52	–2489,189597	–0,999817			122,9
53	–112,292298	–50,358269	SiO₂	1,560326	100,7
54	–179,732403	–23,614201			86,6
55	–186,994041	–26,151602	SiO₂	1,560326	79,8
56	2504,333895	–0,998913			74,1
57	–52,818237	–54,338932	SiO₂	1,560326	47,2
58	0,000000	–1,000000	H₂O	1,470000	16,4
	0,000000	0,000000

	Asphärische	Konstanten
Fläche	8	15	22	24	25
K	0	0	0	0	0
C1	8,438429E–08	–1,014379E–07	–9,680776E–10	4,589290E–07	6,275710E–07
C2	–2,229236E–12	2,468382E–12	4,462665E–13	–3,839142E–11	–6,326297E–11
C3	5,317063E–16	–1,792692E–16	2,908499E–18	3,043656E–15	7,577756E–15
C4	–5,325798E–20	4,554263E–21	–1,022012E–21	6,631085E–19	7,226551E–20
C5	5,933879E–24	–1,724388E–25	4,498781E–26	–2,125048E–22	–2,141074E–22
C6	–2,077845E–28	5,778429E–31	–7,354023E–31	2,274431E–26	2,995536E–26

Fläche	27	28	37	39	40
K	0	0	0	0	0
C1	6,275710E–07	4,589290E–07	–7,232518E–08	–3,945726E–08	–3,396052E–07
C2	–6,326297E–11	–3,839142E–11	–2,217467E–13	–3,426461E–12	–1,972920E–11
C3	7,577756E–15	3,043656E–15	2,847604E–16	–1,874953E–16	3,767085E–15
C4	7,226551E–20	6,631085E–19	–4,835319E–20	–1,321859E–19	–5,439776E–19
C5	–2,141074E–22	–2,125048E–22	3,646996E–24	1,333399E–23	2,984282E–23
C6	2,995536E–26	2,274431E–26	–1,391467E–28	–5,465124E–28	–2,440112E–27

Fläche	44	47	54	56
K	0	0	0	0
C1	–1,325605E–08	–4,372799E–08	–7,345028E–08	–7,547169E–08
C2	1,550416E–12	8,360768E–13	–1,135658E–11	–6,239064E–12
C3	–6,951071E–17	–3,668297E–18	8,060461E–16	1,564526E–15
C4	1,294568E–21	–1,473145E–21	–1,202219E–19	–3,045032E–19
C5	5,461199E–26	7,932242E–26	7,589632E–24	2,788162E–23
C6	–2,663009E–30	–1,459442E–30	–3,785640E–28	–1,205165E–27

	Dezentrierung	und Kipp
Fläche	Δx	Δy	Δz	alpha	beta
23	0	0	0	45	0
29	0	0	0	45	0

Claims

Katadioptrisches Projektionsobjektiv (1, 1101, 1601, 1701) für die Mikrolithographie zur Abbildung eines Objektfeldes (3, 1103, 1603, 1703) in einer Objektebene (5, 1105, 1605, 1705) auf ein Bildfeld (7, 1107, 1607, 1707) in einer Bildebene (9, 1109, 1609, 1709) – mit einem ersten Teilobjektiv (11, 1111, 1611, 1711) zum Abbilden des Objektfeldes auf ein erstes reelles Zwischenbild (13, 1113, 1613, 1713), – mit einem zweiten Teilobjektiv (15, 1115, 1615, 1715) zum Abbilden des ersten Zwischenbildes auf ein zweites reelles Zwischenbild (17, 1117, 1617, 1717), und – mit einem dritten Teilobjektiv (19, 1119, 1619, 1719) zum Abbilden des zweiten Zwischenbildes auf das Bildfeld, wobei das zweite Teilobjektiv ein katadioptrisches Objektiv mit genau einem Konkavspiegel (21, 1121, 1621, 1721) und mit mindestens einer Linse (L21, L22, L1111, L1611, L1712) ist, und wobei ein erster Faltspiegel (23, 1123, 1623, 1723) zum Ablenken der von der Objektebene kommenden Strahlung in der Richtung des Konkavspiegels und ein zweiter Faltspiegel (25, 1125, 1625, 1725) zum Ablenken der von dem Konkavspiegel kommenden Strahlung in der Richtung der Bildebene vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Fläche einer Linse (L21, L22, L1111, L1611, L1712) des zweiten Teilobjektivs eine Antireflex-Beschichtung (337, 437, 537) aufweist, welche für eine Arbeitswellenlänge zwischen 150 nm und 250 nm und für einen Inzidenzwinkelbereich zwischen 0° und 30° eine Reflektivität kleiner als 0,2% aufweist.
Katadioptrisches Projektionsobjektiv nach Anspruch 1, wobei die Antireflex-Beschichtung (337, 437, 537) aus mindestens 6 Schichten (339, 341, 343, 345, 347, 349, 351; 439, 441, 443, 445, 447, 449, 451; 539, 541, 543, 545, 547, 549, 551, 553) aus abwechselnd hoch- und niedrigbrechendem Material besteht.
Katadioptrisches Projektionsobjektiv nach Anspruch 2, wobei das niedrigbrechende Material ein dielektrisches Material ist, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus: Magnesium-Fluorid, Aluminium-Fluorid, Sodium-Fluorid, Lithium-Fluorid, Kalzium-Fluorid, Barium-Fluorid, Strontium-Fluorid, Kryolith, Chiolith, und Kombinationen davon.
Katadioptrisches Projektionsobjektiv nach Anspruch 2 oder 3, wobei das hochbrechende Material ein dielektrisches Material ist, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus: Neodym-Fluorid, Lanthan-Fluoride, Gadolinium-Fluoride, Dysprosium-Fluoride, Aluminiumoxid, Blei-Fluorid, Yttrium-Fluoride, und Kombinationen davon.
Katadioptrisches Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dass die mindestens eine Fläche eine Abweichung von der Randstrahl-Konzentrizität von kleiner als 20° aufweist, wobei die Randstrahl-Konzentrizität dann gegeben ist, wenn ein Randstrahl, der in der Objektebene von der optischen Achse ausgeht und in der Bildebene einen Inzidenzwinkel entsprechend der maximalen numerischen Apertur aufweist, an der Fläche einen Inzidenzwinkel von 0° aufweist.
Katadioptrisches Projektionsobjektiv (1101, 1601, 1701) für die Mikrolithographie zur Abbildung eines Objektfeldes (1103, 1603, 1703) in einer Objektebene (1105, 1605, 1705) auf ein Bildfeld (1107, 1607, 1707) in einer Bildebene (1109, 1609, 1709) – mit einem ersten Teilobjektiv (1111, 1611, 1711) zum Abbilden des Objektfeldes auf ein erstes reelles Zwischenbild (1113, 1613, 1713), – mit einem zweiten Teilobjektiv (1115, 1615, 1715) zum Abbilden des ersten Zwischenbildes auf ein zweites reelles Zwischenbild (1117, 1617, 1717), und – mit einem dritten Teilobjektiv (1119, 1619, 1719) zum Abbilden des zweiten Zwischenbildes auf das Bildfeld, wobei das zweite Teilobjektiv ein katadioptrisches Objektiv mit genau einem Konkavspiegel (1121, 1621, 1721) und mit mindestens einer Linse (L1111, L1611, L1712) ist, und wobei ein erster Faltspiegel (1123, 1623, 1723) zum Ablenken der von der Objektebene kommenden Strahlung in der Richtung des Konkavspiegels und ein zweiter Faltspiegel (1125, 1625, 1725) zum Ablenken der von dem Konkavspiegel kommenden Strahlung in der Richtung der Bildebene vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass alle Flächen der Linsen (L1111, L1611, L1712) des zweiten Teilobjektivs (1115, 1615, 1715) derart ausgestaltet sind, dass ihre Abweichung von der Randstrahl-Konzentrizität größer als oder gleich 20° ist, wobei die Randstrahl-Konzentrizität dann gegeben ist, wenn ein Randstrahl, der in der Objektebene von der optischen Achse ausgeht und in der Bildebene einen Inzidenzwinkel entsprechend der maximalen numerischen Apertur aufweist, an der Fläche einen Inzidenzwinkel von 0° aufweist.
Katadioptrisches Projektionsobjektiv nach Anspruch 6, wobei das zweite Teilobjektiv genau eine Linse (L1111, L1611, L1712) aufweist.
Katadioptrisches Projektionsobjektiv nach Anspruch 7, wobei beide Linsenflächen der Linse (L1611, L1712) asphärisch ausgestaltet sind.
Katadioptrisches Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das zweite Teilobjektiv (15, 1115, 1615, 1715) einen Betrag des Abbildungsmaßstabes zwischen 0,8 und 1,25 aufweist.
Katadioptrisches Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Konkavspiegel (21, 1121, 1621, 1721) im Bereich einer Pupillenebene angeordnet ist, so dass die maximale Höhe aller vom Objektfeld ausgehenden Hauptstrahlen am Konkavspiegel kleiner als 20% des Durchmessers des optisch genutzten Bereichs des Konkavspiegels beträgt.
Katadioptrisches Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das zweite Zwischenbild (17, 1117, 1617, 1717) im Bereich des zweiten Faltspiegels (25, 1125, 1625, 1725) angeordnet ist, so dass in einer Ebene, welche senkrecht zur optischen Achse angeordnet ist und welche mit der optischen Achse den gleichen Schnittpunkt wie der zweite Faltspiegel aufweist, der halbe radiale Abstand desjenigen Hauptstrahls, der von einem Objektpunkt innerhalb des Objektfeldes mit maximaler Entfernung von der optischen Achse ausgeht, von der optischen Achse größer als der radiale Abstand des Randstrahls ist, der in der Objektebene von der optischen Achse ausgeht und in der Bildebene einen Inzidenzwinkel entsprechend der maximalen numerischen Apertur aufweist.
Projektionsbelichtungsanlage (1801) für die Mikrolithographie mit einem Beleuchtungssystem (1805) und einem katadioptrischen Projektionsobjektiv (1813) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.