JP2005520187A - 結晶レンズを有する対物レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】 複屈折、特に固有複屈折の影響が有意に緩和されるマイクロリソグラフィー投影露光装置用投影対物レンズを提供する。
【解決手段】 少なくとも１個のフッ化物結晶レンズを有する対物レンズ、特にマイクロリソグラフィー投影露光装置用投影対物レンズであって、複屈折の有害な影響の減少は、このレンズがフッ化物結晶の｛１００｝結晶面または前記結晶面と同等の結晶面に対して略垂直であるレンズ軸を有する（１００）−レンズである場合に達成される。少なくとも２個のフッ化物結晶レンズを有する対物レンズの場合は、フッ化物結晶レンズが互いに対して回転せしめられるように配置されると有利である。フッ化物結晶レンズのレンズ軸は、＜１００＞結晶方向だけではなしに、＜１１１＞結晶方向または＜１１０＞結晶方向にも向く。複屈折の有害な影響のさらなる低下は、互いに対して回転せしめられた（１００）−レンズの組と互いに対して回転せしめられた（１１１）−レンズまたは（１１０）−レンズの組とを同時に用いることによって達成される。複屈折の有害な影響のより一層の減少は、光学素子を補償被覆により覆うことによって得られる。

Description

本発明は、対物レンズ、とくに少なくとも１個のフッ化物結晶レンズ（１）を含む複数個のレンズ（Ｌ６０１〜Ｌ６３０、Ｌ８０１〜Ｌ８１７）を有する対物レンズ（６１１、７１１）、特にマイクロリソグラフィー投影露光装置（８１）用投影対物レンズに関する。

この種の投影対物レンズは、理想的には、フッ化物結晶レンズの製造時にレンズ軸をフッ化物結晶の｛１１１｝結晶面に対して垂直に整合させて、応力により誘導される複屈折を最小限に抑えるという概念が開示されている米国特許第６，２０１，６３４号により周知である。米国特許第６，２０１，６３４号は、フッ化物結晶は固有複屈折を有さないという仮定に基づいている。

しかしながら、ジョン Ｈ．バーネット、エリック Ｌ．シャーリーおよびザッカリー Ｈ．レヴァイン（John H. Burnett, Eric L. Shirley and Zachary H. Levine）のインターネット文献「ＣａＦ_２における固有複屈折の予備的測定（Preliminary Determination of an Intrinsic Birefringence in CaF₂）」、ＮＩＳＴ、米国メリーランド州ゲーサーズバーグ ２０８９９（２００１年５月７日掲示）より、フッ化カルシウム単結晶も、ストレスにより誘導されるのではない複屈折、すなわち固有複屈折を示すことが知られている。前記文献に紹介された測定値から、フッ化カルシウム結晶の＜１１０＞方向に進む光線は、λ＝１５６．１ｎｍの波長で（６．５±０．４）ｎｍ／ｃｍ、λ＝１９３．０９ｎｍの波長で（３．６±０．２）ｎｍ／ｃｍ、λ＝２５３．６５ｎｍの波長で（１．２±０．１）ｎｍ／ｃｍの大きさに達する複屈折を受けることがわかる。その一方で、光の伝播が結晶の＜１００＞方向または＜１１１＞方向に配向される場合は、理論によっても予測されるように、フッ化カルシウムにおいてはいかなる固有複屈折も起こらない。したがって、固有複屈折は、強い方向依存性を有し、波長が小さくなると有意に増大する。

結晶方向の指数は、以下では、符号「＜」と「＞」との間に挟まれて示され、結晶面の指数は、符号「｛｝と「」」との間に挟まれて示される。結晶方向は、常に、対応する結晶面の表面法線の方向を向く。たとえば、結晶方向＜１００＞は、結晶面｛１００｝の表面法線の方向を向く。立体格子形構造を有するフッ化物結晶を含む結晶は、次のような主結晶方向を有する。すなわち、

を有する。立方晶系結晶の対称特性により、次の主結晶方向は、互いに同等であるため、すなわち、

は、互いに同等であるため、これらの主結晶方向のひとつを向く結晶方向は、以下では、「（１００）−」の表記を前置して示される。これらの主結晶方向のひとつに対して垂直な結晶面は、これに対応して、「（１００）−」の表記を前置して示される。

これらの主結晶方向は、同様に互いに同等であるため、これらの主結晶方向のひとつを向く結晶方向は、以下では、「（１１０）−」の表記を前置して示される。これらの主結晶方向のひとつに対して垂直な結晶面は、これに対応して、「（１１０）−」の表記を前置して示される。

これらの主結晶方向は、同様に互いに同等であるため、これらの主結晶方向のひとつを向く結晶方向は、以下では、「（１１１）−」の表記を前置して示される。これらの主結晶方向のひとつに対して垂直な結晶面は、これに対応して、「（１１１）−」の表記を前置して示される。前記の主結晶方向のひとつに関して以下に示されるあらゆる記述は、同等の主結晶方向に等しく適用されるものと理解されるべきである。

投影対物レンズおよびマイクロリソグラフィー投影露光装置は、たとえば本出願人の特許出願ＰＣＴ／ＥＰ第００／１３１４８号および前記出願において引用された参照文献から周知である。前記出願の例証的な実施例に、１９３ｎｍおよび１５７ｎｍの動作波長において０．８および０．９の開口数を有する純粋に屈折性かつ反射屈折性の適切な投影対物レンズが示されている。

レンズ素子を回転させて複屈折の効果を補償するという概念もまた、２００１年５月１５日出願の本出願人の特許出願第０１０５５Ｐ号の特許出願“Projektionsbelichtungsanlage der Mikrolithographie, Optisches System und Herstellverfahren”（マイクロリソグラフィー用投影露光装置、光学系および製造方法）（独国特許第１０１ ２３ ７２５．１）において説明されている。前記出願の内容は、これにより、参照によって本出願に取り入れられる。
米国特許第６，２０１，６３４号 ＰＣＴ／ＥＰ第００／１３１４８号 独国特許第１０１ ２３ ７２５．１ ジョン Ｈ．バーネット、エリック Ｌ．シャーリーおよびザッカリー Ｈ．レヴァイン（John H. Burnett, Eric L. Shirley and Zachary H. Levine）のインターネット文献「ＣａＦ２における固有複屈折の予備的測定（Preliminary Determination of an Intrinsic Birefringence in CaF2）」、ＮＩＳＴ、米国メリーランド州ゲーサーズバーグ ２０８９９（２００１年５月７日掲示）

本発明の目的は、複屈折、特に固有複屈折の影響が有意に緩和されるマイクロリソグラフィー投影露光装置用投影対物レンズを提供することにある。

この目的は、請求項１、８および３１に記載の対物レンズと、請求項４７に記載のマイクロリソグラフィー投影露光装置と、請求項４８に記載の半導体構成品の製造方法と、請求項４９に記載の対物レンズの製造方法と、請求項５３に記載の複屈折効果を補償する方法と、請求項５４に記載のレンズ製造方法とによって達成される。

本発明の有利な改良形態は、従属請求項の特徴から明らかになる。

発明の実施の形態

固有複屈折の影響を最小限に抑えるために、請求項１において、フッ化物結晶レンズのレンズ軸を＜１００＞結晶方向に整合させることが提案されている。レンズ軸は、主結晶方向からの逸脱が５°以下であれば、主結晶方向に整合していると見なされる。対物レンズの全てのフッ化物結晶レンズがこのような結晶面の整合を有さなければならないわけではないことに注意されたい。レンズ軸が｛１００｝結晶面に対して垂直であるレンズもまた、以下では、（１００）−レンズと呼ばれる。レンズ軸を＜１００＞結晶方向に整合させることは、＜１１０＞結晶方向に進む光線に作用する固有複屈折の有害な影響が、レンズ軸を＜１１１＞結晶方向に整合させる場合より大きい光線開口角においてのみ顕著になるという利点を有する。開口角は、これに関しては、光線とレンズの外側の光軸との間および光線とレンズの内側の光軸との間における角度を意味するものと理解される。対応する光線は、開口角が＜１００＞結晶方向と＜１１０＞結晶方向との間における角度の範囲に入る場合にのみ作用を受ける。＜１００＞結晶方向と＜１１０＞結晶方向との間における角度は、４５°である。他方、レンズ軸を＜１１１＞結晶方向に整合させると、＜１１０＞結晶方向と＜１１１＞結晶方向との間における角度が３５°しかないため、固有複屈折の有害な影響が、より小さい開口角で早くも顕著になる。

当然ながら、本明細書に開示される本発明の概念は、複屈折の角度依存性が、たとえばフッ化物結晶の製造工程またはレンズの機械的な装着によって引き起こされる場合に、複屈折、特に応力により誘導される複屈折の有害な影響を減じるために同様に適用されうる。

レンズ軸は、たとえば回転対称レンズの対称軸によって定義されうる。レンズが対称軸を有さない場合は、レンズ軸は、入射光線束の中心として、またはレンズ内における全ての光線がそれに対してなす光線角度が最小限となる直線により定義されうる。レンズは、たとえば屈折または回折レンズおよび自由形状の補正面を有する補正板であってもよい。平行平面板もまた、対物レンズの光線経路内に配置される場合は、レンズと見なされる。平行平面板において、レンズ軸は、平面状のレンズ面に対して垂直である。

しかしながら、これらのレンズは、回転対称レンズであることが好ましい。

対物レンズは、物体平面から像面に至る光軸を有する。（１００）−レンズは、好ましくは、この光軸を中心として配置されて、レンズ軸もまた前記光軸と一致するように構成される。

本発明は、マイクロリソグラフィー投影露光装置用投影対物レンズに適用されることが有利であり、その理由は、これらの対物レンズは、光学的解像度に関して極めて厳密な要件を満たさなければならないからである。しかし、複屈折は、たとえば大開口の波面を測定することによって投影対物レンズ用のレンズを試験するのに用いられるレンズ試験用対物レンズにも有害な影響を及ぼす。

像側において特に０．７を超える大きい開口数を有する対物レンズにおいて、（１００）−レンズの内側における開口角は、２５°より大、特に３０°より大となる。レンズ軸を＜１００＞結晶方向に配向するという本発明の概念は、これらの大きい開口角の場合に特に有利に用いられる。レンズ軸を＜１１１＞結晶方向に配向した場合は、２５°を超える、特に３０°を超える開口角を有する光線は、以下に説明される補正手段のひとつを用いなければ、複屈折の有害な影響によって、より顕著に作用を受ける。

他方、固有複屈折の有害な影響は、４５°の開口角で最大限に達しうるため、光線の全ての開口角が４５°未満、特に

となるように投影対物レンズを設計することが有利であり、ここで、ＮＡは、像側の開口数を示し、ｎ_ＦＫは、フッ化物結晶の屈折率を示す。前記式

は、光線が平面状の境界面において屈折せしめられる場合のフッ化物結晶レンズの内側における像側開口数に対応する開口角を示す。これは、像面の近くに配置されるレンズが光線を収束させる面、平面、または、光を拡散させるレンズ面に続いて光線をより強力に収束させるレンズ面が光の方向に配置されるという条件で通過する光線を若干だけ拡散させる面を有する場合に達成される。

大きい開口角は、主として、フィールド面の近く、特に像面の近くに配置されるレンズで生じる。したがって、（１００）−レンズは、好ましくは、フィールド面の領域において用いられるべきである。（１００）−レンズが用いられるべきである領域は、レンズ直径と絞り直径との間における比に基づいて判断されうる。したがって、（１００）−レンズのレンズ直径は、好ましくは絞り直径の８５％以下、特に８０％以下となる。

一般に、投影対物レンズにおける最大開口角は、像面に最も近いレンズにおいて生じる。したがって、このレンズのレンズ軸を＜１００＞結晶方向に整合させることが好ましい。

光線の開口角に対する依存性に加えて、フッ化物結晶レンズの固有複屈折は、光線の方位角にも依存する。したがって、全てのフッ化物結晶レンズは、一方では開口角θ_Ｌの関数であり、かつ他方では方位角α_Ｌの関数である複屈折分布Δｎ（α_Ｌ、θ_Ｌ）を有する。開口角θ_Ｌと方位角α_Ｌとによって判断される所定の光線方向に関して、複屈折の値Δｎ（［ｎｍ／ｃｍ］の単位で表示）は、フッ化物結晶の内側において光線が進む経路の物理的な長さに対する２つの互いに直交する直線偏光状態の光路差を示す。したがって、固有複屈折は、経路長さおよびレンズの形状と無関係である。光線の光路差は、これに対応して、複屈折と光が進む経路の長さとの積によって得られる。開口角θ_Ｌは、光線とレンズ軸とがなす角度を表す一方で、方位角α_Ｌは、レンズ軸に対して垂直な結晶面への光線の投射とレンズに密接に関連ある基準方向との間における角度を表す。

個別のフッ化物結晶レンズの複屈折分布は、角度依存性であるため、対物レンズの像面の像点において収束する光線束は、２つの互いに直交する直線偏光状態に関して角度依存性の光路差ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）を有する。光路差ΔＯＰＬは、この場合は、開口角θ_Ｒと方位角α_Ｒとの関数として与えられる。光線の開口角θ_Ｒは、この場合は、光線の方向と像面における光軸との間における角度として定義され、方位角α_Ｒは、像面への光線の投射と像面内における固定基準方向との間における角度として定義される。対物レンズが少なくともフッ化物結晶の２個のレンズまたはレンズ部分を有する場合は、これらのレンズまたはレンズ部分のレンズ軸が主結晶方向を向き、かつこれらのレンズまたはレンズ部分が、レンズ軸のまわりにおいて互いに回転せしめられて、光路差の分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）が、レンズ軸が同じ主結晶方向を向き、かつレンズまたはレンズ部分が一様な配向を有して配設される構成と比較して有意に低い値を有するように配置されると有利である。しかしながら、レンズの複屈折分布は、方位角依存性を有するため、レンズの回転構成により、分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）の最大値は、一様な配向の構成と比較して最大２０％、特に最大２５％減じられうる。

レンズ部分は、たとえば光学的に継ぎ目のない態様で互いに接合されて密着により１個の個別レンズを形成する個別のレンズを意味するものと理解される。最も一般的な意味において、レンズ部分は、個別レンズの構成要素を指し、レンズ部分のレンズ軸は、それぞれ個別レンズのレンズ軸の方向を向く。

フッ化物結晶レンズを相対的に回転せしめられた配向で配設することにより、方位角α_Ｒに対する分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）の依存性を有意に低下させることができて、ほとんど回転対称の分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）が得られるようになる。

レンズ軸が主結晶方向を向いている場合は、レンズの複屈折分布Δｎ（α_Ｌ、θ_Ｌ）は、ｋ回方位角対称性を有することになる。たとえば、レンズ軸が＜１００＞結晶方向を向く（１００）−レンズの複屈折分布は、４回方位角対称性を有し、レンズ軸が＜１１１＞結晶方向を向く（１１１）−レンズの複屈折分布は、３回方位角対称性を有し、レンズ軸が＜１１０＞結晶方向を向く（１１０）−レンズの複屈折分布は、２回方位角対称性を有する。方位角対称性の次数によって、１つの組をなす個別のレンズまたはレンズ部分は、レンズ軸のまわりにおいて互いに対して回転せしめられる特定の回転角γを有して配置される。これらの回転角γは、この場合は、それぞれの対をなすレンズまたはレンズ部分の基準方向間において測定される。１つの組をなすレンズのレンズ軸は、同じ主結晶方向または同等の主結晶方向を向く。１つの組をなすレンズの基準方向は、所定の開口角θ_０に関する複屈折分布Δｎ（α_Ｌ、θ_０）が同じ方位角プロフィールを有するような態様でレンズと関連づけられる。その結果として、最大限の複屈折を有する方位角領域は、１つの組の全てのレンズに関して同じ方位角において生じる。１つの組をなすｎ個のレンズに関して、それぞれのレンズ対間における回転角は、下式のように与えられる：

ここで、ｋは、方位角対称性の次数を、ｎは、１つの組をなすレンズの個数を、ｍは、任意の整数を表す。±１０°の許容差は、回転角を理論上の理想的な角度から逸脱させて、対物レンズの調節においてその他の制約を考慮に入れることができるようにしうることを可能にする。理想的な回転角からの逸脱は、１つの組をなすレンズの光路差の方位角補償が最適化されないことに繋がる。しかしながら、これは、ある一定の限度内において許容されうる。

（１００）−レンズの場合は、結果として、以下の仕様が回転角に関して得られる：

その１つの組が２個の（１００）−レンズによって構成される場合は、これらの２個のレンズ間における回転角は、理想的には４５°または１３５°、２２５°・・・である。

（１１１）−レンズの場合は、結果として、以下の仕様が回転角に関して得られる：

（１１０）−レンズの場合は、結果として、以下の仕様が回転角に関して得られる：

しかし、光路差の分布ΔＯＰＬ_Ｇ（α_Ｒ、θ_Ｒ）は、さらにまた、個別の１組をなすレンズの影響に関して示され得、これらのレンズのみを複屈折の評価において考慮して、その他のレンズはいかなる複屈折も有さないと仮定することができる。

１つの組をなすレンズは、たとえばこれらのレンズ内の光線束の、いずれの場合も同様の開口角を有する最外側開口光線によって判断され、これらのレンズ内の最外側開口光線の開口角は、１５°より大、特に２０°より大であることが有利である。この最外側開口光線とは、物点に源を発するとともに、絞り面における高さが絞りの半径に対応し、かつその結果として像面において像側の開口数にしたがった角度を有する光線を指す。この最外側開口光線は、一般にレンズの内側において最大の開口角を有し、したがって最も複屈折の作用を受けるため、その１組を定義するのに用いられる。このため、最外側開口光線の２つの互いに直交する直線偏光に関する光路差を判断することによって、複屈折が波面に及ぼす作用の最大限度に関する情報が得られる。

最外側開口光線が辿る経路の長さがこれらの各々のレンズにおいて均等であると、さらに有利である。これらの手段は、１つの組をなす個別のレンズによって引き起こされる光路差の分布に対する方位角の寄与を良好に補償して、結果的に得られる光路差分布が回転対称に近くなるようにする。

１つの組をなすレンズが同じ配向を有して配置される場合に、最外側開口光線がこれらの各レンズにおいて２つの互いに直交する直線偏光状態に関して略均等な光路差を有すると、さらに有利である。この条件が満たされると、互いに回転した構成のこれらのレンズにより、方位角の寄与の最適な補償が達成される。

等しい厚さの隣接する平行平面形の（１００）−または（１１１）−レンズまたは等しい厚さの４個の隣接する平行平面形の（１１０）−レンズの場合は、前記式にしたがってレンズを回転させることにより、回転対称の分布の光路差ΔＯＰＬが得られる。曲面を有するレンズの場合も同様に、１つの組をなすレンズを注意深く選択するか、またはレンズの厚さと半径とを適切に選択すると、２個のレンズのみを回転させるだけで略回転対称の分布の光路差を達成することが可能である。（１００）−レンズまたは（１１１）−レンズの場合は、１つの組が２個のレンズを有すると有利である。（１１０）−レンズの場合は、略回転対称の分布の光路差は、４個のレンズが１つの組をなす場合に達成される。

レンズを回転させるという手段は、レンズが隣接して配置される場合に特に有効である。レンズを２個の部分に分割するとともに、たとえば密着によりこれらのレンズ部分を光学的に継ぎ目のない態様に互いに接合して、前記レンズ部分が互いに対して回転するようにすることが特に有利である。

多数のレンズを有する投影対物レンズの場合は、１つの組をなすレンズがレンズ軸のまわりにおいて回転せしめられて、結果的に得られる分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）が実質的に方位角と無関係になるように配置される複数のレンズ組を形成させることが有利である。

１つの組をなすレンズの相互回転が、個別の組によって引き起こされる分布ΔＯＰＬ_Ｇ（α_Ｒ、θ_Ｒ）を実質的に方位角と無関係にする一方で、対物レンズ全体の全体としての分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）の最大値は、（１００）−レンズを有する少なくとも１つの組と（１１１）‐レンズを有する少なくとも１つの組との両方を有する投影対物レンズによって有意に減じられうる。さらにまた、（１１０）−レンズを有する１つの組が（１００）−レンズを有する１つの組に加えて対物レンズ内に配置されると、良好な補償が可能になる。

この補償が可能になる理由は、複屈折は、絶対値だけではなしに方向も有するからである。複屈折の有害な影響は、（１００）−レンズを有する全ての組のレンズまたはレンズ部分によって引き起こされる光路差の分布ΔＯＰＬ_１（α_Ｒ、θ_Ｒ）が、（１１１）−または（１１０）−レンズを有する全ての組のレンズまたはレンズ部分によって引き起こされる光路差の分布ΔＯＰＬ_２（α_Ｒ、θ_Ｒ）の最大値と同様の大きさの最大値を有する場合に、最適に補償される。

複屈折の有害な影響を減じるさらに有利な可能性は、投影対物レンズの光学素子を補償被覆により覆うことである。これは、全ての光学被覆、たとえば反射防止膜または鏡面被膜は、反射と透過とに関する特性を有するだけではなしに、２つの互いに直交する直線偏光状態に関して常に光路差を生じしめるという事実に基づく。この効果は、光がｓ偏光か、またはｐ偏光かによって異なるとともに、さらにまた光線が被覆に衝突する入射角に依存する。したがって、複屈折は、この場合は、入射角に依存する。中心光線が０°の入射角で補償被覆に衝突する光線束に関しては、複屈折の値および方向は、前記中心光線に対して回転対称となる。補償被覆は、特定量の複屈折を光線束の光線の開口角の関数として生じしめるように設計される。

その第１段階として、光路差の分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）が、投影対物レンズの像面において光線束の２つの互いに直交する直線偏光状態に関して判断される。光線の開口角θ_Ｒは、以ってその光線の方向と像面における光軸との間において、方位角α_Ｒは、光線が像面に投射する方向と像面内の固定基準方向との間において判断される。この場合は、２つの互いに直交する直線偏光状態に関する光路差の分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）は、フッ化物結晶レンズの固有複屈折、光学素子をレンズの反射防止膜または鏡面被膜により覆う応力によって誘導される複屈折がもたらす全ての影響を明らかにする。

光路差の分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）を用いて、素子軸を有する光学素子に施される補償被覆の有効な複屈折分布を判断することができる。使用される光学素子の例は、屈折または回折レンズ、平行平面板または鏡である。光学素子の光学表面は、光学機能を果たす面、すなわち一般に前面および後面として定義される。素子軸は、たとえば回転対称レンズの対称軸によってもたらされる。レンズがいかなる対称軸も有さない場合は、素子軸は、入射光線束の中心またはレンズ内の全ての光線がそれに対してなす光線角が最小限となる直線により定義されうる。有効な複屈折の値は、素子軸に対して垂直な基準方向に基づく方位角α_Ｆと素子軸に基づく開口角θ_Ｆとに依存する。

光学素子に関連ある１対の値（α_Ｆ、θ_Ｆ）に対応する相対物は、像面における光線の１対の値（α_Ｒ、θ_Ｒ）である。

このため、補償被覆の有効な複屈折分布は、２つの互いに直交する直線偏光状態に関する光路差の分布が、補償被覆を含むシステム全体に関して、補償被覆を有さない場合の分布と比較して有意に減じられるような態様に判断される。

補償被覆の個別層の材料と厚さ形状と蒸着角度とを選択することにより、有効複屈折分布を左右することが可能である。被覆の設計と工程パラメータとは、ここでは、個別の被覆の厚さ形状と工程パラメータとを有効複屈折分布と特定の材料と光学素子の幾何学的形状とから判断する被覆設計用コンピュータ・プログラムを用いることによって得られる。

補償被覆は、この場合は、１個を超える個数の光学素子に適用されうる。このことは、被覆の補償機能に加えて高度の透過性も保証するべきである補償層を判断する上での自由度が高くなる。

２つの互いに直交する直線偏光状態に関する光路差の一般的な分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）は、開口角θ_Ｒ＝０°において小さい光路差を有する。したがって、開口角θ_Ｆ＝０°における補償被覆の複屈折効果が零に近くなると有利である。これは、補償被覆の形成において大きい蒸着角度を用いない場合に達成される。したがって、補償被覆が施される光学素子の光学表面が可能な限り小さい曲率を有すると有利である。

さらにまた、補償被覆に局所的に変動する複屈折を有する複屈折分布を持たせて、位相分割が増加または減少する領域が生じしめられるようにすることが可能である。ここで、複屈折の変動は、位相分割の絶対値の変動と、たとえば複屈折効果を説明する主軸の整合によって与えられる方向、すなわち方向依存性の変動との両方からなる。複屈折分布は、たとえば被覆を備える素子の素子軸に対して回転対称でありうる。たとえば、ここで、半径方向、すなわち光学素子の中心から縁部へと所定の態様で増加または減少する複屈折が得られうる。半径方向の複屈折分布を選択的に制御することによって、補償効果を被覆面の異なる表面曲率に最適に合わせることができる。

また、複屈折分布を回転対称としないことも可能である。たとえば、複屈折の強さの方位角変調を、特に素子軸に対して多回放射対称性、特に２回、３回、４回または６回対称性を有する複屈折分布とともに有しうる。これにより、たとえば固有複屈折を有する基板、たとえば＜１１０＞、＜１１１＞または＜１００＞‐配向のフッ化物単結晶の基板の複屈折特性の方位角変調を少なくとも部分的に補償することが可能になる。

光学システムの光学素子の少なくとも１つの光学表面の被覆は、さらにまた、異方性被覆として形成されるとともに、たとえば補償被覆としての役割を果たしうる。「異方性」被覆を有する素子は、本発明のその他の特徴と無関係に用いられ得、以下により詳細に説明される。

（１００）−または（１１１）−配向のレンズを互いに対して回転させることにより、前記のように、像面における光路差の略回転対称の分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）が得られ、この分布は、開口角θ_Ｒのみに依存する。光路差は、主として開口角θ_Ｒのみに依存する有効な複屈折分布を有する補償被覆を備えた光学素子によってさらに減じられうる。これは、可変的な厚さ形状を有さない光学素子全体にわたって補償被覆の個別層の厚さを均一にすることによって達成される。

本発明は、補償被覆を有する光学素子を相互交換可能な素子として設計することにより、有利に用いられうる。

像面に最も近い光学素子をこのために用いることが有利である。

この概念を実現する過程において、第１段階は、像面において光線束の２つの互いに直交する直線偏光に関する光路差の分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）を判断する段階からなる。この段階において、被覆を含む対物レンズの全ての光学素子の影響が考慮に入れられる。後の段階において補償被覆が適用される光学素子も同様に、この段階において光線束の光線の経路内に配置される。

第２段階において、前記の方法を用いて、補償被覆の有効複屈折分布と、結果的に得られる、個別層の厚さ形状と、個別層を形成させるための工程パラメータとが判断される。

第３段階において、前記光学素子は、光線の経路から除去されるとともに、補償被覆により覆われる。前記光学素子の光学表面がすでに被覆により覆われている場合は、既存の被覆を除去した後に新しい被覆が施される。

第４段階において、補償被覆を有する光学素子は、対物レンズ内の本来の位置に戻される。

投影対物レンズにおけるレンズの好適な材料は、フッ化カルシウムであり、その理由は、水晶とともに用いられるフッ化カルシウムは、１９３ｎｍの動作波長において色補正に特に適するとともに、１５７ｎｍの動作波長において適切な透過率を有するからである。しかし、フッ化ストロンチウムまたはフッ化バリウムといったフッ化物結晶は、同じ立方晶系の結晶であるため、これらについても前記と同じことが言える。

固有複屈折の有害な影響は、光線がレンズ内において大きい開口角を有する場合に特に顕著になる。これは、像側において０．７より大、特に０．８より大である開口数を有する投影対物レンズの場合である。

固有複屈折は、動作波長が短くなると有意に増加する。このため、２４８ｎｍの動作波長と比較すると、固有複屈折は、１９３ｎｍの動作波長では２倍を超え、１５７ｎｍの動作波長では５倍を超える。したがって、本発明は、光線が２００ｎｍ未満、特に１６０ｎｍ未満の波長を有する場合に特に有利に用いられうる。

対物レンズは、光軸のまわりにおいて回転対称に配置される多数のレンズからなる純粋に屈折性の投影対物レンズであってもよく、またはカタジオプトリック系対物レンズの投影対物レンズであってもよい。

この種の投影対物レンズは、光源の後ろに照明装置とマスク位置決め装置と構造描画マスクと投影対物レンズと物体位置決め装置と感光性基板とが設けられるマイクロリソグラフィー投影露光装置において有利に用いられうる。

このマイクロリソグラフィー投影露光装置は、微細構造の半導体構成品を製造する役割を果たしうる。

本発明は、さらにまた、対物レンズの製造に適した方法を提供する。この方法によれば、レンズ軸が主結晶方向を向くフッ化物結晶のレンズまたはレンズ部分は、レンズ軸のまわりにおいて回転せしめられて、フッ化物結晶レンズのレンズ軸が同じ主結晶方向を向くとともにレンズが同じ配向で配置されるレンズ構成と比較して、分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）が有意に低い値になるように配置される。

前記方法では、さらに、（１００）−レンズを有する組と（１１１）−レンズまたは（１１０）‐レンズを有する組とを形成させることと、これらの組を平行に使用することとを構想している。この方法は、たとえば、＜１００＞−配向の少なくとも２個のフッ化物結晶レンズと＜１１１＞−配向の少なくとも２個のレンズとからなる投影対物レンズの場合に用いられる。また、これらのレンズに関する基準方向の位置は、周知である。この方法では、光路差の分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）の最大値は、フッ化物結晶レンズを光軸のまわりにおいて回転させることによって有意に減じられうるという本発明の概念が用いられる。適切なシミュレーション方法を用いて、物点に源を発する光線束が、投影対物レンズを通って伝播され、さらにフッ化物結晶レンズの周知の光学特性に基づいて、像面における分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）が判断される。最適化段階において、フッ化物結晶レンズ間における回転角が、複屈折が許容値を有するまで変化せしめられる。最適化段階では、たとえばレンズを回転させることによる非回転対称レンズ誤差の補償等のその他の制約も考慮されうる。この最適化段階により、フッ化物結晶レンズが同じ配向で配置される投影対物レンズと比較して、分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）の最大値は、最大３０％、特に最大５０％減じられうる。最適化手順には、中間段階も含まれうる。この中間段階において、フッ化物結晶レンズは、同じ配向のレンズにおいて、１つの組をなすレンズが、最外側開口光線に関して２つの互いに直交する直線偏光状態間において同様の光路差を生じしめるような態様に組分けされる。事後最適化段階において、これらのレンズは、次に組内においてのみ回転せしめられて、光路差が減じられる。したがって、（１００）−レンズは、最初に、（１００）−レンズによって引き起こされる光路差が減じられるように回転せしめられ得、次に（１１１）−レンズが、（１１１）−レンズによって引き起こされる光路差が減じられるように回転せしめられる。（１００）−配向および（１１１）−配向を有するレンズ間におけるフッ化物結晶レンズの分布は、最適化時において、結果的に得られる（１００）−分布ΔＯＰＬ_１００（α_Ｒ、θ_Ｒ）と結果的に得られる（１１１）−分布ΔＯＰＬ_１１１（α_Ｒ、θ_Ｒ）とが互いに大幅に補償し合うように行なわれなければならない。これに対応する説明は、（１００）−レンズと（１１０）−レンズとの平行使用にも当てはまる。

本発明は、さらにまた、レンズの製造方法において、第１段階において複数のフッ化物結晶板が光学的に継ぎ目のない態様に接合されてブランクを形成し、第２段階においてレンズが前記ブランクから周知の製造方法によって製作される方法に関する。前記板は、この場合は、レンズまたはレンズ部分に関して前記に説明された態様と同じ態様で、表面法線のまわりにおいて互いに対して回転せしめられるように配置される。

表面法線が同じ主結晶方向または同等の主結晶方向を向く板は、同じ軸方向厚さを有することが有利である。

（１００）−板を光学的に継ぎ目のない態様で（１１１）−板と接合すると、（１１１）−板の厚さの総和と（１００）−板の厚さの総和との間における比は、１．５±０．２になるはずである。

（１００）−板を光学的に継ぎ目のない態様で（１１０）−板と接合すると、（１１０）−板の厚さの総和と（１００）−板の厚さの総和との間における比は、４．０±０．４になるはずである。

本発明は、さらにまた、少なくとも１つの「異方性」被覆を有する光学素子に関する。特に、光学装置の光学素子の少なくとも１つの光学表面の被覆は、異方性被覆として形成されるとともに、たとえば補償被覆としての役割を果たしうる。これを適用するために、「異方性」被覆は、入射領域における入射光線の電場ベクトルの方向に対する自身の光学効果が明白な方向依存性を有する被覆である。その結果として、対象領域において、異方性被覆は、被覆の好適な方向に対応する速軸または遅軸を有しうる。

製造条件によって影響を受けうる特殊な微細構造を有する異方性薄膜と、結果的に得られる異方性特性とは、本質的に周知である。Ｍ．セトおよびＭ．ブレット（M. Seto and M. Brett）の論文「角度を活用して新種の薄膜を作る（Play the angles to create exotic thin films）」、真空機器、２０００年３月／４月、２６〜３１ページ（Vacuum Solutions, March/April, 2000, pages 26-31）に、高蒸着角度での蒸着（視射角蒸着、ＧＬＡＤ）によって製造されうるさまざまな薄膜の形態が説明されている。被覆方向に依存する特徴を有する柱状構造を有することが多いこうした多孔性薄膜も光学用に用いられうる。この種の偏光素子の例は、特に、Ｉ．ホジキンソンおよびＱ．Ｈ．ウー（I. Hodgkinson and Q. H. Wu）の論文「複屈折性およびキラル光学干渉被覆の概要（Review of birefringent and chiral optical interference coatings）」、ＯＩＣ ２０００／２００１、１〜２ページまたはＩ．ホジキンソンおよびＱ．Ｈ．ウー（I. Hodgkinson and Q. H. Wu）の「複屈折薄膜偏光素子（Birefringent Thin Film Polarizing Elements）」、ワールド・サイエンティフィック（World Scientific）、シンガポール、ニュージャージー、ロンドン、香港、ＩＳＢＮ９８１−０２−２９０６−２に記載されており、前記論文の内容を参照により本明細書の内容とする。

補償に特に適するのは、異方性が局所的に変動する異方性被覆である。この変動は、好適な方向である方向および／または被覆によってもたらされる位相分割の絶対量からなりうる。

複屈折が局所的に変動する複屈折分布を有する被覆を製作するために、全ての周知の被覆方法が、工程、特に電子ビーム蒸着等のＰＶＤ工程またはスパッタリングの制御を適切に改変して用いられうる。少なくともある一定の領域において異方性である被覆を製作する場合、好適な実施例において、被覆材料は、基板表面の少なくとも１つの領域またはすでに既存の被覆に、異方性被覆構造が生じしめられるような大きさの被覆角度、特に蒸着角度で施される。この目的のために、周知の蒸着装置を基礎として、たとえば材料源と基板との間における高さの差を有意に減少させて、一般的な蒸着角度が３０°〜４０°以上の範囲となりうる、被覆材料の斜め蒸着を達成することができる。ここで、基板表面における被覆材料の入射方向と被覆位置における基板表面の表面表線との間における角度は、蒸着角度（被覆角度）として理解される。

周知のダイヤフラム法を適切に改変することにより、平坦状または若干または大幅に湾曲状の光学基板上において所定の分布の複屈折特性、特に所定の分布の層異方性を有する異方性被覆が製作されうることがわかった。ひとつの変形態様において、被覆の複屈折分布および／または異方性を制御するために、以下の段階が行なわれる。基板回転軸のまわりにおける基板の回転が行なわれる。この目的のために、好ましくは、自身の基板回転軸のまわりにおける独自の回転と自公転装置の主回転軸のまわりにおける全体的回転とを行なう基板キャリヤ上に各基板が配置される自公転装置が用いられる。この装置において、基板表面は、次に、材料源の材料によって、大きい被覆角度で被覆される。この場合は、基板の回転時に被覆材料の周期的な遮蔽が行なわれて、所定の半径方向時間プロフィールにしたがって、被覆位置の半径方向位置に依存する被覆時間が達成される。この場合は、前記遮蔽は、１つ以上のダイヤフラムによって、小さい被覆角度（たとえば＜３０°〜３５°）が遮蔽されて、材料が、もっぱらまたは少なくとも大体において非常に大きい蒸着角度（たとえば４０°以上）で所定の方向から基板表面に衝突するように行なわれうる。ダイヤフラムを適切な形状にすることによって、異なる程度の異方性を有するあらゆる所望の放射対称形状の複屈折分布が得られうる。

本発明は、また、偏光光学素子、すなわち入射光線の偏光状態に対して所定の効果を有する光学素子または機構を製造する方法に関し、前記偏光光学素子は、さらにまた、本発明のその他の特徴と無関係に用いられ得、かつ保護されうる。この偏光光学素子は、たとえばリターデーション素子（リターダー）であってもよい。前記方法では、被覆作業の完了後に被覆の局所的な複屈折分布を変更することを構想している。この変更は、完成した被覆を所定の空間的分布にしたがって被覆の形態を変化させるのに適したエネルギーに局所的に露呈することによって行なわれうる。層特性の局所的な事後変更が、あらゆる種類の干渉層系（たとえば反射層、反射防止層）において行なわれうる。異方性をもたらす形態は、一般に限られた安定性を有する非平衡構造であるため、これは、特に異方性被覆の場合に有効である。エネルギーに露呈される領域の画定は、たとえば１つ以上のマスクを利用して行なわれうる。特に、被覆の形態は、熱暴露によって変化せしめられうる。これは、たとえば赤外線レーザを用いた放射または適切な熱エネルギーを生じしめる何らかのその他の種類の放射によって行なわれうる。可能性として書込み効果を有する電子ビームを用いて処理することも可能である。エネルギーの熱的導入に代わる方法または追加として、たとえばイオンビームおよび／または加熱ダイを利用してエネルギーを機械的に施すこともできる。特定の利点として、層構造の後処理により、非回転対称の複屈折分布を設定することができ、たとえばミリメートルまたはセンチメートル値域の一般的な値域サイズで、可能性として非常に小規模な特性設定が可能になる。

たとえば、低い被覆温度（冷間）で蒸着される層、特に異方性層系は、レーザー放射により複屈折特性を局所的に変更されうる。この方法により、位相分割の特定の局所的変調を有する偏光フィルタが製造されうる。

複屈折分布を事後変更することにより、さらにまた、偏光光学特性の変更を既製の光学装置、たとえばマイクロリソグラフィー用投影対物レンズにおいて行なうことが可能になる。この目的のために、光学装置は、最初に、異方性被覆またはその他の非平衡被覆を有する少なくとも１つの素子を用いて組み立てられ、かつ測定されうる。この測定結果を用いて、前記装置を偏光光学的に調節するのに必要とされる、少なくとも１個の補償被覆の所望の有効複屈折分布が判断されうる。次に、被覆を備える光学素子が取り外されて、適切なエネルギー導入による層特性の局所的な事後変更が行なわれうる。このようにして変更された光学素子を取り付けると、光学装置は、所望の特性を有することになる。したがって、本発明は、さらにまた、光学装置、特にマイクロリソグラフィー用光学装置の特殊な製造方法に関する。

図面に基づいて、本発明をより詳細に説明する。

図１は、フッ化物結晶ブロック３の断面を示す略図である。この断面は、｛１００｝結晶面５が個別の線として現れて、｛１００｝結晶面５が紙面に対して垂直になるように選択されている。フッ化物結晶ブロック３は、（１００）−レンズ１用のブランクまたは出発原料としての役割を果たす。この例において、（１００）−レンズ１は、該レンズの対称軸でもあるレンズ軸ＥＡを有する両凸レンズである。レンズ１は、前記フッ化物結晶ブロックから、レンズ軸ＥＡが｛１００｝結晶面に対して垂直になるような態様に製作される。

図２Ａにおいて、レンズ軸ＥＡが＜１００＞結晶方向を向く場合に、固有複屈折が結晶方向とどのように関連するかが、三次元の図により示されている。フッ化カルシウムの円形平行平面板２０１が図示されている。レンズ軸ＥＡは、＜１００＞結晶方向を向く。＜１００＞結晶方向に加えて、

が同様に矢印により示されている。固有複屈折は、表面部分がそれぞれの光線方向に関する固有複屈折の量を示す４つの「櫂形」２０３により略示されている。最大限の固有複屈折は、

すなわち、レンズの内側において４５°の開口角とそれぞれ０°、９０°、１８０°および２７０°の方位角とを有する光線の場合に生じる。固有複屈折の最小値は、４５°、１３５°、２２５°および３１５°の方位角において生じる。固有複屈折は、０°の開口角において零となる。

図２Ｂに、レンズ軸ＥＡが＜１１１＞結晶方向を向く場合に、固有複屈折が結晶方向とどのように関連するかが、三次元の図により示されている。フッ化カルシウムの円形平行平面板２０５が図示されている。レンズ軸ＥＡは、＜１１１＞結晶方向を向く。＜１１１＞結晶方向に加えて、結晶方向＜０１１＞、＜１０１＞および＜１１０＞が同様に矢印により示されている。固有複屈折は、表面部分がそれぞれの光線方向に関する固有複屈折の量を示す３つの「櫂形」２０７によって略示されている。最大限の固有複屈折は、それぞれ、結晶方向＜０１１＞、＜１０１＞および＜１１０＞、すなわちレンズの内側において３５°の開口角とそれぞれ０°、１２０°および２４０°の方位角とを有する光線の場合に生じる。固有複屈折の最小値は、６０°、１８０°および３００°の方位角において生じる。固有複屈折は、０°の開口角において零となる。

図２Ｃに、レンズ軸ＥＡが＜１１０＞結晶方向を向く場合に、固有複屈折が結晶方向とどのように関連するかが、三次元の図により示されている。フッ化カルシウムの円形平行平面板２０９が図示されている。レンズ軸ＥＡは、＜１１０＞結晶方向を向く。＜１１０＞結晶方向に加えて、

が同様に矢印により示されている。固有複屈折は、表面部分がそれぞれの光線方向に関する固有複屈折の量を示す５つの「櫂形」２１１により略示されている。最大限の固有複屈折は、それぞれ、一方ではレンズ軸ＥＡの方向、他方ではそれぞれ

すなわち０°の開口角またはそれぞれ６０°の開口角と｛１１０｝結晶面への次の結晶方向、つまり

の投射によって得られる４つの放射角とを有する光線の場合に生じる。しかしながら、最大開口角は、結晶の屈折率によって４５°未満に制限されるため、こうした大きさの開口角が結晶材料において生じることはない。

図３は、開口角θと方位角αとがどのように定義されるかを示す図である。図２の（１００）−レンズの場合は、ｚ軸は＜１００＞結晶方向を向き、ｘ軸は｛１００｝結晶面への＜１１０＞方向の投射によって得られる方向を向く。ｚ軸は、この場合は、レンズ軸と同じであり、ｘ軸は基準方向と同じである。

前記に引用されたインターネット文献から、フッ化カルシウムに関する測定により、＜１１０＞結晶方向に進むλ＝１５６．１ｎｍの波長を有する光に関して、（６．５±０．４）ｎｍ／ｃｍの複屈折値が得られたことは周知である。この測定値を正規化係数として用いて、フッ化カルシウムレンズの複屈折分布Δｎ（θ、α）を結晶方位の関数として理論的に計算することができる。この計算は、屈折率楕円体を光線方向の関数として計算する結晶光学により周知の数学的形式を基礎とする。理論的な原理は、たとえば”Lexikon der Optik”, Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg Berlin, 1999において”Kristalloptik”のキーワードの下に示されている。

本出願人の測定より最近の測定では、フッ化カルシウム結晶内において＜１１０＞結晶方向に進むλ＝１５６．１ｎｍの波長を有する光に関して、１１ｎｍ／ｃｍの複屈折値が得られた。正規化係数Δｎ_ｍａｘ＝６．５ｎｍ／ｃｍに関する以下の記述は、正規化係数Δｎ_ｍａｘ＝１１ｎｍ／ｃｍに難なく変換されうる。

図４Ａにおいて、固有複屈折の量は、（１００）−レンズに関して、方位角α＝０°の場合の開口角θの関数として示されている。θ＝４５°の開口角における６．５ｎｍ／ｃｍという固有複屈折の値は、前記測定値に対応する。曲線形状は、結晶光学により周知の公式に基づいて判断された。

図４Ｂには、固有複屈折の量が、（１００）−レンズに関して、開口角θ＝４５°の場合の方位角αの関数として示されている。４回方位角対称性は一目瞭然である。

図４Ｃにおいて、複屈折分布Δｎ（θ、α）は、（１００）−レンズに関して、（θ、α）−角度領域における個別の光線方向について図示されている。各線は、開口角θと方位角αとによって定義される光線方向に関する大きさと方向とを表している。これらの線の長さは、複屈折の量または交差楕円の主軸の長さ間における差に比例する一方で、線の方向は、交差楕円の長い方の主軸の配向を示す。交差楕円は、方向（θ、α）の光線に関する屈折率楕円体と、前記光線の方向に対して垂直をなし、かつ前記屈折率楕円体の中心を通る平面との間における共通部分として得られる。前記線の方向および長さのいずれもが、４回対称性の分布を示す。前記線の長さ、したがって複屈折は、０°、９０°、１８０°および２７０°の方位角において最大となる。

次に、図４Ｄに、等しい厚さの２個の隣接する平行平面形（１００）−レンズが４５°回転せしめられるように配置された場合に得られる複屈折分布Δｎ（θ、α）が示されている。結果的に得られる複屈折分布Δｎ（θ、α）は、方位角αとは無関係である。交差楕円の長い方の主軸は、接線方向に延在する。結果として生じる、２つの互いに直交する偏光状態の光路差は、複屈折値と、光線が平行平面形（１００）−レンズ内において進む物理的な経路長さとの積によって得られる。回転対称の複屈折分布は、等しい厚さのｎ個の平行平面形（１００）−レンズを、それぞれのレンズ対間における回転角βが次の式

を満たすような態様に配置することによって得られる。ここで、ｎは平行平面形（１００）‐レンズの個数であり、ｍは整数である。一様な配向のレンズ構成と比較すると、開口角θ＝３０°の場合の複屈折の最大値は、３０％減じられうる。２つの互いに直交する直線偏光状態に関する光路差の略回転対称の分布もまた、任意の形状のレンズで、光線束の全ての光線がレンズの内側において同様の大きさの角度を有し、かつ同様の長さの光路を辿る場合に得られる。したがって、これらのレンズは、光線が前記の条件を可能な限り満たすような態様で組分けされるべきである。

図４Ｅにおいて、固有複屈折の量は、図４Ｄの等しい厚さの２個の隣接する平行平面形（１００）−レンズに関して、方位角α＝０°の場合の開口角θの関数として示されている。開口角θ＝４１°における固有複屈折の最大値は、４．２ｎｍ／ｃｍであり、その結果として、図４Ａの６．５ｎｍ／ｃｍという最大値に比べて３５％減じられている。

図４Ｆには、固有複屈折の量が、図４Ｄの等しい厚さの２個の隣接する平行平面形（１００）−レンズに関して、開口角θ＝４１°の場合の方位角αの関数として示されている。固有複屈折は、方位角αとは無関係である。

図５Ａにおいて、固有複屈折の量は、（１１１）−レンズに関して、方位角α＝０°の場合の開口角θの関数として示されている。θ＝３５°の開口角における６．５ｎｍ／ｃｍという固有複屈折の値は、前記測定値に対応する。曲線形状は、結晶光学により周知の公式に基づいて判断された。

図５Ｂには、固有複屈折の量が、（１１１）−レンズに関して、開口角θ＝３５°の場合の方位角αの関数として示されている。３回方位角対称性は一目瞭然である。

図５Ｃに、図４Ｃにすでに示されたものと同じ形状の（１１１）−レンズに関して、（θ、α）−角度領域における個別の光線方向における複屈折分布Δｎ（θ、α）が示されている。これらの線の方向および長さのいずれもが、３回対称性の分布を示している。線の長さ、したがって複屈折は、０°、１２０°および２４０°の方位角において最大となる。（１００）−レンズの場合とは対照的に、複屈折の配向は、光線が０°の方位角ではなしに１８０°の方位角でレンズを通過する場合に９０°転換する。したがって、複屈折は、たとえば同じ配向の２個の（１１１）−レンズによって、光線束の光線角度が２個のレンズ間において符号を切り換える場合に補償されうる。

次に、図５Ｄにおいて、等しい厚さの２個の隣接する平行平面形（１１１）−レンズが６０°回転せしめられたように配置される場合に得られる複屈折分布Δｎ（θ、α）が示されている。結果的に得られる複屈折分布Δｎ（θ、α）は、方位角αとは無関係である。しかしながら、図４Ｃとは対照的に、交差楕円の長い方の主軸は、半径方向に延在する。結果として生じる、２つの互いに直交する偏光状態に関する光路差は、複屈折値と光線が（１１１）−レンズ内において進む物理的な経路長さとの積によって得られる。回転対称の複屈折分布は、同様に、等しい厚さのｎ個の平行平面形（１１１）−レンズを、それぞれのレンズ対間における回転角が次式、つまり

を満たすような態様に配向することによって得られ、ここで、ｋは平行平面形（１１１）−レンズの個数であり、ｌは整数である。一様な配向のレンズ構成と比較すると、開口角θ＝３０°における複屈折の値は、６８％減じられうる。２つの互いに直交する直線偏光状態に関する光路差の略回転対称の分布は、任意の形状のレンズで、レンズ内における光線束の全ての光線がレンズの内側において同様の大きさの角度を有し、かつ同様の長さの光路を辿る場合に得られる。したがって、これらのレンズは、光線が前記の条件を可能な限り満たすような態様で組分けされるべきである。

図５Ｅに、固有複屈折の量が、図５Ｄの等しい厚さの２個の隣接する平行平面形（１１１）−レンズに関して、方位角α＝０°の場合の開口角θの関数として示されている。開口角θ＝４１°における固有複屈折の最大値は、２．８ｎｍ／ｃｍであり、したがって図５Ａの６．５ｎｍ／ｃｍという最大値に比べて５７％減じられている。

図５Ｆには、固有複屈折の量が、図５Ｄの等しい厚さの２個の隣接する平行平面形（１１１）−レンズに関して、開口角θ＝４１°の場合の方位角αの関数として示されている。固有複屈折は、方位角αとは無関係である。

（１００）−レンズを有する組と（１１１）−レンズを有する組とを投影対物レンズ内において組み合わせることにより、これらのレンズによって２つの互いに直交する直線偏光状態に関して生じしめられる光路差が大幅に補償されうる。そのためには、略回転対称の分布の光路差を最初にこれらの組内においてレンズを回転させることによって得ることと、こうした２つの分布の光路差を次に（１００）−レンズを有する組と（１１１）−レンズを有する組とを組み合わせることによって補償することが必要になる。この補償は、図４Ｄおよび５Ｄから理解されうるように、回転せしめられた（１００）−レンズを有する組の複屈折分布に関する交差楕円の長い方の主軸の配向が、回転せしめられた（１１１）−レンズを有する組の複屈折分布に関する交差楕円の長い方の主軸の配向に対して直交するという事実を利用している。一方では個別の組が略回転対称の分布の光路差を生じしめ、他方では（１００）−レンズを有する組の寄与の総和が（１１１）−レンズを有する組の寄与の総和と略等しい絶対量になることが重要である。

図６Ａにおいて、固有複屈折の量が、（１１０）−レンズに関して、方位角α＝０°の場合の開口角θの関数として示されている。θ＝０°の開口角における６．５ｎｍ／ｃｍという固有複屈折の値は、測定値に対応する。曲線形状は、結晶光学により周知の公式に基づいて判断された。

図６Ｂには、固有複屈折の量が、（１１０）−レンズに関して、開口角θ＝３５°の場合の方位角αの関数として示されている。２回方位角対称性は一目瞭然である。

図６Ｃに、図４Ｃにすでに示されたものと同じ形態の（１１０）−レンズに関する（θ、α）−角度領域における個別の光線方向の複屈折分布Δｎ（θ、α）が示されている。線の方向および長さのいずれもが、２回対称性の分布を示す。最大の長さを有する線、したがって最大の複屈折は、開口角θ＝０°において得られる。

次に、図６Ｄにおいて、等しい厚さの２個の隣接する平行平面形（１１０）−レンズが９０度回転せしめられるように配置される場合に得られる複屈折分布Δｎ（θ、α）が示されている。

結果として生じる複屈折分布Δｎ（θ、α）は、４回方位角対称性を有する。最大複屈折値は、方位角α＝４５°、１３５°、２２５°および３１５°において生じ、開口角θ＝４０°の場合の複屈折値は２．６ｎｍ／ｃｍとなる。

次に、図６Ｅにおいて、図６Ｃの等しい厚さの２個の平行平面形（１１０）−レンズが２個のさらに他の等しい厚さの平行平面形（１１０）−レンズと組み合わされる場合に得られる複屈折分布Δｎ（θ、α）が示されている。（１１０）−レンズ対間における回転角は４５°である。結果的に得られる複屈折分布Δｎ（θ、α）は、方位角αとは無関係である。しかしながら、図４Ｃと対照的に、交差楕円の長い方の主軸は、半径方向、すなわち図５Ｃの分布と同様の方向に延在する。結果として生じる２つの互いに直交する偏光状態の光路差は、複屈折値と光線が（１１０）−レンズの内側において進む物理的な経路長さとの積によって得られる。回転対称の複屈折分布は、同様に、等しい厚さの４ｎ個の平行平面形（１１０）−レンズを、それぞれのレンズ対間における回転角βが式

を満たすような態様に配置されることによって得られ、ここで、４ｎは平行平面形（１００）−レンズの個数であり、ｍは整数である。２つの互いに直交する直線偏光状態に関する光路差の略回転対称の分布もまた、任意の形状のレンズで、レンズ内における光線束の全ての光線がレンズの内側において同様の大きさの角度を有し、かつ同様の長さの光路を辿る場合に得られる。したがって、これらのレンズは、光線が前記条件を可能な限り満たすような態様に組分けされるべきである。

図６Ｆに、複屈折の量が、図６Ｅの等しい厚さの４個の隣接する平行平面形（１１０）−レンズに関して、方位角α＝０°の場合の開口角θの関数として示されている。開口角θ＝４１°における固有複屈折の値は、この場合は、１．０ｎｍ／ｃｍであり、したがって図５Ａの６．５ｎｍ／ｃｍという最大値と比較すると８４％減じられる。

図６Ｇにおいて、固有複屈折の量は、図６Ｅの等しい厚さを有する４個の隣接する平行平面形（１１０）−レンズに関して、開口角θ＝４１°の場合の方位角αの関数として示されている。固有複屈折は、方位角αとは無関係である。

（１１０）−レンズを有する組と（１００）−レンズを有する組とを投影対物レンズ内において組み合わせることにより、これらのレンズによって２つの互いに直交する直線偏光状態に関して生じしめられる光路差が大幅に補償されうる。そのためには、略回転対称の分布の光路差を最初にこれらの組内においてレンズを回転させることによって得ることと、次に２つの分布の光路差を（１１０）−レンズを有する組と（１００）−レンズを有する組とを組み合わせることによって補償することとが必要になる。この補償は、図４Ｄおよび６Ｅに示されるように、回転せしめられた（１１０）−レンズを有する組の複屈折分布に関する交差楕円の長い方の主軸の配向が、回転せしめられた（１００）−レンズを有する組の複屈折分布に関する交差楕円の長い方の主軸の配向に対して直交するという事実を利用している。一方では個別の組が略回転対称の分布の光路差を生じしめ、他方では（１１０）−レンズを有する組の寄与の総和が（１００）−レンズを有する組の寄与の総和と略等しい絶対量になることが重要である。

図７において、１５７ｎｍの波長用の屈折投影対物レンズ６１１のレンズ断面が示されている。この対物レンズの光学データは、表１に示されている。この例証的な実施例は、本出願人の特許出願ＰＣＴ／ＥＰ第００／１３１４８号からの引用であり、前記出願の図７および表６に対応する。この対物レンズのより詳細な機能説明に関しては、特許出願ＰＣＴ／ＥＰ第００／１３１４８号を参照されたい。この対物レンズの全てのレンズは、フッ化カルシウム結晶によって構成される。前記対物レンズの像側における開口数は、０．９である。この対物レンズの結像性能は、理想球面波からの波面の逸脱が１５７ｎｍの波長を基準としてより小さい１．８ｍλになるように十分に補正される。特にこれらの高性能対物レンズにおいては、たとえば固有複屈折等の有害な影響を可能な限り減じることが必要である。

図６の例証的な実施例において、最外側開口光線６０９の開口角θと経路長さＲＬ_Ｌとが、個別のレンズＬ６０１〜Ｌ６３０に関して計算された。最外側開口光線６０９は、座標ｘ＝０ｍｍおよびｙ＝０ｍｍの物点に源を発するとともに、像面において光軸に対して像側における開口数に対応する角度を有する。最外側開口光線６０９を用いるのは、レンズの内側における開口角が最大開口角に近いためである。

表２には、最外側開口光線の開口角θおよび光路長さＲＬ_Ｌだけではなしに、異なるレンズ配向における２つの互いに直交する直線偏光状態に関する光路差も示されている。光路差は、（１１１）−レンズと（１００）−レンズと（１１０）−レンズとにおいて、レンズ内における最外側エッジ光線の方位角α_Ｌが、（１１１）−レンズでは０°および６０°、（１００）−レンズでは０°および４５°、（１１０）−レンズでは０°、４５°、９０°および１３５°となる場合に関して示されている。

表２によれば、レンズＬ６０８、Ｌ６１７、Ｌ６１８、Ｌ６１９、Ｌ６２７、Ｌ６２８、Ｌ６２９およびＬ６３０の開口角θは、２５°より大きく、レンズＬ６１８、Ｌ６２７、Ｌ６２８、Ｌ６２９およびＬ６３０の場合は３０°を超えさえする。大きい開口角は、特に、像面に最も近いレンズＬ６２７〜Ｌ６３０において生じる。

この投影対物レンズ設計により、全ての光線の最大開口角が４５°未満になるという結果が得られた。最外側開口光線の最大開口角は、レンズＬ６２８において３９．４°になる。このことにより、さらにまた、２個の肉厚の平面形レンズＬ６２９およびＬ６３０を像面のすぐ前において用いることの有用性が立証された。

レンズＬ６２１とＬ６２２との間の絞りの直径は２７０ｍｍである。レンズＬ６１８の直径は２０７ｍｍであり、レンズＬ６２７〜Ｌ６３０の直径はいずれも１９０ｍｍ未満である。その結果として、大きい開口角を有するこれらのレンズの直径は、絞りの直径の８０％未満となる。

表２から結論付けられうるように、大きい開口角を有する個別のレンズを（１００）−方向に配向すると、複屈折値が全体として小さくなるため、有利である。これは、＜１１０＞結晶方向の影響が顕著になり始める角度が（１００）−レンズの場合には（１１１）−レンズの場合より大きいという事実による。たとえば、レンズＬ６０８、Ｌ６０９およびＬ６１７において、光路差は、３０％を超えて減じられる。

２個の平行平面レンズＬ６２９およびＬ６３０は、レンズを互いに対して回転させることによって複屈折がいかに有意に減じられうるかを示すよい例である。いずれのレンズも、最外側開口光線に関して３５．３°の等しい開口角と、それぞれ２７．３ｍｍおよび２６．０ｍｍの同等の経路長さとを有する。これらの２個のレンズを（１００）−レンズと等しい配向で配設すると、３０．７ｎｍの光路差が生じる。これに対して、２個の（１００）−レンズを互いに対して４５°回転させると、光路差は２０．９ｎｍに減じられ、これは３２％の減少に相当する。２個のレンズを（１１１）−レンズと等しい配向で配設すると、３４．６ｎｍの光路差が生じる。しかしながら、２個の（１１１）−レンズを互いに対して６０°回転させると、光路差は１３．６ｎｍに、すなわち６１％減じられる。

２つの互いに直交する直線偏光状態に関してレンズＬ６２９とＬ６３０とによって引き起こされる固有複屈折による光路差の略完全な補償は、レンズＬ６２９をレンズＬ６２９１とＬ６２９２とに分割し、かつレンズＬ６３０をレンズＬ６３０１とＬ６３０２とに分割して、レンズＬ６２９１を９．１５ｍｍの厚さを有する（１００）−レンズとし、レンズＬ６２９２を１３．１１ｍｍの厚さを有する（１１１）−レンズとし、レンズＬ６３０１を８．３３ｍｍの厚さを有する（１００）−レンズとし、レンズＬ６３０２を１２．９ｍｍの厚さを有する（１１１）−レンズとすることによって達成されうる。レンズＬ６２９１およびＬ６３０１は、互いに対して４５°回転せしめられ；レンズＬ６２９２およびＬ６３０２は、互いに対して６０°回転せしめられる。これにより、結果として生じる最大光路差は、この場合は０．２ｎｍとなる。レンズＬ６２９１とＬ６２９２、さらにまたレンズＬ６３０１とＬ６３０２とは、光学的に継ぎ目のない態様で、たとえば密着を手段として接合されうる。この原理は、投影対物レンズが１個の結晶レンズしか含まない場合にも適用されうる。この場合、前記１個の結晶レンズは、互いに対して回転せしめられるように配置される少なくとも２個のレンズに分割される。これらのレンズは、密着により互いに接合されうる。また他の可能性は、最初に、所望の結晶配向を有する個別の板を光学的に継ぎ目なく組み合せたものを製造し、次にこの互いに接合された板からさらに他の加工段階においてレンズを製作することである。

レンズＬ６２９およびＬ６３０の固有複屈折の有害な影響を減じるさらに他の可能性は、レンズＬ６２９をレンズＬ６２９３とＬ６２９４とに分割し、かつレンズＬ６３０をレンズＬ６３０３とＬ６３０４とに分割して、さらにレンズＬ６２９３を１１．１３ｍｍの厚さを有する（１１０）−レンズとし、レンズＬ６２９４を１１．１３ｍｍの厚さを有する（１１０）−レンズとし、レンズＬ６３０３を１０．６２ｍｍの厚さを有する（１１０）−レンズとし、レンズＬ６３０４を１０．６２ｍｍの厚さを有する（１１０）−レンズとすることである。レンズＬ６２９３とＬ６２９４、さらにまたレンズＬ６３０３とＬ６３０４とは、いずれの場合も互いに対して９０°回転せしめられ、レンズＬ６２９３とＬ６３０３との間における回転角は４５°とされる。結果として生じる最大光路差は、この場合は４．２ｎｍとなる。レンズＬ６２９３とＬ６２９４、さらにまたレンズＬ６３０３とＬ６３０４とは、レンズ部分として光学的に継ぎ目のない態様で、たとえば密着を手段として接合されうる。

高負荷レンズＬ６２９およびＬ６３０によって引き起こされる２つの互いに直交する直線偏光状態の光路差の略完全な補償は、各レンズをそれぞれ３個のレンズ部分Ｌ６２９５、Ｌ６２９６およびＬ６２９７とＬ６３０５、Ｌ６３０６およびＬ６３０７とに分割して、さらにレンズＬ６２９５を４．４５ｍｍの厚さを有する（１００）−レンズとし、レンズＬ６２９６およびＬ６２９７を８．９０ｍｍの厚さを有する（１１０）−レンズとし、レンズＬ６３０５を４．２５ｍｍの厚さを有する（１００）−レンズとし、レンズＬ６３０６およびＬ６３０７を８．４９ｍｍの厚さを有する（１１０）−レンズとすることによって達成されうる。レンズＬ６２９４およびＬ６３０４は、互いに対して４５°回転せしめられ；対をなすレンズＬ６２９５、Ｌ６２９７、Ｌ６３０６およびＬ６３０７は、互いに対して４５°回転せしめられる。この組合せにおいて、結果として生じる光路差は、０．１ｎｍ未満に減じられる。レンズＬ６２９５〜Ｌ６２９７、さらにまたレンズＬ６３０５〜Ｌ６３０７は、レンズ部分として光学的に継ぎ目のない態様で、たとえば密着を手段として接合されうる。

レンズＬ６２９およびＬ６３０による固有複屈折の悪影響を減じるさらに他の可能性は、２個の（１１０）−レンズを１個の（１００）−レンズと組み合わせることである。これらの２個の（１１０）−レンズは、互いに対して９０°回転せしめられる一方で、（１００）−レンズと（１１０）−レンズとの間における回転角が４５°＋ｍ・９０°になるように配設されなければならず、ここで、ｍは整数である。この目的のために、レンズＬ６２９をレンズＬ６２９８とＬ６２９９とに分割し、かつレンズＬ６３０をレンズＬ６３０８とＬ６３０９とに分割して、さらにレンズＬ６２９８を１７．４０ｍｍの厚さを有する（１１０）−レンズとし、レンズＬ６２９９を４．８７ｍｍの厚さを有する（１１０）−レンズとし、レンズＬ６３０８を１２．５３ｍｍの厚さを有する（１１０）−レンズとし、レンズ６３０９を８．７０ｍｍの厚さを有する（１００）−レンズとする。結果として生じる最大光路差は、３．１ｎｍとなる。レンズＬ６２９８とＬ６２９９、さらにまたレンズＬ６３０８とＬ６３０９とは、レンズ部分として光学的に継ぎ目のない態様で、たとえば密着を手段として接合されうる。

図８において、１５７ｎｍの波長用のカタジオプトリック投影対物レンズ７１１のレンズ断面が示されている。この対物レンズの光学データは、表３に示されている。この例証的な実施例は、本出願人の特許出願ＰＣＴ／ＥＰ第００／１３１４８号からの引用であり、前記出願の図９および表８に対応する。この対物レンズのより詳細な機能説明に関しては、特許出願ＰＣＴ／ＥＰ第００／１３１４８号を参照されたい。この対物レンズの全てのレンズは、フッ化カルシウム結晶によって構成される。前記対物レンズの像側における開口数は、０．８である。

図８の例証的な実施例において、上側最外側開口光線７１３および下側最外側開口光線７１５の開口角θと経路長さＲＬ_Ｌとが、個別のレンズＬ８０１〜Ｌ８１７に関して計算された。最外側開口光線７１３および７１５は、座標ｘ＝０ｍｍおよびｙ＝―８２．１５ｍｍの物点に源を発するとともに、像面において光軸に対して像側における開口数に対応する角度を有する。上側および下側最外側開口光線を計算したのは、物体フィールドが光軸の外側に位置し、したがって図７の例証的な実施例の最外側開口光線のように、開口光線が光軸に対して対称ではないためである。

表４に、上側最外側開口光線に関するデータが示され、表５に、下側最外側開口光線に関するデータが示されている。表４および表５には、最外側開口光線の開口角θおよび光路長さＲＬ_Ｌだけではなしに、異なるレンズ配向における２つの互いに直交する直線偏光状態に関する光路差もまた、正確に言うと（１１１）−レンズ、（１００）−レンズおよび（１１０）−レンズにおいて、レンズ内における最外側エッジ光線の方位角α_Ｌが、（１１１）−レンズでは０°および６０°、（１００）−レンズでは０°および４５°、（１１０）−レンズでは０°、４５°、９０°および１３５°となる場合に関して示されている。

表４および表５によれば、レンズＬ８１５〜Ｌ８１７の開口角θは、２５°より大きい。この例証的な実施例の場合も、像面に最も近いレンズＬ８１５〜Ｌ８１７は、大きい開口角を有する。

レンズＬ８１５〜Ｌ８１７の設計に基づくと、最大開口角は、

を超えない。最外側開口光線の最大開口角は、レンズＬ８１７において、３０．８°である。

レンズＬ８１１とＬ８１２との間の絞りの直径は、１９３ｍｍである。レンズＬ８１５〜Ｌ８１７の直径は、いずれも１６２ｍｍ未満である。その結果として、大きい開口角を有するこれらのレンズの直径は、絞りの直径の８５％未満となる。

表４および表５から結論付けられうるように、大きい開口角を有するレンズを（１００）−方向に配向すると、複屈折値が全体として小さくなるため、有利である。たとえば、レンズＬ８１５〜Ｌ８１７において、光路差は、２０％を超えて減じられる。

図８の例証的な実施例に基づいて、以下の説明では、互いに回転せしめられた（１００）−レンズの組を互いに回転せしめられた（１１１）−レンズの組と平行に用いることによって固有複屈折がいかに大幅に補償されうるかを示すことを意図している。

第１に、全ての（１１１）−配向のフッ化カルシウムレンズを、該（１１１）−レンズを互いに対して回転させずに配設する。この場合は、１３６ｎｍの最大光路差が２つの互いに直交する直線偏光状態に関して得られる。（１１１）−レンズを回転させることにより、最大光路差は、約３８ｎｍに減じられうる。この目的のために、レンズＬ８０１およびＬ８０４が１つの組に割り振られ、かつレンズＬ８０２およびＬ８０３はまた他の組に割り振られて、これらのレンズ間における回転角は、いずれの場合も６０°とされる。レンズＬ８０８、Ｌ８０９およびＬ８１０は、３個で１つの組をなして組み合わされ、レンズＬ８１５、Ｌ８１６およびＬ８１７も同様に組み合わされて、これらのレンズ対間における回転角は４０°とされる。レンズＬ８１１、Ｌ８１２、Ｌ８１３およびＬ８１４は、３０°の相互回転角を有して、４個で１つの組をなして組み合わされる。

（１００）−配向の全てのフッ化カルシウムレンズを、該（１００）−レンズを互いに対して回転させずに配設すると、９０．６ｎｍの最大光路差が２つの互いに直交する直線偏光状態に関して得られる。（１００）−レンズを回転させることにより、最大光路差は、約４０ｎｍに減じられうる。この目的のために、レンズＬ８０１およびＬ８０４が１つの組に割り振られ、かつレンズＬ８０２およびＬ８０３はまた他の組に割り振られて、これらのレンズ間における回転角は、いずれの場合も４５°とされる。レンズＬ８０８、Ｌ８０９およびＬ８１０は、３個で１つの組をなして組み合わされ、レンズＬ８１５、Ｌ８１６およびＬ８１７も同様に組み合わされて、これらの対間における回転角は３０°とされる。レンズＬ８１１、Ｌ８１２、Ｌ８１３およびＬ８１４は、２２．５°の相互回転角を有して、４個で１つの組をなして組み合わされる。

（１００）−レンズの組を（１１１）−レンズの組と組み合わせると、２つの互いに直交する直線偏光状態に関して、７ｎｍの最大光路差が得られる。この目的のために、レンズＬ８０１およびＬ８０４は、該レンズ間において６０°の回転角を有して組み合わされて、（１１１）−レンズの組を形成する。レンズＬ８０２およびＬ８０３は、該レンズ間において４５°の回転角を有して組み合わされて、（１００）−レンズの組を形成する。レンズＬ８０８、Ｌ８０９およびＬ８１０は、これらのレンズのそれぞれの対間において３０°の回転角を有して組み合わされて、３個の（１００）−レンズで１つの組をなす。レンズＬ８１５、Ｌ８１６、Ｌ８１７は、これらのレンズの対間において４０°の回転角を有して組み合わされて、３個の（１１１）−レンズで１つの組を形成する。レンズＬ８１１、Ｌ８１２、Ｌ８１３およびＬ８１４は、２２．５°の回転角を有して組み合わされて、４個の（１００）−レンズで１つの組を形成する。１つの組をなして組み合わされるのではないレンズＬ８０５およびＬ８０７のレンズ軸は、＜１１１＞結晶方向に配向される一方で、レンズＬ８０６のレンズ軸は、＜１００＞結晶方向に配向される。これらの組は、光軸のまわりにおいて互いに対して任意の角度だけ回転せしめられうる。こうした自由度を利用して、たとえばレンズの取付けによって生じうる回転対称による収差の補償が可能である。

屈折対物レンズ６１１を用いて、以下の記述において、補償被覆６１３を用いて光学素子を覆うことによって、複屈折の効果の有害な影響がいかに有意に減じられうるかを示す。２個のレンズＬ６２９およびＬ６３０は、フッ化カルシウムによって構成され、したがって本質的に複屈折性を有するため、ここでは、複屈折に対するこれらの２個のレンズの寄与のみを考える。この例証的な実施例において、これらの２個のレンズは、（１１１）−配向を有するとともに、互いに対して６０°回転せしめられる。これによって、略回転対称の分布の光路差ΔＯＰＬがもたらされる。最外側開口光線の最大光路差ΔＯＰＬは、方位角α_Ｒによって１３．６ｎｍ〜１４．６ｎｍの範囲内となる。次に、表６において説明される補償被覆６１３が、像面Ｏ´の方を向くレンズＬ６３０の光学表面に施される。この補償被覆６１３は、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）およびフッ化ランタン（ＬａＦ_３）の１５枚の個別材料層によって構成される。表６のｎおよびｋは、屈折率の実部および虚部を表す。層厚さは、均一であり、いかなる横方向の厚さ変動も有さない。被覆工程における蒸着角度は、レンズＬ６３０の光学表面に対して垂直である。この補償被覆を用いると、結果として生じる光路差は、１．１ｎｍとなり、その結果として補償被覆を用いない対物レンズと比較すると有意に減じられる。

２個の最後のレンズではなしに対物レンズ全体を考える場合も、類似の手順が可能である。補償被覆を有する１個の光学素子のみを用いて複屈折を補償するのではなしに、複数個の光学素子を補償被覆により覆うことも可能である。

この手順を用いて、この複屈折の原因が応力により誘導される複屈折、固有複屈折およびその他の層による複屈折でありうる場合に、装置全体の複屈折を補償することもできる。

装置の最終調節に続いて、像面における１つ以上の光線束に関する光路差の分布ΔＯＰＬを判断する。次に、必要とされる補償被覆を、被覆を最適化するプログラムを手段として計算し、たとえば像面に最も近い装置表面に被覆を施す。像面に最も近い光学素子を交換可能にすると有利である。これによって、対物レンズを実際に使用した場合にだけ起こる複屈折効果を補正する可能性も得られる。

紫外線領域において結晶の複屈折を補償するために、異なる配向の結晶軸を有する結晶素子を前記のように交互に配置することができる。しかしながら、異なる結晶配向を有するレンズを光学装置において交互に配置すると、往々にしてレンズを通過する角度が異なって、限られた程度の補償しか得られないようになるという問題が起こる。１個の結晶レンズのみを含む光学装置の場合は、この種の補償は全く不可能である。

ひとつの考えられる解決策は、レンズを、密着によって接合される２個の互いに回転せしめられる部分に分割するように設計することである。実際には、この概念は、応力によって接合面が変形し、かつ２個の半分体がマイクロメートル単位の精度で横方向に配置されなければならないという欠点を有する。

互いに密着せしめられ、かつ結晶軸の配向に対して回転せしめられる個別の板からブランクを製造し、然る後に、これらのブランクを研削および研磨によってレンズにすることが提案される。配向に関する前記の全ての記述は、この態様で製作されるレンズにも当てはまる。

光学分野において一般的な製造工程である密着に加えて、密接な接触が得られ、かつ最小限の応力しか生じしめないあらゆるその他の接合技術が、本発明において用いられうるとともに、本発明の範囲内に含まれるものと見なされる。密着は、たとえば石英ガラスの被覆によって促進されうる。接合面における屈折または反射は、意図される機能と抵触するため、こうした屈折または反射を有さないことが重要である。

配向は、前記の基準に基づいて選択される。

例証的な実施例として、たとえば図８の投影対物レンズのレンズＬ８１６の製作に用いられうるブランクを示す。このレンズＬ８１６は、３４２．１３ｍｍの頂点曲率半径を有する凸型非球前面と４４９．２６ｍｍの頂点曲率半径を有する凹形球後面とを有する。軸方向の厚さは、３７．３ｍｍである。レンズ材料は、フッ化カルシウムである。レンズ直径は、１４１ｍｍである。このレンズを製造するのに用いられるブランクは、少なくとも４５ｍｍの全厚と１５０ｍｍの直径とを必要とする。前記ブランクは、この場合は、互いに対して４５°回転せしめられた厚さ９．０ｍｍの２枚の（１００）−板と互いに対して６０°回転せしめられた厚さ１３．５ｍｍの２枚の（１１１）−板とを光学的に継ぎ目のない態様に接合したものからなりうる。（１００）−板と（１１１）−板とは、それぞれ隣接して配置されなければならない。

さらに他の実施例において、対をなす（１００）−板と対をなす（１１１）−板との代わりに、互いに対して４５°回転せしめられた厚さ３．０ｍｍの６枚の（１００）−板と互いに対して６０°回転せしめられた厚さ４．５の６枚の（１１１）−板とが、光学的に継ぎ目のない態様に接合される。

また他の実施例においては、互いに対して４５°回転せしめられた厚さ９．０ｍｍの４枚の（１１０）−板と互いに対して４５°回転せしめられた厚さ４．５の２枚の（１００）−板とが、前記２枚の（１００）−板が前記４枚の（１１０）−板の後に配置される状態で光学的に継ぎ目のない態様に接合される。

さらにまた他の実施例では、互いに対して４５°回転せしめられた厚さ４．５ｍｍの８枚の（１１０）−板と互いに対して４５°回転せしめられた厚さ２．２５の４枚の（１００）−板とが、４枚の（１１０）−板と２枚の（１００）−板との後にまた４枚の（１１０）−板と２枚の（１００）−板という順序で光学的に継ぎ目のない態様に接合される。

マイクロリソグラフィー投影露光装置の構造を図９に基づいて原理的に説明する。この投影露光装置８１は、照明装置８３と投影対物レンズ８５とを有する。投影対物レンズ８５は、開口絞りＡＰを有するレンズ機構８１９からなり、光軸８７は、前記レンズ機構８９によって定義される。このレンズ機構８９の例証的な実施例は、図６および図７に示されている。マスクホルダ８１１を手段として光線経路内に保持されるマスク８９は、照明装置８３と投影対物レンズ８５との間において配置される。マイクロリソグラフィーに用いられるこのようなマスク８９は、マイクロメートルからナノメートルの単位の構造を有しており、前記構造の、たとえば４〜５倍縮小された像が、投影対物レンズ８５により像面８１３上に投影される。基板ホルダ８１７により位置決めされる感光性基板８１５またはウェーハは、像面８１３内において保持される。

微細構造の投影における解像度の限界は、照明に用いられる光の波長λと投影対物レンズ８５の像側における開口数とに依存し、投影露光装置８１の最大限の達成可能な解像度は、照明装置８３の波長λの低下と投影対物レンズ８５の像側における開口数の増加とに伴って増加する。図６および図７に示される例証的な実施例では、１５０ｎｍ未満の解像度を達成することが可能である。したがって、固有複屈折等の効果も最小限に抑えられなければならない。本発明は、特に像側において大きい開口数を有する投影対物レンズにおける固有複屈折の有害な影響を大幅に減じることに成功した。

被覆によってもたらされる複屈折に対する補償被覆の異方性の影響を図１０に基づいて説明する。この場合、前記層によってもたらされる複屈折の絶対量および方向は、位相分割の位相角ΔＰＨ、すなわち２つの互いに直交する直線偏光状態間における波面の差によって特定される。このパラメータは、複屈折の方向依存性を示すのにも適する。図１０に、前述の図の開口角θに対応する、放射の導入角に対する位相角の依存性が示されている。４０°の蒸着角度で蒸着されることにより平面基板に施される異方性干渉層系（フッ化マグネシウムとフッ化ランタンとの多層積層体）とによってもたらされる位相分割が示されている。これが、等方性層系と比較される。

ＨＯＭにより識別される中央の曲線は、表６において特定されるとともに、いかなる横方向の厚さ変動も有さない均一な層厚さの等方性補償被覆６１３の測定値を示す。すでに説明したように、位相分割を特徴とする前記層の開口角θ＝０°における有効複屈折は、零に近い。より大きい開口角においては、層内において光線経路が長くなることによって、負の値への位相分割の若干の移動が起こる。実線は、被覆面に対して垂直であり、かつ本明細書においては０°平面と呼ばれる第１の平面における照射の偏光解析法による測定値を示す。破線は、前記平面に対して垂直な９０°平面に関する値を示す。位相分割の量および方向が実質的に方位角□と無関係であることは明白である。これが等方性被覆の所以である。

その一方で、異方性被覆（ＡＮ）の場合は、方位角□に対する位相分割の顕著な方向依存性がある。曲線ＡＮ０°は、方位角０°に対応する前記第１の平面における照射の方向の測定値を示す。均質な被覆と比較すると、実質的に同じ角度変動を示すことは明白であるが、複屈折の量は明らかに大きく、０°の照射角でも多大な位相分割（約１０°）を有する。放射が光軸に対して反対側に位置する方向から同じ第１の平面に導入される場合は、実質的に同じ値が得られる。これは、測定装置に対して試料を１８０°回転させた状態に対応する（曲線ＡＮ１８０°）。

他方、放射が前記第１の平面に対して垂直な平面に導入され、したがって方位角が９０°変化する場合（曲線ＡＮ９０°）は、大きさに関しては同じ位相分割が得られるが、位相角は負となる。このことから、異方性被覆を利用すると、特定の好ましい方向を有する異方性被覆を製造し、然る後に、到来する放射の電場ベクトルに対して所定の方向に整合させることによって位相分割の方向を制御しうることがわかる。

図１１に基づいて、異方性被覆の場合に、位相分割の大きさ、すなわち複屈折の強さを選択的に制御することもできることを説明する。異なる被覆に関して開口角θに対する位相分割の測定値が図示されている。菱形の符号は、この場合は、１５０°で蒸着された８枚の個別層を有するＭｇＦ２／ＬａＦ３多層積層体に対応する。正方形の符号は、同じ温度で製造された６枚のこれらの材料の個別層を有する被覆に対応する。これらの２つの層系の複屈折効果の比較から、達成可能な位相分割の絶対量は、層数が増加すると増加することがわかる。

三角形の符号は、はるかに高温である２５０°で被覆された８枚の層を有する被覆に対応する。対応する１５０°の８枚層と比較すると、はるかに低い位相分割が得られる。

これらの傾向（層数の増加に伴う複屈折効果の増大、製造温度の高温化に伴う複屈折効果の低下）もまた、その他の層系（室温の６枚層系、２２０°および１５０°の２枚層系）との比較から明らかになる。

例として示される依存性に基づいて、異方性被覆を利用することにより、被覆表面部分全体にわたって量および方向に関して規定可能な局所変動性複屈折を有する偏光効果的光学素子を創出することが可能である。蒸着装置におけるレンズの回転対称の異方性被覆の製造を図１２に基づいて説明する。自公転装置は、主回転軸５００（図示せず）のまわりにおいて回転しうるとともに、自身の周辺に、それぞれの基板キャリヤ軸５０１のまわりにおいて回転しうる多数の基板キャリヤ５０２が取り付けられる主キャリヤを有する。各基板キャリヤは、この例においては、両凸レンズとして設計される基板５０３を搬送する。主回転軸の領域には、蒸着材料の材料源５０４が配置されて、たとえばフッ化マグネシウムとフッ化ランタンとが、たとえば電子ビームを利用して交互に気化されるとともに、材料源の方を向く基板の被覆面５０５上に蒸着される。破線により示される被覆材料は、装置の形状と被覆面の曲率とによって判断される蒸着角度（被覆角度）５０６で、それぞれの被覆位置に衝突する。

この装置において異方性被覆５１０を製造するために、材料源５０４と基板との間において、１組の遮蔽ダイヤフラム５１１が配置され、これらの各々のダイヤフラムを用いて、材料源の方を向く被覆面の部分が材料流から完全に遮蔽されて、材料源と反対の方を向く被覆面の部分のみが大きい蒸着角度で被覆されるようになる。

斜め蒸着は、層材料を斜め線で示される柱状構造に成長させる効果を有する。傾斜角度は、この場合は、主蒸着方向によって判断される。この形態の程度は、被覆温度によって左右され得、異方性は、たとえば室温から９０°Ｃまでの範囲内の低めの被覆温度と、たとえば１２０°Ｃ、１５０°Ｃまたは２００°Ｃを超える高めの被覆温度とにおいてより顕著になる。

このようにして、回転軸５０１に対して回転対称であり、かつ好適な方向（被覆材料の柱の傾斜方向）が実質的に半径方向を向く異方性被覆が製造されうることは明白である。レンズ面の曲率によって、さらにまた、中心から縁部へと至る蒸着角度の変動が得られ、この角度は、前記例においては、内側から外側へと増加して、被覆の異方性が中心より縁部において高くなるようになる。凹面の場合は、逆の状態になる。さらにまた、材料源５０４と被覆面との間において高さの差を設定することによって傾斜角度の分布の集中化を設定することができ、垂直方向距離が小さいほど、蒸着角度が大きくなることは明白である。

図１３に基づいて、各被覆位置の遮蔽ダイヤフラムを適切に設計することにより、被覆位置の半径方向位置に依存する被覆時間が、指定可能な半径方向時間プロフィールと柱状構造の成長方向の所望の角スペクトルとにしたがって、どのように規定されうるかを説明する。ダイヤフラムの遮蔽効果は、この場合は、矢印符号により示される、材料源の材料流５２０に対して回転軸５０１´、５０１´´、５０１´´´のまわりにおいて回転するときに自身の背後で回転する基板５０３´、５０３´´、５０３´´´を周期的に遮蔽するダイヤフラム５１１´、５１１´´、５１１´´´により、象徴的に示される。

図１３（ａ）に、半径全体にわたって一定であり、かつ回転の周方向に測定される遮蔽角を有する遮蔽が示されている。これは、材料流内のＶ形「窓」によって達成される。この遮蔽は、被覆時間、すなわち回転する被覆位置が材料流５２０の範囲内に位置する時間が実質的に全ての半径方向位置に関して同じになる効果を有する。平面状の基板面の場合は、これによって、半径方向に大体において一様な構造がもたらされる。遮蔽窓が、たとえば破線５１５にしたがって外方に拡大されると、これによって半径方向内方の領域が半径方向外方の領域より長時間にわたって遮蔽される半径方向時間プロフィールが得られる。これにより、それが適切である場合には、幾何学的に引き起こされる縁部方向への層厚さの減少に対する補償を達成することが可能になる。しかしながら、層厚さが中心から縁部まで連続的に増加する回転対称の層を製造することも可能である。遮蔽ダイヤフラムによって蒸着可能な方向の範囲が狭くなるほど、柱状構造の成長方向の角スペクトルは狭く、または小さくなる。角スペクトルが狭くなることは、この場合は、一般に異方性が顕著になることに対応する。

図１３（ｂ）の矩形の窓は、半径方向内方の領域が、半径方向外方の領域より長い時間間隔にわたって、かつよりさまざまな方向から蒸着される効果を有する。これにより、それが適切な場合は、層厚さが、中心から縁部まで表面曲率のみによって引き起こされる層厚さの減少より大きく減少する層を製造することが可能になる。その一方で、異方性は、中心より縁部においてより顕著になる。凹状の被覆面の場合は、このようにして、それが適切な場合には、中心と縁部との間において均一な層厚さを達成することができる。

図１３（ｃ）のダイヤフラム５１１´´´の形状は、基板５０３´´´の中心領域５２５が一貫して材料流に露呈されたままになり、その結果として実質的に等方的に被覆される効果を有する。残りの領域においては、半径方向の変動が得られて、異方性および／または層厚さは、半径方向に変化する。

被覆の主軸の整合は、ダイヤフラムに対する蒸着材料流の配向を適切に選択することによって設定されうる。たとえば、図１３（ａ）にしたがった構成の場合は、蒸着は、９０°偏移する方向（破線矢印）に行なわれ、その結果として実質的に接線方向に整合する柱状構造が得られる。

炭化水素または水蒸気等の不純物が多孔性層構造中に侵入することを防止または回避するために、大体において無孔の保護層が、たとえば、拡散障壁としての役割を果たす、被覆の最外側層として施されうる。これは、適切な層厚さにより、たとえば半波長層として、光学的に大体において中性になるように形成されうる。

実質的に自由選択可能な局所的複屈折分布を有する偏光光学効果的素子、たとえばリターダーを製造することを可能にする前記方法の変形態様を図１５に基づいて説明する。この目的のために、最初に、基板、たとえば平行平面板５５０は、実質的に均一または異方性でありうる複屈折効果を有する偏光光学効果的な被覆５５１によって覆われる。この被覆は、エネルギーの選択的な局所導入により露呈領域において層の形態を変化させ、その結果として該層の複屈折特性を変化させることを可能にする非平衡層構造を有する。これは、前記例の場合のように、斜め蒸着によって製造される異方性被覆５５１であってもよい。層５５１の完成後に、前記層は、所定の分布にしたがって、形態を変化させ、その結果として層材料の複屈折特性を変化させるのに適したエネルギーに局所的に露呈される。前記例においては、この目的のために、高エネルギー放射線５５２、たとえばイオンビームまたは適切に拡大されたレーザービームがマスク５５４の開口５５３を介して被覆上に導入される。その結果として、マスク開口５５３の形状により規定される被覆の領域５５５において、たとえば異方性層の柱状成長構造が凝集するとともに、より高密度かつ低異方性の層を形成する、拡散により支持された形態変化が誘導される。異なる形態の開口を有する多数のマスクを連続的に用いて、より複雑な局所的複屈折分布を生じしめることもできる。さらにまた、集束高エネルギー光線、たとえばレーザービームを利用して、たとえば所望の複屈折分布を「書き込む」ことにより、マスクを用いない方法も可能である。このようにして、被覆によってもたらされる位相分割の実質的にあらゆる所望の局所的変調を生じしめることができる。一様な位相分割の領域は、非常に小規模、たとえば数ミリメートルとされうる。

前記方法を用いると、偏光マスク（すなわち局所依存効果を有する偏光装置またはリターデーション素子）は、特に異方性の出発層を用いることにより、さまざまな波長範囲用に製造されうる。可視波長範囲用の出発被覆を、たとえば「冷間蒸着」により製造することができ、その後、たとえば紫外線領域の高エネルギーレーザー光を用いて照射することにより、形態変化を生じしめることができる。出発層は、紫外線領域の用途に用いられる場合でも、特に約２６０ｎｍを下回る波長の場合は、動作波長に関して安定でなければならない。ここで、出発被覆を高めの被覆温度、たとえば１００°〜１５２°で製造して、以ってより高い熱安定性を有する被覆を創出することが好ましい。形態の転換は、たとえば赤外レーザー、イオンビーム、電子ビームまたは適切な加熱ダイにより、エネルギーの導入を相応に増大させることによって行なわれなければならない。

前記方法は、さらにまた、偏光位相シフトマスクを偏光光学効果的な素子として、特に少なくとも１つの異方性被覆を用いて製造するのに適する。この場合は、たとえば、複製される構造、たとえば線に直接近接する領域を、空間的に境界設定された異方性被覆を用いて覆って、好ましいリターダー効果を生じしめることができる。偏光位相シフトマスク（偏光位相シフトマスク、Ｐ：ＰＳＭ）は、たとえばＲ．ワン、Ｗ．グロブマン、Ａ．リーチおよびＭ．トンプソン（R. Wang, W. Grobmann, A. Reich and M. Thompson）の論文「偏光位相シフトマスク：概念、設計、フォトリソグラフィー工程および物理的設計における潜在的利点（Polarized Phase Shift Mask: Concept, Design and Potential Advantages to Photolithography Process and Physical Design）」、写真‐光学計測技術者協会報第４５６４巻、４０６項以下（Proc. SPIE vol. 4562, pages 406 et seq）に記載されており、前記論文の開示は、参照により本明細書の説明の内容に含まれる。このようなマスクを利用することにより、それが適切である場合は、「位相抵触」の問題を緩和または解消して、単一露光が、可能性として、適切な品質の複製に適切になりうるようにすることができる。

フッ化物結晶ブロックの｛１００｝結晶面に対して垂直な断面と投影対物レンズの１個のレンズとを示す略図である。 平行平面形の（１００）−レンズの三次元略図である。 平行平面形の（１１１）−レンズの三次元略図である。 平行平面形の（１１０）−レンズの三次元略図である。 開口角と方位角とを定義する座標系の図である。 図４Ａ〜図４Ｆは、（１００）−レンズに関する複屈折分布のさまざまな図と、互いに対して４５°回転せしめられた２個の（１００）−レンズに関する複屈折分布の図であり、図４Ａはその１つである。 さまざまな図の他の１つである。 さまざまな図の他の１つである。 さまざまな図の他の１つである。 さまざまな図の他の１つである。 さまざまな図の他の１つである。 図５Ａ〜図５Ｆは、（１１１）−レンズに関する複屈折分布のさまざまな図と、互いに対して６０°回転せしめられた２個の（１１１）−レンズに関する複屈折分布の図であり、図５Ａは、その１つである。 さまざまな図の他の１つである。 さまざまな図の他の１つである。 さまざまな図の他の１つである。 さまざまな図の他の１つである。 さまざまな図の他の１つである。 図６Ａ〜図６Ｇは、（１１１）−レンズに関する複屈折分布のさまざまな図と、それぞれ互いに対して９０°回転せしめられた２個の（１１０）−レンズおよび互いに対して４５°回転せしめられた４個の（１１０）−レンズに関する複屈折分布の図であり、図６Ａはその１つである。 さまざまな図の他の１つである。 さまざまな図の他の１つである。 さまざまな図の他の１つである。 さまざまな図の他の１つである。 さまざまな図の他の１つである。 さまざまな図の他の１つである。 屈折投影対物レンズのレンズ断面図である。 カタジオプトリック投影対物レンズのレンズ断面図である。 マイクロリソグラフィー投影露光装置の略図である。 均質な補償被覆の場合と異方性の補償被覆の場合とに関して、複屈折によって引き起こされる位相分割ΔＰＨの、照射方向に対する依存性を示すグラフである。 異なる個数の個別層と異なる製造条件とを有する層に関して、複屈折によって引き起こされる位相分割ΔＰＨの、照射方向に対する依存性を示すグラフである。 自公転装置を有する被覆装置におけるレンズ上への異方性被覆の形成を示す略図である。 遮蔽ダイヤフラムを利用した被覆形成の遮蔽形状を示す略図である。 異方性被覆の特性の事後変更を用いて偏光装置を製造する方法を示す略図である。

符号の説明

１ レンズ
２０１、２０５、２０９ フッ化カルシウムの円形平行平面板
２０３、２０７、２１１ 固有複屈折の量
３ フッ化物結晶ブロック
５ ｛１００｝結晶面
５０１ 基板キャリヤ軸
５０２ 基板キャリヤ
５０３ 基板
５０４ 材料源
５０５ 被覆面
５０６ 蒸着角度（被覆角度）
５１０ 異方性被覆
５１１ 遮蔽ダイヤフラム
５２０ 材料流
５５０ 平行平面板
５５１ 被覆
５５２ 高エネルギー放射線
５５３ マスク開口
５５４ マスク
５５５ 被覆の領域
６０９ 最外側開口光線
６１１ 対物レンズ
６１３ 補償被覆
７１１ 対物レンズ
８１ 投影露光装置
８１１ マスクホルダ
８１３ 像面
８１５ 感光性基板
８１７ 基板ホルダ
８１９ レンズ機構
８３ 照明装置
８５ 投影対物レンズ
８７ 光軸
Ｌ６０１〜Ｌ６３０ レンズ
Ｌ８０１〜Ｌ８１７ レンズ
ＥＡ レンズ軸
Ｏ´ 像面
θ 開口角
α 方位角
ΔＰＨ 位相分割の位相角

Claims (82)

1. 少なくとも１個のフッ化物結晶レンズ（１）を含む複数個のレンズ（Ｌ６０１〜Ｌ６３０、Ｌ８０１〜Ｌ８１７）を有する対物レンズ（６１１、７１１）、特にマイクロリソグラフィー投影露光装置（８１）用投影対物レンズにおいて、
   前記少なくとも１個のレンズ（１）は、前記フッ化物結晶の｛１００｝結晶面または前記結晶面と同等の結晶面に対して略垂直であるレンズ軸（ＥＡ）を有する（１００）−レンズであることを特徴とする対物レンズ。
2. 前記（１００）−レンズは、対称軸を有する回転対称レンズであり、前記対称軸は、前記（１００）−レンズの前記レンズ軸と一致する請求項１に記載の対物レンズ。
3. 光軸（ＯＡ）を有しており、前記（１００）−レンズの前記レンズ軸は、対物レンズの前記光軸と一致する請求項１〜２の１項に記載の対物レンズ。
4. 光線は、対物レンズ内において物体平面（Ｏ）から像面（Ｏ´）へと進み、前記（１００）−レンズの内側における少なくとも１つの光線（６０９、７１３、７１５）は、前記レンズ軸に対して、２５°より大、特に３０°より大である光線角度を有する請求項１〜３の１項に記載の対物レンズ。
5. 光線は、対物レンズ内において物体平面から像面へと進み、前記（１００）−レンズ内の全ての前記光線が、前記レンズ軸に対して、４５°以下、特に
   

   

   である光線角度を有し、ここで、ＮＡは、像側における開口数を示し、ｎ_ＦＫは、前記フッ化物結晶の屈折率を示す請求項１〜４の１項に記載の対物レンズ。
6. 絞り面を有しており、前記絞り面は、絞り直径を有し、前記（１００）−レンズは、レンズ直径を有し、前記レンズ直径は、前記絞り直径の８５％未満、特に８０％未満である請求項１〜５の１項に記載の対物レンズ。
7. 像面を有しており、前記（１００）−レンズ（Ｌ６３０、Ｌ８１７）は、前記像面に最も近いレンズである請求項１〜６の１項に記載の対物レンズ。
8. 少なくとも２個のフッ化物結晶レンズまたはレンズ部分を有し、
   前記レンズまたはレンズ部分は、いずれも略主結晶方向を向くレンズ軸を有し、
   像面内の像点に、それぞれ方位角α_Ｒと開口角θ_Ｒと２つの互いに直交する直線偏光状態に関する光路差ΔＯＰＬとを有する光線を含む光線束が衝突する対物レンズ（６１１、７１１）、特にマイクロリソグラフィー投影露光装置用投影対物レンズにおいて、
   前記レンズまたはレンズ部分は、前記レンズ軸のまわりにおいて互いに対して回転せしめられて、前記方位角α_Ｒおよび前記開口角θ_Ｒの関数としての前記光線束の前記光路差の分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）が、同じ主結晶方向を向くレンズ軸を有し、かつ前記レンズ軸のまわりにおいて互いに対して回転せしめられるように配置されないレンズまたはレンズ部分と比較して有意に低い値を有するように配置される対物レンズ。
9. 所定の開口角θ_０における前記方位角α_Ｒの関数としての前記光路差ΔＯＰＬの変動は、３０％未満、特に２０％未満である請求項８に記載の対物レンズ。
10. 前記レンズまたはレンズ部分は、それぞれ、複屈折値Δｎが前記レンズ軸に対して垂直な基準方向に対する方位角α_Ｌと前記レンズ軸に対する開口角θ_Ｒとに依存する複屈折分布Δｎ（α_Ｌ、θ_Ｌ）を有し、
    前記複屈折分布Δｎ（α_Ｌ、θ_Ｌ）は、ｋ回方位角対称性を有し、
    回転角γは、個別の前記レンズまたはレンズ部分の前記基準方向間において定義され、
    多数のｎ個のレンズまたはｎ個のレンズ部分が、前記レンズ軸が前記同じ主結晶方向または前記主結晶方向と同等の主結晶方向を向くとともに前記基準方向に対する前記複屈折分布Δｎ（α_Ｌ、θ_Ｌ）が同じ方位角プロフィールを有する１つの組を形成し、
    １つの組のそれぞれのレンズ対またはレンズ部分対間における回転角γに関して、下式が当てはまり：
    

    

    ｍは整数である請求項８または９の１項に記載の対物レンズ。
11. 前記レンズまたはレンズ部分内における前記光線束の最外側開口光線（６０９、７１３、７１５）は、それぞれ開口角θ_Ｌを有し、前記１組の前記レンズまたはレンズ部分内における前記開口角θ_Ｌの変動は、３０％以下、特に２０％以下である請求項１０に記載の対物レンズ。
12. 前記レンズまたはレンズ部分内における前記光線束の最外側開口光線（６０９、７１３、７１５）は、それぞれ経路長さＲＬ_Ｌを辿り、前記１組の前記レンズまたはレンズ部分内における前記経路長さＲＬ_Ｌの変動は、３０％以下、特に２０％以下である請求項１０または１１の１項に記載の対物レンズ。
13. １組の前記個別のレンズまたはレンズ部分に関して回転角γ＝０°において判断される前記光線束の最外側開口光線（６０９、７１３、７１５）の前記光路差ΔＯＰＬの変動は、３０％以下、特に２０％以下である請求項１０〜１２の１項に記載の対物レンズ。
14. 前記１組は、２個〜４個のレンズまたはレンズ部分からなる請求項１０〜１３の１項に記載の対物レンズ。
15. 前記レンズ（Ｌ６２９、Ｌ６３０）またはレンズ部分は、互いに隣接して配置され、特に密着により互いに接合される請求項１４に記載の対物レンズ。
16. それぞれ互いに対して回転せしめられた、少なくとも２組のレンズまたはレンズ部分を有する請求項１０〜１５の１項に記載の対物レンズ。
17. 前記レンズ軸は、＜１１１＞結晶方向または前記結晶方向と同等の主結晶方向を向き、前記レンズまたはレンズ部分の前記複屈折分布Δｎ（α_Ｌ、θ_Ｌ）は、３回方位角対称性を有する請求項８〜１６の１項に記載の対物レンズ。
18. 前記レンズ軸は、＜１００＞結晶方向または前記結晶方向と同等の主結晶方向を向き、前記レンズまたはレンズ部分の前記複屈折分布Δｎ（α_Ｌ、θ_Ｌ）は、４回方位角対称性を有する請求項８〜１６の１項に記載の対物レンズ。
19. 前記レンズ軸は、＜１１０＞結晶方向または前記結晶方向と同等の主結晶方向を向き、前記レンズまたはレンズ部分の前記複屈折分布Δｎ（α_Ｌ、θ_Ｌ）は、２回方位角対称性を有する請求項８〜１６の１項に記載の対物レンズ。
20. 第１組の前記レンズまたはレンズ部分の前記レンズ軸は、＜１００＞結晶方向または前記結晶方向と同等の主結晶方向を向き、第２組の前記レンズまたはレンズ部分の前記レンズ軸は、＜１１１＞結晶方向または前記結晶方向と同等の主結晶方向を向く請求項８〜１９の１項に記載の対物レンズ。
21. 第１組の前記レンズまたはレンズ部分の前記レンズ軸は、＜１００＞結晶方向または前記結晶方向と同等の主結晶方向を向き、第２組の前記レンズまたはレンズ部分の前記レンズ軸は、＜１１０＞結晶方向または前記結晶方向と同等の主結晶方向を向く請求項８〜１９の１項に記載の対物レンズ。
22. 前記光路差の前記分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）は、前記第１組の全ての前記レンズまたはレンズ部分によって誘導される第１の光路差分布ΔＯＰＬ_１（α_Ｒ、θ_Ｒ）と、前記第２組の全ての前記レンズまたはレンズ部分によって誘導される第２の光路差分布ΔＯＰＬ_２（α_Ｒ、θ_Ｒ）とによって構成され、前記第１の光路差分布ΔＯＰＬ_１（α_Ｒ、θ_Ｒ）の最大値と前記第２の光路差分布ΔＯＰＬ_２（α_Ｒ、θ_Ｒ）の最大値との差は、３０％以下、特に２０％以下である請求項２０または２１に記載の対物レンズ。
23. 前記レンズまたはレンズ部分は、光学表面を有する多数の光学素子に属し、少なくとも１つの光学表面は、補償被覆（６１３）により覆われ、前記補償被覆は、前記方位角α_Ｒおよび前記開口角θ_Ｒの関数としての前記光線束の前記光路差分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）が、補償被覆を有さない対物レンズと比較して有意に低い値を有するように設計される請求項８〜２２の１項に記載の対物レンズ（６１１）。
24. 前記補償被覆を有する前記光学素子は、素子軸を有し、前記補償被覆は、有効複屈折値が前記素子軸に対して垂直な基準方向に対する方位角α_Ｆと前記素子軸に対する開口角θ_Ｆとに依存する有効複屈折分布を有する請求項２３に記載の対物レンズ（６１１）。
25. 前記開口角θ_Ｆ＝０°における前記補償被覆の前記有効複屈折分布は、略零である請求項２４に記載の対物レンズ。
26. 前記有効複屈折分布は、主として前記開口角θ_Ｆのみに依存する請求項２４および２５の１項に記載の対物レンズ。
27. 前記補償被覆を有する前記光学素子は、前記フッ化物結晶レンズの１個であり、前記素子軸は、前記フッ化物結晶レンズの前記レンズ軸である請求項２３〜２６の１項に記載の対物レンズ。
28. 多数の光学素子が、補償被覆により覆われる請求項２３〜２７の１項に記載の対物レンズ。
29. 全ての前記光学素子が、補償被覆により覆われる請求項２３〜２８の１項に記載の対物レンズ。
30. 前記フッ化物結晶は、フッ化カルシウム結晶、フッ化ストロンチウム結晶またはフッ化バリウム結晶である請求項１〜２９の１項に記載の対物レンズ。
31. 光学表面を有する多数の光学素子、特にフッ化物結晶レンズを有し、
    像面内の像点に、それぞれ２つの互いに直交する直線偏光状態に関する光路差ΔＯＰＬを有する光線を含む光線束が衝突する対物レンズ（６１１）、特にマイクロリソグラフィー投影露光装置用投影対物レンズにおいて、
    少なくとも１つの光学表面は、補償被覆（６１３）により覆われ、前記補償被覆は、前記光線束の前記光路差ΔＯＰＬが、補償被覆を有さない対物レンズと比較して有意に低い値を有するように設計されることを特徴とする対物レンズ。
32. 前記補償被覆を有する前記光学素子は、素子軸を有し、前記補償被覆は、有効複屈折値が前記素子軸に対して垂直な基準方向に対する方位角α_Ｆと前記素子軸に対する開口角θ_Ｆとに依存する有効複屈折分布を有する請求項３１に記載の対物レンズ。
33. 前記開口角θ_Ｆ＝０°における前記補償被覆の前記有効複屈折分布は、略零である請求項３２に記載の対物レンズ。
34. 前記補償被覆の前記有効複屈折分布は、主として前記開口角θ_Ｆに依存する請求項３２および３３の１項に記載の対物レンズ。
35. 前記補償被覆を有する前記光学素子は、相互交換可能である請求項３２〜３６の１項に記載の対物レンズ。
36. 少なくとも２個の光学素子は、レンズ軸を有するフッ化物結晶レンズまたはレンズ部分であり、
    前記レンズまたはレンズ部分は、前記レンズ軸のまわりにおいて互いに対して回転せしめられて、前記方位角α_Ｒおよび前記開口角θ_Ｒの関数としての前記光線束の前記光路差分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）が、同じ主結晶方向を向くレンズ軸を有し、かつ前記レンズ軸のまわりにおいて互いに対して回転せしめられるように配置されないレンズまたはレンズ部分と比較して有意に低い値を有するように配置される請求項３１〜３５の１項に記載の対物レンズ。
37. 所定の開口角θ_Φにおける前記方位角α_Ｒの関数としての前記光路差ΔＯＰＬの変動は、３０％未満、特に２０％未満である請求項３６に記載の対物レンズ。
38. 前記レンズまたはレンズ部分は、それぞれ、複屈折値Δｎが前記レンズ軸に対して垂直な基準方向に対する方位角α_Ｌと前記レンズ軸に対する開口角θ_Ｒとに依存する複屈折分布Δｎ（α_Ｌ、θ_Ｌ）を有し、
    前記複屈折分布Δｎ（α_Ｌ、θ_Ｌ）は、ｋ回方位角対称性を有し、
    回転角γは、個別の前記レンズまたはレンズ部分の前記基準方向間において定義され、
    多数のｎ個のレンズまたはｎ個のレンズ部分が、前記レンズ軸が前記同じ主結晶方向または前記主結晶方向と同等の主結晶方向を向くとともに前記基準方向に対する前記複屈折分布Δｎ（α_Ｌ、θ_Ｌ）が同じ方位角プロフィールを有する１つの組を形成し、
    １つの組のそれぞれのレンズ対またはレンズ部分対間における回転角γに関して、下式が当てはまり：
    

    

    ｍは整数である請求項３６または３７の１項に記載の対物レンズ。
39. 前記補償被覆を有する前記光学素子は、前記フッ化物結晶レンズの１個であり、前記素子軸は、前記フッ化物結晶レンズの前記レンズ軸である請求項３６〜３８の１項に記載の対物レンズ。
40. 多数の光学素子が、補償被覆により覆われる請求項３０〜３９の１項に記載の対物レンズ。
41. 像側における開口数ＮＡを有し、前記像側における前記開口数ＮＡは、０．７より大、特に０．８より大である請求項１〜４０の１項に記載の対物レンズ。
42. ２００ｎｍ未満の波長用に設計される請求項１〜４１の１項に記載の対物レンズ。
43. １６０ｎｍ未満の波長用に設計される請求項１〜４２の１項に記載の対物レンズ。
44. 屈折対物レンズである請求項１〜４３の１項に記載の対物レンズ（６１１）。
45. レンズと少なくとも１個の鏡（Ｓｐ２）とを有するカタジオプトリック対物レンズ（７１１）である請求項１〜４４の１項に記載の対物レンズ。
46. 全ての前記レンズが、フッ化カルシウム製である請求項１〜４５の１項に記載の対物レンズ。
47. 照明装置（８３）と請求項１〜４６の１項に記載の対物レンズ（８５）とからなり、構造描画マスク（８９）の像を感光性基板（８１５）上に投影するマイクロリソグラフィー投影露光装置（８１）。
48. 請求項４７に記載のマイクロリソグラフィー投影露光装置（８１）を用いて半導体構成品を製造する方法。
49. 少なくとも２個のフッ化物結晶レンズまたはレンズ部分を有し、
    前記レンズまたはレンズ部分は、いずれも略主結晶方向を向くレンズ軸を有する対物レンズ、特にマイクロリソグラフィー投影露光装置用投影対物レンズの製造方法において、
    レンズまたはレンズ部分の光路差分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）は、それぞれ方位角α_Ｒと開口角θ_Ｒと像面における２つの互いに直交する直線偏光状態に関する光路差ΔＯＰＬとを有する光線を含む光線束に関して判断され、
    前記レンズまたはレンズ部分は、前記レンズ軸のまわりにおいて互いに対して回転せしめられて、前記光線束の前記光路差分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）が、同じ主結晶方向を向くレンズ軸を有し、かつ前記レンズ軸のまわりにおいて互いに対して回転するように配置されないレンズまたはレンズ部分と比較して有意に低い値を有するように配置されることを特徴とする方法。
50. 前記対物レンズは、第１組のレンズまたはレンズ部分と第２組のレンズまたはレンズ部分とを有し、前記第１組の前記レンズまたはレンズ部分の前記レンズ軸は、＜１００＞結晶方向または前記結晶方向と同等の主結晶方向を向き、前記第２組の前記レンズまたはレンズ部分の前記レンズ軸は、＜１１１＞結晶方向または前記結晶方向と同等の主結晶方向を向く請求項４９に記載の方法。
51. 前記対物レンズは、第１組のレンズまたはレンズ部分と第２組のレンズまたはレンズ部分とを有し、前記第１組の前記レンズまたはレンズ部分の前記レンズ軸は、＜１００＞結晶方向または前記結晶方向と同等の主結晶方向を向き、前記第２組の前記レンズまたはレンズ部分の前記レンズ軸は、＜１１０＞結晶方向または前記結晶方向と同等の主結晶方向を向く請求項４９に記載の方法。
52. 前記光路差分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）は、それぞれ方位角α_Ｒと開口角θ_Ｒと像面における２つの互いに直交する直線偏光状態に関する光路差ΔＯＰＬとを有する光線を含む光線束に関して判断され、
    前記光路差分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）を用いて補償被覆の有効複屈折分布が判断されて、前記光路差ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）が減じられ、
    前記補償被覆の前記有効複屈折の値は、前記光学素子の素子軸に対して垂直な基準方向に対する方位角α_Ｆと、前記素子軸に対する開口角θ_Ｆとに依存し、
    前記複屈折分布を用いて補償被覆の構造が判断され、
    前記対物レンズの光学素子は、前記補償被覆により覆われる請求項４９〜５１の１項に記載の方法。
53. 光学表面を有する多数の光学素子、特にフッ化物結晶レンズを有する対物レンズ、特にマイクロリソグラフィー投影露光装置用投影対物レンズにおける複屈折効果を補償する方法において、
    少なくとも１個の光学素子は、相互交換可能であり、
    像面内の像点に、それぞれ方位角α_Ｒと開口角θ_Ｒと像面における２つの互いに直交する直線偏光状態に関する光路差ΔＯＰＬとを有する光線を含む光線束が衝突し、
    前記光路差の分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）が判断され、前記光路差分布ΔＯＰＬ（α_Ｒ、θ_Ｒ）を用いて補償被覆の有効複屈折分布が判断され、前記有効複屈折値は、前記光学素子の素子軸に対して垂直な基準方向に対する方位角α_Ｆと前記素子軸に対する開口角θ_Ｆとに依存し、
    前記有効複屈折分布を用いて補償被覆の構造が判断され、
    前記相互交換可能な光学素子が、前記対物レンズから除去され、
    前記相互交換可能な光学素子が、前記補償被覆により覆われ、
    前記補償被覆を有する前記相互交換可能な光学素子が、前記対物レンズに再び配設される方法。
54. 結晶方向に関して互いに対して回転せしめられる結晶材料、好ましくはフッ化物結晶、特にフッ化カルシウムの多数の板が、光学的に継ぎ目のない態様に接合され、特に密着せしめられるとともに、然る後に単体ブランクとして整形および研磨されるレンズ製造方法。
55. 前記板は、それぞれ、前記レンズ軸に対して垂直な基準方向に対する方位角α_Ｌと前記レンズ軸に対する開口角θ_Ｒとに依存する複屈折値Δｎを有するとともにｋ回方位角対称性を有する複屈折分布ΔＯＰＬ（α_Ｌ、θ_Ｌ）を有し、
    多数のＮ枚の板の表面法線は、同じ結晶方向または前記結晶方向と同等の主結晶方向を向き、前記基準方向に関する前記複屈折分布ΔＯＰＬ（α_Ｌ、θ_Ｌ）は、同じ方位角プロフィールを有し、
    回転角γは、個別の前記板の前記基準方向間において定義され、それぞれの板対間における前記回転角γに関して、下式が当てはまり：
    

    

    ｍは整数である請求項５４に記載のレンズ製造方法。
56. ２枚の板が継ぎ目のない態様に接合される請求項５５に記載のレンズ製造方法。
57. 前記板は、略等しい厚さを有する請求項５５および５６の１項に記載のレンズ製造方法。
58. 第１の前記板の場合は、前記表面法線は、＜１１１＞結晶方向または前記結晶方向と同等の主結晶方向を向き、第２の前記板の場合は、前記表面法線は、＜１００＞結晶方向または前記結晶方向と同等の主結晶方向を向く請求項５４〜５７の１項に記載のレンズ製造方法。
59. 前記第１の板は、略等しい第１の厚さを有し、前記第２の板は、略等しい第２の厚さを有し、前記第１の厚さの総和と前記第２の厚さの総和との比は、１．５±０．２である請求項５８に記載のレンズ製造方法。
60. 前記第１の板の場合は、前記表面法線は、＜１１０＞結晶方向または前記結晶方向と同等の主結晶方向を向き、前記第２の板の場合は、前記表面法線は、＜１００＞結晶方向または前記結晶方向と同等の主結晶方向を向く請求項５４〜５７の１項に記載のレンズ製造方法。
61. 前記第１の板は、略等しい第１の厚さを有し、前記第２の板は、略等しい第２の厚さを有し、前記第１の厚さの総和と前記第２の厚さの総和との比は、４．０±０．４である請求項６０に記載のレンズ製造方法。
62. ２枚の第１の板が光学的に継ぎ目のない態様に１枚の第２の板に接合される請求項６０および６１の１項に記載のレンズ製造方法。
63. ４枚の第１の板が光学的に継ぎ目のない態様に２枚の第２の板に接合される請求項６０および６１の１項に記載のレンズ製造方法。
64. 請求項５４〜６３の１項に記載の方法により製造されることを特徴とするレンズ。
65. 請求項６４に記載のレンズからなることを特徴とする対物レンズ、特にマイクロリソグラフィー投影露光装置（８１）用投影対物レンズ（６１１、７１１）。
66. 請求項６４に記載のレンズからなることを特徴とする請求項１〜４６の少なくとも１項に記載の対物レンズ。
67. 前記補償被覆（５１０）は、局所的に変動する複屈折を有する有効複屈折分布を有する特に請求項３１〜３６の１項に記載の対物レンズ。
68. 前記補償被覆は、前記補償被覆を備える前記素子の素子軸に対して実質的に回転対称である有効複屈折分布を有する請求項６７に記載の対物レンズ。
69. 前記補償被覆は、半径方向に増加または減少する複屈折を有する有効複屈折分布を有する請求項６７または６８に記載の対物レンズ。
70. 前記補償被覆は、非回転対称の、特に複屈折の強さの方位角変調を有する有効複屈折を有し、好ましくは、前記被覆を備える前記光学素子の前記素子軸に対して多回対称性、特に２回、３回、４回または６回対称性を有する複屈折分布が得られる請求項６７および６９のいずれかに記載の対物レンズ。
71. 光学素子の少なくとも１つの光学表面は、好ましくは補償被覆として設計される異方性被覆を有する請求項６７〜７０の１項に記載の対物レンズ。
72. 前記異方性被覆は、局所的に変動する異方性を有し、前記変動は、好適な方向である方向および／または前記被覆により生じしめられる位相分割の絶対量からなる請求項７１に記載の対物レンズ。
73. 指定可能な有効複屈折分布を有する偏光光学効果的被覆が基板の少なくとも１つの基板表面に施される偏光光学効果素子、特にリターデーション素子の製造方法において：
    異方性被覆構造が生じしめられるような大きさの被覆角度で、前記基板表面の少なくとも１つの領域に被覆材料が適用されるか、または被覆が前記基板表面上に存在する方法。
74. 前記基板を基板回転軸のまわりにおいて回転させる段階と；
    材料源の前記被覆材料を用いて前記基板表面を大きい被覆角度で被覆する段階と；
    前記基板の回転時に前記被覆材料を周期的に遮蔽して、所定の半径方向時間プロフィールにしたがって、前記被覆位置の半径方向位置に依存する被覆時間を達成する段階とを行なって、前記被覆の前記複屈折分布および／または前記異方性が制御される請求項７３に記載の方法。
75. 前記遮蔽は、小さい被覆角度、特に＜３０°〜３５°の角度を遮蔽して、前記材料が所定の方向からもっぱらまたは少なくとも主として大きい蒸着角度、特に４０°以上の角度で前記基板表面に衝突させるようにして行なわれる請求項７４に記載の方法。
76. 指定可能な有効複屈折分布を有する偏光光学効果的被覆が基板の少なくとも１つの基板表面に施される偏光光学効果素子、特にリターデーション素子の製造方法において：
    前記被覆作業の終了後に前記被覆の局所的な複屈折分布が変更される方法。
77. 前記変更は、完成した前記被覆を、前記被覆の形態を所定の空間的分布に従って変化させるのに適したエネルギーに局所的に露呈することによって行なわれる請求項７６に記載の方法。
78. 前記被覆は、異方性被覆である請求項７６または７７に記載の方法。
79. エネルギーに露呈される領域の画定は、１個以上のマスクを利用して行なわれる請求項７６〜７８の１項に記載の方法。
80. 前記被覆の前記局所的な複屈折分布の前記変更は、局所的に制限される熱的および／または機械的暴露によって行なわれる請求項７６〜７９の１項に記載の方法。
81. 請求項７３〜８０の１項に記載の方法により製造される偏光光学効果的光学素子、特にリターデーション素子。
82. 光学装置、特にマイクロリソグラフィー用投影対物レンズを製造する方法において：
    異方性被覆または何らかのその他の非平衡被覆を有する少なくとも１個の素子を用いて前記光学装置を組み立てる段階と；
    前記光学装置を測定して、前記光学装置を偏光光学的に調節するために必要とされる、前記少なくとも１つの被覆の所望の有効複屈折分布を判断する段階と；
    被覆を含む光学素子を分解する段階と；
    然る後に、局所的に境界を定めてエネルギーを導入することにより、前記被覆の層特性を変更して、前記所望の有効複屈折分布を生じしめる段階と；
    前記変更された光学素子を配設する段階とを含む方法。
    
    

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