KR20000034929A - 투사 대물렌즈 - Google Patents

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헨켈 카르스텐
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Abstract

특히 248nm 또는 193nm의 마이크로 리소그래피용 투사 대물렌즈는 2개의 배 부분 및 2개의 허리 부분 다음에 주조된 렌즈 장치를 포함하며, 이 렌즈 장치는 바람직하게 하나의 추가 허리 부분 및 계속해서 개구 조리개 (AS) 를 포함한다. 상기 렌즈 장치는 제 2 허리 부분을 포함하는 네거티브 렌즈 그룹 (LG4) 으로부터 확실하게 떨어져서 중요한 보정 수단에 의해 감싸져 있다. 애퍼처의 최고 수치 (0.65 - 0.80) 는 렌즈의 직경이 최소인 경우에 상기 방식의 마이크로 리소그래피-투사 대물렌즈를 위해 추가로 필요한 질을 고려할 때 달성된다.

Description

투사 대물렌즈 {PROJECTION OBJECTIVE}
본 발명은, 마이크로 리소그래피용으로 개발되었으며 예를 들어 동일한 날짜에 출원된 미리 공개되지 않은 특허 출원 "마이크로 리소그래피 축소 대물렌즈, 투사 조광 장치 및 투사 조광 장치의 제조 방법" 및 그 출원서에 인용된 문헌에 공지되어 있는 바와 같은, 적어도 2개의 허리 부분 및 3개의 배 부분을 갖는 투사 대물렌즈에 관한 것이다. 그에 대한 예로는 EP 0 770 895호가 있다. 이 출원서 및 그 안에 인용된 문헌들도 상기 출원서의 공개 부분이다.
투사된 구조물을 원하는 대로 축소하는 과정에서 사용되는 광의 파장을 점점 더 낮추는 작업이 이루어져 왔다. 이 경우 248nm, 193nm 및 157nm에서는 엑시머-레이저-소스가 중요하다.
248nm에서는 여전히 순수한 석영 유리-대물렌즈가 통용되는 한편, 193nm에서는 석영 유리의 분산이 증가됨으로 인해 부분적인 애크로매트 처리가 필요하며, 이를 위해 플루오르화 칼슘이 석영 유리와의 조합을 위한 제 2 재료로서 사용된다.
그러나 플루오르화 칼슘은 - 균일한 큰 결정의 사용 가능성에서부터 광학적 처리 가능성에 이르기까지의 - 상이한 이유로 인해서 가급적 절약해서 사용되어야 한다.
애퍼처의 수치 (NA) 가 높게 도달된 레벨 (0.6, 가급적 0.65 이상) 에서 유지되지 않는 경우에 파장을 낮추고 보충적으로 새로운 시스템 기술을 도입하는 것은 별 의미가 없는데, 그 이유는 해상도가 람다(Lambda)/NA 비율에 의해서 결정되기 때문이다.
렌즈의 직경을 더 높이지 않으면서 애퍼처의 수치를 높이려는 노력은 다른 파장을 위해서, 특히 순수한 석영 유리-DUV-시스템을 위해서도 이루어졌는데, 그 이유는 이러한 경우에도 제조 가능성의 한계에 도달되기 때문이다.
본 발명의 목적은, 마이크로 리소그래피-투사 대물렌즈에 필요한 추가의 질을 고려하면서, 렌즈의 직경이 최소인 경우에 최고의 애퍼처 수치를 가능하게 하는 투사 대물렌즈를 제공하는 것이다.
도 1 은 NA = 0.7인 제 1 실시예의 렌즈의 절단면.
도 2 는 NA = 0.7인 제 2 실시예의 렌즈의 절단면.
도 3 은 NA = 0.75인 제 3 실시예의 렌즈의 절단면.
도 4 는 NA = 0.8인 제 4 실시예의 렌즈의 절단면.
도 5 는 248nm용의 순수한 석영 렌즈 대물렌즈로서, NA = 0.8인 제 5 실시예의 렌즈의 절단면.
도 6 은 제 6 실시예의 렌즈의 절단면.
도 7 은 제 7 실시예에 대한 전형적인 수차.
상기 목적은, 제 2 허리 부분 뒤의 이미지 앞에 배치된 모든 렌즈 그룹, 애퍼처 조리개의 위치 및 조리개 공간의 형성과 관련된 그리고 그곳에 새로운 형태의 좁은 장소를 제공해주는, 청구항 1 내지 5에 제안된 조치에 의해서 달성된다.
청구항 6 은 전술한 청구항에 따른 조치의 가능한 조합을 바람직한 것으로 제시하며, 이것은 실시예에서도 나타난다.
청구항 7 은 0.65 또는 0.70 이상의 높은 수치의 애퍼처를 갖는 특히 바람직한 실시예를 기술한다. 이것은 항상 제기되는 과제로서 간주될 수 있지만, 특히 이미지 필드 등과 같이 다른 경우에도 이용될 수 있는 조건하에서 상기 값에 확실하게 도달되는 본 발명의 특이한 장점이기도 하다.
단일-재료-대물렌즈로서의, 특히 248nm DUV 범위를 위해 제공되는 석영 유리-대물렌즈로서의 본 발명에 따른 구성의 적합성은 청구항 8 및 9 의 대상이다. 2가지 상이한 렌즈 재료에 의한 실시는 청구항 10 에서 기술되는 한편, 청구항 11 은 석영 유리 및 플루오르화 칼슘으로 부분적으로 애크로매트 처리된 대물렌즈 (예컨대 193nm) 로서의 형성을 기술한다. 이러한 기술 내용으로부터, 다른 렌즈 재료로 365nm 또는 157nm와 같은 다른 파장을 위해서도 설계될 수 있는 본 발명에 따른 대물렌즈 설계의 폭넓은 적용 가능성을 볼 수 있다.
청구항 12 는 청구항 1 및 5 의 특징부에 기술된 바와 같이, 네거티브 렌즈가 애퍼처 조리개의 양측면에 제공되는 방식으로 구성된, 조리개 공간내에 있는 네거티브 렌즈의 보정 수단의 바람직한 실시예를 보여준다.
청구항 4 를 부연 설명하는 청구항 13 에 따라 상기 영역내에는 마찬가지로 중심 두께가 에지의 두께보다 더 큰, 구면으로 과보정하는 2개의 공기 공간이 바람직한 실시 형태로서 제공된다.
청구항 14 는 제 1 포지티브 렌즈 그룹의 영역을 위해서도 구성적인 장점을 제공한다. 상기 항에 따르면 3개의 제 1 물체측 렌즈로부터 2개의 네거티브 렌즈가 제공될 수 있으며, 이 경우에는 상기 제 1 렌즈가 네거티브인 것이 바람직하다. 이것은 펫츠발-보정이 우수한 경우에 높은 애퍼처에 도달되도록 도움을 준다.
종속항 15 는 마이크로 리소그래피의 투사 조광 장치와 본 발명에 따른 투사 대물렌즈의 결합에 관한 것으로, 상기 결합에 의해서는 종래 방식의 구조물의 틀내에서 상승된 이미징 성능이 예컨대 248nm 또는 193nm의 레이저빔에서 얻어질 수 있다.
청구항 16 은, 상기 방식의 투사 조광 장치 및 전술한 청구항 중 어느 한 항에 따른 투사 대물렌즈가 사용되는, 마이크로 구조화된 부품의 바람직한 제조 방법과 관련이 있다.
본 발명은 도면을 참조하여 하기에서 자세히 설명된다.
부분적으로 애크로매트 처리된, 193nm의 굴절 리소그래피 대물렌즈는 적어도 2개의 광학 재료를 필요로 한다. 이를 위해서는 무엇보다도 먼저 석영 유리 및 플루오르화 칼슘 (CaF2) 이 적합하다. CaF2에는 (다른 결정 에러 및 영향 외에) 균일성 및 이중 굴절이 부족하다. 이중 굴절의 영향을 적게 유지하기 위해서는, 결정내에서의 광학적인 경로 길이가 가급적 작아야만 한다. 즉, 대물렌즈내에서 가급적 적은 개수의 결정이 사용되어야 한다. 불균일성의 유해한 영향과 관련하여서도 동일하게 적용되는데, 상기 불균일성의 영향들이 이미지 높이에 걸쳐 변동되지 않도록 하기 위해서는, 추가적으로 결정이 가급적 동공에 가깝게 배치되어야 한다. 결정이 시스템 조리개에 밀접하게 배치되면 배치될수록 그만큼 더 우수하게 성공한다. 결정-부피의 감소는, 제한적으로 이용될 수 있는 양에 대한 필연성 및 더욱 중요한 매우 현저한 비용의 문제이다.
포지티브 렌즈 (positive lens) 의 조리개 영역내에 CaF2를 갖는 리소그래피 대물렌즈를 부분 애크로매트 처리하는 경우에는 - 다른 모든 렌즈는 석영 유리로 이루어진다 - 규칙적으로 일정한 문제점이 나타난다: 본 발명에 따라 가장 효과적인 사용 가능성이 적용되는 경우에도, 포지티브 렌즈내의 CaF2에 의한 석영 유리의 사용에 의해서 칼라 길이 에러에 미치는 작용은 적다. 이것은 석영 유리 및 CaF2의 적은 분산 간격의 결과이다. 그와 동시에 바람직하지 않은 칼라 가로 에러도 나타난다. 조리개 앞에서보다 조리개 뒤에서 대체될 수 있는 포지티브 렌즈가 더 많이 배치되는 경우가 많다. 조리개 영역에서 파지티브 CaF2-렌즈의 직경이 칼라 가로 에러가 우수하게 보정된 순수한 석영 유리 대물렌즈의 직경보다 더 작아야 한다는 요구가 있으면, 바람직하지 않은 칼라 가로 에러가 나타난다. 대물렌즈의 펫츠발 보정을 유지하기 위해서는, 통상적인 3개의-배 부분-구성에서 제 3 배 부분이 더 작아져야 하는 경우에 제 2 배 부분은 더 커진다.
이미지측에서 NA가 0.65 보다 더 큰 렌즈 직경 또는 같은 렌즈 직경 그리고 동시에 작은 CaF2-렌즈 직경을 갖는 많이 개방된 리소그래피 대물렌즈를 구성하고자 하는 경우에는, 상황이 극적으로 악화된다.
칼라 가로 에러를 재차 축소하기 위해서는, 파지티브 CaF2-렌즈가 제 2 배 부분에 제공되어야 한다. 그러나 이것은 조리개에 가까운 상태에 대한 요구에 손상을 주며, 더욱이 제 2 배 부분은 직경이 크다.
상기 문제점의 본 발명에 따른 해결책은, 먼저 도 1 및 표 1의 예에서 언급되는 청구항에 따른 구성에서 기술된다. CaF2-렌즈 (L18-L20, L22, L23) 는 직경이 작게 만들어지며, 제 2 배 부분 (LG3) 도 마찬가지로 작게 만들어진다. 그럼으로써 칼라 가로 에러가 작아지기는 하지만, 아직 충분히 작지는 않다. 다만 그에 의해서만 펫츠발 보정이 현저하게 손상을 입으며, 제일 먼저 심하게 구부러진 사용 불가능한 이미지 필드가 그 결과가 될 것이다. 칼라 가로 에러에 전반적으로 손상이 되지 않도록 펫츠발 보정을 재차 설정하기 위해서, 도 1 의 실시예에서 알 수 있는 바와 같이 제 1 배 부분 (LG1) 의 직경이 현저하게 확대된다. 이것은 렌즈 순서 (LG1 및 LG2의 L1-L8) - + + + + - + - 에 의해서 달성된다. 예를 들어 + - + + + - + - 와 같은 다른 순서도 또한 가능하지만, 완전히 효과적이지는 않다. 비구면화에 의해서 예를 들어 - + + + - + -와 같은 다른 순서도 통용될 수 있다.
그러나 이러한 조치들은 펫츠발 보정을 실행하기에 충분하지 않다. "제 3 배 부분"도 더 커야 한다. 그러나 이것은 허용될 수 없는데, 그 이유는 이 경우 CaF2-렌즈 (L18-L20, L22, L23) 가 존재하기 때문이다. 상기 문제점의 해결책은 제 3 배 부분을 이중 배 부분 (LG5-LG7) 으로 변환시키는 것이다. 이중 배 부분의 제 1 부분 (LG5) 은 직경이 작고 CaF2-렌즈 (L18-L20) 가 완전히 장치된다. 폭이 좁아진 부분 (허리 부분; LG6) 에는 강한 네거티브 굴절력을 갖는 렌즈 (L21) 가 있다. 제 2 배 부분 (LG7) 도 마찬가지로 직경이 아직 작은 CaF2-렌즈 (L23, L24) 로 시작된다. 그 다음에 직경이 크게 증가된다. 이것은 CaF2-렌즈 (L22, L23) 에 연결된 렌즈 (L24) 의 강한 네거티브 굴절력에 의해서 가능해진다. 대물렌즈측이 오목한, 명백하게 구부러진 집광 메니스커스 (meniscus; L25) 는 직경의 확대를 강화한다 (상기 메니스커스는 칼라 가로 에러를 감소시키고 조리개 영역에서 작은 직경을 달성시킨다). 가장 큰 직경으로부터 이미지 (IM) 까지 강한 파지티브 그룹 (L26-L28) 이 모인다. 결국, 직경이 크고 굴절력이 강한 파지티브 그룹에 의해서, 상기 시스템은 펫츠발 곡률 및 칼라 가로 에러와 관련하여 동시에 탁월하게 보정될 수 있다.
상기 장치는 칼라 세로 에러를 작게 한다. 이중 배 부분의 제 1 부분 (LG5) 에서의 CaF2-렌즈 (L18-L20) 의 큰 굴절력도 마찬가지로 칼라 가로 에러 문제점의 해결에 매우 유리하다.
언급한 문제점의 해결에 의해서 193nm 리소그래피 대물렌즈의 부분 애크로매트 처리가 이루어진다. 실시예에서 보여지는 바와 같이 모든 렌즈가 시스템 조리개 (AS) 근처에 있는 5개의 CaF2-렌즈 (L18-L20, L23, L24) 는, NA = 0.7 및 밴드폭이 0.5pm인 경우에 29.1mm의 이미지 필드에 도달하기에 충분하다. 축소 팩터는 4.0이다. 대물렌즈는 이미지측에서 텔레센트릭하다. 모든 CaF2-렌즈는 (광학적으로 필요한) 직경이 220mm 미만이며, 실시예에서는 전체 두께가 200mm 미만이다. 대물렌즈내에는 전체적으로 32개의 렌즈가 있다.
이미지측 단부에 배치된 2개의 렌즈 (L31, L32) 및 (대물렌즈를 보호하기 위한) 평탄한 폐쇄 플레이트 (P) 도 마찬가지로 CaF2로 제조된다. 그러나 이것은 애크로매트 처리와는 아무런 관계가 없다: 이 경우에는 광의 세기가 최고이며, CaF2는 특히 "압밀 작용"과 관련하여 석영 유리보다 방사선에 대해서 더 안정적이다.
표 1 에서 제공되며 도 1 에서 우수하게 계속적으로 추구될 빔높이 (Hmax) 는, 제 1 렌즈 그룹 (LG1) 에서는 렌즈 (L4) 에서 배 부분이 어떻게 형성되고, 제 2 렌즈 그룹 (LG2) 에서는 렌즈 L8 과 L9 사이에서 허리 부분이 어떻게 형성되며, 제 3 렌즈 그룹 (LG3) 에서는 렌즈 (L12) 에서 배 부분이 어떻게 형성되고, 제 4 렌즈 그룹 (LG4) 에서는 렌즈 (L16) 에서 허리 부분이 어떻게 형성되는지를 명확하게 보여준다.
이와 같이 그렇게 강하게 완전히 변동되지 않으면서, 추가의 렌즈 그룹 (LG5-LG7) 이, 렌즈 (L19) 에서는 배 부분을, 네거티브 렌즈 (L21) 에서는 최초에 존재하는 제 3 허리 부분을, 그리고 렌즈 (L26) 에서는 제 4 배 부분을 형성한다.
시스템 조리개 (AS) 는 상기 새로운 허리 부분 (L21) 과 제 4 배 부분 (L26) 사이에 배치된다. 중요한 것은, 상기 시스템 조리개 (AS) 가 2개의 네거티브 렌즈 (L21, L24) 에 의해서 감싸져 있고, 각각 CaF2로 구성된 다만 포지티브 렌즈 (L22, L23) 에 의해서만 분리된다는 것이다.
이러한 그룹화는 청구항 1, 5 및 청구항 12 에 따라 대물렌즈 보정을 위해 발견된 부가물의 특징이 된다. 이 부가물이 대물렌즈 보정을 연장하기는 하지만, 상기 부가물이 대물렌즈 보정을 넓은 구간에 걸쳐 전반적으로 안정되게 지지함으로써 렌즈 직경이 제한된다.
에지-두께보다 더 큰 중심-두께를 갖는 렌즈 (L20/L21, L21/L22 및 L23/L24) 사이의 공기 공간도 또한 중요한데, 말하자면 이 공간은 구면적으로 과보정되도록 작용한다. 이 경우에는 특히 청구항 4에서 기술되는 바와 같이 상기 공기 공간이 애퍼처 조리개 (AS) 앞에 있는 것이 중요하다. 그러나 이러한 결합도 청구항 13의 의미에서는 바람직하며, 상기 결합에 의해 청구항 12에 따른 실시가 더욱 최상화된다.
도시된 실시예의 특징은 또한, 청구항 3에서 기술되는 바와 같이, 애퍼처 조리개가 제 2 네거티브 렌즈 그룹 (LG4) 으로부터 멀리 떨어져 있다는 점이다. 도 1 의 실시예에서는 5개의 렌즈 (L18 내지 L22) 가 그 사이에 배치되어 있다.
상기 실시예의 보정은 23mλ에 도달된다. 가스 충전물로는 헬륨이 제공된다.
도 2 및 표 2에 따른 실시예는, 제 3 렌즈 그룹 (LG3) 내에 있는 제 2 배 부분과 제 2 허리 부분 사이에도 칼라를 보정하기 위한 CaF2-렌즈 (L7) 가 제공된다는 점에서 도 1의 실시예와 실제로 상이하다. 본 실시예에서 상기 렌즈는 또한 적절한 직경을 가지며, 우수한 작용과 연관된다. 실시예에서 시스템 조리개 (AS) 에 후속하는 네거티브 렌즈 (48) 와 대물렌즈측으로 오목한 메니스커스 (50) 사이에는, 후속하는 집광 그룹으로부터 빼내지는 포지티브 렌즈 (49) 가 배치된다. 전체적으로 볼 때 출력이 동일한 경우 렌즈의 개수는 도 1에서의 렌즈 개수보다 더 많다.
도 3 에 따른 실시예는 표 3의 특성 데이터를 갖는다.
렌즈의 전체 개수는 37개로 증가된다. 제 1 렌즈 (L1) 는 2개의 네거티브 렌즈 (301, 302) 로 분할된다. 이것은 다른 유리한 수차값을 얻는 경우 펫츠발-보정을 위해서 강한 빔 확대를 용이하게 한다. 제 1 렌즈를 추가의 독자적인 렌즈 그룹으로 추가로 구성하는 것은 가능하다. 메니스커스 (L10) 는 렌즈 (311, 312) 로 분할된다. 이를 위해 제 3 렌즈 그룹 (LG3) 내에는 하나의 집광 렌즈 (317) 가 제공된다. 허리 부분 (LG4) 에서도 렌즈 (L16) 는 2개의 렌즈 (319, 320) 로 분할된다. LG5는 그대로 남아 있으며, 그 다음에 12개의 렌즈 대신 13개의 렌즈가 후속된다. 그에 의해 얻어지는 자유도는, NA = 0.75의 상승된 애퍼처에 의해 야기되는, 강력하게 상승된 에러 부하를 보상하기 위해서 이용될 수 있다.
제 3 배 부분을 갖는 제 5 렌즈 그룹 (LG5) 에 후속하는 렌즈는 상기 실시예를 위해서 여러가지의 그룹 분배로 기술된다 (그럼으로써 실제로 무언가 변동되지는 않는다).
그룹 (L6) 은, 렌즈 (325) 에서 제 4 빔 허리 부분을 포함하고, 중간 접속된 파지티브 CaF2-렌즈 (326, 327) 를 갖는 2개의 네거티브 렌즈 (325, 328) 에 의해 감싸진 시스템 조리개 (AS) 를 포함한다. 도 1 에서와 같이 상기 그룹은 보정 작용면에서 2개의 네거티브 렌즈 (325, 328) 앞뒤에 있는 양볼록 공기 렌즈에 의해서 지지된다. 렌즈 그룹 (LG7) 은 대물렌즈측으로 오목한 메니스커스 (329) 및 4개의 집광 렌즈 (330-333) 를 포함한다. 제 4 배 부분은 렌즈 (330) 에서 형성된다. 상기 영역은 도 1의 포커싱 그룹과 일치한다.
하기에서 별도로 기술되는 렌즈 그룹 (LG8) 은 재차 네거티브 굴절력을 갖는다. 이 렌즈 그룹의 기능은 상기와 같은 대물렌즈를 확대시키는 것이다. 상기 렌즈 그룹은, 애퍼처의 수치에 상응하는 높은 빔 각도가 이미지 (IM) 앞에 있는 마지막 렌즈에서 비로서 나타남으로써, 동시에 렌즈의 직경이 실제적으로 제한되도록 한다. 이 경우 도 1의 두꺼운 메니스커스 (L30) 는 2개의 메니스커스 (334, 335) 로 분할된다.
도 4 및 표 4에 따른 제 4 실시예에서 애퍼처는 수치적으로 0.8로 상승된다. 이 경우 렌즈의 개수는 마찬가지로 37개이다. 도 3에 비해 렌즈 그룹 (LG3 및 LG4) 은 재차 간략화되어 있다. 그러나 LG5는 추가로 포지티브 렌즈 (423) 를 포함한다. 네거티브 렌즈 (325) 가 메니스커스 (424) 및 네거티브 렌즈 (425) 로 분할됨으로써 두께가 현저하게 증가되는 경우에는 LG6에도 또한 추가의 보정 기능이 제공된다. 그룹 (LG7) 에서 메니스커스 (429) 는 집광 렌즈 (431) 를 위하여 더 얇아진다.
전술한 실시예 도 1 및 도 3에서와 같이 렌즈 그룹 (LG5 및 LG6) 의 포지티브 렌즈 (420-423 및 426, 427) 는 조리개 가까이에서 CaF2로 제조된다. 렌즈 (22) 에서 CaF2-렌즈의 가장 큰 직경은 315mm에 달한다. 결국 가장 큰 렌즈는 325mm의 직경을 갖는 렌즈 (30) 이다. 이 값들은 물론 제조 기술적으로 요구하는 바가 많지만, 대물렌즈의 성능을 고려할 때는 그다지 높지 않은 것이다. 렌즈 (436 및 437) 및 폐쇄 플레이트 (P4) 도 도 1에서 설명되는 바와 같이 압밀 작용의 이유에서 CaF2로 제조된다.
도 5 및 표 5 에서는 마찬가지로 0.8의 극도의 수치 직경을 갖는 제 5 실시예가 제안된다. 본 실시예에서는, 순수한 석영 대물렌즈로 실시되는 248nm 용 DUV-대물렌즈가 다루어진다.
다른 대물렌즈 타입과 달리 본 실시예에서는 구조물의 길이가 Ob - IM = 1,695mm 이지만, 이미지 필드 직경이 27,2mm 인 경우에 NA = 0.8 을 최대 렌즈 직경인 314mm (렌즈 529) 로 실행할 수 있다.
칼라 세로 에러 (CHV)(500 pm) = 0.11 은 칼라 가로 에러가 CHV(500pm) = - 0.41mm이고 최대 RSM-에러 = 18.7mλ인 경우에 전체 이미지 필드에 걸쳐 더욱 개선된다.
도 4의 실시예에서와 같이 본 실시예에서도 전반적으로 동일한 형태의 구성으로 37개의 렌즈가 배치된다. 이 경우에도 광다발의 2개의 허리 부분 (LG2, LG4) 및 2개의 제 1 배 부분 (LG1, LG3) 을 갖는 구성으로부터 출발하여, 명백하게 나타나지 않는다 할지라도 단순한 제 3 배 부분이 아니라 오히려 제 3 허리 부분 (LG6) 에 의해 나누어진 이중 배 부분 (LG5, LG7) 을 제공하려는 본 발명에 따른 구상이 보장된다. 시스템 조리개 (AS) 는 허리 부분 (LG6) 근처에, 네거티브 렌즈 (525, 528) 사이에 배치된다.
도 6 및 표 6 에 따른 실시예도 193nm-엑시머-레이저용으로 설계되었고, 이미지측 애퍼처 수치 (NA) 는 0.7이다. 그러나 선행 실시예에 비해 렌즈의 개수는 명백하게 31개로 줄어든다. 애크로매트 처리된 4개의 CaF2-렌즈 및 압밀 작용을 방지하는 하나의 CaF2-렌즈 + CaF2-평탄 플레이트 (P6) 에 의해 또한 적은 개수의 CaF2-소자가 사용된다. 이것은 제조 비용을 전체적으로 현저하게 감소시킨다.
중요한 특성은, 대물렌즈 평면 (0) 뒤에 있는 3개의 제 1 렌즈 (601, 602, 603) 가 네거티브, 파지티브 및 네거티브 (- + -) 의 굴절력을 가진다는 것이며, 이 경우 제 3 렌즈는 대물렌즈측이 오목한 메니스커스이다. 도 1 및 도 2 에 따른 실시예에서는 - + +의 배치 그리고 도 3 및 도 5 에 따른 실시예에서는 - - + 의 배치가 제공되며, 이 경우 도 1 및 도 2 의 제 2 의 + 렌즈는 양면이 볼록하다.
이러한 조치에 의해, 제 1 렌즈 그룹 (렌즈 605) 의 직경을 제 2 렌즈 그룹 (렌즈 614) 의 레벨로 상승시킴으로써 이미 제 1 렌즈 그룹에서 펫츠발 총합에 유리하게 영향을 미칠 수 있게 된다. 그와 동시에 텔레센트릭, 왜곡 및 추가의 이미징 에러가 최상화될 수 있다.
이 경우에는 제 1 렌즈를 독자적인 렌즈 그룹으로 구성하는 것도 또한 가능하다.
시스템 조리개 (AS) 의 양측면에는 양면이 볼록한 2개의 파지티브 CaF2-렌즈 (622, 623) 가 배치되며, 2개의 네거티브 석영 유리 렌즈 (621, 624) 에 의해 둘러싸여 있다. 그 사이에는 전술한 실시예에서와 같은 파지티브 공기 렌즈가 각각 전형적인 보정 수단으로서 제공된다.
그 전에는 다만 2개의 파지티브 CaF2-렌즈 및 그와 함께 전체적으로 다만 4개의 CaF2-렌즈가 애크로매트화를 위해서 사용된다.
그 다음에 렌즈 (624) 는 물체측으로 오목한 포지티브 메니스커스로서 마찬가지로 미리 세팅된 대물렌즈 형태에 전형적인 형태로 형성된다.
이 경우 제 3 허리 부분은 렌즈 (624) 의 물체측 표면에서 다만 부가물 방식으로 존재한다. 그러나 렌즈 직경이 안정된, 시스템 조리개 (AS) 둘레에 전형적으로 긴 영역이 형성된다.
이미지측 단부에서는 전술한 실시예에서 존재하는, 심하게 구부러진 얇은 공기갭을 갖는 렌즈 쌍을 두꺼운 렌즈 (631) 로 합치는 것이 가능하다. 상기 렌즈는 전술한 렌즈 (630) 및 평탄한 폐쇄 플레이트 (P6) 와 함께, 앞의 실시예에서와 같이 장애적인 압밀-효과를 보호하기 위해 CaF2로 제조된다.
상기 실시예의 달성된 우수한 보정은 도 7의 수차 특성 곡선이 보여준다. 도 7a 는 이미지 높이 (YB; mm로 표시됨) 의 함수로서의 왜곡 (㎛로 표시됨) 을 나타낸다. 왜곡의 최대 크기는 2nm이다.
도 7b 는 이미지 높이 Y' = 14.5mm, 10.3 및 0에 대해 절반 애퍼처 각도 (DW') 의 함수로서 화살 모양의 가로 수차 (DZS) 를 제공한다.
도 7c 는 동일한 이미지 높이에 대해 자오선적인 가로 수차 (DYM) 를 제공한다. 2가지는 최대 DW'까지 돌출되는 파형을 나타낸다.
상이한 실시예는 애퍼처가 매우 높은 경우의 상이한 실시예에 대한 상기 구상의 큰 지지 가능성을 보여준다.
본 발명에 따른 장치에 의해서는 전체적으로, 0.2㎛ 이하의 구조물 폭을 갖는 마이크로 리소그래피용의 높은 치수의 애퍼처를 갖는, 통상의 축대칭인 순수 굴절식 대물렌즈가 제공될 수 있으며, 상기 대물렌즈의 질은 얼마전까지만 해도 다만 반사 굴절식 또는 반사식 시스템에만 인정되었다.
본 발명에 의해, 렌즈의 직경이 최소인 경우에 최고의 애퍼처 수치를 가능하게 하는 투사 대물렌즈가 제공된다.

Claims (16)

  1. 광다발의 적어도 3개의 허리 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
  2. 제 1 포지티브 렌즈 그룹 (LG1),
    제 1 네거티브 렌즈 그룹 (LG2),
    제 2 포지티브 렌즈 그룹 (LG3),
    제 2 네거티브 렌즈 그룹 (LG4), 및
    애퍼처 조리개 (AS) 를 갖는 추가의 렌즈 (LG5 내지 LG7) 로 이루어진 렌즈 장치를 포함하며, 후속하는 2개의 렌즈 (L21, L22; L23, L24) 중에서 적어도 하나의 렌즈 (L21, L24) 가 각각 애퍼처 조리개 (AS) 의 앞에서 및/또는 뒤에서 네거티브 굴절력을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
  3. 제 1 포지티브 렌즈 그룹 (LG1),
    제 1 네거티브 렌즈 그룹 (LG2),
    제 2 포지티브 렌즈 그룹 (LG3),
    제 2 네거티브 렌즈 그룹 (LG4), 및
    애퍼처 조리개 (AS) 및 상기 애퍼처 조리개 (AS) 앞에 있는 적어도 3개의 렌즈 (L18 내지 L22) 를 갖는 추가 렌즈 (LG5 내지 LG7) 로 이루어진, 렌즈 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
  4. 제 1 포지티브 렌즈 그룹 (LG1),
    제 1 네거티브 렌즈 그룹 (LG2),
    제 2 포지티브 렌즈 그룹 (LG3),
    제 2 네거티브 렌즈 그룹 (LG4), 및
    애퍼처 조리개 (AS) 및 상기 애퍼처 조리개 앞의 인접 렌즈 (L20, L21) 사이에 있는 적어도 하나의 구면으로 과보정되는 공기 공간을 갖는 추가 렌즈 (LG5 내지 LG7) 로 이루어진, 렌즈 장치를 포함하는 투사 대물렌즈.
  5. 적어도 2개의 허리 부분 및 3개의 배 부분을 포함하는 투사 대물렌즈에 있어서, 시스템 조리개 (AS) 는 이미지측으로 마지막 배 부분의 영역에 배치되며, 각각 2개의 렌즈 (L21, L22; L23, L24) 중에서 적어도 하나의 렌즈 (L23, L24) 는 상기 시스템 조리개 (AS) 의 앞에서 및/또는 뒤에서 네거티브인 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 적어도 2개의 항에 따른 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 애퍼처의 이미지측 수치가 적어도 0.65, 바람직하게는 0.70보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 모든 렌즈가 동일한 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
  9. 제 8 항에 있어서, 순수한 석영 유리-대물렌즈로서 구성되는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈가 2가지의 상이한 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
  11. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항 및/또는 제 10 항에 있어서, 특히 파장이 193nm인, 부분적으로 애크로매트 처리된 석영 유리/플루오르화 칼슘-대물렌즈로서 구성되는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 후속하는 2개의 렌즈 (L21, L22; L23, L24) 중에서 각각 적어도 하나의 렌즈 (L21, L24) 가 애퍼처 조리개 (AS) 의 앞에서 및 뒤에서 네거티브 굴절력을 갖는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
  13. 제 2 항 및 5 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 다음의 2개 렌즈 중에서 적어도 하나의 렌즈에 인접하면서 네거티브 굴절력을 갖는 애퍼처 조리개의 앞에 및/또는 뒤에 구면으로 과보정되는 공기 공간이 배치되는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 이미지측으로 처음 3개의 렌즈는 네거티브 굴절력을 가지며, 바람직하게는 - + - 또는 - - + 로 배치되는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
  15. 마이크로 리소그래피용 투사 조명 장치에 있어서, 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 투사 대물렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사 조명 장치.
  16. 빛에 민감한 층이 제공된 기판이 마스크 및 제 13 항에 따른 투사 조명 장치에 의해서 조광되고, 특히 빛에 민감한 층을 현상한 후에 상기 마스크상에 포함된 패턴에 상응하게 구조화되도록 구성된, 마이크로 구조화된 부품을 제조하는 것을 특징으로 하는 방법.
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