TW594038B

TW594038B - Objective lens having crystal lens

Info

Publication number: TW594038B
Application number: TW091112574A
Authority: TW
Inventors: Michael Gerhard; Daniel Krahmer
Original assignee: Zeiss Carl Semiconductor Mfg
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2004-06-21
Also published as: US6842284B2; US6697199B2; DE10133841A1; JP2004535603A; US20040179272A1; WO2003009062A1; US20030137733A1; EP1407325A1

Description

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本發明為一種具有申請專利項目1之特徵的物鏡。此類，鏡在本專利登記人所屬之專利DE 1 99 29 70 1 A1中已，提及。本專利登記人在這個專利中以一個實施例說明以，化鈣及氟化鋇為材料製造透鏡的方式。在此種方式中’氟化鈣係作為冕玻璃（Kr〇n)，氟化鋇則是作為鉛玻璃（Flint)之用，以達到消色差的目的。專利DE 199 39 088 A1也有提及具有以兩種不同氟化物晶體製造的透鏡的投影物鏡。之所以會選擇氟化物晶體作為製造透鏡的材料是因為在工作波長小於2〇〇ηιη的情況下’氟化物晶體比其他材料具有較佳的透光性。透過不同氟化物晶體具有的不同的阿貝數（色散本領倒數）可以使透鏡具有修正色差的效果。在上述專利中，晶體的雙重折射特性對於光學設計並無任何影響。專利US 620 1 634指出，製造氟化物晶體透鏡最好是使透鏡軸垂直對準氟化物晶體的{丨丨丨}—晶體平面，以降低應力雙重折射。而專利US 620 1 634的基本假設是氟化物晶體並沒有本質雙重折射效應。但是從在Internet-Publikation發表的一篇文章，，氟化4弓的本質雙重折射的初步測定”（” p r e 1 i m i n a r y Determination of an Intrinsic Birefringence in CaF2” ’ 作者：j〇hnH· Burnett，Eric L· Shirley， Zachary H· Lewin， NIST Gaithersburg MD 20899 USA ，發表日期：20 0 1年5月7日）可以得知，氟化鈣單晶體除了 594038 五、發明說明（3) 晶體方向如果是屬於這些主晶體方向，都會加上一個 π (100) -π的前綴。垂直於這些主晶體方向的晶體平面也都加上一個’’（100) -π的前綴。同樣的，主晶體方向<11〇>、 <1，10> 、<1，10> 、<1，1，0> 、<101> 、<101，> 、<1，〇1> 、 <1’01’>、<011>、<01’1>、<011’>、<01’1’> 等也都是相同的，以下出現的晶體方向如果是屬於這些主晶體方向，都會加上一個以下在提及晶體方向時以π <>"符號表示，提及晶體平面時以π {}π符號表示。一個晶體平面的晶體方向是指垂直於該晶體平面的平面垂線，因此晶體方向<100〉所指的方向就是晶體平面 {1 0 0 }的平面垂線方向。本文所討論的立方形晶體具有 <110〉、 <1， 10> 、 <100〉、 <1， 1， 0> 、 <101〉、 <101，> 、 <1，01> 、<1，01，> 、<011> 、<〇1，1> 、<011，> 、<01，1，> 、 <111〉、<1，1，1，>、<1，1，1>、<1，11，>、<11，1，>、 <1，11> 、<11，1> 、<111，> 、<1〇〇> 、<010> 、<001> 、 <1’00>、<01’0>等主晶體方向。由於立方形晶體具有旋轉對稱性，因此主晶體方向< 1 〇〇 >、< 01 0 >、< 〇〇 1 >、 <1’00>、<01’0>、<001’>是相同的，以下出現的晶體方向如果是屬於這些主晶體方向，都會加上一個"（1 0 0 )-"的前綴。垂直於這些主晶體方向的晶體平面也都加上一個 ”（100)」的前綴。同樣的，主晶體方向<11〇>、<1’ 1〇>、 <1’1〇>、<ΓΓ0>、<1〇1>、<101，>、<1，〇1>、<1，〇1，>、 <〇11>、<〇l’l>、<〇11’>、<〇ΓΓ>等也都是相同的，以下出現的晶體方向如果是屬於這些主晶體方向，都會加上—

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個亦適用於其他與其相同的主晶體方向。在本專利登記人尚未公開的專 ^ ^ 影曝光裝置，光學系統及並製微^^蝕刻之投 23 725· 1)及本專利登記 ^ 且5己㈣1〇1 物晶體透鏡的物鏡"（專利登記DE 1G1 27 32G 7) 及將j鏡兀件旋轉以補償/抵消雙重折射效兩個專利登記的内容均為本發明的一部分内容。 ^ 明！二：是提出-種微影蝕刻之投影曝光裝置的权〜物鏡，每種技衫物鏡能夠將本質雙重折射降低。 ~ a八 >使用具有申請專利項目1，3，8之特徵的物鏡、具有申请專利項目1 9之特徵的微影蝕刻之投影曝光裝置、具有申請專利項目20之特徵的半導體元件製造方法、以及具有申明專利項目2 1及2 2之特徵的透鏡製造方法即可達到本發明的目的。本發明之其他申請專利項目均為本發明的各種有利的實施方式。為了減低本質雙重折射的影響，物鏡至少具有兩種透鏡組’這些透鏡組的區別是，同一個透鏡組的透鏡或透鏡構件都是以同一種晶體材料製成，而不同透鏡組的透鏡或透鏡構件則是以不同的晶體材料製成。一個透鏡組可以只具有一個透鏡或數個透鏡（或是只具有一個透鏡構件或數個透鏡構件）。所謂透鏡構件有數種可能，例如利用光膠將兩個或兩個以上的單一透鏡以無光學接縫的方式黏貼在

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一起形成一個（總合）一透鏡的各個單一透件視為構成（總合）單與（總合）單一透鏡的及透鏡或透鏡構件的兩個相互垂直的線性總光學路徑差是由孔組經歷的光學路徑差這兩個光學路徑差中 20%)，即可認為透鏡低。單一透鏡鏡均稱為一透鏡的透鏡軸的配置方式極化狀態徑光束在的總合。較大之光組的雙重則這些透鏡構件元件，且方向相同要能夠使的光學路第一種透如果能使學路徑差折射造成構成這個（總合）單。因此可將透鏡構透鏡構件的透鏡轴。透鏡材料的選擇最外圍孔徑光束的徑差被大幅降低。鏡組及第二種透鏡總光學路技差小於的30%(最好是的影響已被大幅降

^所明最外圍孔徑光束是指一在物鏡的光闌平面内的光南度相當於光闌半徑的光束，因此最外圍孔徑光束在像 w /面内具有一依據像侧數值孔徑而定的角度。由於最外圍，徑光束與透鏡軸所夾的最大孔徑角通常是出現在透鏡内邛，並因此而受到雙重折射的最大干擾，因此可利用最外圍孔徑光束來定義透鏡組。

折射透鏡、繞射透鏡、以及具有自由形狀校正面的校正板均可作為以上提及的透鏡。設置在物鏡光程内的平板也可以被視為是透鏡。由於微影#刻之投影曝光裝置的投影物鏡對於解析度 %要求特別高’因此將本發明之物鏡作為微影蝕刻之投影曝光裝置的投影物鏡是十分有利的。但是作為試驗物鏡時’以投影物鏡之透鏡經由大孔徑量測波前所作的試驗顯

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不二折射仍然會造成干擾，因此最好能夠輔以補償/ 抵消干擾的方法。其他應用範圍尚包括作為檢驗晶圓用的檢驗物鏡及作為顯微鏡物鏡，也可以作為照明物件用之照明系統内的物鏡。氣化與、氟化鋇、氟化鳃等氟化物晶體都是理想的透鏡材料，尤其是對用於小於25〇11111之波長範圍的透鏡而言更是如此。氣化舞的本質雙重折射與角度具有相關性乃一已知的事實。本專利登記人所作的量測顯示，氟化鈣會使在 <11〇>— ^體方向的光束傳播產生1 lnm/cm的本質雙重折射。對氟化鋇所作的類似量測顯示氟化鋇亦具有本質雙重折射，這疋因為氟化鈣及氟化鋇均屬於相同的晶體類型， =此二者的本質雙重折射具有類似的角度相關性。本專利 =Λ人所作的罝測顯示，氟化鋇會使在〈丨丨〇 > —晶體方向的光束傳播產生25nm/cm的本質雙重折射。值得注意的是，雙重折射除了具有一個數值外，還具有一個方向。雙重折 ^，方向與所謂的緩慢轴的方向相同。當線性極化光線在緩慢軸的方向被極化，則此線性極化光線的折射率會達到最大。本專利發明人已確知氟化鈣及氟化鋇在（丨丨〇卜晶體方向的雙重折射方向會彼此垂直，因此一傳播方向為 (no)-方向的光束在氟化鈣及氟化鋇内經歷的兩個相互垂直的線性極化狀態的光學路徑差會具有相反的符號（代表 2反的方向）。充分利用此一特性即可達到降低雙重折射造成的干擾的目的。利用同時設置以不同的晶體材料製造

594038 五、發明說明（7) 的透鏡或透鏡構件（這些晶體材料可以使一極化光束的兩個相互垂直的線性極化狀態產生符號相反的光學路徑差），同時配合雙重折射特性進行光學設計的方式，就可以幾乎完全補償/抵消因為只使用一種晶體材料而產生雙重折射造成的干擾。

、如果兩種透鏡組（或黎鏡構件組）的透鏡或透鏡構件的透鏡轴均與一主晶體方向或該主晶體方向的等效方向相同，則補償/抵消雙重折射的效果會特別的好。透鏡軸可以是一旋轉對稱透鏡的對稱轴。如果透鏡沒有對稱軸，則可以用一入射光束的中心或是一條直線作為透鏡軸，條件是以此透鏡軸為準的透鏡内所有光束的射束角都最小1、平板的透鏡軸垂直於平坦的透鏡表面。若透鏡軸與一主方向貸間的最大偏差小於5度，則透鏡軸就可曰主晶體方向重合。如果第-種及第二種晶體材料均屬於同一種晶體類型，且透鏡軸均幾乎與同一個主曰體方向重合，就可以獲得透鏡或透鏡構件具有類 = 射二佈的優點。雙重折射分佈—L…既是孔徑角：

1透鏡軸之間的夹角，方位角^是一光束在垂直先束方上的投影方向及一個與透鏡轴垂直的基準方向之間的夾角。 7 的捧ί f :射的值Α Η等於所謂的緩慢轴的折射率與所謂射率之差。、雙重折射的值^表的意義為-、' L及方位角為&之特定光束方向的兩個相互垂

594038 五、發明說明（9) 況下。此時第一及第二種透鏡組的透鏡或透鏡構件的晶體方向非常接近（幾乎重合）。即使最外圍孔徑光束的最大孔徑角通常會出現在投影物鏡内’也可以利用由雙重折射關係具有互補性的不同晶體材料（例如氟化鈣或氟化鋇）製造的透鏡或透鏡構件構成的兩種透鏡組，達到補償/抵消其他光束（例如在光闌平面範圍内的主光束）的兩個相互垂直的線性極性狀態的光學路徑差的目的。如果是從場成像的位置觀察光瞳成像，則最外圍孔徑光束即等同於具有最大物高的主光束，這是因為最外圍孔徑光束在物平面具有與物場邊緣相同的光束高度。因此本專利登記觀看最外圍孔徑光束的方式（從場成像的位置觀察光瞳成像）亦被用於最外圍主光束的光學路徑差的補償/抵消。、若能適當配置兩種透鏡組的各個透鏡或透鏡構件的基準方向’以使兩個雙重折射分佈彼此呈一共軛分佈，並且將透鏡或透鏡構件均繞其透鏡軸旋轉，以使兩個基準方向均心向同一個方向（最大偏差在1 0度以内），就可以將雙重折射造成的干擾大幅降低。當兩個雙重折射的局部最小值均出現在相同（或幾乎相同）的方位角的時候，則這兩個雙折射刀佈彼此呈一共輛分佈。利用透鏡或透鏡構件罝万式，可以使出現以一基準方向（例如一個與像平面固定聯結在一起的基準方向）為準的最大雙重折射或最二雙^折射的方位角範圍會發生在相同的方位角。因此對會聚在物鏡之像平面的一個像點上的光束而言，兩個相

第12頁 594038 五、發明說明（ίο) ' -- 互垂直的線性極性狀態的光學路徑差的分佈就幾乎與方位角無關。 ^ 為此第種透鏡組只需具有一個透鏡或一個透鏡構件，第二種透鏡組也只需具有一個透鏡或一個透鏡構件。透鏡（或透鏡構件）需具有適當的透鏡厚度及透鏡半徑，以 =最外，孔徑光束在這兩個透鏡或透鏡構件内會經歷大小成乎相等、但方向相反的兩個相互垂直的線性極性狀離的光學路徑差。〜如果這兩個分別由不同晶體材料製造的透鏡或透鏡構件構成的透鏡組都具有至少兩個透鏡或透鏡構件，且這些透鏡或透鏡構件均設置繞透鏡軸相互旋轉的位置上，則同樣也可以達到補償/抵消雙重折射造成的干擾的效果。由於透鏡或透鏡構件的雙重折射分佈與方位角具有相關性，因此與方向相同、但是未經相互旋轉配置的透鏡或透鏡構件相比，利用將透鏡或透鏡構件繞透鏡轴相互旋轉配置的方式，可以使一透鏡組對所有會聚在像平面内的一個點上的光束造成的光學路徑差的最大值至少降低2〇% —— 25%。利用將透鏡組的透鏡或透鏡構件相互旋轉的設置方式可以使透鏡組造成的光學路徑差分佈與光束之方位角的相關性明顯降低，因此可以形成一近似旋轉對稱的光學路徑差分佈。，束的方位角是指一光束在像平面上的投影方向及一在像平面上的基準方向之間的夾角。將兩個分別由不同晶體材料製造的透鏡或透鏡構件構成的透鏡組組合在一起，則兩個近似旋轉對稱的光學路徑差分佈就會彼此補償

第13頁 594038 五、發明說明（11) /抵消。經過適當配置基準方向可以使兩個雙重折射分佈彼此呈一共軛分佈，此時最好是將透鏡組的任兩個透鏡或透鏡構件之間的旋轉角r定為： r = (360。/ k X η) + mx(360。/ k) +/一 l〇。上式中k代表方位對稱的多重性，^代表同一透鏡組中的透鏡數’m代表一任意整數。+/—1〇度的容許誤差代表在某些情況下旋轉角有必要與理論最佳值有所出入，以便能夠與物鏡校正時的其他邊界條件配合。與理論最佳值有所出入的旋轉角會使透鏡組的透鏡的光學路徑差無法獲得最佳的方位角補償/抵消，但這在一定範圍内是可以接受的。透鏡轴的方向為（100) —晶體方向的透鏡或透鏡構件的旋轉角7的計算式如下·· r=(90。/ n) +m x90°+/-10。如果一個透鏡組具有兩個（1 00 )—透鏡，則這兩個透鏡之間的旋轉角為45度，及/或135度、225度、、、、透鏡轴的方向為（m) -晶體方向的透鏡或透鏡構件的旋轉角7的計算式如下·· r = (120 ° / n) + m X 120。+/-10。如果兩種透鏡組的透鏡或透鏡構件内的最外圍孔徑光束的孔徑角的大小相當接近，則一種有利的方式是選擇能夠與晶體材料的雙重折射特性配合的透鏡厚度及透鏡半徑。氟化約及氟他鋇的最大雙重折射會出現在（丨丨〇 )_晶體

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方向，因此將用標準量。為最理想的程度組的光程的比雙重折射值與折射值的比值或透鏡構件的徑角大小相當鏡或透鏡構件的範圍内的情組的光程的比的雙重折射值重折射值的比間，即可獲得如果將這重折射造成的兩種透鏡組内用光膠將兩個這樣就可以形鏡0 在每個光束傳播方向上出現的雙重了 Ϊ =鏡組之間的補償7抵消作用達到牙要使弟一種透鏡組的光程與第二

^和第-種晶體材料在⑴〇)—晶體方向上ς 第一種晶體材料在（no)-晶體方向上的雙重 f近似倒數關係。將一透鏡組内的所有透鏡光程相加即可計算出該透鏡組的光程。在孔接近的情況下’也就是說在兩種透鏡組的透内的孔徑角與最大孔徑角的差異量都在20% 況下，將第一種透鏡組的光程與第二種透鏡值除以第一種晶體材料在（110)—晶體方向上與第二種晶體材料在（丨丨〇 )—晶體方向上的雙值的倒數，所得到的結果若介於〇·8 —— 12之良好的補償/抵消效果。

兩種透鏡組彼此相鄰設置在一起，則降低雙干擾的效果會特別好，因為在此情況下/這的光束都會具有相近的方位角。特別是可以透鏡構件以無光學接縫的方式黏貼在一起。成一個由兩個透鏡構件構成的一個單一透一種可以用來確定一個透鏡組之透鏡設置的方式是使這些透鏡内的最外圍孔徑光束具有一相似大小的孔徑角，而且11些透鏡内的最外圍孔徑光束的孔徑角以大於2〇度為佳（最好是大於25度）。這些大孔徑角會出現在像侧數值孔

五、發明說明（13) 铉較大$物鏡（特別是像侧數值孔徑大於〇 · 7的物鏡），因此需要採取必要的補償/抵消措施，以降低雙重折射造成的干擾。『斤5 ί =孔徑角主要出現在位於場平面（特別是像平面) 备# s ^ ^因此為補償/抵消雙重折射而設置的透鏡組 mi::面的範圍内。最理想的方式是最靠近像千面的一個透鏡係屬於這兩種透鏡組之一的透鏡。本質雙重折射會隨著工作波長變小如，工作波長樣時的本質雙重折射是月二大：射疋工作波長為248nm時的本質雙重折射的5 的情況，如果工作Π=η工作波長小於2° — f /皮長小於1 6〇nm則更為有利。统、掩Γ ί適合作為投影物鏡用在由光源(照明)系、洗掩膜疋位糸統、掩膜、投影物鏡、以及

的物鏡定位系統構成的料 ▼有感先基I 之用。“餘刻-投影曝光裝置是用來製造半導體元件個步驟是片；二這種方法的第- 無光學接縫的方式接合成一個毛胚二：種平板以知的製造方法將毛胚製作 =個乂驟是利用已板係以不同的晶體材料製、= =平板及第二種平方向、以及平板厚度；mn!擇晶體材料、晶體了使一先束的兩個光學路徑差（也五、發明說明（14) 就疋此光束在第一種平板内經歷的兩化狀態的第一個光學路徑差及在：：直的線性極抵消’而使總光學路徑差小於這 f彼此補仏/ 的3〇%(最好是20%)。予路位差的最大值以氟化鈣及氟化鋇作為製造透鏡的晶體材很好的補償/抵消效果，這是因雙重拼鼾M H &疋U為W兩種材料具有相似的重折射特性，不過二者在（11〇)-晶向卻是彼此垂直。彳们雙亶折射方垂線均3 =的f式是使第一種平板及第二種平板的平面 ^均和向同-個主晶體方向或是其等效主晶體差私度應控制在5度以下）。平方向以(100)'晶體方向或⑴υ_晶體方向射會正在這兩個方向的光束傳播而言，雙折折種平:果，第- 丁低〜寻政主晶體方向的方向必須十分接為1。Ϊ)就是說晶體的方向是相同的(可容忍的偏差範圍約如^能再對第一種平板及第二種平板的厚度作適當的 :，I7可將雙重折射幾乎完全補償/抵消。要決定第一在及！二：平板的厚度’必須先確定第-種晶體材料在⑴0) Γϊί 第一個雙重折射值及第二種晶體材料在⑴〇)、體方向的第二個雙重折射值。第一種平板的總 594038 五、發明說明（15) 厚度與第二種平板的總厚度的比值和第一個雙重折射值與第二個雙重折射值的比值呈近似倒數關係（容許偏差為二個比值中較大者的20%)。利用以上說明透鏡製造方法即可當造出供物鏡使用的透鏡，尤其是供微影蝕刻之投影曝光裝置的投影物鏡使用的透鏡。以下配合圖式對本發明的特徵及方法作進一步的說明。第一圖：第1種實施方式的示意圖。第二圖：孔徑角及方位角的定義的示意圖。第三圖A-第三圖C :以不同圖形顯示透鏡軸指向（in) -晶體方向之氟化鈣透鏡或透鏡構件的雙重折射分佈。第四圖A-第四圖C :以不同圖形顯示透鏡軸指向（in) -晶體方向之氟化鋇透鏡或透鏡構件的雙重折射分佈。第五圖A-第五圖C :以不同圖形顯示透鏡轴指向（1〇〇) -晶體方向之氟化#5透鏡或透鏡構件的雙重折射分佈。第六圖A-第六圖C :以不同圖形顯示透鏡轴指向（1〇〇) -晶體方向之氟化鋇透鏡或透鏡構件的雙重折射分佈。第七圖·第1種實施方式的不意圖。第八圖：第3種至第6種實施方式之折射式投影物鏡的透鏡斷面圖。第九圖··第7種至第10種實施方式之折射式投影物鏡的透鏡斷面圖。第十圖：第11種實施方式之折射式投影物鏡的透鏡斷

第18頁 594038 五、發明說明（16) 面圖。第十一圖：一種微影蝕刻之投影曝光裝置的示意圖。第一圖顯示本發明之第2種實施方式的物鏡（1)的示意圖。物鏡（1)具有含透鏡（7)的第一種透鏡組（3)和含透鏡 (11)的第二種透鏡組（5)。除了透鏡（7，11)之外，物鏡 (1)還含有若干在第一圖中未繪出的透鏡。透鏡（7)是由氟化鈣晶體製成，透鏡（11)則是由氟化鋇晶體製成。旋轉對稱的負透鏡（7)的透鏡轴（17)及旋轉對稱的正透鏡（11)的透鏡軸（21)均指向光學轴0A的方向。透鏡（7)是以氟化鈣毛胚製成，其透鏡轴（17)的方向為<111〉-晶體方向。由氟化鋇製成的透鏡（11)的透鏡軸（21)的方向亦為<lll>-晶體方向。透鏡（7)具有基準方向（25)，透鏡（11)具有基準方向（29)，基準方向與透鏡的關係是固定的。以這兩個基準方向為準，兩個透鏡（7，11)的雙重折射分佈會呈現出共軛關係。在第一圖的實施方式中，兩個基準方向（25，29) 均指向同一個方向，因此兩個透鏡（7，1 1 )的等效主晶體方向的方向也會相同，例如透鏡（7，11)的<1〇〇>-晶體方向。兩個基準方向（25，29)均相對於像平面IM的X方向旋轉一個角度。在光闌平面内的射束高度與光闌AS的高度相等的一道最外圍孔徑光束（15)會在第一種透鏡組（3)内經歷的兩個相互垂直的線性極化狀態的第一個光學路徑差，以及在第二種透鏡組（5 )内經歷的兩個相互垂直的線性極化狀態的第二個光學路徑差。由於氟化鈣晶體及氟化鋇晶體的裝置方向相同，因此這兩個光學路徑差會彼此補償/

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第二圖A--第三圖C顯示透鏡轴指向⑴丨卜晶體方向之氟化約透鏡或透鏡構件的雙重折射與角度的相關性。第三圖Α顯示方位角aL=〇度時，本質雙重折射值盥孔徑角心的關係。從圖上的曲線可看出，孔徑角Θ =35 度時，本質雙重折射值為llnm/cm，這個關係與量结相符，這是因為（ι10)-晶體方向位於（111)_晶體方向下方 35度。圖中的曲線是依據已知的晶體光學公式計算出來的0 第三圖B顯示孔徑角=35度時，本質雙重折射值盥方位角aL的關係。從圖中可顯而易見的看出其3重方位對稱性。最小雙重折射值出現在方位角A =6〇度、18〇度、以及30 0度的時候。基準方向的選定是以方位角〇度時會出現最大雙重折射值為條件。第三圖C顯示各個光束方向在，a)_角度區内的雙重折射分佈△ η ( 0，a )。圖中每一條線段都代表一個孔徑角為0、方位角為a的光束方向的值和方向。線段長度與雙重折射的質成正比，或與相交橢圓的主軸長度的差成正比；線段的方向則代表相交橢圓的較長主軸的方向。使方向為（<9，a)的光束的折射率橢圓與一垂直於此光束方向並穿過折射率橢圓的中心的平面相交即可獲得相交橢圓。不論是線段的方向或長度均顯示雙重折射分佈的3重性。線段的長度（即雙重折射的值）在方位角為〇度、120 度、240度時達到最大。第四圖A--第四圖C顯示透鏡軸指向（111)_晶體方向之

594038 五、發明說明（20) ----— 重折射的值）在方位角為〇度、90度、18〇度、27〇度時達到最大。第六圖A--第六圖C顯示透鏡軸指向（1〇〇)晶體方向之氟化鋇透鏡或透鏡構件的相應的雙重折射分佈。一直到最大雙重折射值為止，第五圖A及第六圖A的圖形（或是第五圖B及第六圖B)均顯示一共軛分佈。基準方向的選定是以在氟化鈣及氟化鋇出現最小雙重折射值時的方位角為同一個方位角為條件。比較第五圖〇及第六圖c可以清楚的看出兩件事，其一是兩種雙重折射分佈攸關呈共軛關係，复二是氟化鈣内各個光束方向的雙重折射方向均與氟化鋇内各個相應之光束方向的雙重折射方向垂直。在第一圖的弟1種實施方式中的最外圍孔徑光束（15) 在兩個透鏡（7，11)内具有分別以相互平行的基準方向 (25，29)為準的相同的方位角，這是因為最外圍孔徑光束 (15)在像平面IM内穿過光學轴〇A。這種情況同樣會出現在其他所有在像平面IM内穿過光學軸〇A的孔徑光束。由於氟化鈣透鏡及氟化鋇透鏡内基準方向的選定是以雙重折射分佈彼此會呈現共輛關係為條件’因此所有孔徑光束經歷的兩個相互垂直的線性極化狀的光學路徑差會彼此補償/抵消。透鏡（7)的雙重折射分佈顯示於第三圖人―—第三圖c，透鏡（11)的雙重折射分佈顯示於第四圖A —-第四圖C。如果將透鏡（7)及透鏡（11)均調整至適當的的厚度，至少可以使最外圍孔徑光束達到幾乎完全補償/抵消的效果。第七圖顯示本發明之第2種實施方式的物鏡（7(π )的示

第23頁 594038 五、發明說明（21) 意圖。物鏡（701)具有含透鏡（707，709)的第一種透鏡組 (703)和含透鏡（711，713)的第二種透鏡組（705)。除了透鏡（ 707，709 )及透鏡（711，713)之外，物鏡（701)還含有若干在第七圖中未繪出的透鏡。透鏡（707，709)是由氟化鈣晶體製成，透鏡（711，713)則是由氟化鋇晶體製成。所有的透鏡轴（717，719，721，723)均指向光學轴〇A的方向。透鏡（707 ’709)是以氟化約毛胚製成，其透鏡轴 (717，719)的方向為<111〉-晶體方向。由氟化鋇製成的透鏡（711，713)的透鏡轴（721，723 )的方向亦為<111〉-晶體方向。透鏡（707，709)具有基準方向（725，727)，透鏡 (711 ’713)具有基準方向（729，731)，基準方向與透鏡的關係是固定的。以這些基準方向為準，這些透鏡的雙重折射分佈會呈現共輛關係。從第三圖A--第三圖C可以看出透鏡（707，709)的雙重折射分佈，從第四圖A ——第四圖c可以看出透鏡（711，713)的雙重折射分佈。在第七圖的實施方式中’基準方向（725)及基準方向（72 7)之間的旋轉角度為 60度，基準方向（729)及基準方向（731)之間的旋轉角度亦為60度。透鏡組（703)及透鏡組（705)之間的旋轉角度是一個可以用來修正非旋轉對稱的像差的自由度。另外一個可以作為修正用的自由度是使透鏡組（ 703 )及透鏡組（ 70 5 )對一個與像平面固定聯結的基準方向的轉動。一在像平面IM 内被聚焦於光學轴Ο A上的光束通過透鏡組（703)内經過轉動的透鏡（707，709)會使此光束的兩個相互垂直的線性極化狀態產生近似旋轉對稱的光學路徑差。同樣的，當這道

第24頁 594038 五、發明說明（22) 光束通過透鏡組（705)内經過轉動的透鏡（711，713)也會產生近似旋轉對稱的光學路徑差。但由於透鏡（7〇7，7〇9) 係以氟化4弓製成，而透鏡（7丨丨，7丨3 )則是以氟化鋇製成，因此這兩種光學路徑差分佈會具有相反的符號（代表相反的方向）’也就是說這兩種光學路徑差分佈至少可以彼此補償/抵消掉一部分。第八圖顯示本發明之第3種實施方式的物鏡（8〇1)的示意圖。物鏡（801 )是一種用於波長丨57nm的反射式投影物鏡。此投影物鏡的所有光學數據均詳列於表丨。表丨中關於非球面的記載均與光學軟體（0ptik—s〇f tware)c〇deV的公式相同。物鏡（8 0 1 )與本專利登記人在專利登記 PCT/EP0 0/1 31 48之第七圖及表6所說明的物鏡非常類似。關於此投影物鏡之作用方式的詳細說明請參見專利登記 PCT/EP0 0/1 31 48。物鏡（801)的像側數值孔徑為〇.9。像這種像侧數值孔徑這麼大的高成像性能的投影物鏡有必要將雙重折射造成的干擾盡可能的消除掉。物鏡（801)具有含平面平行透鏡（L829)的透鏡組（8〇3) 和含平面平行透鏡（L830 )的透鏡組（8〇5)。透鏡（L829 )是由氟化鋇製成，透鏡（L830)則是由氟化鈣製成。兩個透鏡 (L829，L830 )的透鏡轴均指向<;111>—晶體方向。兩個透鏡 (L829，L830 )的基準方向均指向y方向。透鏡（L829 )的雙重折射分佈顯示於第四圖A-—第四圖c，透鏡（L83〇)的雙重折射分佈顯示於第三圖A--第三圖c。表2列出兩道最外圍孔徑光束在兩個透鏡（l829，

594038 五、發明說明（23) " -- L830 )内的光程、孔徑角心、方位角aL。光束（815)在像平面上以y轴為準的方位角α =〇度，光束（816)在像平面上以y轴為準的方位角〇^=6〇度。兩道光束（815，816)均在像平面IM上穿過光學軸〇A。由於兩道光束（815，“㈧在 (Π 1)-晶體方向會經歷最大雙重折射及最小雙重折射，因此可以用它們來代表所有的最外圍孔徑光束。表2 透鏡孔徑角[〇] 光程[麵] 材料光束(815)的光學離差 [nm] 光束(816)的光學路徑差 [nm] L829 33.0 13^4 (lll)-BaF2 -33.40 7.31 L830 35.2 30.6 (lll)-CaF2 33.68 -6.24 總合 0.27 1.06 從上表可以看出，最外圍孔徑光束的兩個相互垂直的線性極化狀態的總合光學路徑差明顯小於任一個透鏡的光學路徑差。這是因為兩個透鏡（L829，L830)的光學路徑差彼此幾乎完全補償/抵消掉的關係。要達到這種效果需調整兩個透鏡（L829，L830)的透鏡厚度，使透鏡（L829)内的光程與透鏡（8 30 )内的光程的比值和氟化鋇晶體材料在 < 11 〇 > -晶體方向上的雙重折射值與氟化鈣晶體材料在 < 110 > -晶體方向上的雙重折射值的比值呈近似倒數關係： 25nm/cm + llnm/cm 与 30.6mm + 13.4mm 。兩道最外圍孔徑光束在兩個透鏡（L829，L830)内的孔徑角均大於30度。透鏡（L830)是最靠近像平面“的透鏡。除了透鏡（829，830)的透鏡軸均指向<1〇〇>—晶體方向

第26頁 594038 五、發明說明（24) :卜，種實施方式的光學數據均與第施方。 =透鏡(L829，L830 )的基準方向均指向y、方向。透鏡 ί的雙重折射分佈顯示於第六圖A—第六圖C，透鏡 (L830)的雙重折射分佈顯示於第五圖卜―第五圖c。表3列出兩道最外圍孔後光束在兩個透鏡（L829， L830)内的光程、孔徑角、方位角&。光束（815)在像平面上以7轴為準的方位角a =〇度，光束（816)在像平面上以y轴為準的方位角a =45度。兩道光束（815，816)均在像平面IM上穿過光學轴0A。由於兩道光束（815，“叼在 (100)-晶體方向會經歷最大雙重折射及最小雙重折射因此可以用它們來代表所有的最外圍孔徑光表3 透鏡孔徑角η 光程[mm] 材料光束(815)的光學_差 [nm] 光束(816)的光學腿差 [mnl L829 33.0 13.4 (100)-BaF2 -28.07 -11.07 L830 35.2 30.6 (100)-CaF2 29.93 11.23 總合 1^85 10· 16 第4種實施方式也可以達到將透鏡組（8〇3)及透鏡組 ( 80 5 )造成的光學路徑差幾乎完全補償/抵消掉的目的。除了透鏡（829，830)外，第5種實施方式的光學數據均與第3種實施方式相同。在第5種實施方式中，透鏡 (L829 )被分解為透鏡構件（L829 1，L8292 )，透鏡（L829 )被分解為透鏡構件（L8301，L8302)。這些透鏡構件的厚度均為原來透鏡中心厚度的一半。所有透鏡構的透鏡軸均指向

第27頁 594038 五、發明說明（26) 第5種實施方式也可以達到將透鏡組（8〇3)及透鏡組 ( 805 )造成的光學路徑差幾乎完全補償/抵消掉的目的。在此實施方式式中，一在像平面IM内被聚焦於光學轴〇A上的光束通過在透鏡組（803)及透鏡組（805)後會各產生一個旋轉對稱的光學路徑差分佈。這兩個光學路徑差分佈會因為透鏡（803 )及透鏡（805 )係分別由不同的材料（氟化鋇及氟化鈣製成）以及透鏡組（ 803)及透鏡組（805 )的透鏡構件的光學設計而彼此補償/抵消。除了透鏡構件（L8291，8292，8301，8302)的透鏡軸均指向<1 00>-晶體方向外，第6種實施方式的光學數據均與第5種實施方式相同。透鏡構件（L829 1，L8292 )的雙重折射分佈顯示於第六圖A--第六圖C，透鏡構件（L8301， L8 302)的雙重折射分佈顯示於第五圖A ——第五圖c。透鏡構件（L8291，L8 292)被設置在繞透鏡轴相互旋轉45度的位置，並利用光膠以無光學接縫的方式黏貼在一起。透鏡構件（L8301 ’ L8302)也是被設置在繞透鏡轴相互旋轉45度的位置，並利用光膠以無光學接縫的方式黏貼在一起。透鏡構件（L8291 ’L8301)的基準方向均指向y方向，透鏡構件 (L8292，L8302 )的基準方向則與y方向夾45度角。表5列出兩道最外圍孔徑光束在透鏡構件（L8291， L8292，L8301 ，L8302)内的光程、孔徑角心、方位角α L。光束（815)在像平面上以y軸為準的方位角α=〇度，光束（816)在像平面上以y轴為準的方位角^ =45度。兩道光束（815 ’816)均在像平面ΙΜ上穿過光學轴〇Α。由於兩道光

594038 五、發明說明（28) 物鏡（901)具有含彎月形透鏡（L927，L928)的透鏡組 ( 90 3 )和含平面平行透鏡（L929，L9 30 )的透鏡組（ 90 5 )。透鏡（L927，L928 )是由氟化鋇製成，透鏡（L929，L930 )則是由氟化鈣製成。透鏡（L927，L928，L929，L930)的透鏡軸均指向<111〉-晶體方向。透鏡（L927，L928，L929，L930) 的基準方向均指向y方向。透鏡（L927，L928)的雙重折射分佈顯示於第四圖A--第四圖C，透鏡（L929，L930)的雙重折射分佈顯示於第三圖A--第三圖C。表7列出兩道最外圍孔徑光束在透鏡（L927，L928， L929，L930)内的光程、孔徑角、方位角。光束 (915)在像平面上以y轴為準的方位角度，光束（916) 在像平面上以y軸為準的方位角α = 6〇度。兩道光束 (915，916)均在像平面ΙΜ上穿過光學轴〇Α。由於兩道光束 (915，916)在（111) -晶體方向會經歷最大雙重折射及最小雙重折射，因此可以用它們來代表所有的最外圍孔徑光束。表7 透鏡孔徑角[0] 光程[mm] 材料光束(815)的光學驗差 [nm] 光束(816)的光學歷差 [nm] L927 34.7 11.1 (lll)-BaF2 -27.73 5.37 L928 37.7 11.6 (lll)-BaF2 -28.79 4.33 L929 35.3 27.3 (lll)-CaF2 29.99 -5.56 L930 35.3 26.0 (lll)-CaF2 28.59 -5.30 總合 2.05 -1.16

第31頁 594038 五、發明說明（30) 顯示於第五圖A--第五圖c。表8列出兩道最外圍孔徑光束在透鏡（L927，L928， L92 9，L930 )内的光程、孔徑角心、方位角q。光束 (915)在像平面上以y轴為準的方位角α = 〇度，光束（916) 在像平面上以y軸為準的方位角度。兩道光束 (915 ’916)均在像平面ΙΜ上穿過光學軸〇Α。由於兩道光束 (915 ’916)在（1〇〇)—晶體方向會經歷最大雙重折射及最小雙重折射’因此可以用它們來代表所有的最外圍孔徑光束。表8 透鏡孔徑角[0] 光程[腿] 材料光束(815)的光學_差 [nm] 光束(816)的光學雛差 [nm] L927 34.7 11.1 (100)-BaF2 -24.31 -9.24 L928 37.7 11.6 (100)-BaF2 -27·17 -9.52 L929 35.3 27.3 (100)-CaF2 28.65 10.00 L930 35.3 26.0 (100)-CaF2 25.41 9.53 總合 0.58 0.76 第8種實施方式也可以達到將透鏡組（903 )及透鏡組 ( 90 5 )造成的光學路徑差幾乎完全補償/抵消掉的目的。除了透鏡（L927，L928)及透鏡（L929，L930)均被設置在繞透鏡轴相互旋轉60度的位置外，第9種實施方式的光學數據均與第7種實施方式相同。透鏡（L927，L929)的基準方向均指向y方向，透鏡（L928，L930)的基準方向則與y 方向夾60度角。

第33頁 594038 五、發明說明（31) 表9列出兩道最外圍孔徑光束在透鏡（L927，L928， L929，L9 30 )内的光程、孔徑角^、方位角。光束 (915)在像平面上以y轴為準的方位角a =0度，光束（916) 在像平面上以y轴為準的方位角a =60度。兩道光束 (915，916)均在像平面IM上穿過光學轴OA。由於兩道光束 (9 1 5，91 6 )在（111 )-晶體方向會經歷最大雙重折射及最小雙重折射，因此可以用它們來代表所有的最外圍孔徑光束。表9 透鏡孔徑角[0] 光程[麵] 材料光束(815)的光學醒差 [nm] 光束(816)的光學腿差 [nm] L927 34.7 11.1 (lll)-BaF2 -27.73 4.33 L928 37.7 11.6 (lll)-BaF2 4.33 -27.73 L929 35.3 27· 3 (lll)-CaF2 29.99 -5.30 L930 35.3 26.0 (lll)-CaF2 -5.30 29.99 總合 1.28 1.28 第9種實施方式也可以達到將透鏡組（9 〇 3)及透鏡組 ( 905)造成的光學路徑差幾乎完全補償/抵消掉的目的。在此實施方式式中，一在像平面IM内被聚焦於光學轴〇A上的光束通過在透鏡組（903)及透鏡組（905)後會各產生一個旋轉對稱的光學路徑差分佈。這兩個光學路徑差分佈會因為透鏡（803 )及透鏡（80 5 )係分別由不同的材料（氟化鋇及氟化鈣製成）以及透鏡組（903)及透鏡組（905)的透鏡的光學设計而彼此補償/抵消。

第34頁 594038

五、發明說明（32) 除了透鏡（L927，L928，L929，L930)的透鏡軸均指向 <1〇〇>-晶體方向外，第10種實施方式的光學數據均與第8 種實施方式相同。透鏡（L927 ’L928)的雙重折射分佈顯示於第六圖A--第六圖C，透鏡（L929，L930 )的雙重折射分佈顯示於第五圖A-_第五圖C。透鏡（L927，L928 )被設置在繞透鏡軸相互旋轉45度的位置。透鏡（L929，L930 )也是被設置在繞透鏡轴相互旋轉45度的位置。透鏡（L927，L929)的基準方向均指向y方向，透鏡（L928，L930 )的基準方向則與y方向夾45度角。

表10列出兩道最外圍孔徑光束在透鏡（L927，L928， L92 9，L930 )内的光程、孔徑角心、方位角。光束 (915)在像平面上以y轴為準的方位角度，光束（916) 在像平面上以y軸為準的方位角α =45度。兩道光束 (915，916)均在像平面ΙΜ上穿過光學軸〇Α。由於兩道光束 (915，916)在（100) -晶體方向會經歷最大雙重折射及最小雙重折射’因此可以用它們來代表所有的最外圍孔徑光束。表10 透鏡孔徑角[0] 光程[mm] urn 光束(815)的光學_差 [nm] 光束(816)的光學赚差 [mn] L927 34.7 11.1 (100)-BaF2 -24.31 -9.52 L928 37.7 11.6 (100)-BaF2 -9.52 -24.31 L929 35.3 27.3 (100)^21 26T65 9.53 L930 35.3 ^ 26.0 (100)-CaF2 ' 9.53 26.65 總合 2.35 2.35

第35頁 594038 五、發明說明（33) 第1 0種實施方式也可以達到將透鏡組（9 〇 3 )及透鏡組 ( 905 )造成的光學路徑差幾乎完全補償/抵消掉的目的。在此實施方式式中，一在像平面IM内被聚焦於光學轴〇A上的光束通過在透鏡組（903)及透鏡組（905)後會各產生一個旋轉對稱的光學路徑差分佈。這兩個光學路徑差分佈會因為透鏡（803 )及透鏡（80 5 )係分別由不同的材料（氟化鋇及氟化約製成）以及透鏡组（903)及透鏡組（905)的透鏡的光學設計而彼此補償/抵消。第十圖顯示本發明之第11種實施方式的物鏡（1001)的不意圖。物鏡（1001)是一種用於波長157 nm的反射式投影物鏡。此投影物鏡的所有光學數據均詳列於表U。表n中關於非球面的記載均與光學軟體（Optik_s〇ftware)c〇dev 的公式相同。物鏡（1 0 0 1 )物鏡的像侧數值孔徑為0 · 9。物鏡（1001)具有含平面平行透鏡（L1029)的透鏡組 ( 1 0 03 )和含平面平行透鏡（L1 030 )的透鏡組（1〇〇5)。透鏡構件（L1 0 2 9 )是由氟化鋇製成，透鏡構件（l 1 〇 3 〇 )則是由氟化鈣製成。兩個透鏡構件（L1 029，L1 030 )的透鏡轴均指向 < 111 > -晶體方向。此種實施方式亦可選擇將兩個透鏡構件 (L1 0 29 ’L1030)的透鏡軸均指向<1〇〇>—晶體方向。兩個透鏡構件（L1029 ’L1030)的基準方向均指向y方向。兩個透鏡構件（L1029，L1030)係由光膠以無光學接縫的方式黏貼在一起形成透鏡（ 1 037)。可以調整兩個透鏡構件（L1029，L1030)的厚度，使最外圍孔徑光束在兩個透鏡構件（L1029，L1030)内形成的光

594038 五、發明說明（36) 夠達到的最大解析度會隨著照明裝置（83)的照明光束波長 λ的變小和投影物鏡（8 5)的像侧數值孔徑的變大而變大。利用第八圖-第十圖的透鏡配置方式及所說明方法均可以達到小於1 50nm的解析度，因此必須消除/縮小本質雙折射效應。W用本發明#方法可以大幅降低本質雙折較大像侧數值孔徑的投影物鏡造成的干擾效，、

第39頁 594038 五、發明說明（38) L815 30 282.076 5.000 CAF2 1.55929 166.1 31 186.540 32.462 156.5 L816 32 -222.337 5.000 CAF2 1.55929 155.1 33 101.316 A 58.400 142.3 L817 34 -106.860 7.678 CAF2 1.55929 144.0 35 1468.081 20.283 178.7 L818 36 -438.496 27.364 CAF2 1.55929 191.7 37 -205.587 0.740 204.9 L819 38 -665.101 26.016 CAF2 1.55929 228.2 39 -239.671 0.751 233.3 L820 40 -863.669 23.903 CAF2 1.55929 250.5 41 -305.007 1.116 253.8 L821 42 759.602 40.337 CAF2 1.55929 271.7 43 -430.706 2.124 272.6 44 0.000 2.126 268.8 45 0.000 4.010 268.5 AS 0.000 0.000 268.5 46 0.000 4.078 268.7 L822 47 294.311 A 17.747 CAF2 1.55929 271.3 48 450.071 0.700 269.7 L823 49 354.260 45.709 CAF2 1.55929 268.6 50 -628.981 31.273 266.7 L824 51 -223.945 22.682 CAF2 1.55929 264.3 52 -252.861 A 16.632 266.0 L825 53 -199.390 A 11.790 CAF2 1.55929 261.7 54 -203.770 0.739 264.4 L826 55 202.940 18.203 CAF2 1.55929 207.8 56 319.660 0.720 202.5 L827 57 109.514 25.591 CAF2 1.55929 174.5 58 165.046 2.390 167.1 L828 59 114.348 32.199 CAF2 1.55929 152.4 60 833.310 A 6.970 140.2 L829 61 0.000 11.270 BAF2 1.65671 127.8

1HH 594038 五、發明說明（39)

62 0.000 4.281 113.1 L830 63 0.000 25.000 CAF2 1.55929 94.9 64 0.000 8.491 59.3 IM 表面2的非球面常數表面33的非球面常數 K 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇E+00 K 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇E+00 C1 1.43406980E-07 C1 -2.72572600E-08 C2 3.66764560E-12 C2 -1.07149080E-11 C3 -6.40170580E-16 C3 -2.27575940E-16 C4 4.82608710E-19 C4 -3.48098360E-20 C5 -1.54421580E-22 C5 -5.57626390E-24 C6 2.03643500E-26 C6 1.39652200E-27 C7 -1.81296840E-30 C7 -1.62805240E-31 表面9的非球面常數表面47的非球面常數 K 1.33118380E+00 K -4.21301580E-02 C1 -3.97151580E-07 C1 6.97070540E-10 C2 2.13301910E-11 C2 -1.91474390E-14 C3 -2.22298210E-14 C3 5.67039810E-21 C4 4.27334510E-18 C4 3.14322250E-24 C5 -7.26436720E-22 C5 1.82125770E-32 C6 8.93486070E-26 C6 -7.08882090E-32 C7 -8.26574910E-30 C7 2.50287590E-36 表面10的非球面常數表面52的非球面常數 K 1.14173310E+00 K 〇.〇〇〇〇〇〇〇0E+00 C1 1.07675330E-07 C1 3.16678050E-10 C2 8.11726760E-12 C2 -2.38262840E-14 C3 -1.74544180E-14 C3 -8.79848330E-19 C4 3.60324490E-18 C4 1.40449620E-22 C5 -5.48788020E-22 C5 -8.40675220E-27 C6 -1.48455920E-27 C6 2.53973400E-31 C7 1.65862760E-29 C7 -5.45983220E-36

IfflSil 第42頁 594038 五、發明說明（40) 表面15的非球面常數表面53的非球面常數 Κ 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇Ε+00 Κ 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇Ε+00 C1 1.34690690Ε-07 C1 -4.09943960Ε-10 C2 -2.20196820Ε-11 C2 5.89403550Ε-14 C3 1.15811890Ε-15 C3 4.15502030Ε-18 C4 3.82004910Ε-20 C4 -2.50452750Ε-23 C5 -2.33683250Ε-20 C5 -7.00090630Ε-27 C6 3.03364640Ε-27 C6 1.46249150Ε-31 C7 -1.38465170Ε-31 C7 -1.15248250Ε-36 表面18的非球面常數表面60的非球面常數 Κ 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇Ε+00 Κ 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇Ε+00 C1 6.84191460Ε-09 C1 4.49544780Ε-08 C2 -4.93012980Ε-13 C2 1.97279190Ε-12 C3 -7.41221300Ε-18 C3 -6.05621650Ε-16 C4 -4.49958980Ε-22 C4 6.66917110Ε-20 C5 3.44810850Ε-26 C5 -3.16256020Ε-24 C6 1.41261060Ε-31 C6 -2.37926370Ε-28 C7 -3.33619650Ε-35 C7 3.29200600Ε-32 表面27的非球面常數 Κ 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇Ε+00 C1 2.25079630Ε-08 C2 -4.37381470Ε-13 C3 -3.95216400Ε-17 C4 4.54656670Ε-21 C5 -3.38353680Ε-25 C6 1.24134620Ε-29 C7 -7.65905610Ε-35

ΐϋ·ιιι 第43頁 594038 五、發明說明（42) 31 173.750 28.970 145.4 L916 32 -240.401 6.858 CAF2 1.55929 143.8 33 100.188 A 56.079 134.4 L917 34 -107.157 5.000 CAF2 1.55929 138.2 35 1180.415 20.533 168.7 L918 36 -455.929 26.338 CAF2 1.55929 184.6 37 -203.943 0.700 197.5 L919 38 -610.281 25.757 CAF2 1.55929 219.2 39 -224.832 0.700 224.5 L920 40 -726.132 23.149 CAF2 1.55929 241.5 41 -288.704 0.700 245.3 L921 42 780.623 36.936 CAF2 1.55929 264.3 43 -436.150 0.752 265.2 44 0.000 0.722 263.4 45 0.000 0.700 263.4 AS 0.000 0.000 263.4 46 0.000 0.700 263.5 L922 47 295.270 A 21.201 CAF2 1.55929 268.0 48 551.333 7.906 266.6 L923 49 481.452 48.729 CAF2 1.55929 265.0 50 -517.262 30.937 260.8 L924 51 -206.900 16.490 CAF2 1.55929 259.0 52 -236.053 A 16.298 262.2 L925 53 -204.068 A 9.762 CAF2 1.55929 254.6 54 -205.562 1.062 256.6 L926 55 215.400 19.883 CAF2 1.55929 209.2 56 312.052 0.919 201.5 L927 57 110.301 26.120 BAF2 L65671 176.6 58 155.100 2.151 167.3 L928 59 118.411 29.793 BAF2 1.65671 156.2 60 894.061 A 6.680 148.0 L929 61 0.000 22.261 CAF2 1.55929 139.1 594038 五、發明說明（43) 62 0.000 4.246 107.2 L930 63 0.000 21.228 CAF2 1.55929 88.7 64 0.000 8.491 58.2 ΙΜ 表面2的非球面常數表面33的非球面常數 Κ 〇.〇〇〇〇〇〇〇0Ε+00 Κ 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇Ε+00 C1 1.32335790Ε-07 C1 -2.42437220Ε-08 C2 -9.85460150Ε-13 C2 -1.12558070Ε-11 C3 1.00282740Ε-15 C3 -4.36454300Ε-16 C4 1.22107520Ε-19 C4 2.07736570Ε-20 C5 3.54738410Ε-24 C5 -1.84141050Ε-23 C6 -2.04714340Ε-27 C6 3.95002980Ε-27 C7 2.75076790Ε-30 C7 -3.93267230Ε-31 表面9的非球面常數表面47的非球面常數 Κ 1.33118380Ε+00 Κ -4.21301580Ε-02 C1 -2.32667160Ε-07 C1 8.81373610Ε-10 C2 4.28700750Ε-11 C2 1.39613280Ε-15 C3 -2.00750130Ε-14 C3 -3.21043010Ε-19 C4 5.12946940Ε-18 C4 -1.11078980Ε-23 C5 -9.05918300Ε-22 C5 2.09246460Ε-27 C6 7.15431170Ε-26 C6 -5.76976630Ε-32 C7 1.15658280Ε-29 C7 3.52561680Ε-36 表面10的非球面常數表面52的非球面常數 Κ 1.14173310Ε+00 Κ 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇Ε+00 C1 1.19094220Ε-07 C1 4.81272440Ε-10 C2 2.98302820Ε-11 C2 -3.00061010Ε-14 C3 -1.45252440Ε-14 C3 -1.69001210Ε-18 C4 3.19261350Ε-18 C4 1.76203870Ε-22 C5 -4.20623560Ε-22 C5 -8.02256190Ε-27 C6 -5.73903940Ε-26 C6 3.18707070Ε-32 C7 3.49662760Ε-29 C7 -1.51919260Ε-35 ΙΗϋΙ 第46頁 594038 五、發明說明（44) 表面15的非球面常數表面53的非球面常數 Κ 〇.〇〇〇〇〇〇〇0Ε+00 Κ 〇.〇〇〇〇〇〇〇0Ε+00 C1 1.37996460Ε-07 C1 -6.55568380Ε-10 C2 -2.02113910Ε-11 C2 7.02021150Ε-14 C3 1.12517310Ε-15 C3 6.23254780Ε-18 C4 4.71610620Ε-20 C4 -4.87965820Ε-23 C5 -3.36746780Ε-23 C5 -9.94623440Ε-27 C6 5.30513460Ε-27 C6 -1.00256080Ε-31 C7 -2.61868870Ε-31 C7 -1.00310420Ε-35 表面18的非球面常數表面60的非球面常數 Κ 〇.〇〇〇〇〇〇〇0Ε+00 Κ 〇.〇〇〇〇〇〇〇0Ε+00 C1 7.24213120Ε-09 C1 5.21795000Ε-08 C2 -4.99923940Ε-13 C2 2.33712980Ε-12 C3 6.92614390Ε-18 C3 -7.59008190Ε-16 C4 -5.59025420Ε-22 C4 7.91105170Ε-20 C5 -8.61189590Ε-26 C5 -1.06388630Ε-24 C6 1.14612300Ε-29 C6 -7.22786880Ε-28 C7 -3.35809840Ε-34 C7 5.73352770Ε-32 表面27的非球面常數 Κ 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇Ε+00 C1 2.30892630Ε-08 C2 -2.46581280Ε-13 C3 -2.71134260Ε-17 C4 3.91397240Ε-21 C5 -3.08167910Ε-25 C6 5.40061810Ε-30 C7 6.77477980Ε-34

ΙΙΙΗϋΙ 第47頁 594038 五、發明說明（46) 31 180.315 31.845 154.2 L1016 32 -222.432 5.422 CAF2 1.55929 153.2 33 102.356 A 59.517 141.3 L1017 34 -107.225 8.077 CAF2 1.55929 144.0 35 1313.295 20.493 178.6 L1018 36 -433.077 27.617 CAF2 1.55929 191.2 37 -203.032 1.089 204.4 L1019 38 -671.650 26.431 CAF2 1.55929 228.3 39 -244.475 1.461 234.0 L1020 40 -896.420 24.702 CAF2 1.55929 251.5 41 -300.437 2.774 254.7 L1021 42 806.227 42.363 CAF2 1.55929 272.4 43 -433.663 0.700 273.6 44 0.000 0.700 269.9 45 0.000 0.700 269.8 AS 0.000 0.000 269.8 46 0.000 0.729 269.8 L1022 47 276.696 A 19.411 CAF2 1.55929 272.3 48 416.325 3.396 270.2 L1023 49 320.683 47.143 CAF2 1.55929 268.2 50 -699.872 31.698 266.0 L1024 51 -234.100 22.980 CAF2 1.55929 261.2 52 -254.781 A 17.312 260.9 L1025 53 -211.124 A 9.519 CAF2 1.55929 249.5 54 -223.568 1.505 250.4 L1026 55 191.095 18.637 CAF2 1.55929 197.8 56 269.437 1.222 190.0 L1027 57 105.045 25.832 CAF2 1.55929 165.2 58 168.796 2.678 157.6 L1028 59 113.532 32.402 CAF2 1.55929 142.8 60 651.732 A 7.090 124.5 L1029 61 0.000 11.270 BAF2 1.65671 1 109.8 62 0.000 0.000 95.0

Bill 第49頁 594038 五、發明說明（47)

L1030 63 0.000 25.000 CAF2 1.55929 95.0 64 0.000 8.491 59.4 IM 表面2的非球面常數表面33的非球面常數 K 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇E+00 K 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇E+00 C1 1.40182630E-07 C1 -3.49525610E-08 C2 4.56121550E-12 C2 -1.12097540E-11 C3 -2.50509460E-16 C3 -1.70985170E-16 C4 2.59565170E-19 C4 -1.42030190E-20 C5 -1.24088700E-22 C5 -8.26941010E-24 C6 2.53035580E-26 C6 1.47418090E-27 C7 -2.36856230E-30 C7 -1.52755100E-31 表面9的非球面常數表面47的非球面常數 K 1.33118380E+00 K -4.21301580E-02 C1 -4.02107060E-07 C1 9.29715380E-10 C2 1.82588750E-11 C2 -1.15553520E-14 C3 -2.19642170E-14 C3 1.90041590E-19 C4 4.56698550E-18 C4 1.23471910E-23 C5 -7.65801330E-22 C5 2.02625000E-27 C6 7.31294330E-26 C6 -7.86324910E-32 C7 -6.47006230E-30 C7 3.76208740E-36 表面10的非球面常數表面52的非球面常數 K 1.14173310E+00 K 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇E+00 C1 9.24507150E-08 C1 6.12781970E-11 C2 6.29142990E-12 C2 -2.08321780E-14 C3 -1.69557480E-14 C3 -1.19015800E-18 C4 3.70886200E-18 C4 1.02492310E-22 C5 -5.08598010E-22 C5 -8.93898820E-27 C6 2.53753080E-26 C6 2.52614680E-31 C7 3.86765630E-30 C7 -7.75862680E-36

IlHi 第50頁 594038 五、發明說明（48) 表面15的非球面常數表面53的非球面常數 K 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇E+00 K 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇E+00 C1 1.34482780E-07 C1 -1.00879430E-10 C2 -2.18216930E-11 C2 5.45038720E-14 C3 1.15163150E-15 C3 4.43934360E-18 C4 4.66656370E-20 C4 -2.31755050E-23 C5 -2.28308330E-23 C5 -9.36083370E-27 C6 2.87365150E-27 C6 1.56231030E-31 C7 -1.42316790E-31 C7 -3.51254830E-36 表面18的非球面常數表面60的非球面常數 K 〇.〇〇〇〇〇〇〇0E+00 K 〇.〇〇〇〇〇〇〇0E+00 C1 6.71021320E-09 C1 3.96943500E-08 C2 -5.10533410E-13 C2 3.01989880E-12 C3 -4.36482720E-18 C3 -7.26918700E-16 C4 -3.28282990E-22 C4 6.55738330E-20 C5 4.72446260E-26 C5 -1.11109060E-24 C6 -1.19631410E-30 C6 -4.98714850E-28 C7 -2.83595940E-36 C7 4.29535300E-32 表面27的非球面常數 K 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇E+00 C1 2.22467540E-08 C2 -4.17146870E-13 C3 -4.69588840E-17 C4 4.66821820E-21 C5 -3.37448840E-25 C6 1.39965110E-29 C7 -1.76152380E-34

第51頁

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第一圖：第1種實施方式的示意圖。圖：孔徑角及方位角的定義的示意圖。第二圖A-第二圖C ··以不同圖形顯 -晶體方向之氟化鈣透鏡或透鏡構的 =^ ( 111) 曰第四圖Η四圖c:以不同圖形S = = 曰曰體方向之氟化鋇透鏡或透鏡構件的雙重八L 第五圖A-第五圖c :以不同圖形顯示透鏡轴刀。

-晶體方向t敗化㈣鏡或透鏡構件的雙重折射=(。10〇) 曰第六圖A-斤第六圖C :以不同圖形顯示透鏡轴:向曰曰體方向之氟化鋇透鏡或透鏡構件的雙重折射分第七圖：第1種實施方式的示意圖。透鏡第3種至第6種實施方式之折射式投影物鏡的第九圖：的透鏡斷面圖第十圖：面圖。第7種至第10種實施#式之折射式投影物鏡〇第11種實施方式之折射式投影物鏡的透鏡斷第十一圖：一種微影蝕刻之投影曝光裝置的、示意圖。元件符號說明

1、701、801、901、1001 :物鏡 3 :第一種透鏡組 5 :第二種透鏡組 7 、11 、703 、705 、707 、709 、711 、713 、829 、830 、 L829、L830、L927、L928、L929、L930 :透鏡 15 :最外圍

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Claims

594038 案號 91112574 年厂月>9曰修正六、申請專利範圍 / 1· 一種物鏡（1，701，801，901，1001，85)，尤指微影蝕刻-投影曝光裝置用的一種投影物鏡，至少具有一個由第一種晶體材料製造之透鏡（7，70 7，709，L829，L927， L928 )或透鏡構件（L1 0 29 )的第一種透鏡組（3，70 3，803， 9 0 3，1 0 0 3 )，以及一個由第二種晶體材料製造之透鏡 (11，7011，713，L83 0，L929，L9 30 )或透鏡構件（L 1 0 3 0 ) 的第二種透鏡組（5，705，805，905，1005)，其中該第一種晶體材料係不同於該第二種晶體材料，其特徵為：一最外圍孔徑光束（15，715，815，915，1015)在第一種透鏡組内經歷兩個相互垂直的線性極化狀態的第一個光學路徑差，在第二種透鏡組内經歷兩個相互垂直 ^ :第二個光學路徑差’㈣這兩個光學路徑差會 2 ·如申請專利範圍第1項的物鏡，其特徵為材料為氟化鈣，第二種晶體材料為氟化鋇: 3.如申請專利範圍第1項的物鏡，其特的透鏡或透鏡構件的透鏡軸（17 , 21，為第一種晶體兩種透鏡組 Γ主方7向2; : 723 )均指向同-個主晶體方向(是或其等 4;如申請專利範圍第3項的物 <10 0〉-晶體方向七S分 -竹试為 ^ 或疋其等效主晶體方向。 5. 如申吞月專利餘hi每〇 . B 圍弟3項的物鏡，其特彳It A 透鏡軸指向透鏡軸指向嫌 :申Λ向或是其等效主晶體方向 6. 如申μ專利範圍第3項的物鏡，其特徵為兩種透鏡組

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的透鏡或透鏡構件的等效主晶體方向非常接近。 7 ·如申請專利範圍第1項的物鏡，其特徵為：兩種透鏡組的透鏡或透鏡構件各具有一透鏡軸及一雙重折射分佈 (aL ’ 0L) ’雙重折射值與以垂直於透鏡軸的基準方向 (25，29—’725，727，731)為準的方位角aL及以^鏡軸為 .準的孔徑角0 R具有相關性；透鏡的基準方向的選定係以能夠使以基準方向為準的兩個雙重折射分佈彼此呈一共輛分佈、且基準方向均指向同一個方向（或幾乎相同的方為條件。

8·如申請專利範圍第7項的物鏡，其特徵為：第一種透鏡組（803，1003)係由一個單一透鏡“829)或一個單一透鏡的一個透鏡構件（L1 0 29 )組成，第二種透鏡組（8〇5，1〇〇5) 係由一個單一透鏡（L830 )或一個單一透鏡的一個透鏡構件 (L1 0 3 0 )組成。

9.如申請專利範圍第3項的物鏡，其特徵為：第一種透名組（903)至少具有兩個透鏡（L927，L928 )或透鏡構件，第二種透鏡組（ 905 )至少具有兩個透鏡（L929，L93〇)或透鏡構件；所有在第-種透鏡組内經歷的兩個相互垂直的線小極化狀態的與方位角及孔㈣具有相關性的第—個光學$ =、在第：種透鏡組内經歷的兩個相互垂直的線性極、與方位角及孔徑角具有相關性的第二個光學路徑; 的光束均會聚在物冑之料面的一個像點± ;將一個透金透鏡或透鏡構件繞透鏡軸相互旋轉一適當的角度，使光束經歷的光學路徑差分佈小於光束在同一種透鏡組、

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軸相互旋轉一適告：^旦是透鏡或透鏡構件沒有繞透鏡 =轉適虽的角度經歷的光學路徑差分 1 號 91112FVM 申請專利範圍透^鏡車由亦指向沐曰问士固定第9項的物鏡’其特徵為：在孔徑角的函數：且小於!=鏡組造成的，學路徑差為方位角 ;取大光學路徑差的30%(最好是2〇%)。 v光圍第1項的物鏡’其特徵為：最外圍孔光束在苐一種透鏡組内行經第一個光程，在第二種透鏡 f 光程；重透鏡組的晶體材料在<110> :m 個雙重折射值’第二種透鏡組的晶體材枓晶體方向具有第二個雙重折射值；第一個光程與〃一個光紅的比值和第一個雙重折射值與第二個雙重折射值的比值呈近似倒數關係。 12.如申請專利範圍第！項的物鏡，其特徵為：兩種透鏡組（3，5，703，705，803，805，9 03，905，1〇〇3，1 00 5 ) 的透鏡（7，11 ’707 ’709，711，713，L829，m〇， L927，L928，L929，L930 )或透鏡構件（li〇29，L1〇3〇)彼此靠的很近，尤其透鏡構件（L1 029，L1〇3〇).係彼此黏貼在 13.如申睛專利範圍第1項的物鏡’其特徵為：最外圍孔徑光束在兩種透鏡組内以透鏡軸為準的射束角大於2〇度、 (最好是大於25度）。 14·如申請專利範圍第1項的物鏡，其特徵為：具有一像平面IM ’至少有一種透鏡組（5，705，80 5，905，1005)包含最靠近此像平面的透鏡（11，713，L839，L930，

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_案號 91112574 六、申請專利範圍 L 1 0 3 0 )。 1 5·如申請專-利範圍第1項的物於甘壯y 、有一像側數值孔徑NA，且此像側兄’佶、、/敫為··物趨藶具是大於0.8)。象側數值孔徑ΝΑ大於〇· 7(最好 1 6·如申請專利範圍第1項中的铷於甘& Α光束波長小於2_m，且最好是 ⑻)及: 物鏡（85)可將帶有圖案的掩、的物鏡（85), 上。、成像在感光基質（815) 1 8 ·利用申明專利範圍第1 7項的 — 製造半導體元件的方法。鄉d杈衫曝先裝置 19· 一種製造物鏡的方法，其特徵為：至少種晶體材料製成的第一種平板（L1〇29)及一體材料製成的第二種平板(Lm〇)，以無光二接接在-起（最好是利用光膠黏接）’形成一個單一的透鏡式 (:不37二，受成型及抛光加工’其中該第-種晶體材料係不同於5玄弟一種晶體材料；製造第一種平板的晶體材料會使光束（1 0 1 5 )在第一種平板内經歷兩個相互垂直的極化狀態的第一個光學路徑差’製造第二種平板的晶體材料會使光束（1015)在第二種平板内經歷兩個相互垂直的】性極化狀態的第二個光學路徑差，且這兩個光徑合彼此彼此補償/抵消。 a 20. 一種製造物鏡的方法’其特徵為：至少有一片以氣化

第57頁 594038 ---紐91112574 户年JT月>7日絛正六、申請彳範g 十 ' ^-----1·~— 妈製成的第一種平板（L1 0 29 )及一片以氟化鋇製成的第二種平板（L1 03 0 )，以無光學接縫的方式接在一起（最好是用光膠黏接)，形成一個單一的透鏡（丨〇 3 7 )，疋及拋光加工。丧又成型 2^ ·如申請專利範圍第1 9項的透鏡製造方法，其特徵為： •第種平板及弟一種平板的平面垂線均指向同一個主曰' 方向（是或其等效主晶體方向）。日日一 22·如申請專利範圍第21項的透鏡製造方法，其特徵平面垂線均指向<100>—晶體方向或是其等效主晶體方向。 23·如申請專利範圍第21項的透鏡製造方法，其特徵平面垂線均指向<U1>-晶體方向或是其等效主晶體方向。 24·如申請專利範圍第2 1項的透鏡製造方法，其特第一種平板及第二種平板的等效主晶體方向均指向同二方向。 2 5·如申請專利範圍第丨9項的透鏡製造方法，其特第一種平板的厚度為第一種厚度，第二種平板的厚度2第二種厚度；製造第一種平板的晶體材料在〇丨〇> 方、具有第-個雙重折射值，製造第二種平板的晶體材料方在向 <11 〇>晶體方向具有第二個雙重折射值；第一種厚度的她 ί :ΐ:Γ厚度的總厚度的比值和第一個雙重折射值:與弟一個雙重折射值的比值呈近似倒數關係。 2 6.透鏡（ 1 037)，其特徵為：係以申請專利範圍第ΐ9 —μ 項中任一項的透鏡製造方法製造而成。 27.物鏡（1〇〇1 )，尤指微影蝕刻_投影曝光裝置用的一種

第58頁 594038 _案號91112574 f上年，r月日修正_ 六、申請專利範圍投影物鏡，其特徵為：具有一個以申請專利範圍第2 6項的透鏡製造方法製造而成的透鏡。 2 8.如申請專利範圍第卜-16項中至少任一項的物鏡 (1001)，其特徵為：具有一個以申請專利範圍第26項的透鏡製造方法製造而成的透鏡。

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