Beschreibung
Objektiv mit Kristall-Linsen
Die Erfindung betrifft ein Objektiv nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Projektionsobjektive sind aus der US 6,201,634 bekannt. Dort ist offenbart, daß bei der Herstellung von Fluorid-Kristall-Linsen idealerweise die Linsenachsen senkrecht zu den {l l l }-Kristallebenen der Fluorid-Kristalle ausgerichtet werden, um die Spamiungsdoppelbrechung zu minimieren. Die US 6,201,634 geht dabei davon aus, daß Fluorid-Kristalle keine intrinsische Doppelbrechung aufweisen.
Aus der Internet-Publikation „Preliminary Determination of an Intrinsic Birefringence in CaF2" von John H. Burnett, Eric L. Shirley, and Zachary H. Levine, NIST Gaithers- bürg MD 20899 USA (verbreitet am 07.05.01) ist jedoch bekannt, daß Kalzium- Fluorid-Einkristalle auch nicht spannungsinduzierte, also intrinsische Doppelbrechung aufweisen. Die dort präsentierten Messungen zeigen, daß bei Strahlausbreitung in der <110>-Kri Stallrichtung eine Doppelbrechung von (6.5 + 0.4) nm/cm bei einer Wellenlänge von λ = 156.1 nm, von (3.6 + 0.2) nm/cm bei einer Wellenlänge von λ = 193.09 nm und von (1.2 ± 0.1) nm/cm bei einer Wellenlänge von λ = 253.65 nm für Kalzium- Fluorid auftritt. Bei einer Strahlausbreitung in der <100> -Kristallrichtung und in der <111>-Kristallrichtung weist Kalzium-Fluorid dagegen keine intrinsische Doppelbre-
chung auf, wie dies auch von der Theorie vorhergesagt wird. Die intrinsische Doppelbrechung ist somit stark richtungsabhängig und nimmt mit kleiner werdender Wellenlänge deutlich zu.
Die Indizierung der Kristallrichtungen wird im folgenden zwischen den Zeichen „<" und „>" angegeben, die Indiziernug der Kristallebenen zwischen den Zeichen „{" und „}". Die Kristallrichtung gibt dabei immer die Richtung der Flächennormalen der entsprechenden Kristallebene an. So zeigt die Kristallrichtung <100> in Richtung der Flächennormalen der Kristallebene {100}. Die kubischen Kristalle, zu denen die Fluorid- Kristalle gehören, weisen die Hauptkristallrichtungen <110>, < 1 10>, < 1 10>, < 1 1 0>,
<ιoι>, <ιoT>, <Toι>, <ToT>, <oπ>, <oTι>, <oιT>, <oϊ T>, <m>, <Ϊ T ϊ>, <T Tι>, <TιT>, <ιTT>, <Tn>, <n ι>, <nT>, <ιoo>, <oιo>, <ooι>, <Too>,
<θTθ> und <00l> auf. Die Hauptkristallrichtungen <100>, <010>, <001>, <Ϊ00>, <01 0> und <00 1 > sind auf Grund der Symmetrieeigenschaften der kubischen Kristalle äquivalent zueinander, so daß im folgenden Kristallrichtungen, die in eine dieser Hauptkristallrichtungen weisen, das Präfix „(100)- " erhalten. Kristallebenen, die senkrecht zu einer dieser Hauptkristallrichtungen stehen, erhalten entsprechend das Präfix „(100)-". Die Hauptkristallrichtungen <110>, <T l0>, <Ϊ 10>, <T Ϊ0>, <101>, <10Ϊ >, <Tθl>, <TθT>, <011>, <0l l>, <0l T> und <θT T> sind ebenso äquivalent zueinander, so daß im folgenden Kristallrichtungen, die in eine dieser Hauptkristallrichtungen weisen, das Präfix „(110)- " erhalten. Kristallebenen, die senkrecht zu einer dieser Hauptkristallrichtungen stehen, erhalten entsprechend das Präfix „(110)-". Die Hauptkristallrichtungen <111>, <T T T>, <T T 1>, <T 1 T>, <11 T>, <T 11>, <111> und <11 1 > sind ebenso äquivalent zueinander, so daß im folgenden Kristallrichtungen, die in eine dieser Hauptkristallrichtungen weisen, das Präfix „(111)- " erhalten. Kristallebenen, die senkrecht zu einer dieser Hauptkristallrichtungen stehen, erhalten entsprechend das Präfix „(111)-". Aussagen, die im folgenden zu einer der zuvor genannten Hauptkristallrichtungen getroffen werden, gelten immer auch für die äquivalenten Hauptkristallrichtungen.
Projektionsobjektive und Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlagen sind beispielsweise aus der Patentanmeldung PCT/EP00/13148 der Anmelderin und den darin
zitierten Schriften bekannt. Die Ausführungsbeispiele dieser Anmeldung zeigen geeignete rein refraktive und katadioptrische Projektionsobjektive mit numerischen Aperturen von 0.8 und 0.9, bei einer Betriebswellenlänge von 193nm sowie 157 nm.
Die Drehung von Linsenelementen zur Kompensation von Doppelbrechungseffekten ist auch in der Patentanmeldung „Projektionsbelichtungsanlage der Mikrolithographie, Optisches System und Herstellverfahren" (DE 10123725.1) mit dem Aktenzeichen des Anmelders 01055P und dem Einreichungstag 15.05.2001 beschrieben. Der Inhalt dieser Anmeldung soll auch Teil der vorliegenden Anmeldung sein.
Aufgabe der Erfindung ist es, Projektionsobjektive für eine Mikrolithographie- Projektionsbelichtungsanlage anzugeben, bei denen der Einfluß der Doppelbrechung, insbesondere der inintrinsischen Doppelbrechung wesentlich reduziert ist.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Objektiv gemäß Anspruch 1, 8 und 31, einer Mik- rolithographie-Projektionsbelichtungsanlage gemäß Anspruch 47, einem Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen gemäß Anspruch 48, einem Verfahren zur Herstellung von Objektiven gemäß Anspruch 49, einem Verfahren zur Kompensation von Doppelbrechungseffekten gemäß Anspruch 53 und einem Linsenherstellverfahren ge- maß Anspruch 54.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
Um den Einfluss der intrinsischen Doppelbrechung zu minimieren, schlägt Anspruch 1 vor, bei Linsen aus Fluorid-Kristall die Linsenachsen so auszurichten, daß sie mit der <100>-Kristallrichtung zusammenfallen. Die Linsenachsen fallen dann mit einer Hauptkristallrichtung zusammen, wenn die maximale Abweichung zwischen Linsenachse und Hauptkristallrichtung kleiner 5°ist. Dabei müssen nicht alle Fluorid-Kristall- Linsen des Objektives eine derartige Ausrichtung der Kristallebenen aufweisen. Diejenigen Linsen, bei denen die Linsenachsen senkrecht auf den {100} -Kristallebenen stehen, werden im Folgenden auch als (lOO)-Linsen bezeichnet. Die Ausrichtung der Lin-
senachse in <100>-Kristallrichtung hat den Vorteil, daß sich der störende Einfluss der intrinsischen Doppelbrechung, der sich bei Lichtausbreitung in <110>-Kristallrichtung ergibt, erst bei höheren Öffnungswinkeln der Lichtstrahlen bemerkbar macht als für eine Ausrichtung der Linsenachse in <111>-Kristallrichtung. Unter Öffnungswinkel versteht man in diesem Zusammenhang den Winkel zwischen einem Lichtstrahl und der optischen Achse außerhalb einer Linse und zwischen dem Lichtstrahl und der Linsenachse innerhalb einer Linse. Erst wenn die Öffnungswinkel in den Bereich des Winkels zwischen der <100>-Kristallrichtung und der <110>-Kristallrichtung kommen, spüren die entsprechenden Lichtstrahlen den Einfluss der Doppelbrechung. Der Winkel zwischen der <110>-Kristallrichtung und der <100>-Kristallrichtung beträgt dabei 45°. Wäre die Linsenachse dagegen in <111>-Kristallrichtung ausgerichtet, so würde sich der störende Einfluss der intrinsischen Doppelbrechung schon bei kleineren Öffnungswinkeln bemerkbar machen, da der Winkel zwischen der <110>-Kristallrichtung und der <111>- Kristallrichtung nur 35° beträgt.
Wird die Winkelabhängigkeit der Doppelbrechung beispielsweise durch das Herstellverfahren des Fluorid-Kristalls oder die mechanische Beanspruchung des Linse, insbesondere Spannungsdoppelbrechung, hervorgerufen, so können die offenbarten Lösungsansätze selbstverständlich ebenfalls zur Reduzierung des störenden Einflusses der Dop- pelbrechung angewendet werden.
Die Linsenachse ist dabei beispielsweise durch eine Symmetrieachse einer rotations- symmetrischen Linse gegeben. Weist die Linse keine Symmetrieachse auf, so kann die Linsenachse durch die Mitte eines einfallenden Strahlbündels oder durch eine Gerade gegeben sein, bezüglich der die Strahlwinkel aller Lichtstrahlen innerhalb der Linse minimal sind. Als Linsen kommen beispielsweise refraktive oder diffraktive Linsen sowie Korrektu latten mit Freiformkorrekturflächen in Frage. Auch Planplatten werden als Linsen angesehen, sofern sie im Strahlengang des Objektives angeordnet sind. Die Linsenachse einer Planplatte steht dabei senkrecht auf den planen Linsenoberfiä- chen.
Vorzugsweise handelt es sich jedoch bei den Linsen um rotationssymmetrische Linsen.
Objektive weisen eine optische Achse auf, welche von der Objektebene zur Bildebene verläuft. Vorzugsweise sind die (lOO)-Linsen zentriert um diese optische Achse aufgebaut, so daß auch die Linsenachsen mit der optischen Achse zusammenfallen.
Vorteilhaft läßt sich die Erfindung bei Projektionsobjektiven für eine Mikrolithogra- phie-Projektionsbelichtungsanlage einsetzen, da für diese Objektive extrem hohe Anforderungen an das Auflösungsvermögen gestellt werden. Aber auch bei Prüfobjektiven, mit denen beispielsweise Linsen für Projektionsobjektive durch Vermessung von Wel- lenfironten mit großer Öffnung getestet werden, wirkt sich der Einfluß der Doppelbrechung störend aus.
Bei Objektiven mit großen bildseitigen numerischen Aperturen, inbesondere größer 0.7, treten innerhalb der (100)- Linsen Öffhungswinkel auf, die größer als 25°, insbesondere größer als 30° sind. Gerade bei diesen großen Öffnungswinkeln kommt die Erfindung zum Tragen, die Linsenachsen in <100>-Kristallrichtung zu orientieren. Wären die Linsenachsen in <111>-Kristallrichtung orientiert, so würden die Lichtstrahlen mit Öffnungswinkeln größer als 25°, insbesondere größer als 30° deutlicher den störenden Einfluß der Doppelbrechung spüren, wenn nicht eine der weiter unten beschriebenen Korrektionsmaßnahmen angewandt wird.
Da andererseits der störende Einfluß der intrinsischen Doppelbrechung bei einem Öffnungswinkel von 45° maximal werden kann, ist es vorteilhaft, das Projektionsobjektiv so auszulegen, daß alle Öffhungswinkel der Lichtstrahlen kleiner 45° sind, insbesondere
kleiner gleich sind, wobei NA die bildseitige numerische Apertur be
zeichnet und npK die Brechzahl des Fluorid-Kristalls. Der Ausdruck gibt
dabei den Öffnungswinkel an, welcher der bildseitigen numerischen Apertur innerhalb einer Fluorid-Kristall-Linse entspricht, wenn an der Lichtstrahl an einer planen Grenzfläche gebrochen wird. Dies wird erreicht, indem die Linsen, die nahe an der Bildebene angeordnet sind, sammelnde Linsenflächen, plane Linsenflächen oder höchstens leicht
zerstreuende Linsenflächen aufweisen, wenn in Lichtrichtung nach der zerstreuenden Linsenfläche eine stärker sammelnde Linsenfläche folgt.
Große Öffhungswinkel treten hauptsächlich bei Linsen in der Nähe von Feldebenen, insbesondere der Bildebene auf. Die (lOO)-Linsen sollten deshalb vorzugsweise im Bereich der Feldebenen eingesetzt werden. Der Bereich, in dem die (100)- Linsen eingesetzt werden sollten, lässt sich über das Verhältnis der Linsendurchmessers zum Durchmesser der Blende bestimmen. So beträgt der Linsendurchmesser der (100)- Linsen vorzugsweise maximal 85%, insbesondere maximal 80% des Blendendurchmessers.
Bei Projektionsobjektiven treten die größten Öffhungswinkel in der Regel in dem der Bildebene am nächsten gelegenen Linse auf. Deshalb wird vorzugsweise bei dieser Linse die Linsenachse in Richtung der <100>-Kristallrichtung ausgerichtet.
Die intrinsische Doppelbrechung einer Fluorid-Kristall-Linse ist dabei nicht nur vom Öffhungswinkel eines Lichtstrahls, sondern auch vom Azimutwinkel des Lichtstrahls abhängig. So kann jeder Fluorid-Kristall-Linse eine Doppelbrechungsverteilung Δn(αL, ΘL) zugeordnet werden, die einerseits eine Funktion des Öffhungswinkels ΘL und andererseits eine Funktion des Azimutwinkels αL ist. Der Wert der Doppelbrechung Δn gibt dabei für eine durch den Öffhungswinkel Θ und den Azimutwinkel αL bestimmte Strahlrichtung das Verhältnis des optischen Wegunterschied für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände zum im Fluorid-Kristall zurückgelegten physikalischen Strahlweg in der Einheit [nm/cm] an. Die intrinsische Doppelbrechung ist somit von den Strahlwegen und der Linsenform unabhängig. Den optischen Wegunterschied für einen Strahl erhält man entsprechend durch Multiplikation der Doppelbrechung mit dem zurückgelegten Strahlweg. Der Öffhungswinkel ΘL wird zwischen der Strahlrichtung und der Linsenachse bestimmt, der Azimutwinkel α zwischen der in die zur Linsenachse senkrecht stehenden Kristallebene projizierten Strahlrichtung und einer mit der Linse fest verknüpften Bezugsrichtung.
Die Winkelabhängigkeit der Doppelbrechungsverteilungen der einzelnen Fluorid- Kristall-Linsen führt dazu, daß die Strahlen eines Strahlbüschels, das in der Bildebene
des Objektives auf einen Bildpunkt trifft, winkelabhängige optische Wegunterschiede ΔOPL(αR, ΘR) für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände erfahren. Die optischen Wegunterschiede ΔOPL werden dabei in Abhängigkeit des Öffhungswin- kels ΘR und des Azimutwinkel αR angegeben. Der Öffhungswinkel ΘR eines Strahls wird dabei zwischen der Strahlrichtung und der optischen Achse in der Bildebene, der Azimutwinkel αR zwischen der in die Bildebene projizierten Strahlrichtung und einer festen Bezugsrichtung innerhalb der Bildebene bestimmt. Weist nun das Objektiv mindestens zwei Linsen oder Linsenteile aus Fluorid-Kristall auf, so ist es vorteilhaft, wenn die Linsenachsen dieser Linsen oder Linsenteile in eine Hauptkristallrichtung weisen und die Linsen oder Linsenteile derart gegeneinander um die Linsenachsen verdreht angeordnet sind, daß die Verteilung ΔOPL(αR, ΘR) der optischen Wegunterschiede wesentlich reduzierte Werte im Vergleich zu einer Anordnung aufweist, bei der die Linsenachsen in die gleiche Hauptkristallrichtung weisen und die Linsen oder Linsenteile gleich orientiert eingebaut sind. Da die Doppelbrechungsverteilungen der Linsen jedoch eine azimutale Abhängigkeit aufweisen, kann durch die verdrehte Anordnung der Linsen der Maximalwert der Verteilung ΔOPL(αR, ΘR) um bis zu 20%, insbesondere um bis zu 25% im Vergleich zu einem gleich orientierten Einbau reduziert werden.
Unter Linsenteilen sind beispielsweise einzelne Linsen zu verstehen, die durch An- sprengen optisch nahtlos zu einer einzelnen Linse gefügt werden. Ganz allgemein bezeichnen Linsenteile die Bausteine einer einzelnen Linse, wobei die Linsenachsen der Linsenteile jeweils in Richtung der Linsenachse der einzelnen Linse weisen.
Durch den verdrehten Einbau der Fluorid-Kristall-Linsen kann insbesondere die Ab- hängigkeit der Verteilung ΔOPL(αR, ΘR) vom Azimutwinkel α deutlich reduziert werden, so daß sich eine nahezu rotationssymmetrische Verteilung ΔOPL(αR, ΘR) ergibt.
Zeigt die Linsenachse in eine Hauptkristallrichtung, so weist die Doppelbrechungsverteilung Δn(αL, Θ ) der Linse eine k-zählige Azimutalsymmetrie auf. Beispielsweise zeigt die Doppelbrechungsverteilung einer (lOO)-Linse, bei der die Linsenachse in <100>-Kristallrichtung weist, eine 4-zählige Azimutalsymmetrie, die Doppelbrechungsverteilung einer (lll)-Linse, bei der die Linsenachse in <111>-Kristallrichtung
weist, eine 3 -zählige Azimutalsymmetrie, und die Doppelbrechungsverteilung einer (HO)-Linse, bei der die Linsenachse in <110>-Kristallrichtung weist, eine 2-zählige Azimutalsymmetrie. Je nach der Zähligkeit der Azimutalsymmetrie werden nun die einzelnen Linsen oder Linsenteile einer Gruppe um vorgegebene Drehwinkel γ gegen- einander um die Linsenachsen verdreht angeordnet. Die Drehwinkel γ werden dabei zwischen den Bezugsrichtungen von je zwei Linsen oder Linsenteilen gemessen. Für die Linsen einer Gruppe weisen die Linsenachsen in die gleiche Hauptkristallrichtung oder eine dazu äquivalente Hauptkristallrichtung. Die Bezugsrichtungen der Linsen einer Gruppe sind so mit den Linsen verknüpft, daß die Doppelbrechungsverteilungen Δn(αL, θ0) für einen vorgegebenen Öffhungswinkel θ0 den gleichen azimutalen Verlauf aufweisen. Somit treten für alle Linsen einer Gruppe die azimutalen Bereiche mit maximaler Doppelbrechung bei den gleichen Azimutwinkeln auf. Für n Linsen einer Gruppe sind die Drehwinkel zwischen je zwei Linsen folgendermaßen gegeben:
360° 360° , 1 ΛO γ = + m ± 10° k -n k k gibt dabei die Zähligkeit der Azimutalsymmetrie, n die Zahl der Linsen einer Gruppe und m eine beliebige ganze Zahl an. Die Toleranz von ±10° berücksichtigt die Tatsache, daß unter Umständen die Drehwinkel von den theoretisch idealen Winkeln abweichen, um andere Randbedingungen bei der Objektivjustage berücksichtigen zu können. Eine Abweichung vom idealen Drehwinkel führt zu einem nicht optimalen azimutalen Aus- gleich der optischen Wegunterscheide der Linsen einer Gruppe. Dies kann jedoch in gewissen Grenzen toleriert werden.
Für (lOO)-Linsen ergibt sich somit folgende Vorgabe für die Drehwinkel:
90° γ = — + m - 90° ± 10° . n
Umfasst die Gruppe zwei (lOO)-Linsen, so beträgt der Drehwinkel zwischen diesen bei- den Linsen idealerweise 45°, beziehungsweise 135°, 225°...
Für (111)-Linsen ergibt sich somit folgende Vorgabe für die Drehwinkel:
120° γ = — ^- + m -120o ± 10° . n
Für (110)-Linsen ergibt sich somit folgende Vorgabe für die Drehwinkel:
1 OΛO γ = -^- + m -180° + 10° . n
Die Verteilung der optischen Wegunterschiede ΔOPLα(αR, ΘR) kann dabei aber auch für den Einfluß einer einzelnen Gruppe von Linsen angegeben werden, indem nur diese Linsen bei der Doppelbrechungsauswertung betrachtet werden und die anderen Linsen als nicht doppelbrechend angenommen werden.
Die Linsen einer Gruppe werden beispielsweise dadurch bestimmt, daß ein äußerster Aperturstrahl eines Strahlenbüschels innerhalb dieser Linsen jeweils ähnliche Öffnungswinkel aufweist, wobei vorteilhafterweise die Öffhungswinkel des äußersten A- perturstrahls innerhalb dieser Linsen größer 15°, insbesondere größer 20° sind. Als äußerster Aperturstrahl wird ein Strahl bezeichnet, der von einem Objektpunkt ausgeht, dessen Strahlhöhe in der Blendenebene dem Radius der Blende entspricht und der somit in der Bildebene einen Winkel gemäß der bildseitigen numerischen Apertur aufweist. Die äußersten Aperturstrahlen werden deshalb zur Definition der Gruppen herangezo- gen, weil sie üblicherweise innerhalb der Linsen die größten Öffnungswinkel aufweisen und damit die größte Störung durch die Doppelbrechung erfahren. Die Bestimmung der optischen Wegdifferenz für zwei zueinander orthogonalen linearen Polarisationszustän- den für die äußersten Aperturstrahlen ermöglicht somit Aussagen über die maximale Störung einer Wellenfront durch die Doppelbrechung.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der äußerste Aperturstrahl in diesen Linsen jeweils einen gleichen Strahlweg zurückgelegt. Durch diese Maßnahmen ergibt sich ein guter Ausgleich der azimutalen Beiträge zur Verteilung der optischen Wegdifferenzen, die von den einzelnen Linsen einer Gruppe hervorgerufen werden, so daß die resultierende Verteilung der optischen Wegdifferenzen nahezu rotationssymmetrisch ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der äußerste Aperturstrahl in jeder Linse einer Gruppe bei gleicher Orientierung der Linsen ähnlich große optische Wegunterschiede für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände erfährt. Ist diese Bedingung er- füllt, tritt bei verdrehter Anordnung dieser Linsen ein optimaler Ausgleich der azimutalen Beiträge auf.
Im Fall von planparallelen benachbarten (100)- oder (lll)-Linsen gleicher Dicke oder von vier planparallelen benachbarten (HO)-Linsen gleicher Dicke erhält man eine rotationssymmetrische Verteilung der optischen Wegunterschiede ΔOPL durch Drehung der Linsen gemäß obigen Formeln. Auch bei Linsen mit gekrümmten Oberflächen läßt sich durch geschickte Auswahl der Linsen einer Gruppe oder durch eine entsprechende Wahl der Dicken und der Radien der Linsen bereits durch Drehen von zwei Linsen eine näherungsweise rotationssymmetrische Verteilung der optischen Wegunterschiede erzielen. Bei (lOO)-Linsen oder (lll)-Linsen ist es vorteilhaft, wenn eine Gruppe zwei Linsen aufweist. Bei (HO)-Linsen stellt sich eine näherungsweise rotationssymmetrische Ver- teilung der optischen Wegdifferenzen für vier Linsen in einer Gruppe ein.
Besonders effektiv wird die Verdrehung der Linsen dann, wenn die Linsen benachbart angeordnet sind. Besonders vorteilhaft ist es, eine Linse in zwei Teile aufzuteilen und die Linsenteile gegeneinander verdreht optisch nahtlos zu fügen, beispielsweise durch Ansprengen.
Bei einem Projektionsobjektiv mit einer Vielzahl von Linsen ist es günstig, mehrere Gruppen von Linsen zu bilden. Dabei sind die Linsen einer Gruppe derart um die Linsenachsen verdreht angeordnet, daß die resultierende Verteilung ΔOPL(αR, ΘR) vom Azimutwinkel nahezu unabhängig ist.
Während nun die von den einzelnen Gruppen hervorgerufenen Verteilungen ΔOPLo(αR, ΘR) durch das gegenseitige Verdrehen der Linsen einer Gruppe nahezu unabhängig vom Azimutwinkel sind, kann der Maximalwert der Gesamtverteilung ΔOPL(αR, ΘR) des gesamten Objektivs dadurch deutlich reduziert werden, daß das Projektionsobjektiv sowohl mindestens eine Gruppe mit (lOO)-Linsen als auch mindestens eine Gruppe mit (l ll)-Linsen aufweist. Eine gute Kompensation ist auch möglich, wenn innerhalb des Objektivs neben einer Gruppe mit (lOO)-Linsen eine Gruppe mit (110)-Linsen angeordnet ist.
Die Kompensation ist möglich, weil die Doppelbrechung nicht nur einen absoluten Wert, sondern auch eine Richtung aufweist. Die Kompensation des störenden Einflusses
der Doppelbrechung ist dann optimal, wenn die Verteilung der optischen Wegunterschiede ΔOPLι(αR,θR), welche durch die Linsen oder Linsenteile von allen Gruppen mit (lOO)-Linsen hervorgerufen wird, und die Verteilung der optischen Wegunterschiede ΔOPL (αR,0R), welche durch die Linsen oder Linsenteile von allen Gruppen mit (111)- Linsen oder (110)-Linsen hervorgerufen wird, ähnlich hohe Maximalwerte aufweist.
Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit, den störenden Einfluß der Doppelbrechung zu reduzieren, besteht darin, ein optisches Element des Projektionsobjektivs mit einer Kompensations-Beschichtung zu belegen. Dabei geht man von der Erkenntnis aus, dass jede optische Beschichtung, beispielsweise Antireflex- oder Spiegelbeschichtungen, neben ihren Eigenschaften bezüglich Reflexion und Transmission auch immer optische Wegunterschiede für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände mit sich bringen. Diese sind für s- und p-polarisiertes Licht unterschiedlich und hängen zudem vom Einfallswinkel des Strahls auf die Schicht ab. Man hat also eine einfallswin- kelabhängige Doppelbrechung. Für ein Strahlbüschel, dessen Mittenstrahl mit Inzi- denzwinkel 0° auf die Kompensations-Beschichtung trifft, sind die Doppelbrechungs- Werte und -Richtungen rotationssymmetrisch bezüglich des Mittenstrahls. Die Kompensations-Beschichtung ist nun so aufgebaut, daß sie bezüglich des Betrags der Doppelbrechung ein vorgegebenes Verhalten als Funktion des Öffhungswinkels der Strahlen eines Strahlbüschels zeigt.
Dabei bestimmt man zunächst die Verteilung der optischen Wegunterschiede ΔOPL(αR,0R) für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände für ein Strahlbüschel in der Bildebene des Projektionsobjektivs. Der Öffhungswinkel ΘR eines Strahls wird dabei zwischen der Strahlrichtung und der optischen Achse in der Bildebene, der Azimutwinkel αR zwischen der in die Bildebene projizierten Strahlrichtung und einer festen Bezugsrichtung innerhalb der Bildebene bestimmt. Die Verteilung der optischen Wegunterschiede ΔOPL(αR,0R) für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände beschreibt dabei alle Einflüsse durch intrinsische Doppelbrechung von Fluorid-Kristall-Linsen, Spannungsdoppelbrechung, Belegung der optischen Elemente mit Antireflex-Schichten von Linsen oder Spiegelschichten.
Aus der Verteilung der optischen Wegunterschiede ΔOPL(αR,θR) wird die effektive Doppelbrechungsverteilung der Kompensations-Beschichtung bestimmt, welche auf ein optisches Element mit einer Elementachse aufgebracht wird. Als optische Elemente werden beispielsweise refraktive oder diffraktive Linsen, Planplatten oder Spiegel ein- gesetzt. Die optischen Flächen des optischen Elements sind durch die optisch genutzten Bereiche, also in der Regel Vorder- und Rückfläche gegeben. Die Elementachse ist beispielsweise durch eine Symmetrieachse einer rotationssymmetrischen Linse gegeben. Weist die Linse keine Symmetrieachse auf, so kann die Elementachse durch die Mitte eines einfallenden Strahlbündels oder durch eine Gerade gegeben sein, bezüglich der die Strahlwinkel aller Lichtstrahlen innerhalb der Linse minimal sind. Die effektiven Doppelbrechungswerte hängen von Azimutwinkeln αp, welche auf eine zur Elementachse senkrecht stehende Bezugsrichtung bezogen sind, und von Öffnungswinkeln θp, welche auch die Elementachse bezogen sind, ab.
Einem Wertepaar (α , ΘR) eines Strahls in der Bildebene entspricht dabei ein Wertepaar (αp, ΘF) am optischen Element.
Die effektive Doppelbrechungsverteilung der Kompensations-Beschichtung wird nun so bestimmt, dass die Verteilung der optischen Wegunterschiede für zwei zueinander or- thogonale lineare Polarisationszustände für das gesamte System inklusive Kompensations-Beschichtung wesentlich reduziert sind gegenüber der Verteilung ohne die Kom- pensations-B eschichtung.
Die effektive Doppelbrechungsverteilung lässt sich durch die Materialwahl, die Dicken- verlaufe und die Aufdampfwinkel für die einzelnen Schichten der Kompensations- Beschichtung beeinflussen. Das Schichtdesign und die Prozessparameter ergeben sich dabei durch Anwendung von Schichtdesign-Computer-Programmen, welche aus der effektiven Doppelbrechungsverteilung, der Vorgabe der Materialien und der Geometrie des optischen Elements die Dickenverläufe der einzelnen Schichten und die Prozessgrö- ßen bestimmt.
Die Kompensations-Beschichtung kann dabei auch auf mehreren optischen Elementen angebracht werden. Dies erhöht die Freiheitsgrade bei der Bestimmung der Kompensations-Schichten, die neben der Kompensation auch eine hohe Transmission der Beschichtung gewährleisten sollten.
Typische Verteilungen der optischen Wegunterschiede ΔOPL(αR,θR) für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände weisen für den Öffhungswinkel ΘR=0° geringe Wegunterschiede auf. Deshalb ist es günstig, wenn die doppelbrechende Wirkung der Kompensations-Beschichtung für den Öffhungswinkel ΘF=0° nahezu ver- schwindet. Dies erreicht man, wenn man bei der Herstellung der Kompensations- Beschichtung keine hohen Aufdampfwinkel zum Einsatz kommen. Vorteilhaft weist deshalb die optische Fläche des optischen Elements, auf das die Kompensations- Beschichtung aufgebracht wird, eine möglichst geringe Krümmung auf.
Es ist auch möglich, dass die Kompensationsbeschichtung eine Doppelbrechungsverteilung mit örtlich variierender Doppelbrechung hat, so dass Bereiche mit mehr oder weniger Phasenaufspaltung erzeugt werden. Die Variation der Doppelbrechung umfasst hier sowohl Variationen beim Absolutwert der Phasenaufspaltung, als auch Variationen bei der Richtung, also eine Richtungsabhängigkeit, die z.B. durch die Ausrichtung der Hauptachsen gegeben ist, die die doppelbrechende Wirkung beschreiben. Die Doppelbrechungsverteilung kann beispielsweise rotationssymmetrisch zu einer Elementachse des mit der Beschichtung belegten Elementes sein. Hierbei kann beispielsweise eine in Radialrichtung, also von der Mitte zum Rand des optischen Elementes definiert zunehmende oder abnehmende Doppelbrechung vorgesehen sein. Durch eine gezielte Steue- rung der radialen Doppelbrechungverteilung kann die Kompensationswirkung optimal an verschiedene Flächekrümmungen der belegten Flächen angepasst werden.
Es ist auch möglich, dass die Doppelbrechungverteilung nicht-rotationssymmetrisch ist. Sie kann beispielsweise eine azimutale Modulation der Stärke der Doppelbrechung aufweisen, insbesondere mit einer Doppelbrechungverteilung, die in Bezug auf die E- lementachse eine mehrzählige Radialsymmetrie aufweist, insbesondere eine 2-zählige, 3-zählige, 4-zählige oder 6-zählige Symmetrie. Hierdurch kann beispielsweise eine a-
zimutale Modulation der Doppelbrechungseigenschaften eines intrinsische Doppelbrechung aufweisenden Substrats mindestens teilweise kompensiert werden, beispielsweise eines Substrates aus <110>, <111> oder <100> - orientiertem Fluorideinkristall.
Eine Beschichtung mindestens einer optischen Fläche einer optischen Komponente eines optischen Systemes kann auch als anisotrope Beschichtung ausgebildet sein und beispielsweise als Kompensationsbeschichtung dienen. Elemente mit „anisotroper" Beschichtung können unabhängig von den sonstigen Merkmalen der Erfindung nützlich sein und werden unten näher erläutert.
Durch das gegeneinander Verdrehen von Linsen mit (100)- oder (lll)-Orientierung erhält man wie oben beschrieben näherungsweise eine rotationssymmetrische Verteilung der optischen Wegunterschiede ΔOPL(αR,θR) in der Bildebene, welche nur vom Öffnungswinkel ΘR abhängt. Die optischen Wegunterschiede können mit der Kompen- sations-Beschichtung eines optischen Elements noch weiter reduziert werden, deren effektive Doppelbrechungsverteilung primär nur vom Öffhungswinkel ΘF abhängt. Dies wird erreicht, indem die Schichtdicken der einzelnen Schichten der Kompensations- Beschichtung über das optische Element homogen sind und keine Dickenverläufe aufweisen.
Vorteilhaft lässt sich die Erfindung einsetzen, indem man das optische Element mit der Kompensationsbeschichtung als austauschbares Element gestaltet.
Vorteilhaft wird dabei das der Bildebene am nächsten gelegene optische Element ver- wendet.
Das Verfahren sieht dabei vor, dass in einem ersten Schritt Verteilung der optischen Wegunterschiede ΔOPL(αR,θR) für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände für ein Strahlbüschel in der Bildebene bestimmt wird. Dabei wird der Einfluß von allen optischen Elementen des Objektivs inklusive Beschichtungen berücksichtigt. Das optische Element, das in einem nachfolgenden Schritt mit der Kompensationsbeschichtung belegt wird, ist dabei ebenfalls im Strahlengang des Strahlbüschels.
In einem zweiten Schritt wird mit dem bereits beschriebenen Verfahren die effektive Doppelbrechungsverteilung einer Kompensations-Beschichtung und die daraus resultierenden Dickenverläufe der einzelnen Schichten und die Prozessparameter zur Herstellung der einzelnen Schichten bestimmt. In einem dritten Schritt wird das optische Element aus dem Strahlengang entfernt und mit der Kompensations-Beschichtung belegt. Falls die optische Fläche des optischen Elements bereits belegt war, wird diese Schicht vor der erneuten Belegung entfernt. In einem vierten Schritt wird das optische Element mit der Kompensations- Beschichtung wieder an dem ursprünglichen Ort innerhalb des Objektivs angebracht.
Als Material für die Linsen wird in Projektionsobjektiven vorzugsweise Kalzium- Fluorid eingesetzt, da Kalzium-Fluorid bei gemeinsamem Einsatz mit Quarz bei einer Arbeitswellenlängen von 193nm sich zur Farbkorrektur besonders eignet, beziehungsweise bei einer Arbeitswellenlänge von 157nm eine ausreichende Transmission bereit- stellt. Aber auch für die Fluorid-Kristalle Strontium-Fluorid oder Barium-Fluorid gelten die hier getroffenen Aussagen, da es sich um Kristalle vom gleichen kubischen Kristall- Typ handelt.
Der störende Einfluss der intrinsische Doppelbrechung macht sich besonders dann be- merkbar, wenn die Lichtstrahlen innerhalb der Linsen große Öffhungswinkel aufweisen. Dies ist für Projektionsobjektive der Fall, die eine bildseitige numerische Apertur aufweisen, die größer als 0.7, insbesondere größer 0.8 ist.
Die intrinsische Doppelbrechung nimmt mit abnehmender Arbeitswellenlänge deutlich zu. So ist die intrinsische Doppelbrechung bei einer Wellenlänge von 193nm mehr als doppelt so groß, bei einer Wellenlänge von 157nm mehr als fünfmal so groß wie bei einer Wellenlänge von 248nm. Die Erfindung lässt sich deshalb besonders dann vorteilhaft einsetzen, wenn die Lichtstrahlen Wellenlängen kleiner 200nm, insbesondere kleiner 160nm aufweisen.
Bei dem Objektiv kann es sich dabei um ein rein refraktives Projektionsobjektiv handeln, das aus einer Vielzahl von rotationssymmetrisch um die optische Achse angeord-
neten Linsen besteht, oder um ein Projektionsobjektiv vom katadioptrischen Objektivtyp.
Derartige Projektionsobjektive lassen sich vorteilhaft in Mikrolithographie- Projektionsbelichtunganlagen einsetzen, die ausgehend von der Lichtquelle ein Beleuchtungssystem, ein Masken-Positioniersystem, eine Struktur tragende Maske, ein Projektionsobjektiv, ein Objekt-Positionierungssystem und ein Licht empfindliches Substrat umfassen.
Mit dieser Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage lassen sich mikxostruktu- rierte Halbleiter-Bauelemente herstellen.
Die Erfindung stellt auch ein geeignetes Verfahren zur Herstellung von Objektiven bereit. Gemäß dem Verfahren werden Linsen oder Linsenteile aus Fluorid-Kristall, deren Linsenachsen in eine Hauptkristallrichtung weisen, derart um die Linsenachsen verdreht angeordnet, daß die Verteilung ΔOPL(αR, ΘR) wesentlich reduzierte Werte aufweist im Vergleich zu einer Linsenanordnung, bei der die Linsenachsen der Fluorid-kristall- Linsen in die gleiche Hauptkristallrichtung weisen und bei der die Linsen gleich orientiert angeordnet sind.
Das Verfahren sieht weiterhin vor, Gruppen mit (lOO)-Linsen und mit (l ll)-Linsen oder (HO)-Linsen zu bilden und diese parallel einzusetzen. Das Verfahren wird dabei beispielsweise bei einem Projektionsobjektiv angewandt, das mindestens zwei Fluorid- Kristall-Linsen in <100>-Orientierung und mindestens zwei Linsen in <111>- Orientierung umfasst. Von diesen Linsen ist dabei weiterhin die Lage der Bezugsrichtungen bekannt. Das Verfahren nutzt dabei die erfinderische Erkenntnis aus, daß sich durch Drehen der Fluorid- Kristall-Linsen um die optische Achse die Maximalwerte der Verteilung ΔOPL(αR, ΘR) der optischen Wegunterschiede wesentlich reduzieren lassen. Durch geeignete Simulationsmethoden wird dabei ein von einem Objektpunkt ausge- hendes Strahlenbüschel durch ein Projektionsobjektiv propagiert und auf Grund der bekannten optischen Eigenschaften der Fluorid-Kristall-Linsen die Verteilung ΔOPL(αR, ΘR) in der Bildebene bestimmt. In einem Optimierungsschritt werden nun die
Drehwinkel zwischen den Fluorid-Kristall-Linsen so lange geändert, bis die Doppelbrechung tolerierbare Werte aufweist. Der Optimierungsschritt kann dabei auch weitere Randbedingungen wie beispielsweise die Kompensation von nicht rotationssymmetrischen Linsenfehlern durch Linsendrehen berücksichtigen. Durch diesen Optimierungs- schritt kann der Maximalwert der Verteilung ΔOPL(αR, ΘR) um bis zu 30%, insbesondere bis zu 50% reduziert werden im Vergleich zu einem Projektionsobjektiv, bei dem die Fluorid-Kristall-Linsen gleich orientiert angeordnet sind. Das Optimierungsverfahren kann auch einen Zwischenschritt aufweisen. In diesem Zwischenschritt werden aus den Fluorid-Kristall-Linsen Gruppen mit Linsen, wobei die Linsen einer Gruppe für einen äußersten Aperturstrahl bei gleich orientierter Anordnung der Linsen einen ähnlichen optischen Wegunterschied zwischen zwei zueinander orthogonalen linearen Polarisati- onszuständen erzeugen. In dem nachfolgenden Optimierungsschritt werden dann die Linsen nur innerhalb der Gruppen gedreht, um die optischen Wegunterschiede zu reduzieren. So lassen sich zunächst die (lOO)-Linsen derart drehen, daß die durch die (100)- Linsen hervorgerufenen optischen Wegunterschiede reduziert werden, und dann die (l l l)-Linsen derart drehen, daß die durch die (111)- Linsen hervorgerufenen optischen Wegunterschiede reduziert werden. Die Verteilung der Fluorid-Kristall-Linsen auf Linsen mit (lOO)-Orientierung und (lll)-Orientierung muß bei der Optimierung so erfolgen, daß sich die resultierende (100)- Verteilung ΔOPL10O(CCR, ΘR) und die resultierende (111)- Verteilung ΔOPLι π(αR, ΘR) weitgehend kompensieren. Entsprechendes gilt auch für den parallelen Einsatz von (lOO)-Linsen und (110)-Linsen.
Die Erfindung betrifft auch ein Herstellverfahren für eine Linse, bei dem in einem ersten Schritt mehrere Platten aus Fluorid-Kristall optisch nahtlos zu einem Blank gefügt werden, und in einem zweiten Schritt die Linse aus dem Blank durch bekannte Herstellmethoden herausgearbeitet wird. Die Platten werden dabei wie zuvor für Linsen oder Linsenteile beschrieben, zueinander um die Flächennormalen verdreht angeordnet.
Platten, deren Flächennormalen in die gleiche Hauptkristallrichtung oder in eine dazu äquivalente Hauptkristallrichtung weisen, haben vorteilhafterweise die gleiche axiale Dicke.
Werden (lOO)-Platten mit (l l l)-Platten optisch nahtlos gefügt, so sollte das Verhältnis der Summe der Dicken der (111)-Platten zu der Summe der Dicken der (lOO)-Platten = 1.5 ± 0.2 betragen.
Werden (lOO)-Platten mit (HO)-Platten optisch nahtlos gefügt, so sollte das Verhältnis der Summe der Dicken der (HO)-Platten zu der Summe der Dicken der (lOO)-Platten = 4.0 + 0.4 betragen.
Die Erfindung betrifft auch optische Komponenten mit mindestens einer „anisotropen" Beschichtung. Insbesondere kann eine Beschichtung mindestens einer optischen Fläche einer optischen Komponente eines optischen Systemes als anisotrope Beschichtung ausgebildet sein und beispielsweise als Kompensationsbeschichtung dienen. Eine „anisotrope" Beschichtung im Sinne dieser Anmeldung ist eine Beschichtung, die eine ausgeprägte Richtungsabhängigkeit ihrer optischen Wirkung von der Richtung der elektri- sehen Feldvektoren der auftreffenden Strahlung in der Auftrefffläche zeigt. Eine anisotrope Beschichtung kann somit in einen betrachteten Bereich eine schnelle oder eine langsamen Achse haben, die einer Vorzugsrichtung der Beschichtung entspricht.
Anisotrope dünne Filme mit speziellen, durch die Herstellungsbedingungen beeinfluss- baren Mikrostrukturen und dadurch bedingten anisotropen Eigenschaften sind an sich bekannt. Der Artikel „Play the angles to create exotic thin films" von M. Seto und M. Brett in: Vacuum Solutions, March April 2000, Seiten 26 - 31, beschreibt die Morphologie verschiedener dünner Filme, die durch Bedampfung unter hohen Aufdampfwinkeln (glancing angle deposition, GLAD) erzeugt werden können. Solche porösen dün- nen Filme, die häufig columnare Strukturen mit von den Beschichtungsrichtung abhängigen Merkmalen aufweisen, können auch für optische Anwendungen nützlich sein. Beispiel für Polarisationselemente dieser Art sind unter anderem in dem Artikel „Review of birefringent and chiral optical interference coatings" von I. Hodgkinson und Q. H. Wu in OIC 2000/2001, Seiten 1 und 2 oder in „Birefringent Thin Film Polarizing Elements,, von I. Hodgkinson und Q. H. Wu, World Scientific, Singapore, New Jesrsey, London, Hong Kong, ISBN 981-02-2906-2 angegeben, deren Inhalt durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht wird.
Für eine Kompensation besonders geeignet sind anisotrope Beschichtungen mit einer örtlicher Variation der Anisotropie. Die Variation kann die Richtung der Vorzugsrichtung und/oder den Absolutbetrag der durch die Beschichtung erzeugten Phasenaufspal- tung umfassen.
Zur Herstellung von Beschichtungen mit einer Doppelbrechungverteilung mit einer örtlich variierenden Doppelbrechung können alle bekannten Beschichtungsverfahren bei geeigneter Modifikation der Verfahrensführung eingesetzt werden, insbesondere PVD- Verfahren, wie das Elektronenstrahlverdampfen, oder Sputtering. Bei der Erzeugung von mindestens bereichsweise anisotropen Beschichtungen wird bei einer bevorzugten Ausführungsform das Beschichtungmaterial auf mindestens einen Bereich der Substratoberfläche oder einer bereits vorhandene Beschichtung unter einem Belegungswinkel, insbesondere Aufdampfwinkel, aufgebracht, der so groß ist, dass eine anisotrope Be- schichtungsstruktur entsteht. Hierzu kann beispielsweise, ausgehend von bekannten Bedampfungsanlagen, der Höhenabstand zwischen einer Materialquelle und den Substraten deutlich verkleinert werden, um eine schräge Aufdampfung von Beschichtungs- material zu erreichen, bei denen typische Aufdampfungwinkel im Bereich 30° bis 40° oder mehr liegen können. Als Aufdampfungwinkel (Belegungswinkel) wird hier der Winkel zwischen der Auftreffrichtung von Beschichtungmaterial auf die Substratoberfläche und der Flächennormalen der Substratoberfläche am Beschichtungsort verstanden.
Es hat sich gezeigt, dass es durch geeignete Modifikationen bekannter Blendenverfah- ren möglich ist, auf flachen, schwach oder stark gekrümmten optischen Substraten anisotrope Beschichtungen mit einer definierten Verteilung ihrer Doppelbrechungeigenschaften, insbesondere mit einer definierten Verteilung der Schichtanisotropie herzustellen. Bei einer Variante werden zur Steuerung der Doppelbrechungverteilung und/oder der Anisotropie der Beschichtung folgende Schritte durchgeführt. Es wird eine Rotation des Substrats um eine Substratdrehachse erzeugt. Hierzu wird vorzugsweise ein Planetensystem verwendet, bei dem jedes Substrat an einem Substratträger angeordnet ist, der eine Eigendrehung um seine Substratdrehachse und eine globale Drehung um eine
Hauptrotationsachse des Planetensystems ausführt. In dieser Anlage wird nun die Substratoberfläche mit dem Material einer Materialquelle unter großen Beschichtungswin- keln beschichtet. Dabei erfolgt eine zeitweise Abschattung des Beschichtungsmaterials während der Rotation des Substrates zur Erzeugung einer von der Radialposition des Beschichtungsortes abhängigen Beschichtungszeit gemäß einem vorgegebenen radialen Zeitprofil. Dabei kann die Abschattung durch ein oder mehrere Blende so durchgeführt werden, dass kleine Beschichtungswinkel (z.B < 30° bis 35°) abgeschattet werden, so dass das Material ausschließlich oder zumindest überwiegend unter sehr großen Aufdampfwinkeln (z.B. 40° oder mehr) unter ausgewählten Richtungen auf die Substrat- Oberfläche trifft. Durch geeignete Formgebung der Blenden können beliebige radial- symmetrische Verläufe der Doppelbrechungverteilung mit unterschiedlichen Anisotropiegraden erzeugt werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines polarisatosoptischen Elementes, d.h. einer optischen Komponente oder Anordnung mit einer definierten Wirkung auf den Polarisationszustand der auftreffenden Strahlung, das auch unabhängig von den sonstigen Merkmalen der Erfindung nützlich und schutzfähig sein kann. Das polarisationsoptische Element kann z.B. ein Verzögerungselement (Retarder) sein. Das Verfahren sieht eine Veränderung der örtlichen Doppelbrechungverteilung einer Beschichtung nach Abschluss des Beschichtungsvorganges vor. Diese Veränderung kann durch lokale Beaufschlagung der fertigen Beschichtung mit einer zur Veränderung der Morphologie der Beschichtung geeigneten Energie gemäß einer vorgegebenen räumlichen Verteilung durchgeführt werden. Eine nachträgliche lokale Veränderung der Schichteigenschaften kann bei Interferenzschichtsystemen aller Art ( z.B. Reflexschich- ten, Antireflexschichten) vorgesehen sein. Sie ist besonders wirksam bei anisotropen Beschichtungen, da die für die Anisotropie verantwortlichen Morphologien typischerweise Nichtgleichgewichtsstrukturen mit begrenzter Stabilität sind. Die Festlegung der mit Energie zur beaufschlagenden Bereiche kann beispielsweise mit Hilfe einer oder mehrerer Masken erfolgen. Insbesondere kann die Morphologie einer Beschichtung durch thermische Einwirkung verändert werden. Das ist beispielsweise durch Bestrahlung mit einem Infrarot-Laser oder einer anderen, ausreichend Wärmeenergie erzeugenden Bestrahlungsart möglich. Auch eine ggf schreibende Bearbeitung mit einem Elekt-
ronenstrahl ist möglich. Alternativ oder zusätzlich zu einem thermischen Energieeintrag kann die Energie auch mechanisch aufgebracht werden, beispielsweise mit Hilfe von Ionenstrahlen und/oder Heizstempeln. Die nachträgliche Bearbeitung der Schichtstruktur erlaubt es als besonderen Vorteil, nicht-rotationssymmetrische Doppelbrechungver- teilungen einzustellen, wobei gegebenenfalls eine sehr kleinräumige Einstellung von Eigschaften möglich ist, z.B. mit typischen Bereichsgrößem im mm- oder cm-Bereich.
Beispielsweise können bei niedrigen Beschichtungtemperaturen (kalt) aufgedampfte Schichten, insbesondere anisotrope Schichtsyseme, durch Laserbestrahlung lokal in ihren Doppelbrechungeigenschaften verändert werden. Auf diese Weise kann ein Polarisationsfilter mit gezielter örtlicher Modulation der Phasenaufspaltung erzeugt werden.
Die nachträgliche Veränderung der Doppelbrechungsverteilung erlaubt es auch, an fertig montierten optischen Systemen, beispielsweise Projektionsobjektiven für die Mikro- lithografie, gezielt Änderungen ihres polarisationsoptischen Verhaltens vorzunehmen. Hierzu kann das optische System zunächst unter Verwendung mindestens einer Komponente mit einer anisotropen Beschichtung oder einer anderen Nichtgleichgewichts- Beschichtung zusammengebaut und vermessen werden. Aus dem Messergebnis kann eine gewünschte effektive Doppelbrechungverteilung der mindestens eine Kompensati- ons-Beschichtung ermittelt werden, die erforderlich ist, um das System polarisationsoptisch abzustimmen. Dann kann das mit der Beschichtung versehene optische Element ausgebaut werden, um die nachträglichen Veränderungen der Schichteigenschaften lokal durch geeigneten Energieeintrag vorzunehmen. Nach Einbau des auf diese Weise veränderten optischen Elementes hat dann das optische System die gewünschten Eigen- schaffen. Die Erfindung betrifft somit auch ein besonderes Herstellverfahren für ein optisches System, insbesondere ein optisches System für die Mikrolithographie.
Näher erläutert wird die Erfindung anhand der Zeichnungen.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Fluorid-Kristall-Block senkrecht zu den
{100}-Kristallebenen zusammen mit einer Linse eines Projektionsobjektives in schematischer Darstellung;
Fig. 2A-C zeigen je eine planparallele (100)-, (111)- und (110)-Linse in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung;
Fig. 3 zeigt ein Koordinatensystem zur Definition des Öffhungswinkels und des A- zimutwinkels;
Fig. 4A-F zeigen die Doppelbrechungsverteilung für (lOO)-Linsen in verschiedenen
Darstellungen, sowie die Doppelbrechungsverteilung für zwei gegeneinander um 45° verdrehte (100)-Linsen;
Fig. 5A-F zeigen die Doppelbrechungsverteilung für (111)-Linsen in verschiedenen
Darstellungen, sowie die Doppelbrechungsverteilung für zwei gegeneinander um 60° verdrehte (111)-Linsen;
Figur 6A-G zeigen die Doppelbrechungsverteilung für (111)-Linsen in verschiedenen Darstellungen, sowie die Doppelbrechungsverteilung für zwei gegeneinander um 90° verdrehte (110)-Linsen, beziehungsweise für vier gegeneinander um 45° verdrehte (HO)-Linsen;
Figur 7 zeigt den Linsenschnitt eines refraktiven Projektionsobjektivs;
Figur 8 zeigt den Linsenschnitt eines katadioptrischen Projektionsobjektivs;
Figur 9 zeigt eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage in schematischer Darstellung;
Fig. 10 ist ein Diagramm, das für eine homogene und für eine anisotrope Kompensationsbeschichtung die Abhängigkeit der durch Doppelbrechung verursachten Phasenaufspaltung ΔPH von der Einstrahlrichtung zeigt;
Fig. 11 ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit der durch Doppelbrechung verursachten Phasenaufspaltung ΔPH von der Einstrahlrichtung für Schichten mit unterschiedlichen Anzahlen von Einzelschichten und unterschiedlichen Herstellungsbedingungen zeigt;
Fig. 12 zeigt schematisch die Herstellung einer anisotropen Beschichtung auf einer Linse in einer Beschichtungsanlage mit Planetensystem;
Fig. 13 zeigt schematisch Abschattungsgeometrien für die Beschichtungherstellung mit Hilfe von Abschattungsblenden; und
Fig 14 zeigt schematisch ein Herstellverfahren für einen Polarisator mit einer nachträglichen Veränderung der Eigenschaften einer anisotropen Beschichtung.
Figur 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Fluorid-Kristall-Block 3. Der Schnitt ist so gewählt, daß die {100} -Kristallebenen 5 als einzelne Linien zu sehen sind, so daß die {100} -Kristallebenen 5 sich senkrecht zur Papierebene befinden. Der Fluorid-Kristall-Block 3 dient als Blank oder Ausgangsmaterial für die (lOO)-Linse 1. In diesem Beispiel ist die (lOO)-Linse 1 eine Bikonvex-Linse mit der Linsenachse EA, die zugleich Symmetrieachse der Linse ist. Die Linse 1 wird nun so aus dem Fluorid- Kristall-Block herausgearbeitet, daß die Linsenachse EA senkrecht auf den {100}- Kristallebenen steht.
In Figur 2A wird mit einer dreidimensionalen Darstellung veranschaulicht, wie die intrinische Doppelbrechung mit den Kristallrichtungen zusammenhängt, wenn die Linsenachse EA in <100>-Kristallrichtung weist. Dargestellt ist eine kreisrunde planparallele Platte 201 aus Kalzium-Fluorid. Die Linsenachse EA zeigt dabei in <100>- Kristallrichtung. Neben der <100>-Kristallrichtung sind auch die <101>-, <1 1 0>-, <10 1 >- und <110>-Kristallrichtungen als Pfeile dargestellt. Die intrinsische Doppel- brechung ist schematisch durch vier "Keulen" 203 dargestellt, deren Oberflächen den Betrag der intrinsischen Doppelbrechung für die jeweilige Strahlrichtung eines Lichtstrahls angeben. Die maximale intrinsische Doppelbrechung ergibt sich in den <101>-,
<1 Tθ>-, <10 1 >- und <110>- Kristallrichtungen, also für Lichtstrahlen mit einem Öffnungswinkel von 45° und einem Azimutwinkel von 0°, 90°, 180° und 270° innerhalb der Linse. Für Azimutwinkel von 45°, 135°, 225° und 315° ergeben sich minimale Werte der intrinsischen Doppelbrechung. Für einen Öffnungswinkel von 0° verschwindet die intrinsische Doppelbrechung.
In Figur 2B wird mit einer dreidimensionalen Darstellung veranschaulicht, wie die intrinische Doppelbrechung mit den Kristallrichtungen zusammenhängt, wenn die Linsenachse EA in <111>-Kristallrichtung weist. Dargestellt ist eine kreisrunde planparal- lele Platte 205 aus Kalzium-Fluorid. Die Linsenachse EA zeigt dabei in <111>- Kristallrichtung. Neben der <111>-Kristallrichtung sind auch die <011>-, <101>- und <110>-Kristallrichtungen als Pfeile dargestellt. Die intrinsische Doppelbrechung ist schematisch durch drei "Keulen" 207 dargestellt, deren Oberflächen den Betrag der intrinsischen Doppelbrechung für die jeweilige Strahlrichtung eines Lichtstrahls angeben. Die maximale intrinsische Doppelbrechung ergibt sich jeweils in den <011>-, <101>- und <110>- Kristallrichtungen, also für Lichtstrahlen mit einem Öffhungswinkel von 35° und einem Azimutwinkel von 0°, 120° und 240° innerhalb der Linse. Für Azimutwinkel von 60°, 180°und 300° ergeben sich jeweils minimale Werte der intrinsischen Doppelbrechung. Für einen Öffhungswinkel von 0° verschwindet die intrinsische Dop- pelbrechung.
In Figur 2C wird mit einer dreidimensionalen Darstellung veranschaulicht, wie die intrinsische Doppelbrechung mit den Kristallrichtungen zusammenhängt, wenn die Linsenachse EA in <110>-Kristallrichtung weist. Dargestellt ist eine kreisrunde planparal- lele Platte 209 aus Kalzium-Fluorid. Die Linsenachse EA zeigt dabei in <110>- Kristallrichtung. Neben der <110>-Kristallrichtung sind auch die <01 1 >-, die <10 1 >-, die <101>- und die <011>-Kristallrichtungen als Pfeile dargestellt. Die intrinsische Doppelbrechung ist schematisch durch fünf "Keulen" 211 dargestellt, deren Oberflächen den Betrag der intrinsischen Doppelbrechung für die jeweilige Strahlrichtung eines Lichtstrahls angeben. Die maximale intrinsische Doppelbrechung ergibt sich zum einen in Richtung der Linsenachse EA, und zum anderen jeweils in der <01 1 >-, <10 1 >-, <101>- und <011>-Kristallrichtung, also für Lichtstrahlen mit einem Öffhungswinkel
von 0°, beziehungsweise mit einem Öffhungswinkel von 60° und den vier Azimutwinkeln, die sich durch Projektion der <0l T>-, <lθT>-, <101>- und <011>- Kristallrichtungen in die {110} -Kristallebene ergeben. Derartig hohe Öffhungswinkel treten in Kristallmaterial jedoch nicht auf, da die maximalen Öffnungswinkel durch die Brechzahl des Kristalls auf kleiner 45° beschränkt sind.
Die Definition von Öffhungswinkel θ und Azimutwinkel α ist in Figur 3 dargestellt. Für die (lOO)-Linse von Figur 2 zeigt die z- Achse in <100>-Kristallrichtung, die x- Achse in die Richtung, die sich durch Projektion der <110>-Kristallrichtung in die {100}- Kristallebene ergibt. Die z- Achse ist dabei gleich der Linsenachse und die x- Achse gleich der Bezugsrichtung.
Aus der zitierten Internetpublikation ist bekannt, daß Messungen bei Strahlausbreitung in der <110>-Kristallrichtung einen Doppelbrechungswert von (6.5 + 0.4) nm/cm bei einer Wellenlänge von λ = 156.1 nm für Kalzium-Fluorid ergeben haben. Mit diesem Messwert als Normierungsgröße kann die Doppelbrechungsverteilung Δn(θ, α) einer Kalzium-Fluorid-Linse in Abhängigkeit der Kristallorientierung theoretisch abgeleitet werden. Dazu werden die aus der Kristalloptik bekannten Formalismen zur Berechnung der Indexellipsoide in Abhängigkeit der Strahlrichtung herangezogen. Die theoretischen Grundlagen sind beispielsweise im „Lexikon der Optik", Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg Berlin, 1999 unter dem Stichwort „Kristalloptik" zu finden.
Neuere Messungen der Anmelderin haben ergeben, daß bei Strahlausbreitung in der <110>-Kristallrichtung die intrinsische Doppelbrechung 11 nm/cm in Kalzium-Fluorid- Kristall bei einer Wellenlänge von λ = 156.1 nm beträgt. Die im folgenden für die Normierungsgröße Δnmax = 6,5nm/cm getroffenen Aussagen können ohne Schwierigkeiten auf die Normierungsgröße Δnmax = 1 lnm/cm umgerechnet werden.
In Figur 4A ist der Betrag der intrinsischen Doppelbrechung in Abhängigkeit des Öffnungswinkels θ für den Azimutwinkel α ^O0 für eine (lOO)-Linse dargestellt. Der Wert für die intrinsische Doppelbrechung von 6.5nm/cm bei dem Öffhungswinkels θ = 45°
entspricht dem Messwert. Der Kurvenverlauf wurde gemäß den aus der Kristalloptik bekannten Formeln bestimmt.
In Figur 4B ist der Betrag der intrinsischen Doppelbrechung in Abhängigkeit des Azi- mutwinkels α für den Öffhungswinkels θ = 45° für eine (lOO)-Linse dargestellt. Die vierzählige Azimutalsymmetrie ist offensichtlich.
In Figur 4C ist die Doppelbrechungsverteilung Δn(θ, α) für einzelne Strahlrichtungen im (θ, α)-Winkelraum für eine (lOO)-Linse dargestellt. Jede Linie repräsentiert Betrag und Richtung für eine durch den Öffhungswinkel θ und den Azimutwinkel α definierte Strahlrichtung. Die Länge der Linien ist proportional zum Betrag der Doppelbrechung, beziehungsweise der Differenz der Hauptachsenlängen der Schnittellipse, während die Richtung der Linien die Orientierung der längeren Hauptachse der Schnittellipse angibt. Die Schnittellipse erhält man, indem man das Indexellipsoid für den Strahl der Richtung (θ, α) mit einer Ebene schneidet, die senkrecht auf der Strahlrichtung steht und durch die Mitte des Indexellipsoids geht. Sowohl die Richtungen als auch die Längen der Linien zeigen die Vierzähligkeit der Verteilung. Die Länge der Linien und damit die Doppelbrechung ist bei den Azimutwinkeln 0°, 90°, 180° und 270° maximal.
Figur 4D zeigt nun die Doppelbrechungsverteilung Δn(θ, α), die sich ergibt, wenn zwei benachbarte planparallele (lOO)-Linsen gleicher Dicke um 45° gedreht angeordnet werden. Die resulierende Doppelbrechungsverteilung Δn(θ, α) ist unabhängig vom Azimutwinkel α. Die längeren Hauptachsen der Schnittellipsen verlaufen tangential. Die resultierenden optischen Wegunterschiede zweier zueinander orthogonaler Polarisati- onszustände erhält man, indem man die Doppelbrechungswerte mit den physikalischen
Weglängen der Strahlen innerhalb der planparallelen (lOO)-Linsen multipliziert. Rotati- onssymmetrische Doppelbrechungsverteilungen erhält man, wenn man n planparallele
(lOO)-Linsen gleicher Dicke derart anordnet, daß für die Drehwinkel ß zwischen je zwei
90°
Linsen gilt: ß = +m-90°±5° , n wobei n die Anzahl der planparallelen (lOO)-Linsen angibt und m eine ganze Zahl ist.
Im Vergleich zu einer gleichorientierten Anordnung der Linsen kann der maximale
Wert der Doppelbrechung für den Öffhungswinkel θ = 30° um 30% reduziert werden. Eine nahezu rotationssymmetrische Verteilung der optischen Wegunterschiede für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände ergibt sich auch für beliebige Linsen, wemi alle Strahlen eines Strahlbüschels in den Linsen jeweils ähnlich große Winkel aufweisen und ähnlich große Weglängen innerhalb der Linsen zurücklegen. Die Linsen sollten deshalb so zu Gruppen zusammengefaßt werden, daß die Strahlen die zuvor angegebene Bedingung so gut wie möglich erfüllen.
In Figur 4E ist der Betrag der intrinsischen Doppelbrechung in Abhängigkeit des Öff- nungswinkels θ für den Azimutwinkel α =0° für die zwei benachbarten planparallelen (lOO)-Linsen gleicher Dicke der Figur 4D dargestellt. Der maximale Wert für die intrinsische Doppelbrechung bei dem Öffnungswinkels θ = 41° beträgt 4.2nm/cm und ist somit um 35% zu dem Maximalwert von 6.5nm/cm in Figur 4A reduziert.
In Figur 4F ist der Betrag der intrinsischen Doppelbrechung in Abhängigkeit des Azimutwinkels α für den Öffnungswinkels θ = 41° für die zwei benachbarten planparallelen (lOO)-Linsen gleicher Dicke der Figur 4D dargestellt. Die intrinsische Doppelbrechung ist unabhängig vom Azimutwinkel α.
In Figur 5A ist der Betrag der intrinsischen Doppelbrechung in Abhängigkeit des Öffnungswinkels θ für den Azimutwinkel α =0° für eine (ll l)-Linse dargestellt. Der Wert für die intrinsische Doppelbrechung von 6.5nm/cm bei dem Öffhungswinkels θ = 35° entspricht dem Messwert. Der Kurvenverlauf wurde gemäß den aus der Kristalloptik bekannten Formeln bestimmt.
In Figur 5B ist der Betrag der intrinsischen Doppelbrechung in Abhängigkeit des Azimutwinkels α für den Öffhungswinkels θ = 35° für eine (lll)-Linse dargestellt. Die dreizählige Azimutalsymmetrie ist offensichtlich.
Figur 5C zeigt die Doppelbrechungsverteilung Δn(θ, α) für einzelne Strahlrichtungen im (θ, α)-Winkelraum für eine (111)-Linse in der bereits mit Fig. 4C eingeführten Darstellung. Sowohl die Richtungen als auch die Längen der Linien zeigen die Dreizählig-
keit der Verteilung. Die Länge der Linien und damit die Doppelbrechung ist bei den Azimutwinkeln 0°, 120° und 240° maximal. Im Gegensatz zu einer (lOO)-Linse dreht sich die Orientierung der Doppelbrechung um 90°, wenn ein Strahl anstatt mit einem Azimutwinkel von 0° mit einem Azimutwinkel von 180° durch eine Linse läuft. Somit kann beispielsweise durch zwei gleich orientierte (ll l)-Linsen die Doppelbrechung kompensiert werden, wenn die Strahlwinkel eines Strahlbüschels zwischen den beiden Linsen ihr Vorzeichen tauschen.
Figur 5D zeigt nun die Doppelbrechungsverteilung Δn(θ, α), die sich ergibt, wenn zwei benachbarte planparallele (111)-Linsen gleicher Dicke um 60° gedreht angeordnet werden. Die resultierende Doppelbrechungsverteilung Δn(θ, α) ist unabhängig vom Azimutwinkel α. Die längeren Hauptachsen der Schnittellipsen verlaufen jedoch im Gegensatz zu Figur 4C radial. Die resultierenden optischen Wegunterschiede zweier zueinander orthogonaler Polarisationszustände erhält man, indem man die Doppelbrechungs- werte mit den physikalischen Weglängen der Strahlen innerhalb der (111)-Linsen multipliziert. Ebenfalls rotationssymmetrische Doppelbrechungsverteilungen erhält man, wenn man n planparallele (lll)-Linsen gleicher Dicke derart anordnet, daß für die
120°
Drehwinkel zwischen j e zwei Linsen gilt: γ = + M20°±5° k wobei k die Anzahl der planparallelen (111)-Linsen angibt und 1 eine ganze Zahl ist. Im Vergleich zu einer gleichorientierten Anordnung der Linsen kann der Wert der Doppelbrechung für den Öffhungswinkel θ = 30° um 68% reduziert werden. Eine nahezu rotationssymmetrische Verteilung der optischen Wegunterschiede für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände ergibt sich auch für beliebige Linsen, wenn alle Strahlen eines Strahlbüschels in den Linsen jeweils ähnlich große Winkel aufweisen und ähnlich große Weglängen innerhalb der Linsen zurücklegen. Die Linsen sollten deshalb so zu Gruppen zusammengefaßt werden, daß die Strahlen die zuvor angegebene Bedingung so gut wie möglich erfüllen.
In Figur 5E ist der Betrag der intrinsischen Doppelbrechung in Abhängigkeit des Öff- nungswinkels θ für den Azimutwinkel α =0° für die zwei benachbarten planparallelen
(111)-Linsen gleicher Dicke der Figur 5D dargestellt. Der maximale Wert für die intrin-
sische Doppelbrechung bei dem Öffnungswinkels θ = 41° beträgt 2.8nm/cm und ist somit um 57% zu dem Maximalwert von 6.5nm/cm in Figur 5A reduziert.
In Figur 5F ist der Betrag der intrinsischen Doppelbrechung in Abhängigkeit des Azi- mutwinkels α für den Öffnungswinkels θ = 41° für die zwei benachbarten planparallelen (l l l)-Linsen gleicher Dicke der Figur 5D dargestellt. Die intrinsische Doppelbrechung ist unabhängig vom Azimutwinkel α.
Kombiniert man nun innerhalb eines Projektionsobjektives Gruppen mit (lOO)-Linsen und Gruppen mit (111)-Linsen, so kann die von diesen Linsen eingebrachten optischen Wegunterschiede für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände weitgehend kompensiert werden. Dazu ist es erforderlich, daß zunächst innerhalb dieser Gruppen durch Drehung der Linsen eine nahezu rotationssymmetrische Verteilung der optischen Wegunterschiede erzielt wird und sich dann durch Kombination einer Gruppe mit (lOO)-Linsen und einer Gruppe mit (111)-Linsen die beiden Verteilungen der optischen Wegunterschiede kompensieren. Dazu nutzt man aus, daß die Orientierungen der längeren Hauptachsen der Schnittellipsen für die Doppelbrechungsverteilung einer Gruppe mit gedrehten (lOO)-Linsen senkrecht auf den Orientierungen der längeren Hauptachsen der Schnittellipsen für die Doppelbrechungsverteilung einer Gruppe mit gedrehten (l l l)-Linsen steht, wie dies den Figuren 4D und 5D zu entnehmen ist. Entscheidend ist dabei, daß zum einen von den einzelnen Gruppen eine nahezu rotationssymmetrische Verteilung der optischen Wegunterschiede erzeugt wird und zum anderen die Summe der Beiträge der Gruppen mit (lOO)-Linsen dem Betrage nach nahezu gleich groß ist zur Summe der Beiträge der Gruppen mit (111)-Linsen.
In Figur 6A ist der Betrag der intrinsischen Doppelbrechung in Abhängigkeit des Öffnungswinkels θ für den Azimutwinkel α =0° für eine (110)-Linse dargestellt. Der Wert für die intrinsische Doppelbrechung von 6.5nm/cm bei dem Öffhungswinkels θ = 0° entspricht dem Messwert. Der Kurvenverlauf wurde gemäß den aus der Kristalloptik bekannten Formeln bestimmt.
In Figur 6B ist der Betrag der intrinsischen Doppelbrechung in Abhängigkeit des Azimutwinkels α für den Öffnungswinkels θ = 35° für eine (HO)-Linse dargestellt. Die zweizählige Azimutalsymmetrie ist offensichtlich.
Figur 6C zeigt die Doppelbrechungsverteilung Δn(θ, α) für einzelne Strahlrichtungen im (θ, α)-Winkelraum für eine (110)-Linse in der bereits mit Fig. 4C eingeführten Darstellung. Sowohl die Richtungen als auch die Längen der Linien zeigen die Zweizählig- keit der Verteilung. Die Linie mit maximaler Länge und damit die maximale Doppelbrechung ergibt sich für den Öffhungswinkel θ = 0°.
Figur 6D zeigt nun die Doppelbrechungsverteilung Δn(θ, α), die sich ergibt, wenn zwei benachbarte planparallele (HO)-Linsen gleicher Dicke um 90° gedreht angeordnet werden.
Die resulierende Doppelbrechungsverteilung Δn(θ, α) weist nun eine vierzählige Azi- mutalsymmetrie auf. Maximale Doppelbrechungswerte treten bei den Azimutwinkeln α = 45°, 135°, 225° und 315° auf, wobei der Wert der Doppelbrechung für den Öffnungswinkel θ = 40° 2.6nm/cm beträgt.
Figur 6E zeigt nun die Doppelbrechungsverteilung Δn(θ, α), die sich ergibt, wenn die zwei planparallelen (110)-Linsen gleicher Dicke der Figur 6C mit zwei weiteren planparallelen (HO)-Linsen gleicher Dicke kombiniert werden. Der Drehwinkel zwischen je zwei der (HO)-Linsen beträgt 45°. Die resultierende Doppelbrechungsverteilung Δn(θ, α) ist unabhängig vom Azimutwinkel α. Die längeren Hauptachsen der Schnittellipsen verlaufen jedoch im Gegensatz zu Figur 4C radial, also ähnlich der Verteilung von Figur 5C. Die resultierenden optischen Wegunterschiede zweier zueinander orthogonaler Polarisationszustände erhält man, indem man die Doppelbrechungswerte mit den physikalischen Weglängen der Strahlen innerhalb der (HO)-Linsen multipliziert. Ebenfalls rotationssymmetrische Doppelbrechungsverteilungen erhält man, wenn man 4-n planparallele (HO)-Linsen gleicher Dicke derart anordnet, daß für die Drehwinkel ß
45° zwischen je zwei Linsen gilt: ß = + m • 90° + 5° , n
wobei 4-n die Anzahl der planparallelen (lOO)-Linsen angibt und m eine ganze Zahl ist. Eine nahezu rotationssymmetrische Verteilung der optischen Wegunterschiede für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände ergibt sich auch für beliebige Linsen, wenn alle Strahlen eines Strahlbüschels in den Linsen jeweils ähnlich große Winkel aufweisen und ähnlich große Weglängen innerhalb der Linsen zurücklegen. Die Linsen sollten deshalb so zu Gruppen zusammengefaßt werden, daß die Strahlen die zuvor angegebene Bedingung so gut wie möglich erfüllen.
In Figur 6F ist der Betrag der intrinsischen Doppelbrechung in Abhängigkeit des Öff- nungswinkels θ für den Azimutwinkel α =0° für die vier benachbarten planparallelen (HO)-Linsen gleicher Dicke der Figur 6E dargestellt. Der Wert für die intrinsische Doppelbrechung bei dem Öffhungswinkels θ = 41° beträgt l.Onm/cm und ist somit um 84% zu dem Maximalwert von 6.5nm/cm in Figur 5A reduziert.
In Figur 6G ist der Betrag der intrinsischen Doppelbrechung in Abhängigkeit des Azimutwinkels α für den Öffnungswinkels θ = 41° für die vier benachbarten planparallelen (HO)-Linsen gleicher Dicke der Figur 6E dargestellt. Die intrinsische Doppelbrechung ist unabhängig vom Azimutwinkel α.
Kombiniert man nun innerhalb eines Projektionsobjektives Gruppen mit (Ι lθ)-Linsen und Gruppen mit (lOO)-Linsen, so kann die von diesen Linsen eingebrachten optischen Wegunterschiede für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände weitgehend kompensiert werden. Dazu ist es erforderlich, daß zunächst innerhalb dieser Gruppen durch Drehung der Linsen eine nahezu rotationssymmetrische Verteilung der optischen Wegunterschiede erzielt wird und sich dann durch Kombination einer Gruppe mit (HO)-Linsen und einer Gruppe mit (lOO)-Linsen die beiden Verteilungen der optischen Wegunterschiede kompensieren. Dazu nutzt man aus, daß die Orientierungen der längeren Hauptachsen der Schnittellipsen für die Doppelbrechungsverteilung einer Gruppe mit gedrehten (HO)-Linsen senkrecht auf den Orientierungen der längeren Hauptachsen der Schnittellipsen für die Doppelbrechungsverteilung einer Gruppe mit gedrehten (lOO)-Linsen steht, wie dies den Figuren 4D und 6E zu entnehmen ist. Entscheidend ist dabei, daß zum einen von den einzelnen Gruppen eine nahezu rotations-
symmetrische Verteilung der optischen Wegunterschiede erzeugt wird und zum anderen die Summe der Beiträge der Gruppen mit (110)-Linsen dem Betrage nach nahezu gleich groß ist zur Summe der Beiträge der Gruppen mit (lOO)-Linsen.
In Figur 7 ist der Linsenschnitt eines refraktiven Projektionsobjektivs 611 für die Wellenlänge 157nm dargestellt. Die optischen Daten für dieses Objektiv sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Das Ausführungsbeispiel ist der Patentanmeldung PCT/EP00/13148 der Anmelderin entnommen und entspricht dort Figur 7 beziehungsweise Tabelle 6. Zur näheren Beschreibung der Funktionsweise des Objektivs wird auf die Patentanmeldung PCT/EP00/13148 verwiesen. Alle Linsen dieses Objektivs bestehen aus Kalzium- Fluorid-Kristall. Die bildseitige numerische Apertur des Objektivs beträgt 0.9. Die Abbildungsleistung dieses Objektivs ist so gut korrigiert, daß die Abweichung von der Wellenfront einer idealen Kugelwelle kleiner 1.8mλ bezogen auf die Wellenlänge von 157nm ist. Gerade bei diesen Hochleistungobjektiven ist es erforderlich, daß störende Einflüsse wie die der intrinsischen Doppelbrechung so weit wie möglich reduziert werden.
Für das Ausführungsbeispiel der Figur 6 wurden die Öffhungswinkel θ und Strahlwege RL des äußersten Aperturstrahls 609 für die einzelnen Linsen L601 bis L630 berech- net. Der äußerste Aperturstrahl 609 geht dabei von dem Objektpunkt mit den Koordinaten x = 0mm und y = 0mm aus und weist in der Bildebene einen Winkel bezüglich der optischen Achse auf, welcher der bildseitigen numerischen Apertur entspricht. Der äußerste Aperturstrahl 609 wird deshalb herangezogen, da sich für ihn nahezu die maximalen Öffhungswinkel innerhalb der Linsen ergeben.
Tabelle 2 Neben den Offhungswinkem θ und den Weglängen RLL für den äußersten Aperturstrahl sind in Tabelle 2 die optischen Wegunterschiede für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisatoinszustände für verschiedene Linsenorientierungen zusammengestellt. Die optischen Wegunterschiede sind für (l ll)-Linsen, (lOO)-Linsen und (HO)-Linsen zu-
sammengestellt, wobei der Azimutwinkel α des äußersten Randstrahl innerhalb der Linsen für eine (lll)-Linse 0° und 60°, für eine (lOO)-Linse 0° und 45° und für eine (HO)-Linse 0°, 45°, 90° und 135° beträgt.
Tabelle 2 ist zu entnehmen, daß die Öffhungswinkel θ für die Linsen L608, L617, L618, L619, L627, L628, L629 und L630 größer als 25°, für die Linsen L618, L627, L628, L629 und L630 sogar größer als 30° sind. Besonders betroffen von hohen Öffnungswinkeln sind die der Bildebene am nächsten gelegenen Linsen L627 bis L630.
Durch das Design des Projektionsobjektives wurde erreicht, daß der maximale Öffnungswinkel aller Lichtstrahlen kleiner 45° ist. Der maximale Öffhungswinkel für den äußersten Aperturstrahl beträgt 39.4° bei der Linse L628. Hilfreich war der Einsatz von zwei dicken Planlinsen L629 und L630 unmittelbar vor der Bildebene.
Der Durchmesser der Blende, welche sich zwischen den Linsen L621 und L622 befindet, beträgt 270mm. Der Durchmesser der Linse L618 beträgt 207mm und die Durchmesser der Linsen L627 bis L630 sind alle kleiner 190mm. Somit sind die Durchmesser dieser Linsen, welche hohe Öffhungswinkel aufweisen, kleiner als 80% des Blendendurchmessers.
Tabelle 2 ist zu entnehmen, daß es für einzelne Linsen mit großen Öffnungswinkeln günstig ist, diese in (lOO)-Richtung zu orientieren, da die Doppelbrechungswerte insgesamt niedriger sind. Dies liegt daran, daß bei (lOO)-Linsen der Einfluß der <110>- Kristallrichtungen erst bei größeren Winkeln zu spüren ist wie bei (lll)-Linsen. Bei- spielsweise bei den Linsen L608, L609 und L617 sind die optischen Wegunterschiede um mehr als 30% niedriger.
Anhand der beiden planparallelen Linsen L629 und L630 läßt sich gut zeigen, wie durch gegenseitige Drehung der Linsen die Doppelbrechung deutlich reduziert werden kann. Beide Linsen weisen gleiche Öffhungswinkel für den äußersten Aperturstrahl von 35.3° und ähnliche Strahlwege von 27.3mm, beziehungsweise 26.0mm auf. Würden beide Linsen als (lOO)-Linsen gleich orientiert eingebaut werden, so würde sich ein op-
tischer Wegunterschied von 30.7nm ergeben. Verdreht man die beiden (lOO)-Linsen jedoch gegenseitig um 45°, so reduziert sich der optische Wegunterschied auf 20.9nm, also um 32%. Würden beide Linsen als (lll)-Linsen gleich orientiert eingebaut werden, so würde sich ein Optischer Wegunterschied von 34.6nm ergeben. Verdreht man die beiden (lll)-Linsen jedoch gegenseitig um 60°, so reduziert sich der optische Wegunterschied auf 13.6nm, also um 61%.
Eine nahezu vollständige Kompensation der optischen Wegdifferenzen für zwei aufeinander orthogonale lineare Polarisationszustände auf Grund der intrinsischen Doppelbre- chung, die durch die Linsen L629 und L630 hervorgerufen wird, kann erreicht werden, wenn die Linse L629 in die Linsen L6291 und L6292 und die Linse L630 in die Linsen L6301 und L6302 aufgespalten wird, wobei die Linse L6291 eine (lOO)-Linse der Dicke 9.15mm, die Linse L6292 eine (l ll)-Linse der Dicke 13.11mm, die Linse L6301 eine (lOO)-Linse der Dicke 8.33mm und die Linse L6302 eine (lll)-Linse der Dicke 12.9mm ist. Die Linse L6291 und L6301 werden gegeneinander um 45°, die Linsen L6292 und L6302 um 60° gedreht. Der resultierende maximale optische Wegunterschied beträgt in diesem Fall dann 0.2nm. Die Linsen L6291 und L6292, ebenso wie die Linsen L6301 und L6302 können optisch nahtlos, beispielsweise durch Ansprengen, gefügt werden. Dieses Prinzip ist auch anwendbar, wenn das Projektionsobjektiv nur eine Kristall-Linse enthält. Diese wird dann mindestens in zwei Linsen zerlegt, die zueinander gedreht angeordnet werden. Das Zusammenfügen ist durch Ansprengen möglich. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, zunächst einzelne Platten der gewünschten Kristallorientierung optisch nahtlos zu verbinden und in einem weiteren Verfahrensschritt die Linse aus den aneinandergefügten Platten zu fertigen.
Eine weitere Möglichkeit, den störenden Einfluß der intrinsischen Doppelbrechung durch die Linsen L629 und L630 zu reduzieren, besteht darin, die Linse L629 in die Linsen L6293 und L6294 sowie die Linse L630 in die Linsen L6303 und L6304 aufgespalten werden, wobei die Linse L6293 dann eine (HO)-Linse der Dicke 11.13mm, die Linse L6294 eine (HO)-Linse der Dicke 11.13mm, die Linse L6303 eine (110)- Linse der Dicke 10.62mm und die Linse L6304 eine (HO)-Linse der Dicke 10.62mm ist. Die Linsen L6293 und L6294, sowie die Linsen L6303 und L6304 werden jeweils
gegeneinander um 90° gedreht, wobei der Drehwinkel zwischen der Linse L6293 und L6303 45° beträgt. Der resultierende maximale optische Wegunterschied beträgt in diesem Fall 4.2nm. Die Linsen L6293 und L6294, ebenso wie die Linsen L6303 und L6304 können als Linsenteile optisch nahtlos, beispielsweise durch Ansprengen, gefügt werden.
Nahezu vollständig gelingt eine Kompensation der optischen Wegdifferenzen für zwei aufeinander orthogonale lineare Polarisationszustände, welche durch die hoch belasteten Linsen L629 und L630 hervorgerufen wird, wenn jede Linse in drei Linsenteile L6295, L6296 und L6297 bzw. L6305, L6306 und L6307 aufgespalten wird, wobei die Linse L6295 dann eine (lOO)-Linse der Dicke 4.45mm, die Linsen L6296 und L6297 (110)- Linsen der Dicke 8.90mm, die Linse L6305 eine (lOO)-Linse der Dicke 4.25mm und die Linsen L6306 und L6307 (HO)-Linsen der Dicke 8.49mm sind. Die Linsen L6294 und L6304 werden gegeneinander um 45°, je zwei der Linsen L6295, L6297, L6306 und L6307 um 45° gedreht. In dieser Kombination verringert sich der resultierende maximale optische Wegunterschied auf unter 0,1 nm. Die Linsen L6295 bis L6297, ebenso wie die Linsen L6305 bis L6307 können als Linsenteile optisch nahtlos, beispielsweise durch Ansprengen, gefügt werden.
Eine weitere Möglichkeit, den störenden Einfluß der intrinsischen Doppelbrechung durch die Linsen L629 und L630 zu reduzieren, besteht darin, zwei (HO)-Linsen mit einer (lOO)-Linse zu kombinieren. Die beiden (HO)-Linsen sind dabei um 90° gegeneinander verdreht einzubauen, während der Drehwinkel zwischen der (lOO)-Linse und den (HO)-Linsen 45o+m-90° beträgt, wobei m eine ganze Zahl ist. Dazu werden die Linse L629 in die Linsen L6298 und L6299 sowie die Linse L630 in die Linsen L6308 und L6309 aufgespalten, wobei die Linse L6298 dann eine (HO)-Linse der Dicke 17.40mm, die Linse L6299 eine (HO)-Linse der Dicke 4.87mm, die Linse L6308 eine (HO)-Linse der Dicke 12.53mm und die Linse L6309 eine (lOO)-Linse der Dicke 8.70mm ist. Der resultierende maximale optische Wegunterschied liegt bei 3,1 nm. Die Linsen L6298 und L6299, ebenso wie die Linsen L6308 und L6309 können als Linsenteile optisch nahtlos, beispielsweise durch Ansprengen, gefügt werden.
In Figur 8 ist der Linsenschnitt eines katadioptrischen Projektionsobjektivs 711 für die Wellenlänge 157nm dargestellt. Die optischen Daten für dieses Objektiv sind in Tabelle 3 zusammengestellt. Das Ausführungsbeispiel ist der Patentanmeldung PCT/EP00/13148 der Anmelderin entnommen und entspricht dort Figur 9 beziehungs- weise Tabelle 8. Zur näheren Beschreibung der Funktionsweise des Objektivs wird auf die Patentanmeldung PCT/EP00/13148 verwiesen. Alle Linsen dieses Objektivs bestehen aus Kalzium-Fluorid-Kristall. Die bildseitige numerische Apertur des Objektivs beträgt 0.8.
Für das Ausführungsbeispiel der Figur 8 wurden die Öffhungswinkel θ und Strahlwege RLL des oberen äußersten Aperturstrahls 713 und des unteren äußersten Aperturstrahls 715 für die einzelnen Linsen L801 bis L817 berechnet. Die äußersten Aperturstrahlen 713 und 715 gehen dabei von dem Objektpunkt mit den Koordinaten x = 0mm und y = - 82.15mm aus und weisen in der Bildebene Winkel bezüglich der optischen Achse auf, welche der bildseitigen numerischen Apertur entsprechen. Der obere und der untere äußerste Aperturstrahl wurden berechnet, da es sich um ein achsfernes Objektfeld handelt und somit die Aperturstrahlen nicht symmetrisch zur optischen Achse verlaufen, wie dies für den äußersten Aperturstrahl des Ausführungsbeispiels der Figur 7 der Fall war.
In Tabelle 4 sind die Daten für den oberen äußersten Aperturstrahl und in Tabelle 5 für den unteren äußersten Aperturstrahl zusammengestellt. Neben den Öffhungswinkeln θ und den Weglängen RLL für den äußersten Aperturstrahl sind in Tabelle 4 und Tabelle 5 die optischen Wegunterschiede für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisatoins- zustände für verschiedene Linsenorientierungen zusammengestellt; und zwar für (111)- Linsen, (lOO)-Linsen und (HO)-Linsen, wobei der Azimutwi kel αL des äußersten Randstrahl innerhalb der Linsen für eine (111)-Linse 0° und 60°, für eine (lOO)-Linse 0° und 45° und für eine (110)-Linse 0°, 45°, 90° und 135° beträgt.
8*
CD
CD
CD
Tabelle 4 und Tabelle 5 ist zu entnehmen, daß die Öffnungswinkel θ für die Linsen L815 bis L817 größer als 25° sind. Auch in diesem Ausführungsbeispiel weisen die der Bildebene am nächsten gelegenen Linsen L815 bis L817 große Öffhungswinkel auf. Durch das Design der Linsen L815 bis L817 wurde erreicht, daß der maximale Öff-
nungswinkel kleiner gleich = 30.9° ist. Der maximale
Öffnungswinkel für den äußersten Aperturstrahl beträgt 30.8° für die Linse L817.
Der Durchmesser der Blende, welche sich zwischen den Linsen L811 und L812 befindet, beträgt 193mm. Die Durchmesser der Linsen L815 bis L817 sind alle kleiner als 162mm. Somit sind die Durchmesser dieser Linsen, welche hohe Öffnungswinkel aufweisen, kleiner als 85% des Blendendurchmessers.
Tabelle 4 und Tabelle 5 ist zu entnehmen, daß es für Linsen mit großen Öfnnungswin- keln günstig ist, diese in (lOO)-Richtung zu orientieren, da die Doppelbrechungswerte insgesamt niedriger sind. Beispielsweise bei den Linsen L815 bis L817 sind die optischen Wegunterschiede um mehr als 20% niedriger.
Anhand des Ausführungsbeispiels der Figur 8 soll im folgenden gezeigt werden, wie durch den parallelen Einsatz von Gruppen mit gegeneinander verdrehten (lOO)-Linsen und Gruppen mit gegeneinander verdrehten (lll)-Linsen die intrinsische Doppelbrechung weitgehend kompensiert werden kann.
Zunächst werden alle Kalzium-Fluorid in (ll l)-Orientierung ohne gegenseitiges Verdrehen der (l l l)-Linsen eingebaut. In diesem Fall ergibt sich ein maximaler optischer Wegunterschied für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände von 136nm. Durch Drehen der (lll)-Linsen kann der maximale optische Wegunterschied auf ca. 38nm reduziert werden. Dazu werden die Linsen L801 und L804 zu einer Gruppe und die Linsen L802 und L803 zu einer weiteren Gruppe zusammengefaßt, wobei der Drehwinkel zwischen den Linsen jeweils 60° beträgt. Zu je einer Dreier-Gruppe werden die Linsen L808, L809 und L810, sowie die Linsen L815, L816 und L817 zusammengefaßt, wobei der Drehwinkel zwischen je zwei dieser Linsen 40° beträgt. Die
Linsen L811, L812, L813 und L814 werden zu einer Vierer-Gruppe zusammengefaßt mit einem gegenseitigen Drehwinkel von 30°.
Werden alle Kalzium-Fluorid in (lOO)-Orientierung ohne gegenseitiges Verdrehen der (lOO)-Linsen eingebaut, so ergibt sich ein maximaler optischer Wegunterschied für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände von 90.6nm. Durch Drehen der (lOO)-Linsen kann der maximale optische Wegunterschied auf ca. 40nm reduziert werden. Dazu werden die Linsen L801 und L804 zu einer Gruppe und die Linsen L802 und L803 zu einer weiteren Gruppe zusammengefaßt, wobei der Drehwinkel zwischen den Linsen jeweils 45° beträgt. Zu je einer Dreier-Gruppe werden die Linsen L808, L809 und L810, sowie die Linsen L815, L816 und L817 zusammengefaßt, wobei der Dreh- winkel zwischen je zwei dieser Linsen 30° beträgt. Die Linsen L811, L812, L813 und L814 werden zu einer Vierer-Gruppe zusammengefaßt mit einem gegenseitigen Drehwinkel von 22.5°.
Eine maximalen optischen Wegunterschied für zwei zueinander orthogonale lineare Polarisationszustände von 7nm erhält man, wenn man nun Gruppen mit (lOO)-Linsen mit Gruppen mit (lll)-Linsen kombiniert. Dazu werden die Linsen L801 und L804 zu einer Gruppe von (ll l)-Linsen zusammengefaßt, wobei der Drehwinkel zwischen den Linsen 60° beträgt. Die Linsen L802 und L803 werden zu einer Gruppe von (100)- Linsen zusammengefaßt, wobei der Drehwinkel zwischen den Linsen 45° beträgt. Zu einer Dreier-Gruppe von (lOO)-Linsen werden die Linsen L808, L809 und L810 zusammengefaßt, wobei der Drehwinkel zwischen je zwei dieser Linsen 30° beträgt. Zu einer Dreier-Gruppe von (lll)-Linsen werden die Linsen L815, L816 und L817 zu- sammengefaßt, wobei der Drehwinkel zwischen je zwei dieser Linsen 40° beträgt. Die Linsen L811, L812, L813 und L814 werden zu einer Vierer-Gruppe von (lOO)-Linsen zusammengefaßt mit einem Drehwinkel von 22.5°. Die Linsenachsen der nicht zu einer Gruppe zusammengefaßten Linsen L805 und L807 sind in <111>-Kristallrichtung orientiert, während die Linsenachse der Linse L806 in <100>-Kristallrichtung orientiert ist. Die Gruppen können gegenseitig beliebig um die optische Achse verdreht angeordnet sein. Diese Drehfreiheitsgrade lassen sich zur Kompensation nicht rotationssymmet-
rischer Aberrationen ausnützen, die beispielsweise durch die Fassung der Linsen erzeugt werden.
Anhand des refraktiven Objektivs 611 soll im folgenden gezeigt werden, wie durch Be- legung eines optischen Elements mit einer Kompensations-Beschichtung 613 der störende Einfluß von Doppelbrechungseffekten deutlich reduziert werden kann. Es sollen hierzu nur die Doppelbrechungs-Beiträge der beiden Linsen L629 und L630 betrachtet werden, die aus Kalzium-Fluorid bestehen und damit intrinsische Doppelbrechung zeigen. Die beiden Linsen haben in diesem Ausführungsbeispiel eine (l l l)-Orientierung und sind um 60° gegeneinander verdreht. Damit erreicht man eine nahezu rotationssymmetrische Verteilung der optischen Wegunterschiede ΔOPL. Für einen äußersten Aperturstrahl beträgt der maximale optische Wegunterschied ΔOPL zwischen 13.6nm und 14.6 nm, je nach Azimutwinkel αR. Nun wird auf der der Bildebene O' zugewandten optischen Fläche der Linse L630 die in Tabelle 6 beschriebene Kompensations- Beschichtung 613 aufgebracht. Die Kompensations-Beschichtung 613 besteht aus 15 einzelnen Schichten aus den Materialien Magnesium-Fluorid (MgF2) und Lanthan- Fluorid (LaF3). n und k in Tabelle 6 geben Real- und Imaginärteil des Brechungsindex an. Die Schichtdicken sind homogen und weisen keinen lateralen Dickenverlauf auf. Die Aufdampfwinkel während der Beschichtung stehen senkrecht zur optischen Fläche der Linse L630. Mit der Kompensations-Beschichtung beträgt der resultierende optische Wegunterschied 1.1 nm und ist somit deutlich reduziert im Vergleich zum Objektiv ohne Kompensations-Beschichtung.
Tabelle 6
Eine analoge Vorgehensweise ist auch möglich, wenn statt der beiden letzten Linsen das gesamte Objektiv betrachtet wird. Anstatt die Doppelbrechung mit nur einem optischen Element mit einer Kompensations-Beschichtung zu kompensieren kann man auch mehrere optische Elemente mit Kompensations-Beschichtungen belegen.
Das Verfahren kann auch angewendet werden, um Doppelbrechung in einem Gesamtsystem zu kompensieren, wobei die Ursachen dieser Doppelbrechung Spannungsdop-
pelbrechung, intrinsische Doppelbrechung und Doppelbrechung durch die übrigen Schichten sein können.
Nach der Endjustage eines Systems wird die Verteilung der optischen Wegunterschiede ΔOPL für ein oder mehrere Strahlenbüschel in der Bildebene bestimmt. Mittels eines Programms zur Optimierung von Schichten wird dann die notwendige Kompensationsschicht berechnet und zum Beispiel auf der der Bildebene am nächsten gelegenen Systemfläche aufgebracht. Es ist günstig, wenn das der Bildebene am nächsten gelegene optische Element austauschbar ist. So lassen sich auch Doppelbrechungs-Effekte, die erst mit dem Betrieb des Objektivs entstehen, korrigieren.
Um Doppelbrechung von Kristallen im UN zu kompensieren, kann man, wie oben beschrieben, Kristall-Elemente mit verschiedenen Orientierungen der Kristallachsen hintereinander anordnen. Wenn man in einem optischen System Linsen mit verschiedenen Kristallrichtungen hintereinander anordnet, hat man das Problem, daß vielfach Linsen mit verschiedenen Winkeln durchstrahlt werden, die Kompensation dann möglicherweise nur eingeschränkt möglich ist. Bei Optiken, die nur eine Kristalllinse enthalten, ist diese Art der Kompensation überhaupt nicht möglich.
Ein Lösungsmöglichkeit ist es, eine Linse konstruktiv in zwei aufzuspalten, die verdreht gegeneinander anzusprengen sind. Praktisch leidet dieses Verfahren an Spannungen, die die Passe verformen und daran, daß die beiden Hälften lateral mit einer Genauigkeit von Mikrometern positioniert werden müssen.
Vorgeschlagen wird, Blanks aus aneinander angesprengten, hinsichtlich der Orientierung der Kristallachsen gegeneinander verdrehten Einzelplatten herzustellen, die dann zu einer Linse gefräst und poliert werden. Alles obengesagte über die Orientierung gilt auch hierfür.
Außer dem klassischen Ansprengen (wringing) der Optik-Fertigung sind auch alle anderen Fügetechniken mit innigem Kontakt und geringstmöglichem Spannungseintrag möglich und von der Erfindung umfaßt. Das Ansprengen kann insbesondere durch Schichten, z. B. aus Quarzglas, unterstützt werden. Wichtig ist, daß an der Fügestelle keine Brechung oder Reflexion auftritt, die störend wäre.
Die Auswahl der Orientierungen erfolgt nach den oben beschriebenen Regeln.
Als Ausführungsbeispiele werden Blanks angegeben, aus denen sich beispielsweise die Linse L816 für das Projektionsobjektiv der Figur 8 fertigen läßt. Die Linse L816 weist eine konvexe asphärische Vorderfläche mit dem Scheitelradius 342.13mm und eine konkave sphärische Rückfläche mit dem Scheitelradius 449.26mm auf. Die axiale Dicke beträgt 37.3mm. Das Linsenmaterial ist Kalzium-Fluorid. Der Linsendurchmesser beträgt 141mm. Das Blank, aus dem die Linse herausgearbeitet werden soll, benötigt mindestens eine Gesamtdicke von 45mm und einen Durchmesser von 150mm. Das Blank kann dabei aus zwei gegeneinander um 45° gedrehten (lOO)-Platten der Dicke 9.0mm und zwei gegeneinander um 60° gedrehten (l ll)-Platten der Dicke 13.5mm bestehen, die optisch nahtlos gefügt sind. Die (lOO)-Platten und die (lll)-Platten sollten dabei jeweils benachbart angeordnet sein.
In einer weiteren Ausführungsform werden sechs jeweils gegeneinander um 45° gedreh- te (lOO)-Platten der Dicke 3.0mm und sechs jeweils gegeneinander um 60° gedrehte (l l l)-Platten der Dicke 4.5 optisch nahtlos gefügt, wobei jeweils nach zwei (100)- Platten zwei (111)-Platten folgen.
In einer weiteren Ausführungsform werden vier jeweils gegeneinander um 45° gedrehte (HO)-Platten der Dicke 9.0mm und zwei gegeneinander um 45° gedrehte (lOO)-Platten der Dicke 4.5 optisch nahtlos gefügt, wobei die zwei (lOO)-Platten auf die vier (110)- Platten folgen.
In einer weiteren Ausführungsform werden acht jeweils gegeneinander um 45° gedrehte (HO)-Platten der Dicke 4.5mm und vier gegeneinander um 45° gedrehte (lOO)-Platten der Dicke 2.25 optisch nahtlos gefügt, wobei nach vier (110)-Platten jeweils zwei (100)- Platten folgen.
Anhand von Figur 9 wird der prinzipielle Aufbau einer Mikrolithographie- Projektionsbelichtungsanlage beschrieben. Die Projektionsbelichtungsanlage 81 weist eine Beleuchtungseinrichtung 83 und Projektionsobjektiv 85 auf. Das Projektionsobjektiv 85 umfaßt eine Linsenanordnung 819 mit einer Aperturblende AP, wobei durch die
Linsenanordnung 89 eine optische Achse 87 definiert wird. Ausführungsbeispiele für die Linsenanordnung 89 sind in Figur 6 und Figur 7 gegeben. Zwischen der Beleuchtungseinrichtung 83 und dem Projektionsobjektiv 85 ist eine Maske 89 angeordnet, die mittels eines Maskenhalters 811 im Strahlengang gehalten wird. Solche in der Mikroli- thographie verwendeten Masken 89 weisen eine Mikrometer-Nanometer Struktur auf, die mittels des Projektionsobjektives 85 beispielsweise um den Faktor 4 oder 5 verkleinert auf eine Bildebene 813 abgebildet wird. In der Bildebene 813 wird ein durch einen Substrathalter 817 positioniertes lichtempfindliches Substrat 815, beziehungsweise ein Wafer, gehalten.
Die noch auflösbaren minimalen Strukturen hängen von der Wellenlänge λ des für die Beleuchtung verwendeten Lichtes sowie von der bildseitigen numerischen Apertur des Projektionsobjektives 85 ab, wobei die maximal erreichbare Auflösung der Projektionsbelichtungsanlage 81 mit abnehmender Wellenlänge λ der Beleuchtungseinrichtung 83 und mit zunehmender bildseitiger numerischer Apertur des Projektionsobjektives 85 steigt. Mit den in Figur 6 und Figur 7 gezeigten Ausführungsbeispielen lassen sich Auflösungen kleiner 150nm realisieren. Deshalb müssen auch Effekte wie die intrinsische Doppelbrechung minimiert werden. Durch die Erfindung ist es gelungen, den störenden Einfluß der intrinsichen Doppelbrechung gerade bei Projektionsobjektiven mit großen bildseitigen numerischen Aperturen stark zu reduzieren.
Anhand Fig. 10 wird der Einfluss der Anisotropie einer Kompensationsbeschichtung auf die durch die Beschichtung bewirkte Doppelbrechung erläutert. Dabei werden der Absolutbetrag und die Richtung der durch die Schicht be- wirkten Doppelbrechung durch den Phasenwinkel DPH der Phasenaufspaltung angegeben, also durch eine Differenz in der Wellenfront zwischen zwei zueinander orthogonalen, linearen Polarisationszuständen. Dieser Parameter ist geeignet, auch die Richtungsabhängigkeit der Doppelbrechung zu beschreiben. In Fig. 10 ist die Abhängigkeit des Phasenwinkels vom Einstrahlwinkel der Strah- lung angegeben, der dem Öffnungswinkel Θ der vorangegangenen Darstellungen entspricht. Gezeigt ist die Phasenaufspaltung, die durch ein auf einem ebenen Substrat angebrachtes anisotropes Interferenzschichtsystem (Magnesium-
fluorid-Lantanfluorid-Wechselschichtpaket) bewirkt wird, das unter einem Aufdampfwinkel von 40° aufgedampft wurde. Dieses wird mit einem isotropen Schichtsystem verglichen.
Die mit HOM gekennzeichneten Kurven in der Mitte geben die Messwerte für die in Tabelle 6 angegebene, isotrope Kompensationsbeschichtung 613 an, deren Schichtdicken homogen sind und keinen lateralen Dickenverlauf aufweisen. Wie erläutert, ist die effektive Doppelbrechung der Schicht, charakterisiert durch die Phasenaufspaltung, für den Öffnungswinkel Θ=0° annähernd Null. Für höhere Öffnungswinkel ergibt sich aufgrund des vergrößerten Strahlweges innerhalb der Schicht eine leichte Verschiebung der Phasenaufspaltung zu negativen Werten. Die durchgezogene Linie zeigt die ellipsometrischen Messwerte für Einstrahlungen in einer ersten, zur Beschichtungsoberfläche senkrechten Ebene, die hier als 0°-Ebene bezeichnet wird. Die gestrichelte Linie gibt die Werte für die dazu senkrechte 90°-Ebene an. Es zeigt sich, dass Betrag und Richtung der Phasenaufspaltung im wesentlichen unabhängig vom Azimutwinkel D sind. Es handelt sich somit um eine isotrope Beschichtung.
Bei der anisotropen Beschichtung (AN) ergibt sich dagegen eine ausgeprägte Richtungsabhängigkeit der Phasenaufspaltung vom Azimutwinkel D . Die Kurve AN 0° zeigt die Messwerte von Einstrahlrichtungen in der ersten Ebene, die dem Azimutwinkel 0° entspricht. Im Vergleich zur homogenen Beschichtung zeigt sich im wesentlichen der gleiche Winkelverlauf, jedoch ist der Betrag der Doppelbrechung deutlich höher, wobei auch beim Einstrahlwinkel 0° eine er- hebliche Phasenaufspaltung (ca. 10°) vorliegt. Im wesentlichen die gleichen Werte ergeben sich, wenn in der gleichen ersten Ebene von der in Bezug auf die optische Achse gegenüberliegenden Richtung eingestrahlt wird. Dies entspricht einer Drehung der Probe in bezug auf die Messvorrichtung um 180° (Kurve AN 180°).
Wird dagegen in einer zur ersten Ebenen senkrechten Ebene eingestrahlt (Kurve AN 90°), wobei also der Azimutwinkel um 90° verändert wird, so liegt zwar
dem Betrage nach die gleiche Phasenaufspaltung vor, jedoch mit negativem Phasenwinkel. Damit ist belegt, dass mit Hilfe einer anisotropen Beschichtung die Richtung der Phasenaufspaltung gesteuert werden kann, indem eine anisotrope Beschichtung mit einer bestimmten Vorzugsrichtung hergestellt wird, die dann in einer vorgegebenen Richtung relativ zu den elektrischen Feldvektoren der eintretenden Strahlung auszurichten ist.
Anhand Fig. 11 wird erläutert, dass bei anisotropen Beschichtungen auch das Ausmaß der Phasenaufspaltung, d.h. die Stärke der Doppelbrechung, gezielt gesteuert werden kann. Gezeigt sind Messwerte für die Phasenaufspaltung in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel Θ für unterschiedliche Beschichtungen. Die Karo-Symbole entsprechen dabei einem MgF2/LaF3-Wechselschichtpaket mit 8 Einzelschichten, die bei 150° C aufgedampft wurden. Die Quadratsymbole entsprechen einer bei gleicher Temperatur hergestellten Beschichtung mit 6 Einzelschichten dieser Materialien. Ein Vergleich der doppelbrechenden Wirkung dieser beiden Schichtsysteme zeigt, dass der Absolutbetrag der erzielbaren Phasenaufspaltung mit wachsender Anzahl der Schichten zunimmt.
Die Dreieckssymbole entsprechen einer Beschichtung mit 8 Schichten, die bei 250°, also deutlich höheren Temperaturen, beschichtet wurde. Im Vergleich zur entsprechenden δlagigen Schicht bei 150° C ergeben sich deutlich niedrigere Phasenaufspaltungen.
Diese Tendenzen (Nerstärkung der doppelbrechenden Wirkung mit steigender Schichtenzahl, Abschwächung der doppelbrechenden Wirkung mit steigender Herstelltemperatur) werden auch durch den Vergleich mit den anderen Schichtsystemen (Sechsschichter bei Raumtemperatur, Zweischichter bei 220° bzw. 150°) deutlich.
Auf Basis der beispielhaft dargestellten Abhängigkeiten ist es möglich, mit Hilfe anisotroper Beschichtungen polarisationswirksame optische Komponenten zu
schaffen, die über die beschichtete Fläche eine vorgebbare örtlich variierende Doppelbrechung im Bezug auf Betrag und Richtung haben. Anhand von Fig. 12 wird die Herstellung einer rotationssymmetrischen anisotropen Beschichtung einer Linse in einer Bedampfungsanlage mit Planetensystem erläutert. Das Pla- netensystem hat einen um eine Hauptrotationsachse 500 drehbaren (nicht gezeigten) Hauptträger, an dessen Umfang mehrere, um jeweilige Substratträgerachsen 501 drehbare Substratträger 502 angebracht sind. Jeder Substratträger trägt ein Substrat 503, das im Beispiel als Bikonvexlinse gestaltet ist. Im Bereich der Hauptrotationsachse ist eine Materialquelle 504 für Bedampfungsma- terial angeordnet, um beispielsweise Magnesiumfluorid und Lantanfluorid abwechselnd mit Hilfe eines Elektronenstrahls zu verdampfen und auf die der Materialquelle zugewandte Beschichtungsoberfläche 505 des Substrats aufzudampfen. Das durch gestrichelte Linien symbolisierte Beschichtungsmaterial trifft auf den jeweiligen Beschichtungsorten unter einem Aufdampfwinkel (Beschich- tungswinkel) 506 auf, der durch die Geometrie der Anlage und die Krümmung der Beschichtungsoberfläche bestimmt ist.
Um in dieser Anlage eine anisotrope Beschichtung 510 zu erzeugen, ist zwischen der Materialquelle 504 und dem Substrat ein Satz von Abschattungsblen- den 511 angeordnet, mit denen jeweils der der Materialquelle zugewandte Teil der Beschichtungsoberfläche vollständig gegen den Materialstrom abgeschattet werden kann, so dass nur der der Materialquelle abgewandte Teil der Beschichtungsoberfläche unter großen Aufdampfwinkel beschichtet wird.
Die schräge Aufdampfung bewirkt, dass das Schichtmaterial in einer durch schräge Striche symbolisierten, columnaren Struktur aufwächst. Die Neigungs- richtung wird dabei durch die Hauptaufdamprichtung bestimmt. Die Ausprägung dieser Morphologie kann durch die Beschichtungstemperatur beeinflusst werden, wobei die Anisotropie bei geringeren Beschichtungstemperaturen, bei- spielsweise zwischen Raumtemperatur und ca. 90°C, stärker ausgeprägt ist als bei höheren Beschichtungtemperaturen, beispielsweise von über 120°C, 150°C oder 200° C.
Es ist ersichtlich, dass auf diese Weise eine zur Rotationsachse 501 rotationssymmetrische, anisotrope Beschichtung erzeugt werden kann, bei der die Nor- zugsrichtung (Νeigungsrichrung der Beschichtungsmaterialsäulen) im wesentli- chen in Radialrichtung weist. Aufgrund der Krürnmung der Linsenfläche ergibt sich auch eine Variation des Aufdampfwinkels vom Zentrum zum Rand, wobei dieser im Beispiel von innen nach außen zunimmt, so dass die Anisotropie der Beschichtung am Rand stärker als in der Mitte ist. Bei konkaven Oberfläche wären die Verhältnisse umgekehrt. Es ist auch ersichtlich, dass durch Einstel- lung des Höhenabstandes zwischen Materialquelle 504 und der Beschichtungsoberfläche der Schwe unkt der Auftreffwinkelverteilung eingestellt werden kann, wobei geringere Nertikalabstände zu größeren Aufdampfwinkeln führen.
Anhand Fig. 13 wird erläutert, wie durch geeignete Gestaltung von Abschat- tungsblenden für jeden Beschichtungsort eine von der Radialposition des Be- schichtungsortes abhängige Beschichtungzeit gemäß einen vorgebbaren radialen Zeitprofil und ein gewünschtes Winkelspektrum der Wachstumsrichtungen der columnaren Strukturen vorgegeben werden kann. Die Abschaltungswirkung der Blenden ist dabei symbolisch durch Blenden 511', 511", 511'" dargestellt, die ein dahinter rotierendes Substrat 503', 503", 503'" bei dessen Rotation um die Rotationsachse 501 ', 501", 501 '" zeitwiese gegenüber dem durch Pfeilsymbole repräsentierten Materialstrom 520 der Materialquelle abschatten.
Fig. 13 (a) zeigt eine Abschattung mit einem über den gesamten Radius kon- stanten Abschattungwinkel, der in Umfangsrichtung der Rotation gemessen wird. Dies wird durch ein N-förmiges „Fenster" im Materialstrom erreicht. Diese Abschattung bewirkt, dass die Beschichtungszeit, d.h. die Zeit, die der umlaufende Beschichtungsort innerhalb des Materialstromes 520 liegt, für alle radialen Positionen im wesentlichen gleich ist. Bei ebenen Substratoberflächen würde dies zu einer in Radialrichtung weitgehend gleichmäßigen Struktur führen. Würde das Abschattungsfenster z.B. gemäß der gestrichelten Linien 515 nach außen erweitert, so ergibt sich ein radiales Zeitprofϊl, bei dem radial innen-
liegende Bereiche länger abgeschattet werden als radial außenliegende Bereiche. Dadurch kann gegebenenfalls ein Ausgleich von geometriebedingten Schichtdickenabnahmen zum Rand erreicht werden. Es ist jedoch auch möglich, rotationssymmetrische Schichten zu erzeugen, deren Schichtdicke von der Mitte zum Rand kontinuierlich zunimmt. Je schmaler der von der Abschattungsblende zugelassene Aufdampfrichtungsbereich ist, desto enger bzw. kleiner ist das Winkelspektrum der Wachstumsrichtungen der columnaren Strukturen. Ein engeres Winkelspektrum entspricht dabei in der Regel einer stärker ausgeprägten Anisotropie.
Das Rechteckfenster in Fig. 13 (b) bewirkt, dass die radial innenliegenden Bereiche über längere Zeitintervalle und unter stärker unterschiedlichen Richtungen bedampft werden als radial außenliegende Bereiche. Hierdurch können gegebenenfalls Schichten erzeugt werden, deren Schichtdicke von der Mitte zum Rand stärker abnimmt als eine allein durch die Oberflächenkrürnmung bedingte Dickenabnahme. Die Anisotropie wird dagegen am Rand stärker ausgeprägt sein als in der Mitte. Bei konkaven Beschichtungsflächen kann auf diese Weise gegebenenfalls eine homogene Schichtdicke zwischen Mitte und Rand erreicht werden.
Die Geometrie der Blenden 511 '" in Fig. 13 (c) bewirkt, dass ein zentraler Bereich 525 des Substrats 503'" ständig dem Materialstrom ausgesetzt bleibt und damit im wesentlichen isotrop beschichtet wird. Im übrigen Bereich ergibt sich ein radialer Verlauf mit in Radialrichtung sich ändernder Anisotropie und/oder Schichtdicke.
Durch eine geeignete Wahl der Orientierung des Aufdampfmaterialsromes in Bezug auf die Blenden ist die Ausrichtung der Hauptachse der Beschichtung einstellbar. Wird beispielsweise bei der Anordnung gemäß Fig. 13 (a) in einer um 90° versetzten Richtung (gestrichelter Pfeil) aufgedampft, resultieren co- lumnare Strukturen, die im wesentlichen tangential ausgerichtet sind.
Um ein Eindringen von Verunreinigungen, wie Kohlenwasserstoffen, Wasserdampf oder dergleichen, in die poröse Schichtstruktur zu erschweren oder zu vermeiden, kann eine als Diffusionsbarriere dienende, weitgehend porenfreie Schutzschicht aufgebracht werden, z.B. als äußerste Schicht der Beschichtung. Diese kann durch geeignete Schichtdicke optisch weitgehend neutral ausgebildet sein, beispielsweise als Halbwellenschicht.
Anhand Fig. 15 wird eine Verfahrensvariante erläutert, die es ermöglicht, polarisationsoptisch wirksame Komponenten (z.B. Retarder) mit einer nahezu frei wählbaren örtlichen Doppelbrechungsverteilung herzustellen. Dazu wird zunächst ein Substrat, beispielsweise eine planparallele Platte 550, mit einer polarisationsoptisch wirksamen Beschichtung 551 belegt, deren doppelbrechende Wirkung im wesentlichen homogen oder anisotrop sein kann. Die Beschichtung hat eine Nichtgleichgewichts-Schichtstruktur, die es erlaubt, durch gezielten lokalen Energieeintrag die Morphologie der Schicht und damit deren doppelbrechenden Eigenschaften im beaufschlagten Bereich zu ändern. Es kann sich, wie im Beispiel, um eine durch schräge Aufdampfung erzeugte, anisotrope Beschichtung 551 handeln. Nach Fertigstellung der Schicht 551 wird die Schicht lokal nach einer vorgegebenen Verteilung mit einer Energie beaufschlagt, die geeignet ist, die Morphologie und damit die Doppelbrechungseigenschaften des Schichtmateriales zu verändern. Im Beispiel wird hierzu eine energiereiche Strahlung 552, beispielsweise ein Ionenstrahl oder ein geeignet aufgeweiteter Laserstrahl, durch die Öffnung 553 einer Maske 554 hindurch auf die Beschichtung eingestrahlt. In dem durch die Form der Maskeöffnung 553 vorgegebenen Bereich 555 der Beschichtung wird hierdurch eine diffusionsunterstützte Veränderung der Morphologie induziert, bei der beispielsweise die kolumnaren Wachstumsstrukturen einer anisotropen Schicht koagulieren und eine Schicht größerer Dichte und geringerer Anisotropie bilden. Es können auch nacheinander mehrere Masken unterschiedlicher Öff ungsformen genutzt werden, um komplexere örtliche Doppelbrechungsverteilungen zu erzeugen. Auch maskenlose Verfahren sind möglich, beispielsweise durch „Schreiben" einer gewünschten Doppelbrechungsverteilungen mit Hilfe eines fokusierten energiereichen
Strahles, beispielsweise eines Laserstrahles. Auf diese Weise können nahezu beliebige örtliche Modulationen der durch eine Beschichtung bewirkten Phasenaufspaltung erzeugt werden. Die Bereich einheitlicher Phasenaufspaltung können sehr kleinräumig sein, beispielsweise wenige Millimeter groß.
Mit dem Verfahren können, vor allen Dingen unter Verwendung anisotroper Ausgangsschichten, Polarisationsmasken (d.h. Polarisatoren oder Verzögerungselemente mit einer ortsabhängigen Wirkung) für verschiedene Wellenlängenbereiche erzeugt werden. Ausgangsbeschichrungen für den sichtbaren Wel- lenlängebereich können beispielsweise durch „kalte Bedampfung" erzeugt werden, wobei dann die Morphologieänderung durch Bestrahlung mit energiereicherem Laserlicht, z.B aus dem UV-Bereich, erzeugt werden kann. Auch für Anwendungen im UV-Bereich, insbesondere bei Wellenlänge unterhalb ca. 260 nm, müssen die Ausgangsschichten gegen die Arbeitswellenlänge stabil sein. Hier ist es zweckmäßig, die Ausgangsbeschichtung bei höheren Beschich- tungstemperaturen, beispielsweise zwischen 100° und 152° zu erzeugen, wodurch thermisch stabilere Beschichtungen entstehen. Die Umformung der Morphologie muss mit entsprechend größeren Energieeinträgen durchgeführt werden, beispielsweise mit einem Infrarot-Laser, durch Ionenstrahlen, Elektonen- strahlen oder durch geeignete Heizstempel.
Die beschriebenen Verfahren sind auch geeignet, polarisierende Phasenschie- bemasken als polarisationsoptisch wirksame Komponenten herzustellen, insbesondere unter Verwendung mindestens einer anisotropen Beschichtung. Dabei können z.B. Bereiche in unmittelbarer Nähe abzubildender Strukturen, z.B. einer Linie, mit einer räumlich begrenzten anisotropen Beschichtung belegt werden, um günstige Retarderwirkung zu erzeugen. Aufbau und Funktionsweise polarisierender Phasenschiebemasken (polarized phase shift masks, P:PSM) sind z.B. in dem Artikel: „Polarized Phase Shift Mask: Concept, Design, and Potential Advantages to Photolithography Process and Physical Design" von R. Wang, W Grobmann, A. Reich und M. Thompson, Proc. SPIE Vol. 4562, Seiten 406 ff beschrieben, dessen Offenbarung durch Bezugnahme zum Inhalt die-
ser Beschreibung gemacht wird. Mit Hilfe solcher Masken kann ggf. das Problem des „phase conflict" vermindert oder behoben werden, so dass ggf. eine Einfachbelichtung für eine Abbildung ausreichender Qualität ausreichen kann.
M1587a TABELLE 1
BRECHZAHL 1/2
FREIER
LINSEN RADIEN DICKEN GLÄSER BEI 157.629nm
DURCHMESSER
0 0, .000000000 27. .171475840 N2 1.00031429 46, .200
0 .000000000 0, .602670797 N2 1.00031429 52 .673
L601 900, .198243311AS 15, .151284556 CaF2 1.55929035 53 .454
-235. .121108435 9. .531971079 N2 1.00031429 54, .049
L602 -167. .185917779 8. .294716452 CaF2 1.55929035 54, .178
-132 .673519510 14, .020355779 N2 1.00031429 54, .901
L603 -333, .194588652 9, .893809820 CaF2 1.55929035 53, .988
-155, .450516203 15, .930502944 N2 1.00031429 54, .132
L604 -73, .572316296 7. .641977580 CaF2 1.55929035 53. .748
-68 .248613899AS 2, .881720302 N2 1.00031429 55, .167
L605 -86, .993585564AS 5, .094651720 CaF2 1.55929035 52, .580
-238, .150965327 5. .379130780 N2 1.00031429 53, .729
L606 -165 .613920870 5, .094651720 CaF2 1.55929035 53, .730
153 .417884485 34, .150169591 N2 1.00031429 56, .762
L607 -92, .061009990 5. .094651720 CaF2 1.55929035 58, .081
8491, .086261873AS 19. .673523795 N2 1.00031429 74, .689
L608 -407 .131300451 30, .380807138 CaF2 1.55929035 87, .291
-140 .620317156 0, .761662684 N2 1.00031429 91, .858
L609 -4831, .804853654AS 50, .269660218 CaF2 1.55929035 117, .436
-192 .197373609 1 .688916911 N2 1.00031429 121, .408
L610 -367 .718684892 21, .227715500 CaF2 1.55929035 127, .704
-233, .628547894 2, .224071019 N2 1.00031429 129, .305
L611 709, .585855080 28, .736922725 CaF2 1.55929035 137. .016
1238 .859445357 9, .120684720 N2 1.00031429 137, .428
L612 1205 .457051945 49, .281218258 CaF2 1.55929035 138, .288
-285, .321880705 1. .625271224 N2 1.00031429 138. .379
1,613 137. .549591710 56. .718543740 CaF2 1.55929035 108. .652
-4380 .301012978AS 0, .623523902 N2 1.00031429 106, .138
L614 2663, .880214408 6, .792868960 CaF2 1.55929035 103. .602
149, .184979730 15. .779049257 N2 1.00031429 84. .589
L615 281, .093108064 6, .792868960 CaF2 1.55929035 83, .373
184, .030288413 32, .341552355 N2 1.00031429 77, .968
L616 -222, .157416308 5, .094651720 CaF2 1.55929035 77. .463
101, .254238115AS 56. .792834221 N2 1.00031429 71. .826
L617 -106, .980638018 5, .094651720 CaF2 1.55929035 72, .237
1612, .305471130 20, .581065398 N2 1.00031429 89, .760
L618 -415, .596135628 26, .398111993 CaF2 1.55929035 96, .803
-204 .680044631 0, .713343960 N2 1.00031429 103, .409
L619 -646, .696622394 25, .867340760 CaF2 1.55929035 116, .636
-231, .917626896 0, .766268682 N2 1.00031429 118. .569
L620 -790, .657607677 23, .400482872 CaF2 1.55929035 128. .806
-294 .872053725 0, .721402031 N2 1.00031429 130, .074
L621 786 .625567756 40, .932308205 CaF2 1.55929035 141, .705
-431, .247283013 12, .736629300 N2 1.00031429 142. .089
0, .000000000 -8, .491086200 N2 1.00031429 134, .586
L622 295 .022653593AS 20, .185109438 CaF2 1.55929035 139. .341
449, .912291916 0, .619840486 N2 1.00031429 137. .916
L623 358, .934076212 48. .662890509 CaF2 1.55929035 136. .936
-622 .662988878 30, .955714157 N2 1.00031429 135. .288
L624 -224 .404889753 12, .736629300 CaF2 1.55929035 134. .760
-251, .154571510AS 16, .079850229 N2 1.00031429 134. .853
L625 -193. •582989843AS 16. .510083506 CaF2 1.55929035 134. ,101
-198, .077570749 0, .880353872 N2 1.00031429 136. .109
L626 206, .241795157 19. .927993542 CaF2 1.55929035 101. .240
338. .140581666 0. .925956949 N2 1.00031429 97. ,594
L627 111, .017549581 24. .580089962 CaF2 1.55929035 85. .023
169, .576109839 0. .777849447 N2 1.00031429 81. .164
L628 7..982165264 31..161065630 CaF2 1..55929035 75, .464
1 .219058213AS 6, .934980174 N2 1, .00031429 69 .501 L629 0, .000000000 22, .260797322 CaF2 1. .55929035 63, .637
0, .000000000 4, .245543100 N2 1. .00031429 48, .606 L630 0, .000000000 21, .227715500 CaF2 1. .55929035 41. .032
0, .000000000 8. .491086200 N2 1. .00031429 26, .698
0. .000000000 0. .000000000 1. .00000000 11. .550
Wellenlänge und Brechzahl sind gegenüber Vakuum angegeben.
ASPHAERISCHE KONSTANTEN
Asph re der Linse L601
K 0, .0000
Cl 1, .28594437e-007
C2 8, .50731836e-013
C3 1. .16375620e-016
C4 2 .28674275e-019
C5 -1, .23202729e-022
C6 3. .32056239e-026
C7 -4, .28323389e-030
C8 0, .00000000e+000
C9 0, .00000000e+000
Asphäre der Linse L604
K -1, .3312
Cl -4. .03355456e-007
C2 2, .25776586e-011
C3 -2, .19259878e-014
C4 4, .32573397e-018
C5 -7. .92477159e-022
C6 7. .57618874e-026
C7 -7. ,14962797e-030
C8 0. .00000000e+000
C9 0. .O0000000e+O00
Asphäre der Linse L605
K -1, .1417
Cl 1. .33637337e-007
C2 1. ,56787758e-011
C3 -1. .64362484e-014
C4 3. .59793786e-018
C5 -5. ,11312568e-022
C6 1. .70636633e-026
C7 1. .82384731e-030
C8 0. .00000000e+000
C9 0. .00000000e+000
Asphäre der Linse L607
K 0.0000 Cl 1.34745120e-007 C2 -2.19807543e-011
C3 1.20275881e-015
C4 4.39597377e-020
C5 -2.37132819e-023
CS 2.87510939e-027 C7 -1.42065162e-031
C8 0.00000000e+000
C9 0.00000000e+000 Asphäre der Linse L609 K 0.0000
Cl 6.85760526e-009
C2 -4.84524868e-013
C3 -6.28751350e-018
C4 -3.72607209e-022 C5 3.25276841e-026
C6 -4.05509974e-033
C7 -3.98843079e-035
C8 0.00000000e+000
C9 0.00000000e+000
Asphäre der Linse L613
K 0, .0000
Cl 2, .24737416Θ-008
C2 -4, .45043770e-013
C3 -4, .10272049e-017
C4 4 .31632628e-021
C5 -3, .27538237e-025
C6 1 .44053025e-029
C7 -2, .76858490e-034
C8 0, .00000000e+000
C9 0, .00000000e+000
Asphäre der Linse L616
K 0.0000
Cl -2.83553693e-008 C2 -1.12122261e-011
C3 -2.05192812e-016
C4 -1.55525080e-020
C5 -4.77093112e-024
C6 8.39331135e-028 C7 -8.97313681e-032
C8 0.00000000e+000
C9 0.00000000e+000
Asphäre der Linse L622
K 0.0421
Cl 7.07310826e-010
C2 -2.00157185e-014 C3 -9.33825109e-020
C4 1.27125854e-024
C5 1.94008709e-027
C6 -6.11989858e-032
C7 2.92367322e-036
C8 0.00000000e+000 C9 0.00000000e+000
Asphäre der Linse L624
K 0. .0000
Cl 3. ,02835805e-010
C2 -2. ,40484062e-014
C3 -3. ,22339189e-019
C4 1. .64516979e-022
C5 -8. ,51268614e-027
C6 2, .09276792e-031
C7 -4, ,74605669e-036
C8 0. .00000000e+000
C9 0, .00000000e+000
Asphäre der Linse L625
K 0. .0000
Cl -3. ,99248993e-010
C2 5, .79276562e-014
C3 3. ,53241478e-018
C4 -4. ,57872308e-023
C5 -6, ,29695208e-027
C6 1. .57844931e-031
C7 -2, .19266130e-036
C8 0, .00000000e+000
C9 0, .00000000e+000
Asphäre der Linse L628
K 0 .0000
Cl 4 .40737732e-008
C2 1, .52385268e-012
C3 -5, .44510329e-016
C4 6, .32549789e-020
C5 -4 .58358203e-024
C6 1 .92230388e-028
C7 -3, .11311258e-033
C8 0 .00000000e+000
C9 0 .00000000e+000
TABELLE 3
L61
BRECHZAHL 1/2
FREIER
LINSEN RADIEN DICKEN GLASER BEI 157.13 nm
DURCHMESSER
0 0, .000000000 34. .000000000 00000000 82. 150
0. .000000000 0. .100000000 00000000 87.654
L801 276, .724757380 40, .000000000 CaF2 55970990 90.112
1413, .944109416AS 95. .000000000 00000000 89.442
SP1 0, .000000000 11, .000000000 00000000 90.034
0, .000000000 433. .237005445 00000000 90.104
L802 -195. ,924336384 17. .295305525 CaF2 55970990 92.746
-467, .658808527 40, .841112468 00000000 98.732
L803 -241, .385736441 15. .977235467 CaF2 55970990 105.512
-857, .211727400AS 21. .649331094 00000000 118.786
SP2 0, .000000000 0. .000010000 00000000 139.325
253, .074839896 21, .649331094 00000000 119.350
L803 ' 857, .211727400AS 15, .977235467 CaF2 55970990 118.986
241, .385736441 40. .841112468 00000000 108.546
L802' 467. .658808527 17. .295305525 CaF2 55970990 102.615
195. .924336384 419. .981357165 00000000 95.689
SP3 0, .000000000 6, .255658280 00000000 76.370
0, .000000000 42, .609155219 00000000 76.064
ZI 0, .000000000 67, .449547115 00000000 73.981
L804 432, .544479547 37. .784311058 CaF2 55970990 90.274
-522. .188532471 113. ,756133662 00000000 92.507
L805 -263 .167605725 33, .768525968 CaF2 55970990 100.053
-291, .940616829AS 14, .536591424 00000000 106.516
L806 589, .642961222AS 20, .449887046 CaF2 1.55970990 110.482
-5539, .698828792 443. .944079795 1.00000000 110.523
L807 221 .780582003 9, .000000000 CaF2 1.55970990 108.311
153 .071443064 22, .790060084 1.00000000 104.062
L808 309, .446967518 38, .542735318 CaF2 1.55970990 104.062
-2660 .227900099 0, .100022286 1.00000000 104.098
L809 23655, .354584194 12, .899131182 CaF2 1.55970990 104.054
-1473 .189213176 9, .318886362 1.00000000 103.931
L810 -652 .136459374 16, .359499814 CaF2 1.55970990 103.644
-446 .489459129 0, .100000000 1.00000000 103.877
L811 174, .593507050 25, .900313780 CaF2 1.55970990 99.267
392, .239615259AS 14. .064505431 1.00000000 96.610
0 .000000000 2, .045119392 1.00000000 96.552
L812 7497, .306838492 16, .759051656 CaF2 1.55970990 96.383
318, .210831711 8. .891640764 00000000 94.998
L813 428, .724465129 41, .295806263 CaF2 55970990 95.548
3290 .097860119AS 7, .377912006 00000000 95.040
L814 721, .012739719 33, .927118706 CaF2 55970990 95.443
-272 .650872353 6, .871397517 00000000 95.207
L815 131, .257556743 38, .826450065 CaF2 55970990 81.345
632, .112566477AS 4, .409527396 00000000 74.847
L816 342 .127616157AS 37, .346293509 CaF2 55970990 70.394
449 .261078744 4, .859754445 00000000 54.895
L817 144, .034814702 34, .792179308 CaF2 55970990 48.040
-751, .263321098AS 11, .999872684 00000000 33.475
0' 0. .000000000 0. .000127776 1.00000000 16.430
60
ASPHAERISCHE KONSTANTEN
Asphäre der Linse L801
K 0, .0000
Cl 4, .90231706e-009
C2 3, .08634889e-014
C3 -9, .53005325e-019
C4 -6, .06316417e-024
C5 6, .11462814e-028
C6 -8, .64346302e-032
C7 0. •OOOOOOOOe+000
C8 0. .00000000e+000
C9 0, .00000000e+000
Asphäre der Linse L803
K 0, .0000
Cl -5, .33460884e-009
C2 9, .73867225e-014
C3 -3, ,28422058e-018
C4 1, ,50550421e-022
C5 0. ,00000000e+000
C6 0. .OOOOOOOOe+000
C7 0. .00000000e+000
C8 0. .00000000e+000
C9 0. .00000000e+000
Asphäre der Linse L803'
K 0.0000 Cl 5.33460884e-009
C2 -9.73867225e-014
C3 3.28422058e-018
C4 -1.50550421e-022
C5 0.00000000e+000 C6 0.00000000e+000.
C7 0.00000000e+000
C8 0.00000000e+000
C9 0.00000000e+000
Asphäre der Linse L805
K 0.0000
Cl 2.42569449e-009 C2 3.96137865e-014
C3 -2.47855149e-018
C4 7.95092779e-023
C5 0.00000000e+000
C6 0.00000000e+000
C7 0.00000000e+000 C8 0.00000000e+000 C9 0.00000000e+000
Asphäre der Linse L806
K 0.0000
Cl -6.74111232e-009
C2 -2.57289693e-014
C3 -2.81309020e-018 C4 6.70057831e-023
C5 5.06272344e-028
C6 -4.81282974e-032
C7 0.00000000e+000
C8 0.00000000e+000 C9 0.00000000e+000
Asphäre der Linse L811
K 0. .0000
Cl 2. ,28889624e-008
C2 -1. ,88390559e-014
C3 2. .86010656e-017
C4 -3, .18575336e-021
C5 1, .45886017e-025
C6 -1, ,08492931e-029
C7 0 .00000000e+000
C8 0, .00000000e+000
C9 0, .00000000e+000
Asphäre der Linse L813
K 0, .0000
Cl 3, .40212872e-008
C2 -1. .08008877e-012
C3 4. ,33814531e-017
C4 -7. .40125614e-021
C5 5, .66856812e-025
C6 0, .00000000e+000
C7 0, .00000000e+000
C8 0, .00000000e+000
C9 0, .00000000e+000
Asphäre der Linse L815
K 0 0.0000
Cl -3 ,15395039e-008 C C22 4 4.30010133e-012
C3 3 ,11663337e-016
C4 -3 ,64089769e-020
C5 1 ,06073268e-024
C6 0 0.00000000e+000
C7 0.00000000e+000 C8 0.00000000e+000 C9 0.00000000e+000
Asphäre der Linse L816
K 0, .0000
Cl -2, ,16574623e-008
C2 -6, .67182801e-013
C3 4, ,46519932e-016
C4 -3. .71571535e-020
C5 0, .00000000e+000
C6 0. .00000000e+000
C7 0, .00000000e+000
C8 0, .00000000e+000
C9 0, .00000000e+000
Asphäre der Linse L817
K 0, .0000
Cl 2. .15121397e-008
C2 -1, .65301726e-011
C3 -5, ,03883747e-015
C4 1. ,03441815e-017
C5 -6, ,29122773e-021
C6 1. .44097714e-024
C7 0. •OOOOOOOOe+OOO
C8 0. .00000000e+000
C9 0. .OOOOOOOOe+OOO