專利名稱：具有晶體透鏡的物鏡的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種如權利要求1前序部分所述的物鏡。
由US 6,201,634已知這種投影物鏡。在那里公開，在加工氟化物晶體透鏡時理想的方式是使透鏡軸線垂直對準氟化物晶體的{111}晶體面，以使應力雙折射最小化。US 6,201,634由此使氟化物晶體沒有本征雙折射。
但是由美國NIST Gaithersburg MD 20899的John H.Buernett、Eric L.Shirley和Zachary H.Levine撰寫的互聯網出版物“Prelminary Determination of an Intrinsic Birefringence inCaF2”(01年5月7日發表)已知，鈣-氟化物單晶也不具有應力感應的、即本征的雙折射。在那里所介紹的內容指出，對于在<110>晶體方向的輻射傳播對于鈣-氟化物在波長λ＝156.1nm時產生一個(6.5±0.4)nm/cm的雙折射，在波長λ＝193.09nm時產生一個(3.6±0.2)nm/cm的雙折射而在波長λ＝253.65nm時產生一個(1.2±0.1)nm/cm的雙折射。而對于在<100>晶體方向和<111>晶體方向的輻射傳播鈣-氟化物沒有本征雙折射，這一點就如同理論所預言的那樣。因此本征雙折射與方向密切相關并隨著波長的減小明顯增加。
在下面晶體方向的指示在符號<>之間給出，而晶體面的指示在符號{}之間給出。在此晶體方向總是給出相應晶體面的面法線方向。因此晶體方向<100>表示晶體面{100}的面法線方向。氟化物晶體屬于立方晶體，立方晶體具有主晶體方向<110>，<110>，<1 10>，<101>，<101>，<101>，<101>，<011>，<011>，<011>，<01 1>，<111>，<111>，<111>，<111>，<111>，<111>，<111>，<111>，<111>，<111>，<100>，<010>，<001>，<100>，<010>和<001>。所述主晶體方向<100>，<010>，<011>，<100>，<010>和<001>以立方晶體的對稱特性為基礎是相互等效的，因此在下面指向這些主晶體方向中的一個方向的晶體方向包含前綴“(100)-”。垂直于這些主晶體方向中的一個方向的晶體面相應地包含前綴“(100)-”。主晶體方向<110>，<110>，<1 10>，<101>，<101>，<101>，<101>，<011>，<011>，<011>和<011>同樣是相互等效的，因此在下面指向這些主晶體方向中的一個方向的晶體方向包含前綴“(110)-”。垂直于這些主晶體方向中的一個方向的晶體面相應地包含前綴“(110)-”。主晶體方向<111>，<1 1 1>，<1 11>，<111>，<11 1>，<111>，<111>，<111>，<111>和<111>同樣是相互等效的，因此在下面指向這些主晶體方向中的一個方向的晶體方向包含前綴“(111)-”。垂直于這些主晶體方向中的一個方向的晶體面相應地包含前綴“(111)-”。總之，在下面所涉及的上述主晶體方向對于等效主晶體方向總是有效的。
例如由專利申請PCT/EP00/13148和在其中引用的文獻已知投影物鏡和微印刷-投影曝光設備。這個申請的實施例指出適合的純反射和反射折射的投影物鏡對于193nm以及157nm的驅動波長具有0.8和0.9的數字晶格小眼。
在具有卷宗標記申報10055P和申請日期2001.05.15的專利申請“微印刷的投影曝光設備、光學系統和制造方法”(DE 10123725.1)中也描述了用于補償雙折射效應的透鏡元件的旋轉。這個申請的內容也是本申請的一部分。
本發明的目的是，提供一種用于微印刷-投影曝光設備投影物鏡，其中極大地減小雙折射、尤其是本征雙折射的影響。
這個目的通過一個按照權利要求1、8和31的物鏡、一個按照權利要求47的微印刷-投影曝光設備、一個按照權利要求48的用于制造半導體結構部件的方法、一個按照權利要求49的用于制造物鏡的方法、一個按照權利要求53用于補償雙折射效應的方法和一個按照權利要求54的透鏡加工方法得以實現。
本發明的優選方案由從屬權利要求的特征給出。
為了使本征雙折射的影響最小化，權利要求1建議，對于由氟化物-晶體制成的透鏡這樣調整透鏡軸線，當透鏡軸線與主晶體方向之間的最大偏差小于5°的時候，使透鏡軸線與<100>-晶體方向重合。在此不是物鏡的所有氟化物-晶體透鏡都必需具有這樣的晶體面方向。那些透鏡軸線垂直于{100}晶體面的透鏡在下面稱為(100)-透鏡。透鏡軸線在<100>-晶體方向上的取向具有優點，對于在<110>-晶體方向上的光傳播給出的本征雙折射的干擾影響只有在光射線的較大視角時才感覺到作為透鏡軸線在<111>-晶體方向上的一個取向。與此相關，視角可以理解為在一個透鏡外部一個光射線與該光學軸線之間的角度和在一個透鏡內部該光射線與該透鏡軸線之間的角度。這樣當視角在<100>-晶體方向和<110>-晶體方向之間的角度范圍里時，相應的光射線才感覺到雙折射影響。在此在<110>-晶體方向和<100>-晶體方向之間的角度為45°。而假如光射線對準<111>-晶體方向，則本征雙折射的干擾影響對于較小的視角就已經被感覺到了，因為在<110>-晶體方向和<111>-晶體方向之間的角度為35°。
如果所述雙折射的角度影響例如是由于氟化物晶體的加工方法或透鏡的機械應力、尤其是應力雙折射而引起的，則公開的解決方案同樣可以用于減小雙折射的干擾影響。
在此所述透鏡軸線例如通過一個旋轉對稱透鏡的對稱軸線給出。如果透鏡沒有對稱軸線，則透鏡軸線可以由一個入射射束的中心或者由一個直線給出，所有光射線相對于該軸的射線角在透鏡內部是最小的。作為透鏡例如可以考慮反射的或衍射的透鏡以及具有自由成形矯正面的矯正板。也可以使用平面板作為透鏡，只要它們設置在物鏡的光程里面。一個平面板的透鏡軸線在此垂直于平面的透鏡表面。
但是對于透鏡最好是旋轉對稱的透鏡。
所述透鏡具有一個從物鏡面延伸到圖像面的光軸。(100)-透鏡最好以這個光軸為中心構成，使得透鏡軸線與光軸重合。
有利的是本發明對于投影物鏡可以用于一個微印刷-投影曝光設備，因為對于這種透鏡對分辨率提出了特別高的要求。但是對于檢驗物鏡，通過它們例如對于投影物鏡的透鏡通過測量具有大開孔的波陣面進行檢測，雙折射的影響起到干擾作用。
對于具有較大圖像側數字晶格小眼、尤其是大于0.7的物鏡在(100)-透鏡內部產生視角，它們大于25°，尤其是大于30°。對于這個大的視角本發明正好起到使透鏡軸線對準<100>-晶體方向的作用。假如透鏡軸線對準<111>-晶體方向，則光射線以大于25°，尤其是大于30°的視角產生明顯的雙折射干擾影響，如果不采取一個下述矯正措施的話。
因為本征雙折射的干擾影響對于45°視角可以變得最大，因此這樣設計投影物鏡是有利的，使光射線的所有視角小于45°，尤其是小于等于 其中NA表示圖像側數字晶格小眼而nFK表示氟化物晶體的折射率。在此 的結果給出視角，當在光射線的一個平面臨界面上斷開時，它對應于在一個氟化物晶體透鏡內部的圖像側數字晶格小眼。這一點通過設置在圖像面附近的透鏡具有匯聚的透鏡面、平面的透鏡面或最多略微散射的透鏡面得以實現，如果在光方向里在散射的透鏡面后面產生一個更強匯聚的透鏡面的話。
對于透鏡大視角主要在場平面、尤其是圖像面附近產生。因此最好要將(100)-透鏡裝在場平面處。在其中要安裝(100)-透鏡的部位可以通過透鏡直徑與光闌直徑的比例確定。因此(100)-透鏡的透鏡直徑最好最大為光闌直徑的85％、尤其最大為80％。
對于投影物鏡最大視角通常在位于圖像面最近的透鏡里面產生。因此對于這種透鏡所述透鏡軸線最好對準<100>-晶體方向。
一個氟化物晶體透鏡的本征雙折射不僅取決于一個光射線的視角而且也取決于該光射線的方位角。因此可以對每個氟化物晶體透鏡附設一個雙折射配置Δn(αL，θL)，該配置一方面是視角θL的函數，另一方面是方位角αL的函數。在此雙折射配置Δn對于一個由視角θL和方位角αL確定的射線方向給出兩個相互正交直線極化狀態的光程差的特性用于在氟化物晶體中以單位[nm/cm]移動物理的射線行程。因此所述本征雙折射與射線路程和透鏡形狀無關。相應地通過雙折射與移動的射線路程的乘積得到一個射線的光程差。所述視角θL在射線方向與透鏡軸線之間確定，所述方位角αL在垂直于透鏡軸線的晶體面中投影的射線方向與一個與透鏡的固定邏輯連接的基準方向之間確定。
各氟化物晶體透鏡的雙折射配置的角度關系導致一個在物鏡圖像面出現一個圖像點的射束的射線獲得對于兩個相互正交的極化狀態的與角度相關的光程差ΔOPL(αR，θR)。在此光程差ΔOPL根據視角θL和方位角αL給出。在此一個射線的視角θR在射線方向與圖像面中的光軸之間確定，而方位角αR在投影在圖像面的射線方向與一個在圖像面內部固定的基準方向之間確定。如果現在物鏡具有至少兩個由氟化物晶體制成的透鏡或透鏡元件，則有利的是，當這個透鏡或透鏡元件的透鏡軸線指向一個主晶體方向并且透鏡或透鏡元件這樣相互圍繞透鏡軸線旋轉地設置，使光程差ΔOPL(αR，θR)配置與一個裝置相比具有極大減小的數值，對于該裝置透鏡軸線指向相同的主晶體方向并且透鏡或透鏡元件相同取向地安裝。但是因為雙折射配置具有一個方位依賴性，通過旋轉的透鏡裝置使配置ΔOPL(αR，θR)的最大值與一個相同取向的安裝相比減小到20％、尤其是25％。
關于透鏡元件例如是一個單個的透鏡，它通過粘接光學無縫地拼接成一個單個透鏡。通常透鏡元件表示一個單個透鏡的組件，其中透鏡元件的透鏡軸線分別指向單個透鏡的透鏡軸線的方向。
通過旋轉的安裝氟化物透鏡尤其可以使配置ΔOPL(αR，θR)對方位角αR的依賴性明顯減小，因此得到一個幾乎旋轉對稱的配置ΔOPL(αR，θR)。
如果透鏡軸線指向一個主晶體方向，則透鏡的雙折射配置ΔOPL(αR，θR)具有k個方位對稱。例如雙折射配置指向一個(100)-透鏡，其中透鏡軸線指向<100>-晶體方向，具有4個方位對稱，雙折射配置指向(111)-透鏡，其中透鏡軸線指向<111>-晶體方向，具有3個方位對稱，而雙折射配置指向(110)-透鏡，其中透鏡軸線指向<110>-晶體方向，具有2個方位對稱。根據方位對稱的個數一組中的各透鏡或透鏡元件相互間以一個給定的旋轉角γ圍繞透鏡軸線旋轉地設置。在此旋轉角γ在每兩個透鏡或透鏡元件的基準方向之間測量。對于一組中的透鏡，透鏡軸線指向相同的主晶體方向或一個與此等效的主晶體方向。一組中的透鏡的基準方向這樣與透鏡邏輯連接，使雙折射配置Δn(αL，θ0)對于一個給定的視角θ0具有一個相同的方位曲線。因此對于一組中的所有透鏡對于相同的方位角產生具有最大雙折射的方位的范圍。對于一組中的n個透鏡每兩個透鏡之間的旋轉角由下式給出 在此k給出方位對稱的多重性，n為一組中的透鏡數而m為一個任意整數。誤差±10°考慮到這樣的事實，所述旋轉角可能與理論上的理想角度存在偏差，以便對于物鏡調整可以考慮其它邊界條件。與理想旋轉角的一個偏差導致不能最佳地實現一組中的透鏡光程差的方位補償。但是這一點可以以一定的程度被容忍。
因此對于(100)-透鏡給出下面的旋轉角預給定值 如果該組包括兩個(100)-透鏡，則在這兩個透鏡間的旋轉角對于透鏡為45°，或者135°，225°...。
因此對于(111)-透鏡給出下面的旋轉角預給定值
因此對于(110)-透鏡給出下面的旋轉角預給定值 但是在此光程差的配置ΔOPL(αR，θR)也可以給出對于透鏡單個組的影響，通過對于雙折射計算只考慮這些透鏡并且假設其它透鏡是非雙折射的。
一組中的透鏡例如由此確定，一個射束的最外邊的孔徑射線在這些透鏡內部具有分別近似的視角，其中有利的是最外邊的孔徑射線的視角在這些透鏡內部大于15°，尤其是大于20°。作為最外邊的孔徑射線稱為一個射線，它由一個物點發出，其射線高度在光闌面中對應于光闌的半徑并且該射線因此在圖像面中具有一個按照圖像側數字晶格小眼的角度。因此為了透鏡組的分辨率考慮最外邊的孔徑射線，因為它們通常在透鏡內部具有最大的視角并由此通過雙折射獲得最大干擾。因此對于最外邊的孔徑射線的兩個相互正交的直線極化狀態的光程差的確定能夠通過雙折射波陣面的最大干擾給出結論。
此外有利的是，最外邊的孔徑射線在這些透鏡中分別移動一個相同的射線路程。通過這些措施得到用于光程差配置的方位總和的良好平衡，光程差由一組中的各透鏡引起，因此光程差引起的配置幾乎是旋轉對稱的。
此外有利的是，最外邊的孔徑射線在一組中的每個透鏡里面對于相同的透鏡取向對于兩個相互正交的直線極化狀態得到類似大小的光程差。如果滿足這個條件，在透鏡旋轉布置時產生一個最佳的方位總和平衡。
在相同厚度的面平行相鄰(100)-或(111)-透鏡或相同厚度的四個面平行相鄰(110)-透鏡的情況下通過透鏡按照上述公式旋轉得到光程差ΔOPL的一個旋轉對稱的配置。對于具有彎曲表面的透鏡通過適合地選擇一組中的透鏡或通過相應地選擇透鏡的厚度和半徑也已經通過兩個透鏡的旋轉實現一個大約旋轉對稱的光程差配置。對于(100)-透鏡和(111)-透鏡有利的是，一組具有兩個透鏡。對于(110)-透鏡對于在一組中的四個透鏡調整一個大約旋轉對稱的光程差配置。
如果透鏡相鄰地設置，則透鏡的旋轉是特別有效的。特別有利的是，一個透鏡分成兩部分并且例如通過粘接相互旋轉無縫地拼接成透鏡元件。
對于一個具有多個透鏡的投影物鏡有利的是，構成多組透鏡。在此一組中的透鏡這樣圍繞透鏡軸線旋轉地設置，使所引起的配置ΔOPL(αR，θR)與方位角幾乎無關。
當各個組引起的配置ΔOPL(αR，θR)由于一組中的透鏡相互旋轉幾乎與方位角無關時，由此可以明顯減小整個透鏡的總配置ΔOPL(αR，θR)的最大值，所述投影物鏡不僅具有至少一組(100)-透鏡而且具有至少一組(111)-透鏡。當在物鏡內部除了一組(100)-透鏡以外還設置至少一組(110)-透鏡時，也能夠實現良好補償。
所述補償是能夠實現的，因為雙折射不僅具有一個絕對值而且具有一個方向。當由所有(100)-透鏡組的透鏡或透鏡元件引起的光程差配置ΔOPL(αR，θR)與由所有(111)-透鏡或(110)-透鏡組的透鏡或透鏡元件引起的光程差配置ΔOPL2(αR，θR)具有近似一樣大的最大值的時候，能夠最佳地實現雙折射干擾影響的補償。
另一減小雙折射干擾影響的有利方法是，配備一個具有補償涂層的投影物鏡光學元件。在此源自這樣的知識，每個光學層例如防反射層或鏡面層除了其反射和透射特性以外其本身還總是帶來兩個相互正交直線極化狀態的光程差。它們對于s和p極化層是不同的并且還取決于射線對覆層的入射角。也存在一種取決于入射角的雙折射。對于其中心射線以0°入射角在補償涂層上產生的射束雙折射值和方向相對于中心射線是旋轉對稱的。這樣構成補償涂層，使它關于雙折射的總和表示一個給定的特性，作為一個射束射線視角的函數。
在此首先確定對于在投影物鏡圖像面里的一個射束的兩個相互正交直線極化狀態的光程差配置ΔOPL(αR，θR)。一個射線的視角θR在射線方向與圖像面里的光軸之間確定，而方位角αR在投影到圖像面的射線方向與圖像面內部的固定基準方向之間確定。在此兩個相互正交直線極化狀態的光程差配置ΔOPL(αR，θR)描述了所有由于氟化物晶體透鏡、應力雙折射、配有防反射層或鏡面層的透鏡光學元件引起的本征雙折射的影響。
由光程差配置ΔOPL(αR，θR)確定涂覆到一個具有元件軸線的光學元件上的補償涂層的有效雙折射配置。作為光學元件例如使用反射或衍射的透鏡、平面板或鏡子。所述光學元件的光學表面通過光學利用區、即通常的前端面和后端面給出。所述元件軸線例如通過一個旋轉對稱軸線的對稱軸線給出。如果透鏡沒有對稱軸線，則元件軸線可以通過入射射束的中心或通過一個直線給出，以其為基準所有光射線的射線角在透鏡內部是最小的。有效雙折射值取決于相對于垂直元件軸線的基準方向的方位角αF和也相對于元件軸線的視角θF。
一個射線在圖像面中的數值副(αR，θR)在此對應于一個在光學元件上的數值副(αF，θF)。
這樣確定所述補償涂層的有效雙折射配置，使得兩個相互正交直線極化狀態的光程差配置對于整個系統來講包括補償涂層的配置與沒有補償涂層的配置相比明顯減小。
所述有效補償涂層可以通過選擇材料、厚度曲線和對于補償涂層各個覆層的蒸鍍角施加影響。在此通過使用覆層設計計算機程序給出覆層設計和工藝參數，該程序根據有效的雙折射配置、光學元件的材料和幾何尺寸的預給定值確定各個覆層和工藝參數。
在此補償涂層可以涂覆到多個光學元件上。這一點提高確定補償涂層的自由度，這些補償涂層除了要保證補償以外還要保證具有較高的覆層透射率。
兩個相互正交直線極化狀態的光程差的典型配置ΔOPL(αR，θR)對于視角θR＝0時具有微小光程差。因此如果補償涂層的雙折射效果對于視角θR＝0時幾乎消失是有利的。如果在加工補償涂層時不使用較大的蒸鍍角能夠實現這一點。因此在其上涂覆補償涂層的光學元件的光學表面具有一個盡可能微小的曲率是有利的。
也可以使補償涂層具有一個局部變化的雙折射的雙折射配置，因此產生具有或多或少相位分裂的部位。在此雙折射的變化不僅包括相位分裂絕對值的變化而且包括方向的變化，即，例如通過主軸線取向給定的方向關系，它們描述雙折射效果。雙折射配置例如可以與一個配有覆層的元件的元件軸線旋轉對稱。在此例如可以規定一個在徑向、即從光學元件中心到邊緣定義的增加或減少的雙折射。通過有目的地控制徑向雙折射配置可以使補償效果最佳地適配于配置表面的不同表面曲率。
也可以使雙折射配置非旋轉對稱。它可以具有例如一個雙折射強度的方位調制，尤其是通過一個雙折射配置，它以元件軸線為基準具有多個徑向對稱軸線，尤其是2個、3個、4個或6個對稱軸線。由此例如一個具有本征雙折射的襯底的雙折射特性的方位調制至少可以局部地補償，例如一個由<110>-，<111>-或<100>-取向的氟化物晶體制成的襯底。
一個光學系統的光學部分的至少一個光學表面的覆層也可以由各向異性的覆層構成并且例如作為補償涂層。獨立于本發明的其它特征使用具有“各向異性”覆層的元件并在下面詳細描述。
通過具有<100>-或<111>-取向的透鏡的相互旋轉在圖像面中獲得一個與上述方式近似的光程差的旋轉對稱的配置ΔOPL(αR，θR)，它只與視角θR有關。所述光程差可以通過一個光學元件的補償涂層進一步減小，其有效雙折射配置在初級端只與視角θF有關。這一點通過補償涂層的各層層厚在光學元件上是均勻的并且沒有層厚變化得以實現。
通過使具有補償涂層的光學元件構成可更換的元件能夠有利地使用本發明。
在此使用離圖像面最近的光學元件是有利的。
在此本發明規定，在第一步驟中對于圖像面中的一個射束確定兩個相互正交直線極化狀態的光程差配置ΔOPL(αR，θR)。同時考慮物鏡的所有光學元件包括覆層的影響。在下一步配備覆層的光學元件在此同樣在射束的光程里面。
在第二步中通過已述方法確定一個補償涂層的有效雙折射配置和由此引起的各層的厚度變化和加工各層的工藝參數。
在第三步中使光學元件離開光程并配置補償涂層。如果該光學元件的光學表面已經覆層，則將這個覆層在重新覆層前去除。在第四步中再將配有補償涂層的光學元件安置到物鏡內部的原始位置。
作為透鏡材料在投影物鏡中最好使用鈣-氟化物，因為鈣-氟化物對于一個工作波長為193nm的石英晶體應用為了修正顏色是特別適合的，或者對于工作波長為157nm提供了一個足夠的透射率。但是在此所作的結論對于鍶-氟化物或鋇-氟化物的氟化物晶體也是有效的，因為晶體具有相同的立方晶體類型。
當光射線在透鏡內部具有大的視角時，本征雙折射的干擾影響可以特別地覺察到。這一點對于投影物鏡對應于圖像側的數字晶格小眼大于0.7、尤其是大于0.8時的情況。
所述本征雙折射隨著工作波長的降低明顯增加。本征雙折射對于193nm的波長兩倍于248nm的波長，而對于157nm的波長則5倍于248nm的波長。因此如果光射線具有小于200nm、尤其是小于160nm的波長時，能夠特別有利地使用本發明。
對于物鏡在這里可以是一個純反射的投影物鏡，它由多個旋轉對稱地圍繞光軸設置的透鏡組成，或者是反射折射物鏡類型的投影物鏡。
這些投影物鏡能夠有利地用于微印刷投影曝光設備，它們從一個光源開始包括一個發光系統、一個掩膜定位系統、一個支承掩膜的結構、一個投影物鏡、一個物體定位系統和一個光敏襯底。
通過這種微印刷投影曝光設備能夠加工微結構的半導體結構元件。
本發明還提供了一個用于加工物鏡的適合方法。按照本方法由氟化物晶體制成的、其透鏡軸線指向一個主晶體方向的透鏡或透鏡元件這樣圍繞透鏡軸線旋轉地設置，使配置ΔOPL(αR，θR)與一個透鏡布置相比具有特別減小的數值，對于該透鏡布置氟化物晶體透鏡的透鏡軸線指向相同的主晶體方向并且以相同的取向設置。
此外本方法規定，構成具有(100)-透鏡和(111)-透鏡或(110)-透鏡的透鏡組并且并聯使用它們。在此本方法例如應用于一個投影物鏡，它包括至少兩個氟化物晶體透鏡和至少兩個在<111>-取向上的透鏡。在此由這些透鏡還已知基準方向的位置。本方法充分利用本發明的知識，通過氟化物晶體透鏡圍繞光軸旋轉使光程差配置ΔOPL(αR，θR)的數值大為減小。通過適當的模擬方法使發自一個物點的射束通過投影物鏡傳播并根據已知的氟化物晶體透鏡的光學特性確定在圖像面中的配置ΔOPL(αR，θR)。在一個優化步驟中使氟化物晶體透鏡之間的旋轉角這樣長時間地改變，直到雙折射具有可容忍的設置。在此優化步驟也考慮到其它邊界條件，如通過透鏡旋轉補償非旋轉對稱的透鏡誤差。通過這個優化步驟可以使配置ΔOPL(αR，θR)的最大值與一個氟化物晶體透鏡相同取向設置的投影物鏡相比減小到30％，尤其是減小到50％。所述優化方法也可以具有一個中間步驟。在這個步驟中由氟化物晶體透鏡組成透鏡組，其中一組中的透鏡對于一個最外邊的孔徑射線對于相同取向的透鏡布置在兩個相互正交直線極化狀態之間產生一個近似的光程差。在下面的優化步驟中使透鏡只在組內部旋轉，以降低光程差。首先使(100)-透鏡這樣旋轉，使得通過(100)-透鏡引起的光程差減小，然后使(111)-透鏡這樣旋轉，使得通過(111)-透鏡引起的光程差減小。氟化物晶體透鏡在具有(100)-取向和(111)-取向的透鏡上的配置在優化時必需這樣實現，使所引起的(100)-配置ΔOPL100(αR，θR)和所引起的(111)-配置ΔOPL111(αR，θR)盡可能地被補償。相應地對于并聯使用的(100)-透鏡和(110)-透鏡也有效。
本發明還涉及一種制造透鏡的方法，其中在第一步中將多個氟化物晶體板光學無縫地拼接成一個平面，在第二步中將透鏡從平面中通過已知的加工方法加工出來。在此所述板如同上面對透鏡或透鏡元件所述那樣相互間圍繞一個面法線旋轉地設置。
其面法線指向相同的主晶體方向或幾乎等效的主晶體方向的板以有利的方式具有相同的軸向厚度。
如果將(100)-板與(111)-板光學無縫地拼接，則要使(111)-板的厚度和與(100)-板的厚度和之比為1.5±0.2。
如果將(100)-板與(110)-板光學無縫地拼接，則要使(110)-板的厚度和與(100)-板的厚度和之比為4.0±0.4。
本發明還涉及具有至少一個“各向異性”覆層的光學元件。尤其是一個光學系統的光學元件的至少一個光學表面的覆層由各向異性的層構成并例如作為補償涂層。在本申請意義上的“各向異性”層是指一種覆層，它顯示出一種其光學作用對在發生面中產生的射線的電場矢量方向的明顯的方向依賴型。因此一個各向異性的覆層在一個觀察范圍里具有一個快軸和一個慢軸，它對應于覆層的一個有效方向。
已知具有特殊的、可以通過加工條件施加影響的微結構和由此引起的各向異性特性的各向異性薄薄膜。在“真空熔體”2000/3/4月刊第26-31頁由M.Weto和M.Brett撰寫的文章“Play the angles tocreate exotic thin films”中描述了不同的薄薄膜的變晶結構，它們可以通過蒸發在大蒸鍍角度(glancing angle deposition，GLAD)條件下產生。這種多孔的薄薄膜經常具有針形結構，它具有由覆層方向決定的特征，這種多孔薄薄膜也可以用于光學應用。例如對于這種形式的極化元件已經在I.Hodgkinson和Q.H.Wu在OIC 2000/2001，第1和2頁的文章“Review of birefringent and chiral opticalinterference coatings”和I.Hodgkinson和Q.H.Wu在WorldScientific Singapore，New Jesrsey，London，Hong Kong，ISBN981-02-2906-2中文章“Birefringent Thin Film PolarizingElement”中給出，其內容作為本描述內容的基礎。
具有各向異性局部變化的各向異性覆層特別適合于補償。這些變化可以包括擇優極化方向的方向和/或由于覆層產生的相位分裂的絕對值。
為了加工具有局部變化雙折射的雙折射配置的覆層可以采用所有已知的適合于工藝過程變型的覆層工藝，尤其是PVD工藝，如電子束蒸發或濺射。在產生至少局部各向異性覆層時對于一個優選的實施例將覆層材料以一個覆蓋角、尤其是蒸鍍角涂覆到襯底表面或已經存在的覆層的至少一個部位上，這個蒸鍍角大到產生一個各向異性的層結構。為此由已知的蒸鍍設備例如可以使材料源與襯底之間的高度距離明顯減小，以實現一個覆層材料的傾斜蒸鍍，其中典型的蒸鍍角可以在30°至40°之間或者更大。作為蒸鍍角在這里可以理解為覆層材料到襯底表面的沖撞方向與襯底表面的面法線之間在覆層處的角度。
已經證實，通過已知光闌工藝的適當改型能夠在扁平的、弱彎曲或強彎曲的光學襯底上加工出具有確定的雙折射特性配置、尤其是具有確定的層各向異性的各向異性覆層。對于一個變化為了控制雙折射配置和/或層各向異性執行下面的步驟。產生一個圍繞襯底旋轉軸線的襯底旋轉。為此最好使用一個平面系統，其中每個襯底設置在一個襯底載體上，它進行一個圍繞其襯底軸線的自身旋轉和一個圍繞行星系統的一個主旋轉軸線的全方位旋轉。在這個設備中襯底表面通過一個材料源的材料以大覆層角度覆層。在此覆層材料在襯底旋轉期間實現一個時間方式的遮蔽用于按照一個給定的徑向時間輪廓產生一個取決于覆層地點的徑向位置的覆層時間。在此遮蔽可以通過一個或多個光闌這樣進行，使得小覆層角(例如＜30°至35°)遮蔽，使材料僅僅或至少絕大部分以非常大的蒸鍍角(例如40°或更大)以所選擇的方向在襯底表面上出現。通過光闌的適當形狀可以產生具有不同各向異性率的雙折射的任意徑向對稱的變化。
本發明也涉及一種用于制造一個光極化元件的方法，即一個光學組分或布置，它對所產生射線的極化狀態具有一定的作用，該元件也可以獨立于本發明的其它特征使用并得到保護。所述光極化元件例如可以是一個延遲元件(延遲器)。本方法規定在覆層過程結束后改變一個覆層的局部雙折射配置。這個改變可以通過以一個適合于覆層變晶影響的能量按照一個給定的空間分布對加工完成的覆層進行局部沖擊得以實現。可以對于所有形式(例如反射層、防反射層)的干涉覆層系統進行覆層特性的事后局部改變。它對于各向異性的覆層是特別有效的，因為負責各向異性的變晶影響是典型的具有臨界穩定性的非平衡結構。以能量加載部位的確定例如可以借助于一個或多個掩膜實現。一個覆層的變晶影響尤其可以通過施加熱影響得以改變。例如通過以一個紅外激光或其它產生足夠熱能的輻射形式的輻射實現。也可以以一個電子輻射實現上述加工。也可以選擇或附加地對于熱能量可以機械地施加能量，例如借助于離子射線和/或加熱沖頭。作為特殊的優點所述層結構的后加工允許調整非旋轉對稱的雙折射配置，其中必要時能夠實現一個非常小空間的特性調整，例如以mm或cm范圍的典型范圍尺寸。
例如在低覆層溫度(冷)時蒸鍍的覆層、尤其是各向異性的覆層體系可以通過激光射線局部地改變其雙折射特性。通過這種方法可以產生一個偏振濾波器，它具有有針對性的局部相位分裂調制。
所述雙折射配置的后改變也允許在完成裝配的光學系統、例如微印刷的投影物鏡上有針對性地改變其光極化特性。
為此所述光學系統可以首先在使用至少一個部件的條件下與一個各向異性覆層或另一非平衡覆層組裝到一起并測量。由測量結果可以得到至少一個所期望的補償覆層的有效雙折射配置，它為了光極化地確定系統是必需的。然后拆下配有覆層的光學元件，以便局部地通過適當的加入能量進行層特性的后改變。在裝入以這種方式改變的光學元件以后所述光學系統具有所期望的特性。因此本發明也涉及一種用于光學系統、尤其是微印刷光學系統的特殊制造方法。
借助于附圖詳細描述本發明。
圖1以示意圖示出一個垂直于{100}-晶體面的氟化物晶體塊與一個投影物鏡的透鏡在一起的截面圖；圖2A-C以一個三維示意圖示出每個面平行的(100)-，(111)-和(110)-透鏡；圖3示出一個用于定義視角和方位角的坐標系；圖4A-F以不同的視圖示出對于(100)-透鏡的雙折射配置，以及對于兩個相互間以45°旋轉的(100)-透鏡的雙折射配置；圖5A-F以不同的視圖示出對于(111)-透鏡的雙折射配置，以及對于兩個相互間以60°旋轉的(111)-透鏡的雙折射配置；圖6A-G以不同的視圖示出對于(111)-透鏡的雙折射配置，以及對于兩個相互間以90°旋轉的(110)-透鏡或者對于四個相互以45°旋轉的(110)-透鏡的雙折射配置；圖7示出一個反射投影物鏡的透鏡截面圖；圖8示出一個反射折射投影物鏡的透鏡截面圖；圖9以示意圖示出一個微印刷投影曝光設備；圖10是一個曲線圖，它表示對于一個均勻的和對于一個各向異性的補償涂層通過雙折射引起的相位分裂ΔPH與入射方向的關系；圖11是一個曲線圖，它表示通過雙折射引起的相位分裂ΔPH與對于具有不同數量的單層和不同加工條件的覆層的入射方向的關系；圖12簡示出在一個具有行星系統的覆層設備中一個透鏡上的各向異性覆層的加工；圖13簡示出借助于遮蔽光闌加工覆層的遮蔽幾何尺寸；圖14簡示出一種加工一個偏振器的方法，該偏振器具有一個各向異性覆層特性的后改變。
圖1簡示出一個氟化物晶體塊3的截面圖。這樣選擇該截面，將{100}-晶體面5看作單個的直線，因此使{100}-晶體面5垂直于紙面。所述氟化物晶體塊3作為(100)-透鏡1的光亮體或原始材料。在這個示例中所述(100)-透鏡1是一個具有透鏡軸線EA的雙凸透鏡，該透鏡軸線同時是透鏡的對稱軸線。所述透鏡1這樣由氟化物晶體塊加工出來，使透鏡軸線EA垂直于{100}-晶體面。
在圖2A中以一個三維圖表示，當透鏡軸線EA指向<100>-晶體方向時，本征雙折射如何與晶體方向相關。示出一個由鈣-氟化物制成的圓形平面平行的板201。所述透鏡軸線EA在此指向<100>晶體方向。除了<100>晶體方向還由箭頭示出<101>-，<110>-，<101>-和<110>-晶體方向。所述本征雙折射示意地通過四個“波瓣”203表示，其表面給出對于一個光射線的各輻射方向的本征雙折射的數值。最大本征雙折射在<101>-，<110>-，<101>和<110>-晶體方向上給出，即對于光射線在透鏡內部具有一個45°視角和一個0°、90°、180°和270°方位角。對于45°、135°、225°和315°方位角給出本征雙折射的最小值。對于0°視角本征雙折射消失。
在圖2B中以一個三維圖表示，當透鏡軸線EA指向<111>-晶體方向時，本征雙折射如何與晶體方向相關。示出一個由鈣-氟化物制成的圓形平面平行的板201。所述透鏡軸線EA在此指向<111>晶體方向。除了<111>晶體方向還由箭頭示出<011>-，<101>-和<110>-晶體方向。所述本征雙折射示意地通過三個“波瓣”207表示，其表面給出對于一個光射線的各輻射方向的本征雙折射的數值。最大本征雙折射在<011>-，<101>-和<110>-晶體方向上給出，即對于光射線在透鏡內部具有一個35°視角和一個0°、120°和240°方位角。對于60°、180°和300°方位角給出本征雙折射的最小值。對于0°視角本征雙折射消失。
在圖2C中以一個三維圖表示，當透鏡軸線EA指向<110>-晶體方向時，本征雙折射如何與晶體方向相關。示出一個由鈣-氟化物制成的圓形平面平行的板209。所述透鏡軸線EA在此指向<110>晶體方向。除了<110>晶體方向還由箭頭示出<011>-，<101>-，<101>-和<011>-晶體方向。所述本征雙折射示意地通過五個“波瓣”211表示，其表面給出對于一個光射線的各輻射方向的本征雙折射的數值。最大本征雙折射在一方面在透鏡軸線EA方向給出，另一方面分別在<011>-，<101>-，<101>和<011>-晶體方向上給出，即對于光射線在透鏡內部具有一個0°視角或60°視角和四個方位角，它們通過<011>-，<101>-，<101>-和<011>-晶體方向的投影在{110}-晶體面中給出。但是在晶體材料中不產生這種大視角，因為最大視角通過晶體的折射率限制在小于45°。
在圖3中示出視角θ和方位角α的定義。對于圖2中的(100)-透鏡示出在<100>-晶體方向上的z軸，x軸在通過<110>-晶體方向在{100}-晶體面上的投影給出的方向上。在此z軸等同透鏡軸線而x軸等同基準方向。
由引用的互聯網出版物已知，對于在<110>晶體方向上的射線擴展的測量得到一個對于鈣-氟化物波長為λ＝156.1時的(6.5±0.4)nm/cm的雙折射值。以這個測量值作為標準參數可以在理論上推導出與從屬于晶體取向的一個鈣-氟化物透鏡的雙折射配置Δn(θ，α)。對此由晶體光學已知的用于計算折射率橢球的公式得出從屬的輻射方向。理論上的基本原理例如在“光學百科”(海德堡柏林SpektrumAkademischer出版社，1999)中的詞目“晶體光學”下找到。
本發明的較新的測量已經得出，對于在<110>晶體方向上的輻射擴展對于鈣-氟化物波長為λ＝156.1時本征雙折射值為11m/cm。在下面對于標準參數Δnmax＝6.5nm/cm得出的結論可以沒有問題地換算到標準參數Δnmax＝11nm/cm。
在圖4A中示出對于一個(100)-透鏡在方位角α＝0°時本征雙折射值與視角θ的關系。對于視角θ＝45 °時6.5nm/cm的本征雙折射值對應于測量值。曲線按照由晶體光學已知的公式確定。
在圖4B中示出對于一個(100)-透鏡在視角θ＝45°時本征雙折射值與方位角α的關系。四個方位對稱是明顯可見的。
在圖4C中示出對于一個(100)-透鏡在(θ，α)角空間中每個射線方向的雙折射配置Δn(θ，α)。每條直線代表一個由視角θ和方位角α定義的射線方向的數值和方向。直線的長度與雙折射的數值、或者相交橢圓的主軸長度差成比例，而直線的方向給出相交橢圓較長主軸的取向。通過以一個平面切割對于方向射線的折射率橢球得到相交橢圓，該平面垂直于射線方向并穿過折射率橢球的中心。不僅直線的方向而且直線的長度都表示配置的四個一組性。直線的長度和與此相關的雙折射對于方位角0°、90°、180°和270°是最大的。
圖4D示出雙折射配置Δn(θ，α)，它給出當兩個相鄰的平面平行的相同厚度的(100)-透鏡以45°旋轉設置時的雙折射配置。所引起的雙折射配置Δn(θ，α)與方位角α無關。所述相交橢圓的較長主軸切向延伸。所引起的兩個相互正交極化狀態的光程差通過雙折射值乘以在平面平行的(100)-透鏡內部的射線的物理波長獲得。當n個相同厚度的平面平行的(100)-透鏡這樣設置時，得到旋轉對稱的雙折射配置，使每兩個透鏡之間的旋轉角β＝90°/n+m·90°±5°，其中n給出平面平行的(100)-透鏡的數量而m是一個整數。與一個相同取向的透鏡布置相比雙折射的最大值對于視角θ＝30°時減小30％。當一個射束的所有射線分別具有近似大小的角度并在透鏡內部移動一樣大的波長時，對于任意的透鏡得到兩個相互正交極化狀態的光程差的一個幾乎旋轉對稱的配置。因此所述透鏡這樣組合成組，使射線盡可能地滿足上述給定條件。
在圖4E中示出圖4D的兩個相鄰的平面平行的相同厚度的(100)-透鏡對于α＝0°時本征雙折射值與視角θ的關系。在θ＝41°時的本征雙折射最大值為4.2nm/cm并因此減少到圖4A中6.5nm/cm最大值的35％。
在圖4F中示出圖4D的兩個相鄰的平面平行的相同厚度的(100)-透鏡對于θ＝41°時本征雙折射值與方位角α的關系。所述本征雙折射與方位角α無關。
在圖5A中示出(111)-透鏡對于α＝0°時本征雙折射值與視角θ的關系。在θ＝35°時6.5nm/cm的本征雙折射值對應于測量值。按照由晶體光學已知的公式確定曲線。
在圖5B中示出(111)-透鏡對于θ＝35°時本征雙折射值與方位角α的關系。明顯可見三個方位對稱。
圖5C以在圖4C中已經引用的視圖示出對于一個(111)-透鏡在(θ，α)角空間中每個射線方向的雙折射配置Δn(θ，α)。不僅直線的方向而且直線的長度都表示配置的三個一組性。直線的長度和與此相關的雙折射對于方位角0°、120°和240°是最大的。與(100)-透鏡相反，當一個射線以一個180°方位角代替0°方位角穿過透鏡時，雙折射取向旋轉90°。因此當兩個透鏡之間的一個射束的射線角交換其符號時，例如可以通過兩個相同取向的(111)-透鏡補償雙折射。
圖5D示出雙折射配置Δn(θ，α)，它給出當兩個相鄰的平面平行的相同厚度的(111)-透鏡以60°旋轉設置時的雙折射配置。所引起的雙折射配置Δn(θ，α)與方位角α無關。但是與圖4C不同，相交橢圓的較長主軸徑向延伸。所引起的兩個相互正交極化狀態的光程差通過雙折射值乘以在(111)-透鏡內部的射線的物理波長獲得。當n個相同厚度的平面平行的(111)-透鏡這樣設置時，同樣得到旋轉對稱的雙折射配置，使每兩個透鏡之間的旋轉角γ＝90°/k+1·120°±5°，其中k給出平面平行的(111)-透鏡的數量而1是一個整數。與一個相同取向的透鏡布置相比雙折射值對于視角θ＝30°時減小68％。當一個射束的所有射線分別具有近似大小的角度并在透鏡內部移動一樣大的波長時，對于任意的透鏡也得到兩個相互正交極化狀態的光程差的一個幾乎旋轉對稱的配置。因此所述透鏡要這樣組合成組，使射線盡可能地滿足上述給定條件。
在圖5E中示出圖5D的兩個相鄰的平面平行的相同厚度的(111)-透鏡對于α＝0°時本征雙折射值與視角θ的關系。在θ＝41°時的本征雙折射最大值為2.8nm/cm并因此減少到圖5A中6.5nm/cm最大值的57％。
在圖5F中示出圖5D的兩個相鄰的平面平行的相同厚度的(111)-透鏡對于θ＝41°時本征雙折射值與方位角α的關系。所述本征雙折射與方位角α無關。
如果在一個投影物鏡內部將(100)-透鏡組與(111)-透鏡組相組合，則可以盡可能地補償由這些透鏡帶來的兩個相互正交直線狀態的光程差。為此要求首先在這些組的內部通過透鏡旋轉實現光程差的一個幾乎旋轉對稱的配置并且通過(100)-透鏡組與(111)-透鏡組相組合補償光程差的兩個配置。為此充分利用相交橢圓的較長主軸對于一個旋轉的(100)-透鏡組的雙折射配置的取向垂直于相交橢圓的較長主軸對于一個旋轉的(111)-透鏡組的雙折射配置的取向，這一點如同由圖4D和5D可以看到的那樣。在此重要的是，一方面由各個組產生一個幾乎旋轉對稱的光程差配置，另一方面(100)-透鏡組總和在數值上幾乎與(111)-透鏡總和一樣大。
在圖6A中示出(110)-透鏡對于方位角α＝0°時本征雙折射值與視角θ的關系。在θ＝0°時6.5nm/cm的本征雙折射值對應于測量值。按照由晶體光學已知的公式確定曲線。
在圖6B中示出(110)-透鏡對于θ＝35°時本征雙折射值與方位角α的關系。明顯可見兩個方位對稱。
圖6C以在圖4C中已經引用的視圖示出對于一個(110)-透鏡在(θ，α)角空間中每個射線方向的雙折射配置Δn(θ，α)。不僅直線的方向而且直線的長度都顯示出配置的兩個一組性。對于視角θ＝0°時給出最大長度的直線和與此相關的最大雙折射。
圖6D示出雙折射配置Δn(θ，α)，它給出當兩個相鄰的平面平行的相同厚度的(110)-透鏡以90°旋轉設置時的雙折射配置。所引起的雙折射配置Δn(θ，α)具有四個方位對稱。在方位角α-45°、135°、225°和315°時出現最大的雙折射值，其中雙折射值對于視角θ＝40°時為2.6nm/cm。
圖6E示出雙折射配置Δn(θ，α)，它給出當兩個平面平行的圖6C的相同厚度的(110)-透鏡與兩個平面平行的相同厚度的(110)-透鏡的組合。每兩個(110)-透鏡之間的旋轉角為45°。所引起的雙折射配置Δn(θ，α)與方位角α無關。但是與圖4C不同，相交橢圓的較長主軸徑向延伸，即與圖5C的配置近似。所引起的兩個相互正交極化狀態的光程差通過雙折射值乘以在(110)-透鏡內部的射線的物理波長獲得。當4·n個相同厚度的平面平行的(110)-透鏡這樣設置時，同樣得到旋轉對稱的雙折射配置，使每兩個透鏡之間的旋轉角β＝45°/n+m·90°±5°，其中4·n給出平面平行的(100)-透鏡的數量而m是一個整數。當一個射束的所有射線分別具有近似大小的角度并在透鏡內部移動一樣大的波長時，對于任意的透鏡也得到兩個相互正交極化狀態的光程差的一個幾乎旋轉對稱的配置。因此所述透鏡要這樣組合成組，使射線盡可能地滿足上述給定條件。
在圖6F中示出圖6E的四個相鄰的平面平行的相同厚度的(110)-透鏡對于方位角α＝0°時本征雙折射值與視角θ的關系。在視角θ＝41°時的本征雙折射值為1.0nm/cm并因此減少到圖5A中6.5nm/cm最大值的84％。
在圖6G中示出圖6E的四個相鄰的平面平行的相同厚度的(110)-透鏡對于θ＝41°時本征雙折射值與方位角α的關系。所述本征雙折射與方位角α無關。
如果在一個投影物鏡內部將(110)-透鏡組與(100)-透鏡組相組合，則可以盡可能地補償由這些透鏡帶來的兩個相互正交直線狀態的光程差。為此要求首先在這些組的內部通過透鏡旋轉實現光程差的一個幾乎旋轉對稱的配置并且通過(110)-透鏡組與(100)-透鏡組相組合補償光程差的兩個配置。為此充分利用相交橢圓的較長主軸對于一個旋轉的(110)-透鏡組的雙折射配置的取向垂直于相交橢圓的較長主軸對于一個旋轉的(100)-透鏡組的雙折射配置的取向，這一點如同由圖4D和6E可以看到的那樣。在此重要的是，一方面由各個組產生一個幾乎旋轉對稱的光程差配置，另一方面(110)-透鏡組總和在數值上幾乎與(100)-透鏡總和一樣大。
在圖7中示出一個反射投影物鏡波長為157nm的透鏡截面。對于這個物鏡的光學數據在表1中集中給出。本實施例可以由專利申請PCT/EP00/13148中得到并對應于那里的圖7或表6。為了更詳細地描述物鏡的工作原理請參閱專利申請PCT/EP00/13148。這個物鏡的所有透鏡由鈣-氟化物晶體制成。該物鏡在圖像側的數字晶格小眼為0.9。這樣好地修正該物鏡的成像效率，使與一個理想球波的波陣面的偏差以157nm的波長為基準小于1.8mλ。對于這種高效物鏡正好要求盡可能地減小例如本征雙折射的干擾影響。
對于圖7的實施例對于各透鏡L601至L630計算最外邊的孔徑射線609的視角θ和光程RLL。最外邊的孔徑射線609在此從座標x＝0mm和y＝0mm的物點出發并在圖像面中具有一個以光軸為基準的角度，它對應于圖像側的數字晶格小眼。因此考慮到最外邊的孔徑射線609，因為對于它幾乎得出在透鏡內部的最大視角。
表2對于最外邊的孔徑射線除了視角θ和光程RLL以外在表2中集中給出兩個相互正交直線極化狀態對于不同透鏡取向的光程差。對于(111)-透鏡，(100)-透鏡和(110)-透鏡編制光程差，其中最外邊邊緣射線的方位角αL在透鏡內部對于(111)-透鏡為0°和60°，對于(100)-透鏡為0°和45°而對于(110)-透鏡為0°，45°，90°和135°。
由表2可以得出，視角θ對于透鏡L608，L617，L618，L619，L627，L628，L629和L630大于25°，對于L618，L619，L627，L628，L629和L630甚至大于30°。與大視角特別相關的是位于圖像面最近的L627至L630。
通過投影物鏡設計已經實現使所有光射線的最大視角小于45°。對于透鏡L628最外邊的孔徑射線的最大視角為39.4°。直接在圖像面前使用兩個厚平面透鏡L629和L630是有益的。
位于透鏡L621與L622之間的光闌直徑為270mm。透鏡L618的直徑為207mm而透鏡L627至L630的直徑為190mm。因此這些具有大視角的透鏡直徑小于光闌直徑的80％。
由表2可以看出，對于各透鏡以大的視角在(100)-方向上取向是有利的，因為雙折射值總體上更低。其原因是，對于(100)-透鏡<110>-晶體方向的影響只有對于較大的角度才與(111)-透鏡一樣被感覺到。例如對于透鏡L608，L609和L617所述光程差比30％低更多。
借助于兩個平面平行透鏡L629和L630能夠很好地表示，如何能夠通過透鏡的相互旋轉明顯減小雙折射。兩個透鏡對于35.3°的最外邊孔徑射線和27.3mm或26.0mm的近似光程具有相同的視角。如果將兩個由(100)-透鏡構成的透鏡相同取向地安裝，則將得到一個30.7nm的光程差。但是當兩個(100)-透鏡相對旋轉45°時，則光程差減小到20.9nm，即減小32％。如果將兩個由(111)-透鏡構成的透鏡相同取向地安裝，則將得到一個34.6nm的光程差。但是當兩個(111)-透鏡相對旋轉60°時，則光程差減小到13.6nm，即減小61％。
如果透鏡L629分裂成L6291和L6292而透鏡L630分裂成透鏡L6301和L6302，則可以根據由透鏡L629和L630引起的本征雙折射實現兩個相互正交直線極化狀態的光程差的幾乎完全補償，其中透鏡L6291是一個厚度為9.15mm的(100)-透鏡，透鏡L6292是一個厚度為13.1mm的(111)-透鏡，透鏡L6301是一個厚度為8.33mm的(100)-透鏡，透鏡L6302是一個厚度為12.9mm的(111)一透鏡。透鏡L6291和L6301相對旋轉45°，而透鏡L6292和L6302相對旋轉60°。在這種情況下所引起的最大光程差為0.2nm。所述透鏡L6291和L6292與透鏡L6301和L6302一樣可以光學無縫地、例如通過粘接拼接。當投影物鏡只包括一個晶體透鏡時，也可以使用這個原理。將這個透鏡分成至少兩個透鏡，它們相對旋轉地設置。通過粘接實現拼接。另一方法是，首先將所期望的晶體取向的各平板光學無縫地連接并在另一工藝步驟中加工成相互拼接的透鏡。
另一通過透鏡L629和L630減小本征雙折射干擾影響的方法是，透鏡L629分裂成L6293和L6294而透鏡L630分裂成透鏡L6303和L6304，其中透鏡L6293是一個厚度為11.13mm的(110)-透鏡，透鏡L6294一個厚度為11.13的(110)-透鏡，透鏡L6303是一個厚度為10.62mm的(110)-透鏡，透鏡L6304是一個厚度為10.62mm的(110)-透鏡。透鏡L6293和L6294以及透鏡L6303和L6304分別相對旋轉90°，其中透鏡L6293與L6303之間的旋轉角為45°。在這種情況下所引起的最大光程差為4.2nm。所述透鏡L6293和L6294與透鏡L6303和L6304一樣可以光學無縫地、例如通過粘接拼接。
當每個透鏡分裂成三個透鏡元件L6295，L6296和L6297以及L6305，L6306和L6307時，則幾乎完全實現由于高負荷的透鏡L629和L630引起的兩個相互正交直線狀態的光程差的補償，其中透鏡L6295是一個厚度為4.45mm的(100)-透鏡，透鏡L6296和L6297是一個厚度為8.90的(110)-透鏡，透鏡L6305是一個厚度為4.25mm的(100)-透鏡，透鏡L6306和L6307是一個厚度為8.49mm的(110)-透鏡。透鏡L6294和L6304相對旋轉45°，每兩個透鏡L6295，L6297，L6306和L6307相對旋轉45°。在這種組合中所引起的最大光程差減小到0.1nm以下。透鏡L6295至L6297與透鏡L6305至L6307一樣可以光學無縫地、例如通過粘接拼接。
另一通過透鏡L629和L630減小本征雙折射干擾影響的方法是，使兩個(110)-透鏡與一個(100)-透鏡組合。兩個(110)-透鏡在此相互間以90°旋轉地安裝，而(100)-透鏡與(110)-透鏡之間的旋轉角為45°+m·90°，其中m是一個整數。為此將透鏡L629分裂成L6298和L6299而將透鏡L630分裂成透鏡L6308和L6309，其中透鏡L6298是一個厚度為17.40mm的(110)-透鏡，透鏡L6299是一個厚度為4.87mm的(110)-透鏡，透鏡L6308是一個厚度為12.53mm的(110)-透鏡，透鏡L6309是一個厚度為8.70mm的(100)-透鏡。所引起的最大光程差為3.1nm。所述透鏡L6298和L6299與透鏡L6308和L6309一樣可以光學無縫地、例如通過粘接拼接。
在圖8中示出一個反射折射的投影物鏡711對于波長為157nm的透鏡截面。對于這個物鏡的光學數據在表3中集中給出。本實施例可以由專利申請PCT/EP00/13148中得到并對應于那里的圖9或表8。為了更詳細地描述物鏡的工作原理請參閱專利申請PCT/EP00/13148。這個物鏡的所有透鏡由鈣-氟化物晶體制成。該物鏡在圖像側的數字晶格小眼為0.8。
對于圖8的實施例對于各透鏡L801至L817計算上部最外邊的孔徑射線713和下部最外邊的孔徑射線715的視角θ和光程RLL。最外邊的孔徑射線713和715在此從座標x＝0mm和y＝0mm的物點出發并在圖像面中具有一個以光軸為基準的角度，它對應于圖像側的數字晶格小眼。計算上部和下部最外邊的孔徑射線，因為涉及一個離開軸線的物場并因此使孔徑射線與光軸非對稱地延伸，就如同圖7實施例的最外邊的孔徑射線的情況一樣。
在表4中給出上部最外邊的孔徑射線的數據而在表5中給出下部最外邊的孔徑射線的數據。對于最外邊的孔徑射線除了視角θ和光程RLL以外在表4和表5中給出兩個相互正交直線極化狀態對于不同透鏡取向的光程差。對于(111)-透鏡，(100)-透鏡和(110)-透鏡編制光程差；而且用于(111)-透鏡、(100)-透鏡和(110)-透鏡，其中最外邊邊緣射線的方位角αL在透鏡內部對于(111)-透鏡為0°和60°，對于(100)-透鏡為0°和45 °而對于(110)-透鏡為0°，45°，90°和135°。
表4
表5由表4和表5可以得出，視角θ對于透鏡L815至L817大于25°。在這個實施例中位于圖像面最近的透鏡L815至L817具有大的視角。通過投影物鏡L815至L817的設計已經實現使最大視角小于等于
對于透鏡L817最外邊的孔徑射線的最大視角為30.8°。
位于透鏡L811與L812之間的光闌直徑為193mm。透鏡L815至L817的直徑都小于162mm。因此這些具有大視角的透鏡的直徑都小于光闌直徑的85％。
由表4和表5可以得出，對于透鏡以大視角在(100)-方向上取向是有利的，因為雙折射值總體上更小。例如對于透鏡L815至L817光程差比20％低更多。
下面借助于圖8的實施例要指出，如何通過平行使用相互旋轉的(100)-透鏡組與相互旋轉的(111)-透鏡組可以盡可能地補償本征雙折射。
首先將所有鈣-氟化物安裝在沒有(111)-透鏡相互旋轉的(111)-取向上。在這種情況下產生對于136nm的兩個相互正交直線極化狀態的最大光程差。通過旋轉(111)-透鏡可以使最大光程差降低到約38nm。為此將透鏡L801和L804組成一個組并將透鏡L802和L803組成另一組，其中透鏡之間的旋轉角分別為60°。透鏡L808，L809和L810以及透鏡L815，L816和L817各組成一個三透鏡組，其中每兩個透鏡之間的旋轉角為40°。透鏡L811，L812，L813和L814組成一個相對旋轉角為30°的四透鏡組。
如果將所有鈣-氟化物安裝在沒有(100)-透鏡相互旋轉的(100)-取向上，則得到對于90.6nm的兩個相互正交直線極化狀態的最大光程差。通過旋轉(100)-透鏡可以使最大光程差降低到約40nm。為此將透鏡L801和L804組成一個組并將透鏡L802和L803組成另一組，其中透鏡之間的旋轉角分別為45°。透鏡L808，L809和L810以及透鏡L815，L816和L817各組成一個三透鏡組，其中每兩個透鏡之間的旋轉角為30°。透鏡L811，L812，L813和L814組成一個相對旋轉角為22.5°的四透鏡組。
如果將(100)-透鏡組與(111)-透鏡組組合，則可以得到兩個相互正交直線極化狀態的最大光程差。為此將透鏡L801和L804組成一個(111)-透鏡組，其中透鏡之間的旋轉角為60°。將透鏡L802和L803組成一個(100)-透鏡組，其中透鏡之間的旋轉角為45°。將透鏡L808，L809和L810組成一個(100)-透鏡的三透鏡組，其中每兩個透鏡之間的旋轉角為30°。將透鏡L811，L812，L813和L814組成一個(111)-透鏡的四透鏡組，其中透鏡之間的旋轉角為22.5°。未成組的透鏡L805和L807的透鏡軸線在<111>-晶體方向上取向，而透鏡L806在<100>-晶體方向上取向。所有組可以相互間任意地圍繞光軸旋轉地設置。這個旋轉自由度可以充分用于非旋轉對稱的例如通過透鏡聚焦產生的光行差的補償。
下面要借助于反射物鏡611指出，如何通過布置一個具有補償涂層612的光學元件明顯降低雙折射效應的干擾影響。為此只考慮兩個透鏡L629和L630的雙折射總和，它們由鈣-氟化物制成并因此顯示出本征雙折射。兩個透鏡在這個實施例中具有一個(111)-取向并且相互間以60°旋轉。由此實現一個幾乎旋轉對稱的光程差ΔOPL配置。對于一個最外邊的孔徑射線最大光程差ΔOPL根據方位角αR在13.6nm至14.6nm之間。在面對圖像面0’的透鏡L630的光學表面上涂覆在表6中所述的補償涂層613。該補償涂層613由15個獨立的由鎂-氟化物(GgF2)和鑭-氟化物(LaF3)材料制成的層組成。n和k在表6中給出折射率實數和虛數部分。層厚是均勻的并不具有側向的厚度曲線。覆層期間的蒸鍍角垂直于透鏡L630的光學表面。通過補償涂層對所引起的光程差總計為1.1nm并因此與沒有補償涂層的物鏡相比明顯降低。
表6如果代替后兩個透鏡考慮整個的物鏡，也可以實現一個類似的進行方式。代替只通過一個補償涂層光學元件的雙折射也可以設計具有補償涂層的多個光學元件。
為了在一個總系統中補償雙折射也可以使用本方法，其中這個雙折射的原因可能是應力雙折射、本征雙折射和由其它層引起的雙折射。
在系統最終調整后確定一個或多個射束在圖像面中的光程差ΔOPL配置。通過一個覆層最佳化程序計算必需的補償涂層并例如涂覆到離圖像面最近的系統表面上。如果離圖像面最近的光學元件可以更換是有利的。這樣也可以修正只有通過物鏡運行才產生的雙折射效應。
為了補償UV中的晶體雙折射，如上所述可以前后地設置具有不同晶體軸取向的晶體元件。如果在一個光學系統中前后地設置具有不同晶體方向的透鏡，則存在問題，多重透鏡以不同的角度透射，則補償只能有限地實現。對于只含有一個晶體透鏡的光學系統這種形式的補償根本不能實現。
一個解決方案是，將一個透鏡在結構上粘接成兩個分裂的相對旋轉的透鏡。實際上這個方法承受使通路變形的應力并必需使兩個半體橫向以微米精度定位。
建議加工由相互粘接的、相對于晶體軸取向相對旋轉的單個板制成的光亮體，它們被銑削和拋光成一個透鏡。關于取向的所有上述內容在此也是有效的。
除了光學系統加工的典型粘接(wringing)以外也可以實現所有其它的具有內部接觸和盡可能微小的應力加入的拼接技術并被本發明所包括。所述粘接尤其可以通過例如由石英玻璃制成的覆層得到支持。重要的是，在拼接位置不產生干擾的折射或反射。
按照上述規則實現取向的選擇。
作為實施例給出光亮體，由其可以加工出用于圖8的投影物鏡的透鏡L816。該透鏡L816具有一個凸起的非球形的層半徑為342.13mm的正面和一個凹下的球形的層半徑為449.26mm的背面。軸向厚度為37.3mm。透鏡材料是鈣-氟化物。透鏡直徑為141mm。由其要加工出透鏡的光亮體必需具有至少45mm的總厚和150mm的直徑。在此所述光亮體可以由兩個相互間以45°旋轉的9.0mm厚的(100)-板和兩個相互間以60°旋轉的13.5mm厚的(111)-板組成，它們光學無縫地拼接。(100)-板和(111)-板在此要分別相鄰地設置。
在另一實施例中要將六個相互間以45°旋轉的3.0mm厚的(100)-板和六個相互間以60°旋轉的4.5mm厚的(111)-板光學無縫地拼接，其中分別在兩個(100)-板后面銜接兩個(111)-板。
在另一實施例中要將四個相互間以45°旋轉的9.0mm厚的(110)-板和兩個相互間以45°旋轉的4.5mm厚的(100)-板光學無縫地拼接，其中兩個(100)-板銜接到四個(111)-板上。
在另一實施例中要將八個相互間以45°旋轉的4.5mm厚的(110)-板和四個相互間以45°旋轉的2.25mm厚的(100)-板光學無縫地拼接，其中在四個(110)-板后面分別銜接兩個(100)-板。
借助于圖9描述一個微印刷投影曝光設備的原理結構。所述投影曝光設備81具有一個發光裝置83和投影物鏡85。該投影物鏡85包括一個透鏡裝置819，它具有一個孔徑光闌AP，其中通過透鏡裝置89定義一個光軸87。在圖6和圖7中給出透鏡裝置89的實施例。在發光裝置83與投影物鏡85之間設置一個掩膜89，它通過一個掩膜固定體811固定在光程里面。這樣用于微印刷的掩膜89具有一個微米-納米結構，它通過投影物鏡85例如以系數4或5縮小地成像在一個圖像面813上。在圖像面813里面固定一個由一個襯底支架817定位的光敏襯底815，例如一個襯底。
尚可分辯的最小結構取決于用于發光的光線的波長λ以及投影物鏡85的圖像側數字晶格小眼，其中所述投影曝光設備81所能實現的最高分辨率隨著發光裝置83的波長λ減小和投影物鏡85的圖像側數字晶格小眼的增加而提高。通過在圖6和圖7中所示的實施例可以實現小于150nm的分辨率。因此也必需使本征雙折射最小化。通過本發明已經成功地使本征雙折射直接對于具有較大圖像側數字晶格小眼的投影物鏡的干擾影響大大降低。
借助于圖10描述一個補償涂層各向異性對通過覆層起作用的雙折射的影響。在此通過覆層起作用的雙折射的絕對值和方向通過相位分裂的相位角ΔPH給出，即通過兩個相互正交的直線極化狀態之間的波陣面中的差給出。這個參數也適合于描述雙折射的方向關系。在圖10中給出相位角與射線入射角的關系，該入射角對應于上述視圖的視角Θ。示出相位分裂，它通過一個施加到一個平面襯底上的各向異性干涉層系統(氟化鎂-氟化鑭交替層組合)起作用，該層系統以一個40°蒸鍍角蒸鍍。這個層系統通過一個各向同性的層系統平衡。
以HOM表示的在中間的曲線給出對于在表6中給出的、各向同性的補償涂層613的測量值，其層厚是均勻的并且沒有橫向的厚度變化。如同已述的那樣，覆層的有效折射通過相位分裂表征，在視角Θ＝0°時大約零。對于較大的視角由于放大的光程在層內部得到一個相位分裂向負值略微移動。連續的直線示出用于入射在一個垂直于覆層表面的第一平面里的橢球測量的測量值，該平面在這里稱為0°-平面。虛線給出對于與其垂直的90°-平面的數值。可以看出，相位分裂的數值和方向基本上與方位角□無關。因此涉及一個各向同性的覆層。
而對于各向異性的覆層(AN)顯示出明顯的相位分裂與方位角□的方向依賴性。曲線AN 0°表示在第一平面里的入射方向測量值，該平面對應于0°方位角。與均勻的覆層相比顯示出基本上相同的角度曲線，但是雙折射的數值明顯加大，其中在入射角0°時也呈現一個明顯的相位分裂(約10°)。當在相同的第一平面從以光軸為基準的對置方向入射時，得到基本上相同的數值。這一點對應于試件以測量方向為基準旋轉180°(曲線AN 180°)。
而當入射在一個與第一平面垂直的平面里時(曲線AN 90°)，其中方位角以90°變化，則盡管按照數值呈現相同的相位分裂，但是具有負的相位角。因此證明，借助于一個各向異性覆層可以控制相位分裂的方向，加工一個具有一個給定的擇優極化方向的各向異性覆層，該方向在一個給定方向上相對于入射射線的電的場矢量取向。
借助于圖11描述，對于各向異性的覆層也可以有目的地控制相位分裂的程度、即雙折射的強度。示出測量值對于相位分裂與視角Θ對于不同覆層的關系。在此菱形標記對應于一個具有8個獨立層的MgF2/LaF3-交替層組，它們以150℃蒸鍍。正方形標記對應于一個以相同溫度加工的具有6個這種材料的獨立層的覆層。這兩種層系統的雙折射作用的比較表示，可實現的相位分裂的絕對值隨著覆層數量的增加而增加。
三角形標記對應于一個具有8個層的覆層，它們以250℃、即明顯更高的溫度覆層。與相應的以150℃覆層的8層相比得到明顯更低的相位分裂。
這種趨勢(雙折射作用隨著層數量的增加而強化，雙折射的作用隨著加工溫度的增加而弱化)通過與其它層系統(室溫下的六層系統，220或150℃下的兩層系統)的比較也是明顯的。
以示例性示出的關系為基礎借助于各向異性的覆層能夠實現有效極化的光學元件，它通過覆層的表面具有一個在數值和方向上給定的局部變化的雙折射。借助于圖12描述一個透鏡的旋轉對稱各向異性覆層在一個具有行星系統的蒸鍍設備中的加工。該行星系統具有一個圍繞一個主旋轉軸500旋轉的(未示出的)主支架，在其圓周上布置多個圍繞各襯底支架軸501旋轉的襯底支架502。每個襯底支架具有一個襯底503，它在示例中由雙凸透鏡構成。在主旋轉軸處設置一個用于蒸鍍材料的材料源504，用于例如使氟化鎂和氟化鑭借助于電子射線蒸發并蒸鍍到位于材料源對面的襯底覆層表面505上。通過虛線表示的覆層材料在各覆層地點以一個蒸鍍角(覆層角)出現，該角度通過設備的幾何尺寸和覆層表面的曲率確定。
為了在這個設備中產生一個各向異性的覆層510，在材料源504與襯底之間數值一個遮蔽光闌511的座，通過該遮蔽光闌可以使面對材料源的覆層表面部分完全相對于材料流遮蔽，因此只有背離材料源的覆層表面部分以大的蒸鍍角覆層。
傾斜蒸鍍起到使層材料在一個通過斜剌象征性表示的、針形結構里生長的作用。在此傾斜方向通過主蒸鍍方向確定。這種變晶現象的顯現可以通過覆層溫度施加影響，其中各向異性對于較低的覆層溫度、例如對于室溫至約90℃之間的溫度比對于較高的溫度如超過120℃，150℃或200℃更強烈地顯現。
顯然，通過這種方法可以產生一個與旋轉軸501旋轉對稱的各向異性的覆層，其中擇優極化方向(覆層材料柱的傾斜方向)基本指向徑向。由于鏡面的曲率也得到一個從中心到邊緣的蒸鍍角變化，其中這個角度在示例中從內向外增加，因此覆層的各向異性在邊緣比在中心更強烈。對于凹下的表面特性相反。也顯而易見的是，通過調整材料源504與覆層之間的高度距離可以調整入射角分布的重心，其中較小的垂直距離導致較大的蒸鍍角。
借助于圖13描述如何通過對于每個覆層地點的適當遮蔽光闌結構給出一個由覆層地點徑向位置決定的按照給定的徑向時間輪廓的覆層時間和一個所期望的針形結構生長方向的角度譜。所述光闌的遮蔽作用在此象征性地通過光闌511’，511”，511示出，它們在襯底503’，503”，503圍繞旋轉軸501’，501”，501旋轉時以時間方式相對于由箭頭代表的材料源材料流520遮蔽后面的旋轉的襯底。
圖13(a)示出一個具有一個在整個半徑上恒定遮蔽角的遮蔽，該遮蔽角在旋轉的圓周方向上測量。這一點通過材料流中的V形“窗口”實現。這個遮蔽起到使覆層時間、即位于材料流520內部環繞的覆層地點的時間對于所有徑向位置基本相同的作用。對于平面的襯底表面這一點導致一個在徑向上盡可能均勻的結構。如果遮蔽窗口例如按照虛線515向外擴展，則給出一個徑向時間輪廓，其中徑向位于中間的部位比徑向位于外邊的部位更長地被遮蔽。由此可以在必要時實現一個由幾何條件引起的向著邊緣層厚減小的補償。但是也能夠產生旋轉對稱的層，其層厚從中間到邊緣連續增加。由遮蔽光闌允許的蒸鍍方向范圍越窄，針形結構生長方向的角度譜就越窄或越小。在此一個較窄的角度譜通常對應于一個較強烈的各向異性。
在圖13(b)中的矩形窗口起到使徑向上位于中間的部位比徑向上位于外邊的部位在更長的時間間隔上和在更加不同的方向的條件下蒸鍍的作用。由此在必要時可以產生覆層，其層厚從中心向著邊緣比一個僅僅通過表面曲率引起的厚度減小更加強烈地減小。而各向異性在邊緣比在中心更加強烈地顯現。對于凹下的覆層面可以通過這種方法在必要時在中心與邊緣之間實現一個均勻的層厚。
在圖13(c)中的光闌511幾何形狀起到使襯底503的中心部位525持續地置于材料流的作用并且因此基本上各向同性地覆層。在其余部位得到一個具有在徑向上變化的各向異性和/或層厚的徑向變化。
通過適當選擇蒸鍍材料流以光闌為基準的取向可以調整覆層主軸的方向。如果例如對于按照圖13(a)的布置在一個以90°錯置的方向(虛線箭頭)上蒸鍍，則產生針形結構，它們基本上切向取向。
為了使不潔物如碳氫化合物、水蒸汽或類似物質難以或避免進入多孔的層結構，可以涂覆一個作為擴散柵欄的盡可能無孔的保護層，例如作為覆層的最外層。這個層可以通過適當的層厚光學地盡可能中性地構成，例如由半導體構成。
借助于圖15描述一個方法變型，它能夠加工光極化有效的部件(如延遲器)，它具有一個幾乎可以自由選擇的局部雙折射分布。為此首先對一個襯底、例如一個平面平行的板550配置一個光極化有效的覆層551，其雙折射作用可以是基本均勻或各向異性的。所述覆層具有一個非平衡層結構，它允許通過有目的的局部加入能量改變層的變晶結構并由此改變其在加載部位的雙折射特性。如示例那樣可以是一個通過傾斜蒸鍍產生的、各向異性覆層551。按照層551的加工位置使層局部地按照一個給定的分布通過一個能量加載，該能量適合于改變變晶結構并由此改變層材料的雙折射特性。為此在示例中一個能量足夠的射線552、例如離子射線或一個適當擴展的激光射線穿過一個掩膜554的開孔553入射到覆層。由此在通過掩膜孔553給定的覆層部位555里面感應出一個支持擴散的變晶結構變化，其中例如一個各向異性覆層的針形生長結構凝結并形成一個較厚的層和更微小的各向異性。也可以先后使用不同開孔形狀的多個掩膜，以產生復雜的局部雙折射配置。也可以實現無掩膜方法，例如通過借助于一個聚焦的能量足夠的射線、例如激光射線“寫”一個所期望的雙折射配置。通過這種方法可以產生幾乎任意的通過一個覆層起作用的相位分裂的局部調制。一致的相位分裂部位可以是非常小空間的，例如幾個微米大。
通過本方法在使用各向異性原始層的條件下在所有物體前面可以產生對于不同波長范圍的偏振掩膜(即偏振器或具有與位置有關的作用的延遲元件)。對于可見波長范圍的原始層例如可以通過“冷蒸鍍”產生，其中變晶結構變化可以通過能量足夠的例如來自UV范圍的激光射線的輻射產生。對于使用在UV范圍、尤其是對于260nm以下的波長所述原始層必需相對于工作波長穩定。在此適宜的是，以較高的覆層溫度、如100至152℃產生原始層，由此產生熱穩定的覆層。變晶結構的變形必需通過相應大的能量加入實現，例如通過紅外激光、通過離子射線、電子射線或通過適當的加熱沖頭。
所述方法也適合于加工偏振的移相掩膜作為光極化有效的部件，尤其是使用至少一個各向異性覆層。在此例如可以使在直接緊靠要形成結構的部位例如一個直線配置一個空間上限定的各向異性覆層，以便產生有利的延遲作用。偏振的移相掩膜(polarized phase shiftmasks，PPSM)的結構和工作方式例如在文章“Polarized Phase ShiftMasksConcept，Design，and Potential Advantages toPhotolithography Process and Physical Design”(由R.Wang，W.Grobmann，A.Reich和M.Thompson撰寫，Proc.SPIE Vol.4562第406ff)中描述，其公開內容并入本說明書中。借助于這個掩膜可以避免或防止“phaseconflict”問題，因此必要時可以對于一個足夠質量的成像實現一個一次性曝光。
表1157.629nm 1/2外露透 半徑 厚度 玻璃 時的折射率鏡直徑-----------------------------------------------------------------------------------------0 0.000000000 27.171475840N21.0003142946.2000.000000000 0.602670797 N21.0003142952.673L601 900.198243311AS 15.151264556CaF2 1.5592903553.454-235.1211064359.531971079 N21.0003142954.049L602 -167.1859177798.294716452 CaF2 1.5592903554.178-132.67351951014.020355779N21.0003142954.901L603 -333.1945866529.893809820 CaF2 1.5592903553.988-155.45051620315.930502944N21.0003142954.132L604 -73.572316296 7.641977580 CaF2 1.5592903553.748-68.248613899AS 2.881720302 N21.0003142955.167L605 -86.993585564AS 5.094651720 CaF2 1.5592903552.580-238.1509653275.379130780 N21.0003142953.729L606 -165.6139208705.094651720 CaF2 1.5592903553.730153.417884485 34.150169591N21.0003142956.762L607 -92.061009990 5.094651720 CaF2 1.5592903558.0818491.086261873AS 19.673523795N21.0003142974.689L608 -407.13130045130.380807138CaF2 1.5592903587.291-140.6203171560.761662684 N21.0003142991.858L609 -4831.804853654AS 50.269660218CaF2 1.55929035117.436-192.1973736091.688916911 N21.00031429121.408L610 -367.71868489221.227715500CaF2 1.55929035127.704-233.6285478942.224071019 N21.00031429129.305L611 709.585855080 28.736922725CaF2 1.55929035137.0161238.8594453579.120684720 N21.00031429137.428L612 1205.45705194549.281218258CaF2 1.55929035138.288-285.3218807051.625271224 N21.00031429138.379L613 137.549591710 56.718543740CaF2 1.55929035108.652-4380.301012978AS 0.623523902 N21.00031429106.138L614 2663.8802144086.792868960 CaF2 1.55929035103.602149.184979730 15.779049257N21.0003142984.589L615 281.093106064 6.792868960 CaF2 1.5592903583.373184.030288413 32.341552355N21.0003142977.968L616 -222.1574163085.094651720 CaF2 1.5592903577.463101.254238115AS 56.792634221N21.0003142971.826L617 -106.9606380185.094651720 CaF2 1.5592903572.2371612.30547113020.581065398N21.0003142989.760L618 -415.59613562826.398111993CaF2 1.5592903596.803-204.680O446310.713343960 N21.00031429103.409L619 -646.69662239425.867340760CaF2 1.55929035116.636-231.9176268960.766268682 N21.00031429118.569L620 -790.65760767723.400482872CaF2 1.55929035128.806-294.8720537250.721402031 N21.00031429130.074L621 786.625567756 40.932308205CaF2 1.55929035141.705-431.24728301312.736629300N21.00031429142.0890.000000000 -8.491086200N21.00031429134.5861622 295.022653593AS 20.165109438CaF2 1.55929035139.341449.912291916 0.619840486 N21.00031429137.916L623 358.934076212 48.662890509CaF2 1.55929035136.936-622.66298887830.955714157N21.00031429135.288L624 -224.40488975312.736629300CaF2 1.55929035134.760-251.154571510AS 16.079850229N21.00031429134.853L625 -193.582989843AS 16.510083506CaF2 1.55929035134.101-198.0775707490.880353a72 N21.00031429136.109L626 206.241795157 19.927993542CaF2 1.55929035101.240338.140581666 0.925956949 N21.0003142997.594L627 111.017549581 24.560089962CaF2 1.5592903585.023169.576109839 0.777849447 N21.0003142981.164
L628117.982165264 31.161065630 CaF2 1.5592903575.464921.219058213AS6.934980174 N2 1.0003142969.501L6290.00000000022.260797322 CaF2 1.5592903563.6370.0000000004.245543100 N2 1.0003142948.606L6300.00000000021.227715500 CaF2 1.5592903541.0320.0000000008.491086200 N2 1.0003142926.6980.0000000000.0000000001.0000000011.550相對于真空給出波長和折射率非球形常數透鏡L601的非球形K 0.0000C11.28594437e-007C28.50731836e-013C31.16375620e-016C42.28674275e-019C5-1.23202729e-022C63.32056239e-026C7-4.28323389e-030C80.00000000e+000C90.00000000e+000透鏡L604的非球形K-1.3312C1-4.03355456e-007C22.25776586e-011C3-2.19259878e-014C44.32573397e-018C5-7.92477159e-022C67.57618874e-026C7-7.14962797e-030C80.00000000e+000C90.00000000e+000透鏡L605的非球形K-1.1417C11.33637337e-007C21.56787758e-011C3-1.64362484e-014C43.59793786e-018C5-5.11312568e-022C61.70636633e-026C71.82384731e-030C80.00000000e+000C90.00000000e+000透鏡L607的非球形K 0.0000C11.34745120e-007C2-2.19807543e-011
C31.20275881e-015C44.39597377e-020C5-2.37132819e-023C62.87510939e-027C7-1.42065162e-031C80.00000000e+000C90.00000000e+000透鏡L609的非球形K 0.0000C16.85760526e-009C2-4.84524868e-013C3-6.28751350e-018C4-3.72607209e-022C53.25276841e-026C6-4.05509974e-033C7-3.98843079e-035C80.00000000e+000C90.00000000e+000透鏡L613的非球形K 0.0000C12.24737416e-008C2-4.45043770e-013C3-4.10272049e-017C44.31632628e-021C5-3.27538237e-025C61.44053025e-029C7-2.76858490e-034C80.00000000e+000C90.00000000e+000透鏡L616的非球形K 0.0000C1-2.83553693e-008C2-1.12122261e-011C3-2.05192812e-016C4-1.55525080e-020C5-4.77093112e-024C68.39331135e-028C7-8.97313681e-032C80.00000000e+000C90.00000000e+000透鏡L622的非球形K 0.0421C17.07310826e-010C2-2.00157185e-014C3-9.33825109e-020C41.27125854e-024C51.94008709e-027C6-6.11989858e-032C72.92367322e-036
C80.00000000e+000C90.00000000e+000透鏡L624的非球形K 0.0000C13.02835805e-010C2-2.40484062e-014C3-3.22339189e-019C41.64516979e-022C5-8.51268614e-027C62.09276792e-031C7-4.74605669e-036C80.00000000e+000C90.00000000e+000透鏡L625的非球形K 0.0000C1-3.99248993e-010C25.79276562e-014C33.53241478e-018C4-4.57872308e-023C5-6.29695208e-027C61.57844931e-031C7-2.19266130e-036C80.00000000e+000C90.00000000e+000透鏡L628的非球形K 0.0000C14.40737732e-008C21.52385268e-012C3-5.44510329e-016C46.32549789e-020C5-4.58358203e-024C61.92230388e-028C7-3.11311258e-033C80.00000000e+000C90.00000000e+000
表3157.13nm 1/2外露透 半徑 厚度玻璃時的折射率鏡直徑---------------------------------------------------------------------------------------0 0.00000000034.0000000001.0000000082.1500.0000000000.100000000 1.0000000087.654L801276.724757380 40.000000000 CaF2 1.5597099090.1121413.944109416AS 95.0000000001.0000000089.442SP10.00000000011.0000000001.0000000090.0340.000000000433.237005445 1.0000000090.104L802-195.924336384 17.295305525 CaF2 1.5597099092.746-467.658808527 40.8411124681.0000000098.732L803-241.385736441 15.977235467 CaF2 1.55970990105.512-857.211727400AS 21.6493310941.00000000118.786SP2 0.0000000000.000010000 1.00000000139.325253.074839896 21.6493310941.00000000119.350L803′ 857.211727400AS15.977235467 CaF2 1.55970990118.986241.385736441 40.8411124681.00000000108.546L802′ 467.658808527 17.295305525 CaF2 1.55970990102.615195.924336384 419.981357165 1.0000000095.689SP3 0.0000000006.255658280 1.0000000076.3700.00000000042.6091552191.0000000076.064Z1 0.00000000067.4495471151.0000000073.981L804432.544479547 37.784311058 CaF2 1.5597099090.274-522.188532471 113.756133662 1.0000000092.507L805-263.167605725 33.768525968 CaF2 1.55970990100.053-291.940616829AS 14.5365914241.00000000106.516L806589.642961222AS20.449887046 CaF2 1.55970990110.482-5539.698828792443.944079795 1.00000000110.523L807221.780582003 9.000000000 CaF2 1.55970990108.311153.071443064 22.7900600841.00000000104.062L808309.446967518 38.542735318 CaF2 1.55970990104.062-2660.2279000990.100022286 1.00000000104.098L80923655.35458419412.899131182 CaF2 1.55970990104.054-1473.1892131769.318886362 1.00000000103.931L810-652.136459374 16.359499814 CaF2 1.55970990103.644-446.489459129 0.100000000 1.00000000103.877L811174.593507050 25.900313780 CaF2 1.5597099099.267392.239615259AS14.0645054311.0000000096.6100.0000000002.045119392 1.0000000096.552L8127497.306838492 16.759051656 CaF2 1.5597099096.383318.210831711 8.891640764 1.0000000094.998L813428.724465129 41.295806263 CaF2 1.5597099095.5483290.097860119AS 7.377912006 1.0000000095.040L814721.012739719 33.927118706 CaF2 1.5597099095.443-272.650872353 6.871397517 1.0000000095.207L815131.257556743 38.826450065 CaF2 1.5597099081.345632.112566477AS4.409527396 1.0000000074.847L816342.127616157AS37.346293509 CaF2 1.5597099070.394449.261078744 4.859754445 1.0000000054.895L817144.034814702 34.792179308 CaF2 1.5597099048.040-751.263321098AS 11.9998726841.0000000033.4750′ 0.0000000000.000127776 1.0000000016.430
非球形常數透鏡L801的非球形K 0.0000C14.90231706e-009C23.08634889e-014C3-9.53005325e-019C4-6.06316417e-024C56.11462814e-028C6-8.64346302e-032C70.00000000e+000C80.00000000e+000C90.00000000e+000透鏡L803的非球形K 0.0000C1-5.33460884e-009C29.73867225e-014C3-3.28422058e-018C41.50550421e-022C50.00000000e+000C60.00000000e+000C70.00000000e+000C80.00000000e+000C90.00000000e+000透鏡L803′非球形K 0.0000C15.33460884e-009C2-9.73867225e-014C33.28422058e-018C4-1.50550421e-022C50.00000000e+000C60.00000000e+000C70.00000000e+000C80.00000000e+000C90.00000000e+000透鏡L805的非球形K 0.0000C12.42569449e-009C23.96137865e-014C3-2.47855149e-018C47.95092779e-023C50.00000000e+000C60.00000000e+000
C70.00000000e+000C80.00000000e+000C90.00000000e+000透鏡L806的非球形K 0.0000C1-6.74111232e-009C2-2.57289693e-014C3-2.81309020e-018C46.70057831e-023C55.06272344e-028C6-4.81282974e-032C70.00000000e+000C80.00000000e+000C90.00000000e+000透鏡L811的非球形K 0.0000C12.28889624e-008C2-1.88390559e-014C32.86010656e-017C4-3.18575336e-021C51.45886017e-025C6-1.08492931e-029C70.00000000e+000C80.00000000e+000C90.00000000e+000透鏡L813的非球形K 0.0000C13.40212872e-008C2-1.08008877e-012C34.33814531e-017C4-7.40125614e-021C55.66856812e-025C60.00000000e+000C70.00000000e+000C80.00000000e+000C90.00000000e+000透鏡L81 5的非球形K 0.0000C1-3.15395039e-008C24.30010133e-012C33.11663337e-016C4-3.64089769e-020C51.06073268e-024C60.00000000e+000
C70.00000000e+000C80.00000000e+000C90.00000000e+000透鏡L816的非球形K 0.0000C1-2.16574623e-008C2-6.67182801e-013C34.46519932e-016C4-3.71571535e-020C50.00000000e+000C60.00000000e+000C70.00000000e+000C80.00000000e+000C90.00000000e+000透鏡L817的非球形K 0.0000C12.15121397e-008C2-1.65301726e-011C3-5.03883747e-015C41.03441815e-017C5-6.29122773e-021C61.44097714e-024C70.00000000e+000C80.00000000e+000C90.00000000e+000
權利要求
1.一種物鏡(611，711)，尤其是用于微印刷投影曝光設備(81)的投影物鏡，具有多個透鏡(L601-L630，L801-L817)，具有至少一個由氟化物晶體制成的透鏡(1)，其特征在于，所述至少一個透鏡(1)是一個具有一個透鏡軸線(EA)的(100)-透鏡，它大致垂直于{100}-晶體面或與其等效的氟化物晶體的晶體面。
2.如權利要求1所述的物鏡，其中(100)-透鏡是一個具有一個對稱軸線的旋轉對稱的透鏡并且該對稱軸線與(100)-透鏡的透鏡軸線重合。
3.如權利要求1至2中任一項所述的物鏡，具有一個光軸(OA)，其中(100)-透鏡的透鏡軸線與物鏡的光軸重合。
4.如權利要求1至3至任一項所述的物鏡，其中在物鏡內部光射線從一個物鏡面(O)延伸到一個圖像面(O’)并且至少一個光射線(609，713，715)在(100)-透鏡內部具有一個相對于透鏡軸線的射線角，它大于25°，尤其大于30°。
5.如權利要求1至4中任一項所述的物鏡，其中在物鏡內部光射線從一個物鏡面延伸到一個圖像面并且所有光射線在(100)-透鏡內部具有一個相對于透鏡軸線的射線角，它最大為45°，尤其最大為arcsin 其中NA稱為圖像側的數字晶格小眼而nFK為氟化物晶體的折射率。
6.如權利要求1至5中任一項所述的物鏡，其中光闌面具有一個光闌直徑并且其中(100)-透鏡具有一個透鏡直徑，其中透鏡直徑小于光闌直徑的85％，尤其是小于80％。
7.如權利要求1至6中任一項所述的物鏡，具有一個圖像面，其中(100)-透鏡(L630，L817)是離圖像面最近的透鏡。
8.一種物鏡(611，711)，尤其是用于微印刷投影曝光設備(81)的投影物鏡，具有至少兩個透鏡或由氟化物晶體制成的透鏡元件，其中所述透鏡或透鏡元件的透鏡軸線分別大致指向一個主晶體方向，其中在一個圖像面的圖像點上出現一個具有射線的射束，它們分別具有一個方位角αR，一個視角θR和一個對于兩個相互正交直線極化狀態的光程差ΔOPL，其特征在于，所述透鏡或透鏡元件圍繞透鏡軸線相對旋轉地設置，使射束的光程差ΔOPL(αR，θR)配置作為方位角αR和視角θR的函數具有一個與透鏡或透鏡元件相比大為減小的數值，其透鏡軸線指向相同的主晶體方向并且它們不是圍繞透鏡軸線相對旋轉地設置。
9.如權利要求8所述的物鏡，其中所述光程差ΔOPL作為方位角αR的函數對于一個給定的視角θR的變化小于30％，尤其是小于20％。
10.如權利要求8或9中任一項所述的物鏡，其中所述透鏡或透鏡元件分別具有一個雙折射配置Δn(αL，θL)，其雙折射值Δn取決于一個相對于垂直透鏡軸線的基準方向的方位角αL和相對透鏡軸線的視角θR，其中雙折射配置Δn(αL，θL)具有k個方位對稱，其中在各透鏡或透鏡元件的基準方向之間定義旋轉角γ，其中n個透鏡或n個透鏡元件構成一個組，在其內部透鏡軸線指向相同的主晶體方向或一個與其等效的主晶體方向并且在其內部雙折射配置Δn(αL，θL)相對基準方向具有相同的方位分布，其中對于一個組中的每兩個透鏡或透鏡元件之間的旋轉角γ為 其中m是一個整數。
11.如權利要求10所述的物鏡，其中所述射束的一個最外邊的孔徑射線(609，713，715)在透鏡或透鏡元件內部分別具有一個視角θL并且視角θL在一組中的透鏡或透鏡元件內部的最大變化為30％，尤其是最大變化為20％。
12.如權利要求10或11中任一項所述的物鏡，其中所述射束的一個最外邊的孔徑射線(609，713，715)在透鏡或透鏡元件內部分別移動一個光程RLL并且該光程RLL在一組中的透鏡或透鏡元件內部最大變化為30％，尤其是最大變化為20％。
13.如權利要求10至12中任一項所述的物鏡，其中在旋轉角γ＝0°時對于一組中的各透鏡或透鏡元件確定的光程差ΔOPL對于射束的一個最外邊的孔徑射線(609，713，715)最大變化為30％，尤其是最大變化為20％。。
14.如權利要求10至13中任一項所述的物鏡，其中所述透鏡組包括2至4個透鏡或透鏡元件。
15.如權利要求14所述的物鏡，其中所述透鏡(L629，L630)或透鏡元件相鄰地設置，尤其是相互粘接。
16.如權利要求10至15中任一項所述的物鏡，其中所述物鏡具有至少兩個組，它們具有分別相對旋轉的透鏡或透鏡元件。
17.如權利要求8至16中任一項所述的物鏡，其中所述透鏡軸線指向<111>-晶體方向或與其等效的主晶體方向并且透鏡或透鏡元件的雙折射配置Δn(αL，θL)具有3個方位對稱。
18.如權利要求8至16中任一項所述的物鏡，其中所述透鏡軸線指向<100>-晶體方向或與其等效的主晶體方向并且透鏡或透鏡元件的雙折射配置Δn(αL，θL)具有4個方位對稱。
19.如權利要求8至16中任一項所述的物鏡，其中透鏡軸線指向<110>-晶體方向或與其等效的主晶體方向并且透鏡或透鏡元件的雙折射配置Δn(αL，θL)具有2個方位對稱。
20.如權利要求8至19中任一項所述的物鏡，其中一個第一組中的透鏡或透鏡元件的透鏡軸線指向<100>-晶體方向或與其等效的主晶體方向并且一個第二組的透鏡或透鏡元件的透鏡軸線指向<111>-晶體方向或與其等效的主晶體方向。
21.如權利要求8至19中任一項所述的物鏡，其中一個第一組中的透鏡或透鏡元件的透鏡軸線指向<100>-晶體方向或與其等效的主晶體方向并且一個第二組的透鏡或透鏡元件的透鏡軸線指向<110>-晶體方向或與其等效的主晶體方向。
22.如權利要求20或21所述的物鏡，其中所述光程差配置ΔOPL(αR，θR)由通過所有第一組的透鏡或透鏡元件引起的第一光程差ΔOPL1(αR，θR)配置和通過所有第二組的透鏡或透鏡元件引起的第二光程差ΔOPL2(αR，θR)配置組合在一起，并且第一光程差ΔOPL1(αR，θR)配置的最大值總和與第二光程差ΔOPL2(αR，θR)配置的最大值總和差別最大為30％，尤其是最大為20％。
23.如權利要求8至22所述的物鏡(611)，其中所述透鏡或透鏡元件屬于多個具有光學表面的光學元件，其中至少一個光學表面配有一個補償涂層，所述射束的光程差ΔOPL(αR，θR)配置作為方位角αR和視角θR的函數與沒有補償涂層的物鏡相比具有大為減小的數值。
24.如權利要求23所述的物鏡(611)，其中具有補償涂層的光學元件具有一個元件軸線，并且其中補償涂層具有一個有效的雙折射配置，其有效的雙折射值取決于相對于垂直元件軸線的基準方向的方位角αF和相對于元件軸線的視角θF。
25.如權利要求24所述的物鏡，其中所述補償涂層的有效雙折射配置對于視角θF＝0時大約于零。
26.如權利要求24和25中任一項所述的物鏡，其中有效雙折射配置在初級端只取決于視角θF。
27.如權利要求23至26中任一項所述的物鏡，其中具有補償涂層的光學元件是一個由氟化物晶體制成的透鏡，其中所述元件軸線是由氟化物晶體制成的透鏡的透鏡軸線。
28.如權利要求23至27至任一項所述的物鏡，其中多個光學元件配有補償涂層。
29.如權利要求23至28至任一項所述的物鏡，其中所有光學元件配有補償涂層。
30.如權利要求1至29至任一項所述的物鏡，其中所述氟化物晶體是一個鈣-氟化物晶體，一個鍶-氟化物晶體或一個鋇-氟化物晶體。
31.一種物鏡(611)，尤其是用于微印刷投影曝光設備的投影物鏡，具有多個光學元件，尤其是由氟化物晶體制成的透鏡，具有光學表面，其中在一個圖像面的圖像點上出現一個具有射線的射束，它們分別具有一個對于兩個相互正交直線極化狀態的光程差ΔOPL，其特征在于，至少一個光學表面配有一個補償涂層(613)，其中所述補償涂層這樣配置，使射束的光程差ΔOPL與沒有覆層的物鏡相比具有大為減小的數值。
32.如權利要求31所述的物鏡，其中所述具有補償涂層的光學元件具有一個元件軸線，并且其中補償涂層具有一個有效的雙折射配置，其有效的雙折射值取決于相對于垂直元件軸線的基準方向的方位角αF和相對于元件軸線的視角θF。
33.如權利要求32所述的物鏡，其中所述補償涂層的有效雙折射配置對于視角θF＝0時大約于零。
34.如權利要求32和33所述的物鏡，其中所述有效雙折射配置在初級端取決于視角θF。
35.如權利要求32至34中任一項所述的物鏡，其中具有補償涂層的光學元件是可更換的。
36.如權利要求31至35中任一項所述的物鏡，其中至少兩個光學元件是一個由氟化物晶體制成的透鏡，其中所述透鏡或透鏡元件具有透鏡軸線，其中透鏡或透鏡元件相互間圍繞透鏡軸線這樣旋轉地設置，使射束的光程差配置ΔOPL(αR，θR)作為方位角αR和視角θR的函數具有一個與透鏡或透鏡元件相比大為減小的數值，其透鏡軸線指向相同的主晶體方向并且它們不是圍繞透鏡軸線相對旋轉地設置。
37.如權利要求36所述的物鏡，其中所述光程差ΔOPL作為方位角αR的函數對于一個給定的視角θR的變化小于30％，尤其是小于20％。
38.如權利要求36或37所述的物鏡，其中所述透鏡或透鏡元件分別具有一個雙折射配置Δn(αL，θL)，其雙折射值Δn取決于一個相對于垂直透鏡軸線的基準方向的方位角αL和相對透鏡軸線的視角θR，其中雙折射配置Δn(αL，θL)具有k個方位對稱，其中在各透鏡或透鏡元件的基準方向之間定義旋轉角γ，其中n個透鏡或n個透鏡元件構成一個組，在其內部透鏡軸線指向相同的主晶體方向或一個與其等效的主晶體方向并且在其內部雙折射配置Δn(αL，θL)以基準方向為準具有相同的方位分布，其中對于一個組中的每兩個透鏡或透鏡元件之間的旋轉角γ為 其中m是一個整數。
39.如權利要求36至38中任一項所述的物鏡，其中所述配有補償涂層的光學元件是一個由氟化物晶體制成的透鏡，并且其中元件軸線是由氟化物晶體制成的透鏡的透鏡軸線。
40.如權利要求36至39中任一項所述的物鏡，其中多個光學元件配有補償涂層。
41.如權利要求1至40中任一項所述的物鏡，其中所述物鏡在圖像側具有數字晶格小眼NA并且圖像側存在的數字晶格小眼NA大于0.7，尤其是大于0.8。
42.如權利要求1至41中任一項所述的物鏡，其中所述物鏡用于波長小于200nm。
43.如權利要求1至42中任一項所述的物鏡，其中所述物鏡用于波長小于160nm。
44.如權利要求1至43中任一項所述的物鏡，其中所述物鏡(611)是一個反射物鏡。
45.如權利要求1至44中任一項所述的物鏡，其中所述物鏡是一個反射折射物鏡(711)，它具有透鏡和至少一個鏡子(Sp2)。
46.如權利要求1至45中任一項所述的物鏡，其中所有透鏡由鈣-氟化物制成。
47.一種微印刷投影曝光設備(81)，包括一個發光系統(83)、一個如權利要求1至46中任一項所述的物鏡(85)，它使載有結構的掩膜成像在一個光敏襯底(815)上。
48.一種通過如權利要求47所述的微印刷投影曝光設備加工半導體結構部件的方法。
49.一種用于加工物鏡，尤其是用于加工一個微印刷投影曝光設備的投影物鏡的方法，該物鏡具有至少兩個由氟化物晶體制成的透鏡或透鏡元件，其中所述透鏡或透鏡元件具有透鏡軸線，它們分別大致指向一個主晶體方向，其特征在于，對于一個具有射線的射束，它們在一個圖像面里分別具有一個方位角αR，一個視角θR和一個對于兩個相互正交直線極化狀態的光程差ΔOPL，對于透鏡或透鏡元件確定光程差ΔOPL(αR，θR)配置，所述透鏡或透鏡元件圍繞透鏡軸線相對旋轉地設置，使射束的光程差ΔOPL(αR，θR)配置具有一個與透鏡或透鏡元件相比大為減小的數值，其透鏡軸線指向相同的主晶體方向并且它們不是圍繞透鏡軸線相對旋轉地設置。
50.如權利要求49所述的方法，其中所述物鏡具有一個具有透鏡或透鏡元件的第一組和一個具有透鏡和透鏡元件的第二組，第一組中的透鏡或透鏡元件的透鏡軸線指向<100>-晶體方向或與其等效的主晶體方向并且第二組的透鏡或透鏡元件的透鏡軸線指向<111>-晶體方向或與其等效的主晶體方向。
51.如權利要求49所述的方法，其中所述物鏡具有一個具有透鏡或透鏡元件的第一組和一個具有透鏡和透鏡元件的第二組，第一組中的透鏡或透鏡元件的透鏡軸線指向<100>-晶體方向或與其等效的主晶體方向并且第二組的透鏡或透鏡元件的透鏡軸線指向<110>-晶體方向或與其等效的主晶體方向。
52.如權利要求49至51中任一項所述的方法，其中對于一個具有射線的射束，它們在一個圖像面里分別具有一個方位角αR，一個視角θR和一個對于兩個相互正交直線極化狀態的光程差ΔOPL，一個光程差ΔOPL(αR，θR)配置，其中由光程差ΔOPL(αR，θR)配置確定一個補償涂層的有效雙折射配置用于減小光程差ΔOPL(αR，θR)，其中補償涂層的有效雙折射值取決于一個相對于垂直于光學元件的元件軸線的基準方向的方位角αF和以元件軸線為基準的視角θF，其中由雙折射配置確定一個補償涂層的結構，其中物鏡的光學元件配有補償涂層。
53.一種用于在物鏡中、尤其是在微印刷投影曝光設備的投影物鏡中補償雙折射效應的方法，其中所述物鏡具有多個具有光學表面的光學元件、尤其是由氟化物晶體制成的透鏡，其中至少一個光學元件是可更換的，其中在圖像面的一個圖像點上出現一個具有射線的射束，它們在一個圖像面里分別具有一個方位角αR，一個視角θR和一個對于兩個相互正交直線極化狀態的光程差ΔOPL，其中確定一個光程差ΔOPL(αR，θR)配置，其中由光程差ΔOPL(αR，θR)配置確定一個補償涂層的有效雙折射配置，其有效雙折射值取決于一個相對于垂直光學元件的元件軸線的基準方向的方位角αF和以元件軸線為基準的視角θF，其中由有效雙折射配置確定一個補償涂層的結構，其中使可更換的光學元件離開物鏡，其中可更換的光學元件配有補償涂層，其中將可更換的具有補償涂層的光學元件再裝入物鏡。
54.一種透鏡加工方法，其特征在于，將多個由相互間在晶體取向上旋轉的晶體材料、最好是氟化物晶體且尤其是鈣-氟化物制成的板光學無縫地拼接，尤其是粘接并接著作為一個一致的光亮體成形加工和拋光。
55.如權利要求54所述的透鏡加工方法，其中所述板分別具有一個雙折射配置Δn(αL，θL)，其雙折射值Δn取決于一個相對于垂直透鏡軸線的基準方向的方位角αL和相對透鏡軸線的視角θR并且該雙折射配置具有k個方位對稱，其中在各個板的基準方向之間定義旋轉角γ，對于每兩個板之間的旋轉角γ為 其中m是一個整數。
56.如權利要求55所述的透鏡加工方法，其中兩個板無縫地拼接。
57.如權利要求55和56中任一項所述的透鏡加工方法，其中所述板具有大約相同的厚度。
58.如權利要求54至57中任一項所述的透鏡加工方法，其中對于第一板面法線指向<111>-晶體方向或一個與其等效的主晶體方向而對于第二板面法線指向<100>-晶體方向或一個與其等效的主晶體方向。
59.如權利要求58所述的透鏡加工方法，其中所述第一板具有一個大約相同的第一厚度而第二板具有一個大約相同的第二厚度并且第一厚度的總和與第二厚度的總和之比為1.5±0.2。
60.如權利要求54至57中任一項所述的透鏡加工方法，其中對于第一板面法線指向<110>-晶體方向或一個與其等效的主晶體方向而對于第二板面法線指向<100>-晶體方向或一個與其等效的主晶體方向。
61.如權利要求60所述的透鏡加工方法，其中所述第一板具有一個大約相同的第一厚度而第二板具有一個大約相同的第二厚度并且第一厚度的總和與第二厚度的總和之比為4.0±0.4。
62.如權利要求60和61中任一項所述的透鏡加工方法，其中兩個第一板與兩個第二板光學無縫地拼接。
63.如權利要求60和61中任一項所述的透鏡加工方法，其中四個第一板與兩個第二板光學無縫地拼接。
64.透鏡，其特征在于按照權利要求54至63中任一項所述的方法進行加工。
65.物鏡，尤其是一個用于微印刷投影曝光設備(81)的投影物鏡(611，711)，其特征在于，所述物鏡包括一個如權利要求64所述的透鏡。
66.如權利要求1至46中任一項所述的物鏡，其特征在于，所述物鏡包括一個如權利要求64所述的透鏡。
67.物鏡，尤其是如權利要求31至36中任一項所述的物鏡，其中所述補償涂層(510)具有一個有效的具有局部變化的雙折射的雙折射配置。
68.如權利要求67所述的物鏡，其中所述補償涂層具有一個有效的雙折射配置，它基本旋轉對稱于配有補償涂層的元件的元件軸線。
69.如權利要求67或68所述的物鏡，其中所述補償涂層具有一個有效的雙折射配置，它具有一個在徑向上增加或減小的雙折射。
70.如權利要求67或69中任一項所述的物鏡，其中所述補償涂層具有一個有效的雙折射配置，它是非旋轉對稱的，尤其是具有一個雙折射強度的方位調制，其中最好規定一個雙折射配置，它相對于配有補償涂層的光學元件的元件軸線具有多個對稱性，尤其是2個，3個，4個或6個對稱性。
71.如權利要求67至70中任一項所述的物鏡，其中一個光學元件的至少一個光學表面具有一個各向異性覆層，它最好設計成補償涂層。
72.如權利要求71所述的物鏡，其中所述各向異性覆層具有一個各向異性的局部變化，其中該變化包括一個擇優極化方向的方向和/或通過覆層產生的相位分裂的絕對值。
73.一種用于加工一個光極化有效的元件、尤其是一個延遲元件的方法，其中將一個具有給定有效雙折射配置的光極化有效的覆層涂覆到一個襯底的至少一個襯底表面上，通過將覆層材料涂覆到襯底表面的至少一個部位上或者一個在襯底表面上存在的覆層上，以一個這樣大的覆層角進行涂覆，使得出現一個各向異性的覆層結構。
74.如權利要求73所述的方法，其中為了控制雙折射配置和/或覆層的各向異性進行下面的步驟使襯底圍繞一個襯底旋轉軸旋轉；通過一個材料源的覆層材料以較大的覆層角對襯底表面覆層；在襯底旋轉期間以時間方式遮蔽覆層材料用以按照一個給定的徑向時間輪廓產生一個與覆層地點的徑向位置有關的覆層時間。
75.如權利要求74所述的方法，其中這樣進行遮蔽，使得尤其是＜30°至35°的小覆層角被遮蔽，使得材料僅僅或至少絕大部分以較大的尤其是40°或更大的覆層角以所選擇的方向出現在襯底表面上。
76.一種用于加工一個光極化有效的元件、尤其是一個延遲元件的方法，其中將一個具有給定有效雙折射配置的光極化有效的覆層涂覆到一個襯底的至少一個襯底表面上，通過在覆層過程結束后改變覆層的局部雙折射配置。
77.如權利要求76所述的方法，其中通過對已完成的覆層以一個適合于改變覆層變晶結構的能量按照一個給定的空間分布進行局部加載實現所述改變。
78.如權利要求76或77所述的方法，其中所述覆層是一個各向異性的覆層。
79.如權利要求76至78中任一項所述的方法，其中借助于一個或多個掩膜確定以能量加載的部位。
80.如權利要求76至79中任一項所述的方法，其中所述覆層的局部雙折射配置的改變通過局部限定的熱和/或機械的影響實現。
81.通過如權利要求73至80中任一項所述的方法加工光極化有效的元件，尤其是延遲元件。
82.一種用于加工一個光學系統、尤其是一個用于微印刷的投影物鏡的方法，具有下列步驟通過使用至少一個具有各向異性覆層或其它非平衡覆層的元件組裝光學系統；測量光學系統用于獲得至少一個覆層的所期望的有效雙折射配置，該覆層必需與所述光學系統在光極化方面協調一致；拆下配有覆層的光學元件；通過局部限定地加入能量事后改變覆層的層特性用于產生所期望的有效雙折射配置；組裝改變過的光學元件。
全文摘要
一種物鏡、尤其是用于微印刷投影曝光設備的投影物鏡具有至少一個由氟化物晶體制成的透鏡。如果這個透鏡是一個具有一個透鏡軸線的(100)－透鏡，該軸線大約垂直于{100}－晶體面或與其等效的氟化物晶體的晶體面，則可以減小雙折射的干擾影響。如果氟化物晶體透鏡相對旋轉地設置，對于具有至少兩個氟化物晶體透鏡的物鏡是有利的。在此所述氟化物晶體透鏡的透鏡軸線除了指向<100>－晶體方向以外也可以指向<111>－或<110>－晶體方向。通過同時使用具有相對旋轉的(100)－透鏡的透鏡組和具有相對旋轉的(111)－透鏡或(110)－透鏡的透鏡組可以進一步減小雙折射的干擾影響。通過配置一個具有補償涂層的光學元件可以進一步減小雙折射的干擾影響。
文檔編號G02B1/02GK1653359SQ03810840
公開日2005年8月10日 申請日期2003年3月12日 優先權日2002年3月12日
發明者A·格納邁爾, A·帕茨迪斯, B·梅金, C·扎策克, D·克雷默 申請人:卡爾蔡司Smt股份公司