DE102006021161A1

DE102006021161A1 - Projektionsobjektiv insbesondere für die Mirkolithographie

Info

Publication number: DE102006021161A1
Application number: DE102006021161A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Ulrich; Wolfgang Dr. Singer; Toralf Dr. Gruner; Susanne Beder; Heiko Dr. Feldmann
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2006-05-06
Publication date: 2006-11-30
Also published as: JP2006332669A; US7589903B2; US20080273248A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Projektionsobjektiv (6), insbesondere für die Mikrolithographie, zur Abbildung eines in einer Objektebene (4) angeordneten Objekts (3) auf ein in einer Bildebene (7) angeordnetes Substrat (18). Das Projektionsobjektiv (6) verfügt über einen objektseitigen Objektivteil (10), der benachbart zur Objektebene (4) angeordnet ist und mehrere optische Elemente aufweist, und über einen bildseitigen Objektivteil (11), der benachbart zur Bildebene (7) angeordnet ist und einen Freiraum (16) zur Aufnahme einer Flüssigkeit (13) sowie wenigstens einen Teilbereich eines optischen Abschlusselements (14) zur objektseitigen Begrenzung des Freiraums (16) aufweist. Das Projektionsobjektiv (6) ist in unterschiedlichen Betriebsarten betreibbar, bei denen der Freiraum (16) jeweils mit einer hinsichtlich ihrer Brechzahl unterschiedlichen Flüssigkeit (13) gefüllt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Projektionsobjektiv, insbesondere für die Mikrolithographie. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Umrüsten eines Projektionsobjektivs von einer ersten Betriebsart in eine zweite Betriebsart und ein Verfahren zur Herstellung von Projektionsobjektiven.
Projektionsobjektive werden beispielsweise bei der Herstellung von elektronischen Bauelementen oder sonstigen mikrostrukturierten Komponenten eingesetzt. Im Rahmen des Herstellungsprozesses wird eine Vorlage, die auch als Maske oder Retikel bezeichnet wird, mit dem Projektionsobjektiv auf ein Substrat abgebildet, das eine lichtempfindliche Schicht aufweist.
Der Trend zu immer höheren Packungsdichten bei elektronischen Bauelementen und die auch in sonstigen Bereichen fortschreitende Miniaturisierung haben zur Folge, dass immer kleinere Strukturen hergestellt werden. Dementsprechend steigen die Anforderungen an das verwendete Projektionsobjektiv, wobei insbesondere die erzielbare Auflösung im Mittelpunkt des Interesses steht.
Je kürzer die Betriebswellenlänge und je größer die numerische Apertur des Projektionsobjektivs sind, desto kleinere Strukturen lassen sich damit auflösen und somit noch abbilden. Zur Auflösung möglichst kleiner Strukturen werden Projektionsobjektive daher für immer kürzere Betriebswellenlängen ausgelegt. Dabei wird es allerdings zunehmend schwieriger, Materialien aufzufinden, die bei der Betriebswellenlänge eine ausreichende Transparenz aufweisen und aus denen sich optische Elemente des Projektionsobjektivs in der erforderlichen Genauigkeit und mit vertretbarem Aufwand herstellen lassen. Eine besonders hohe numerische Apertur kann mit Hilfe einer Immersionsflüssigkeit erreicht werden, die einen Brechungsindex größer als 1 aufweist und den Bereich zwischen einem letzten optischen Element des Projektionsobjektivs und der Substratoberfläche ausfüllt. Die Immersionsflüssigkeit ersetzt das sonst in diesem Bereich vorgesehene Gas oder Gasgemisch, das einen Brechungsindex nahe 1 aufweist.
Es sind auch bereits Projektionsobjektive bekannt, die wahlweise mit einer Inimersionsflüssigkeit oder mit einem Gas im Bereich zwischen dem letzten optischen Element und der Substratoberfläche betrieben werden können. So ist aus der DE 102 58 718 A1 ein Verfahren zur Abstimmung eines Projektionsobjektivs bekannt, das es erlaubt, das Projektionsobjektiv mit geringen Eingriffen in das System zwischen einer Immersionskonfiguration und einer Trockenkonfiguration abzustimmen und damit wahlweise als Immersionsobjektiv oder als Trockenobjektiv zu verwenden. Diese Kombinationsmöglichkeit fördert letztendlich die Anwendung der Immersionstechnik bei Projektionsobjektiven, da derartige Projektionsobjektive zunächst als Ersatz für reine Trockenobjektive dienen können und auch eine probeweise Nutzung der Immersionstechnik möglich ist, wobei die Rückkehr zur konventionellen Trockentechnik offen gehalten wird.
Dennoch ist der Einsatz der Immersionstechnik bislang mit einem erheblichen Aufwand verbunden. Unabhängig davon, ob es sich um ein reines Immersionsobjektiv oder um ein kombiniertes Immersions-/Trockenobjektiv handelt, wird bei der Entwicklung von Immersionsobjektiven bislang so vorgegangen, dass eine möglichst ideale Immersionsflüssigkeit ausgewählt wird und das Projektionsobjektiv dann im Hinblick auf diese Immersionsflüssigkeit konstruiert wird. Dies hat allerdings zur Folge, dass nur „etablierte" Immersionsflüssigkeiten zum Einsatz kommen, da man angesichts der hohen Entwicklungskosten etwaige Risikofaktoren, wie beispielsweise eine noch nicht erprobte Immersionsflüssigkeit, möglichst ausschalten möchte.
Soweit die vorstehenden Ausführungen die DE 102 58 718 A1 betreffen, beziehen sie sich lediglich auf einige Einzelaspekte, die in dem hier vorliegenden Zusammenhang von Interesse sind und stellen keine verbindliche Interpretation des Inhalts der DE 102 58 718 A1 dar.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, mit einem vertretbaren Aufwand ein für einen Immersionsbetrieb unter vorgegebenen Einsatzbedingungen möglichst optimal ausgebildetes Projektionsobjektiv bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Projektionsobjektiv mit der Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Projektionsobjektiv zur Abbildung eines in einer Objektebene angeordneten Objekts auf ein in einer Bildebene angeordnetes Substrat ist insbesondere für die Mikrolithographie vorgesehen. Das Projektionsobjektiv verfügt über einen objektseitigen Objektivteil, der benachbart zur Objektebene angeordnet ist und mehrere optische Elemente aufweist. Weiterhin verfügt das Projektionsobjektiv über einen bildseitigen Objektivteil, der benachbart zur Bildebene angeordnet ist und einen Freiraum zur Aufnahme einer Flüssigkeit sowie wenigstens einen Teilbereich eines optischen Abschlusselements zur objektseitigen Begrenzung des Freiraums aufweist. Das Projektionsobjektiv ist in unterschiedlichen Betriebsarten betreibbar, bei denen der Freiraum jeweils mit einer hinsichtlich ihrer Brechzahl unterschiedlichen Flüssigkeit gefüllt ist.

Das Projektionsobjektiv kann durch die Verwendung einer geeigneten Flüssigkeit an die vorgesehenen Einsatzbedingungen angepasst werden. Dabei ist es beispielsweise möglich, eine Flüssigkeit mit einer sehr hohen Brechzahl zu verwenden, um eine möglichst hohe Schärfentiefe, die auch als Tiefenschärfe oder Depth of Focus, kurz DOF, bezeichnet wird, zu erzielen. Eine hohe Schärfentiefe ermöglicht vergleichsweise große Toleranzen bei der Positioniergenauigkeit des Substrats und erleichtert dadurch die Prozessführung. In Fällen, in denen eine hohe Schärfentiefe nicht erforderlich ist, kann ein kostengünstig verfügbare und gut handhabbare Flüssigkeit mit einer geringeren Brechzahl zum Einsatz kommen.

Neu verfügbare Flüssigkeiten, insbesondere auch Flüssigkeiten mit sehr hohen Brechzahlen, können im Rahmen der Erfindung bei einem bereits vorhandenen Projektionsobjektiv eingesetzt werden, so dass eine aufwendige Entwicklung und Herstellung eines neuen Projektionsobjektivs zur Nutzung dieser Flüssigkeiten nicht erforderlich ist. Dies bedeutet, dass einerseits ein Betrieb des erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs auf Basis derzeit verfügbarer Flüssigkeiten möglich ist und andererseits die Option für einen Einsatz von zukünftig verfügbaren Flüssigkeiten, insbesondere von Flüssigkeiten mit hohen Brechzahlen, offen gehalten wird.

Soweit im folgenden Parameter angegeben sind, die von der Wellenlänge abhängen, bei der das Projektionsobjektiv betrieben wird, beziehen sich die angegebenen Werte für die Parameter jeweils auf eine Betriebswellenlänge von 193 nm. Die Erfindung bezieht sich allerdings gleichermaßen auch auf andere Betriebswellenlängen, wobei bevorzugt Betriebswellenlängen im UV Bereich, wie beispielsweise 248 nm oder 157 nm usw. zum Einsatz kommen.

Bei einem Austausch der Flüssigkeit sind in der Regel Änderungen am bildseitigen Objektivteil erforderlich, so dass dieser in den unterschiedlichen Betriebsarten jeweils unterschiedlich ausgebildet sein kann.

Anstatt das Projektionsobjektiv so auszubilden, dass es in verschiedenen Betriebsarten betreibbar ist, kann das Projektionsobjektiv auch gezielt für eine Betriebsart hergestellt sein. Ein derartiges Projektionsobjektiv ist durch Kombination des objektseitigen Objektivteils mit einer von mehreren Ausführungsformen des bildseitigen Objektivteiles hergestellt. Die Ausführungsformen des bildseitigen Objektivteils sind auf unterschiedliche Betriebsarten des Projektionsobjektivs abgestimmt, bei denen der dafür vorgesehene Freiraum jeweils mit einer hinsichtlich ihrer Brechzahl unterschiedlichen Flüssigkeit gefüllt ist.

Zur Herstellung eines Projektionsobjektivs, bei dem eine bestimmte Flüssigkeit eingesetzt werden soll, ist es nicht erforderlich, das gesamte Projektionsobjektiv neu zu konstruieren, sondern es ist lediglich erforderlich, den objektseitigen Objektivteil mit einer geeigneten Ausführungsform des bildseitigen Objektivteils zu kombinieren. Falls der Einsatz einer neuen Flüssigkeit gewünscht wird, für die noch keine Ausführungsform des bildseitigen Objektivteils verfügbar ist, kann ebenfalls auf eine vollständige Neukonstruktion des Projektionsobjektivs verzichtet werden. Stattdessen ist lediglich der bildseitige Objektivteil an die neue Flüssigkeit anzupassen und die auf diese Weise ermittelte Ausführungsform des bildseitigen Objektivteils mit dem objektseitigen Objektivteil zu kombinieren.

Das erfindungsgemäße Projektionsobjektiv kann somit entweder für den Betrieb mit einer gewünschten Flüssigkeit hergestellt werden oder nachträglich auf den Betrieb mit einer gewünschten Flüssigkeit umgerüstet werden. Dabei bezieht sich die Erfindung jeweils auch auf den komplementären Fall, bei dem der hier als objektseitig bezeichnete Objektivteil benachbart zur Bildebene und der hier als bildseitig bezeichnete Objektivteil benachbart zur Objektebene angeordnet ist.

Der Freiraum zur Aufnahme der Flüssigkeit ist vorzugsweise zwischen der Bildebene und dem optischen Abschlusselement ausgebildet. Ein in der Bildebene angeordnetes Substrat wird dann von der Flüssigkeit benetzt.

Bevorzugt wird ein optisches Abschlusselement eingesetzt, das bildseitig plan ausgebildet ist. Dies erleichtert die Ausbildung einer Strömung der Flüssigkeit ohne Turbulenzen. Insbesondere ist das optische Abschlusselement als eine planparallele Platte ausgebildet. Vor allem im Falle eines Projektionsobjektivs mit einer bildseitigen numerischen Apertur > 1 kann das optische Abschlusselement als eine planparallele Platte ausgebildet sein, die berührend an einer Planfläche einer Plankonvexlinse anliegt. Dabei kann die planparallele Platte mittels eines geeigneten Kittmaterials mit der Plankonvexlinse verbunden sein oder angesprengt sein, d. h. durch Adhäsionskräfte mit der Plankonvexlinse verbunden sein. Die planparallele Platte kann aus dem gleichen Material wie die Plankonvexlinse bestehen. In diesem Fall ist es auch möglich, dass die Plankonvexlinse und die planparallele Platte einteilig ausgebildet sind und dem bildseitigen Objektivteil im Sinne der vorliegenden Erfindung ein planparalleler Anteil der Plankonvexlinse zugerechnet wird. Ebenso ist es auch möglich, dass die planparallele Platte aus einem anderen Material als die Plankonvexlinse besteht. Dies erleichtert die Anpassung des bildseitigen Objektivteils an die verwendete Flüssigkeit.

Als Materialien eignen sich für das optische Abschlusselement beispielsweise Quarzglas, Kalziumfluorid oder Bariumfluorid.

In den unterschiedlichen Betriebsarten des Projektionsobjektivs kann das optische Abschlusselement bezüglich wenigstens eines der Parameter Dicke, Brechzahl und bildseitige Beschichtung unterschiedlich ausgebildet sein. Als Maß für die Dicke wird vorzugsweise ein Dickenwert in der Mitte des optischen Abschlusselements verwendet, der im folgenden auch als Mittendicke bezeichnet wird. Die Dicke wird als Erstreckung parallel zu einer optischen Achse des Projektionsobjektivs definiert, wobei im folgenden die Erstreckung des optischen Abschlusselements nur insoweit berücksichtigt wird, als sie innerhalb des bildseitigen Objektivteils verläuft. Weiterhin kann der Freiraum zur Aufnahme der Flüssigkeit in den unterschiedlichen Betriebsarten jeweils eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Als Dicke des Freiraums ist beispielsweise der lichte Abstand zwischen dem optischen Abschlusselement und der Bildebene zu verstehen, wenn der Freiraum durch das optische Abschlusselement und die Bildebene begrenzt wird. Somit können bei den unterschiedlichen Betriebsarten unterschiedlich dick ausgebildete Flüssigkeitsschichten zum Einsatz kommen.

Insbesondere werden das optische Abschlusselement und die Flüssigkeitsschicht jeweils so aufeinander abgestimmt, dass die Summe aus der mit der Brechzahl der Flüssigkeit multiplizierten Dicke des Freiraums zur Aufnahme der Flüssigkeit und aus der mit seiner Brechzahl multiplizierten Dicke des optischen Abschlusselements, soweit dieses dem bildseitigen Objektivteil angehört, in den unterschiedlichen Betriebsarten wenigstens annähernd gleich ist. Die Dicke des optischen Abschlusselements wird somit nur dann vollständig berücksichtigt, wenn das optische Abschlusselement vollständig innerhalb des bildseitigen Objektivteils angeordnet ist. Andernfalls wird lediglich die Dicke des Teilbereichs des optischen Abschlusselements berücksichtigt, der innerhalb des bildseitigen Objektivteils angeordnet ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die genannte Summe in den unterschiedlichen Betriebsarten um weniger als 2%, vorzugsweise um weniger als 1% differiert. Durch diese Anpassungsmaßnahmen zwischen dem optischen Abschlusselement und der Flüssigkeit ist eine weitgehende Korrektion des Öffnungsfehlers des bildseitigen Objektivteils möglich, der durch den Übergang auf eine Flüssigkeit mit einer anderen Brechzahl hervorgerufen wird. Somit kann bei den unterschiedlichen Betriebsarten des Projektionsobjektivs trotz der Unterschiede in der Brechzahl der Flüssigkeit stets der gleichen objektseitige Objektivteil verwendet werden, der allenfalls geringfügig geändert oder nachjustiert werden muss.

Der bildseitige Objektivteil ist vorzugsweise so ausgebildet, dass er weitgehend brechkraftlos ist. Eine günstige Materialkombination für den bildseitigen Objektivteil besteht beispielsweise darin, dass bei einer Betriebsart des Projektionsobjektivs der Freiraum zur Aufnahme der Flüssigkeit mit Wasser gefüllt ist und das optische Abschlusselement, soweit dieses dem bildseitigen Objektivteil angehört, als eine planparallele Platte aus Quarzglas ausgebildet ist und bei einer weiteren Betriebsart der Freiraum mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, deren Brechzahl größer als die Brechzahl von Wasser ist und das optische Abschlusselement als eine planparallele Platte aus Kalziumfluorid ausgebildet ist.

Es können verschiedene Kenndaten des bildseitigen Objektivteils verwendet werden, um zu gewährleisten, dass der bildseitige Objektivteil für eine Betriebsart mit einer gewünschten Flüssigkeit jeweils so ausgebildet ist, dass er problemlos mit dem jeweils gleichen, allenfalls geringfügig angepassten objektseitigen Objektivteil kombiniert werden kann. Beispielsweise kann eine Kompatibilität des bildseitigen Objektivteils mit dem objektseitigen Objektivteil dadurch gewährleistet werden, dass der bildseitige Objektivteil in den unterschiedlichen Betriebsarten bei gleicher bildseitiger numerischer Apertur jeweils wenigstens annähernd die gleiche sphärische Aberration aufweist. Insbesondere kann gefordert werden, dass die sphärische Aberration des bildseitigen Objektivteils in den unterschiedlichen Betriebsarten bei gleicher bildseitiger numerischer Apertur um weniger als 5 %, vorzugsweise um weniger als 3 %, besonders bevorzugt um weniger als 1 % differiert. Dabei kann die sphärische Aberration SPH einer planparallelen Platte bzw. einer planparallelen Flüssigkeitsschicht der Dicke d aus einem Material mit der Brechzahl n für eine numerische Apertur NA näherungsweise berechnet werden als: SPH = d·NA(n² – 1)1/(2n⁵)

Der bildseitige Objektivteil wird vorzugsweise so ausgebildet, dass er wenigstens eine planparallele Platte und eine planparallele Flüssigkeitsschicht aufweist.

Eine weitere Bedingung kann darin bestehen, dass im Bereich einer zwischen dem objektseitigen Objektivteil und dem bildseitigen Objektivteil ausgebildeten Referenzfläche bei gleicher bildseitiger numerischer Apertur die Randstrahlhöhe des Mittenbüschels in den unterschiedlichen Betriebsarten um weniger als 2 %, vorzugsweise um weniger als 1 %, besonders bevorzugt um weniger als 0.5 % differiert. Zudem kann zur Bedingung gemacht werden, dass die optische Weglängendifferenz zwischen dem Hauptstrahl und den Randstrahlen des Mittenbüschels von der Referenzfläche bis zur Bildebene in den unterschiedlichen Betriebsarten um weniger als 2%, vorzugsweise weniger als 1 %, besonders bevorzugt um weniger als 0.5 % differiert. Die optische Weglänge eines Strahls bezeichnet dabei die Summe der mit der Brechzahl multiplizierten Weglängen innerhalb der durchstrahlten optischen Elemente. Für eine planparallele Platte (Dicke d, Material mit Brechzahl n) kann die optische Weglängendifferenz OPD zwischen dem Hauptstrahl und den Randstrahlen des Mittenbüschels für eine numerische Apertur NA berechnet werden als:

Durch diese Bedingungen wird zwischen dem objektseitigen Objektivteil und dem bildseitigen Objektivteil eine Schnittstelle definiert, welche die Verhältnisse im Bereich der Referenzfläche festlegt. Wenn bei einer Abwandlung des bildseitigen Objektivteils die Vorgaben der Schnittstelle eingehalten werden, ist eine Kombinierbarkeit des bildseitigen Objektivteils mit dem objektseitigen Objektivteil gewährleistet. Die Kompatibilität des bildseitigen Objektivteils mit dem objektseitigen Objektivteils ist insbesondere deshalb von Bedeutung, weil der weit überwiegende Teil der Optik des Projektionsobjektivs im objektseitigen Objektivteil angeordnet ist, dessen Konstruktion und Herstellung somit sehr aufwendig ist. Somit sind für einen Wechsel der Betriebsart des Projektionsobjektivs nur vergleichsweise geringe Modifikationen erforderlich bzw. erfordert eine Herstellung von Projektionsobjektiven für jeweils unterschiedliche Betriebsarten nur eine vergleichsweise geringe Abwandlung des Herstellungsprozesses.

Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Projektionsobjektiv in den unterschiedlichen Betriebsarten jeweils wenigstens annähernd die gleiche bildseitige numerische Apertur auf. Insbesondere beträgt die bildseitige numerische Apertur wenigstens 0.75.

Bei einem Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs ist für eine Betriebsart eine Flüssigkeit mit einer Brechzahl vorgesehen, die kleiner als die Brechzahl eines der optischen Elemente oder des optischen Abschlusselements ist und für eine weitere Betriebsart eine Flüssigkeit mit einer Brechzahl, die größer als die Brechzahl dieses optischen Elements ist.

Für eine der Betriebsarten des Projektionsobjektivs kann eine Flüssigkeit mit einer Brechzahl größer als 1.0, vorzugsweise größer als 1.3, besonders bevorzugt größer als 1.4 vorgesehen sein. Beispielsweise kann für eine Betriebsart Wasser als eine Flüssigkeit vorgesehen sein. Damit lässt sich bereits eine hohe Schärfentiefe erreichen. Außerdem ist Wasser beispielsweise im Hinblick auf seine Viskosität und chemische Reaktivität für den Einsatz als Immersionsflüssigkeit bei Projektionsobjektiven gut geeignet und auch bereits in der Praxis erprobt. Zur Erzielung einer noch höheren Schärfentiefe ist für eine Betriebsart vorzugsweise eine Flüssigkeit mit einer Brechzahl größer als 1.6 vorgesehen. Derartige Brechzahlen können beispielsweise mit Schwefelsäure oder Phosphorsäure erreicht werden.

Um mit dem Projektionsobjektiv eine möglichst hohe Abbildungsqualität zu erreichen, kann der objektseitige Objektivteil in den unterschiedlichen Betriebsarten jeweils unterschiedlich ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass in den einzelnen Betriebsarten jeweils eine Anpassung des objektseitigen Objektivteils vorgenommen werden kann, um insgesamt eine möglichst optimale Abstimmung zu erreichen. Diese Anpassung wird allerdings so gestaltet, dass keine aufwendigen Änderungen am objektseitigen Objektivteil erforderlich sind. Insbesondere kann der objektseitige Objektivteil in den unterschiedlichen Betriebsarten hinsichtlich wenigstens eines lichten Abstands zwischen benachbarten optischen Elementen unterschiedlich ausgebildet sein. Hierfür ist lediglich ein geringer Eingriff in den objektseitigen Objektivteil erforderlich. Dieser Eingriff kann besonders leicht durchgeführt werden, wenn wenigstens eines der optischen Elemente, deren lichter Abstand in den unterschiedlichen Betriebsarten unterschiedlich ausgebildet ist, mit einer Versteileinrichtung gekoppelt ist. In diesem Fall besteht der Eingriff lediglich in einer Neujustage des entsprechenden optischen Elements.

Ebenso ist es auch möglich, dass der objektseitige Objektivteil in den unterschiedlichen Betriebsarten jeweils wenigstens ein bezüglich seiner Formgebung unterschiedliches optisches Element aufweist. Im Fall einer Linse kann beispielsweise ein unterschiedlicher Krümmungsradius oder eine andersartig geformte asphärische Oberfläche vorgesehen sein. Vorzugsweise weist der objektseitige Objektivteil in den unterschiedlichen Betriebsarten jeweils maximal 5 bezüglich ihrer Formgebung unterschiedliche optische Elemente auf. Das bezüglich seiner Formgebung unterschiedliche optische Element ist vorzugsweise als ein Austauschteil ausgebildet und in der Nähe der Referenzfläche, einer Aperturebene oder einer konjugierten Aperturebene angeordnet.

Das Projektionsobjektiv kann beispielsweise als ein rein refraktives Zweibauch-System ausgebildet sein, bei dem der Strahldurchmesser des für die Abbildung verwendeten Lichts zwischen der Objektebene und der Bildebene zwei lokale Maxima und ein örtlich zwischen den beiden lokalen Maxima ausgebildetes lokales Minimum aufweist. Der Bereich des Minimums des Strahldurchmessers, in dem der Strahl zwischen den bauchartig ausgebildeten Strahlaufweitungen eingeschnürt ist, wird auch als Taille bezeichnet. Die vorstehend beschriebenen Weiterbildungen und Abwandlungen sind jeweils mit der Ausbildung des Projektionsobjektivs als Zweibauch-System kombinierbar.

Ebenso kann das Projektionsobjektiv katadioptrisch ausgebildet sein, wobei der objektseitige Objektivteil mehr als ein Zwischenbild erzeugt. Auch hier ist eine Kombination mit den vorstehend beschriebenen Weiterbildungen und Abwandlungen möglich.

Das Projektionsobjektiv kann eine bildseitige numerische Apertur aufweisen, die wenigstens 1.2 beträgt und das 0.84-fache der Brechzahl der Flüssigkeit nicht überschreitet. Diese Ausbildung des Projektionsobjektivs kann in Kombination mit den vorstehend beschriebenen Weiterbildungen und Abwandlungen vorgesehen sein.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zum Umrüsten eines Projektionsobjektivs. Dabei wird das Projektionsobjektiv von einer ersten Betriebsart in eine zweite Betriebsart umgerüstet, indem eine im Freiraum des bildseitigen Objektivteils befindliche erste Flüssigkeit, die eine erste Brechzahl aufweist, gegen eine zweite Flüssigkeit ausgetauscht wird, die eine von der ersten Brechzahl abweichende zweite Brechzahl aufweist. Im Rahmen des Verfahrens kann weiterhin vorgesehen sein, das optische Abschlusselement auszutauschen und/oder neu zu justieren. Dadurch wird die bereits beschriebene Anpassung des bildseitigen Objektivteils an die zweite Flüssigkeit vorgenommen. Zudem kann nach den Änderungen am bildseitigen Objektivteil der objektseitige Objektivteil auf den bildseitigen Objektivteil abgestimmt werden. Wie bereits ausgeführt, kann dies insbesondere durch Neujustage oder Austausch einzelner optischer Elemente des objektseitigen Objektivteils erfolgen. Auch die sonstigen Erläuterungen zum Projektionsobjektiv gelten sinngemäß ebenfalls für das Verfahren zum Umrüsten des Projetionsobjektivs.

Weiterhin kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass wenigstens eine für die erste Flüssigkeit ausgelegte Komponente eines Flüssigkeit-Versorgungssystems gegen eine für die zweite Flüssigkeit ausgelegte Komponente ausgetauscht wird. Insbesondere kann eine Pumpe oder ein Filter ausgetauscht werden. Ein Austausch von Komponenten des Flüssigkeit-Versorgungssystems kann insbesondere dann erforderlich sein, wenn sich die Flüssigkeiten hinsichtlich ihrer physikalischen oder chemischen Eigenschaften stark unterscheiden. Im Extremfall kann das Flüssigkeit-Versorgungssystem komplett ausgetauscht werden. Falls eine derartige Umrüstung häufig vorgenommen wird, können auch mehrere Komponenten oder mehrere Flüssigkeit-Versorgungssysteme permanent vorgehalten werden, zwischen denen dann bei einer Umrüstung umgeschaltet wird.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen von Projektionsobjektiven, wird das Projektionsobjektiv durch Kombination des objektseitigen Objektivteils mit einer von mehreren Ausführungsformen des bildseitigen Objektivteiles hergestellt, die auf unterschiedliche Betriebsarten des Projektionsobjektivs abgestimmt sind, bei denen der dafür vorgesehene Freiraum jeweils mit einer hinsichtlich ihrer Brechzahl unterschiedlichen Flüssigkeit gefüllt ist. Die vorstehenden Erläuterungen für das Projektionsobjektiv und für das Verfahren zum Umrüsten des Projektionsobjektivs gelten jeweils sinngemäß auch für das Herstellungsverfahren.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen

1 eine stark vereinfachte Blockdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Projektionsbelichtungsanlage,

2 einen vergrößerten Ausschnitt aus 1 im Bereich des bildseitigen Objektivteils,

3 eine auf Wasser als Immersionsflüssigkeit abgestimmte Designvariante für ein erstes Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs in einem Meridionalschnitt,

4 einen vergrößerten Ausschnitt aus 3 im Bereich des bildseitigen Objektivteils,

5 eine auf eine hochbrechende Immersionsflüssigkeit abgestimmte Designvariante für das erste Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs in einem Meridionalschnitt,

6 einen vergrößerten Ausschnitt aus 5 im Bereich des bildseitigen Objektivteils,

7 eine auf Wasser als Immersionsflüssigkeit abgestimmte Designvariante für ein zweites Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs in einem Meridionalschnitt,

8 einen vergrößerten Ausschnitt aus 7 im Bereich des bildseitigen Objektivteils,

9 eine auf die hochbrechende Immersionsflüssigkeit abgestimmte Designvariante für das zweite Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs in einem Meridionalschnitt,

10 einen vergrößerten Ausschnitt aus 5 im Bereich des bildseitigen Objektivteils,

11 eine auf Wasser als Immersionsflüssigkeit abgestimmte Designvariante für ein drittes Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs in einem Meridionalschnitt,

12 einen vergrößerten Ausschnitt aus 11 im Bereich des bildseitigen Objektivteils,

13 eine auf die hochbrechende Immersionsflüssigkeit abgestimmte Designvariante für das dritte Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs in einem Meridionalschnitt und

14 einen vergrößerten Ausschnitt aus 13 im Bereich des bildseitigen Objektivteils.

1 zeigt eine stark vereinfachte Blockdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Projektionsbelichtungsanlage. Eine derartige Projektionsbelichtungsanlage kann beispielsweise bei der Herstellung von hochintegrierten Halbleiterbauelementen eingesetzt werden.
Die Projektionsbelichtungsanlage weist eine Lichtquelle 1 auf, die Licht mit einer Wellenlänge vorzugsweise im UV-Bereich oder im weichen Röntgenbereich erzeugt. Beispielsweise handelt es sich bei der Lichtquelle 1 um einen ArF-Excimer-Laser der Licht mit einer Wellenlänge von 193 nm emittiert. Im Rahmen der Erfindung können aber auch andersartige Lichtquellen 1 eingesetzt werden, wie beispielsweise ein F₂-Excimer-Laser mit einer Wellenlänge von ca. 157 nm, ein KrF-Excimer-Laser mit einer Wellenlänge von 248 nm usw., wobei bevorzugt eine Wellenlänge kleiner als 250 nm zum Einsatz kommt. Die Projektionsbelichtungsanlage ist für einen Betrieb mit Licht einer definierten Wellenlänge ausgelegt, die im folgenden als Betriebswellenlänge bezeichnet wird und mit der von der Lichtquelle 1 erzeugten Wellenlänge übereinstimmt.
Das von der Lichtquelle 1 erzeugte Licht wird einem Beleuchtungssystem 2 zugeführt. Das Beleuchtungssystem 2 dient dazu, ein sich im Strahlengang an das Beleuchtungssystem 2 anschließendes Retikel 3, das auch als Maske bezeichnet wird und in einer Objektebene 4 angeordnet ist, möglichst optimal auszuleuchten. Das Beleuchtungssystem 2 kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass es in der Objektebene 4 ein großes, scharf begrenztes, sehr homogen beleuchtetes Beleuchtungsfeld erzeugt. Je nach den bestehenden Anforderungen kann das Beleuchtungssystem 2 Einrichtungen zur Steuerung der Pupillenausleuchtung, zur Auswahl eines Beleuchtungsmodus und insbesondere zum Einstellen eines gewünschten Polarisationszustands des Beleuchtungslichts aufweisen.
Das Retikel 3 ist an einer Handhabungseinrichtung 5 befestigt, die auch als Reticle-Stage bezeichnet wird und beispielsweise eine laterale Bewegung des Retikels 3 im Rahmen eines Scan-Betriebs ermöglicht. Die auf dem Retikel 3 ausgebildeten Strukturen werden mit Hilfe eines im Anschluss an das Retikel 3 angeordneten Projektionsobjektivs 6 in einer Bildebene 7 abgebildet, die auf das Projektionsobjektiv 6 folgt. Das Projektionsobjektiv 6 erstreckt sich entlang einer optischen Achse 8 und ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel bzgl. der optischen Achse 8 zentriert. Durch eine senkrecht zur optischen Achse 8 verlaufende Referenzfläche 9 ist das Projektionsobjektiv 6 in einen objektseitigen Objektivteil 10, der benachbart zur Objektebene 4 angeordnet ist und einen bildseitigen Objektivteil 11, der benachbart zur Bildebene 7 angeordnet ist, untergliedert.
Der Bereich des bildseitigen Objektivteils 11 ist in 2 als vergrößerter Ausschnitt dargestellt. Der bildseitige Objektivteil 11 weist eine Flüssigkeit 13 auf, welche eine Brechzahl n_Fl besitzt. Das Projektionsobjektiv 6 weist ein optisches Abschlusselement 14 mit einer Brechzahl n_AE auf, das wenigstens teilweise im Bereich des bildseitigen Objektivteils 11 angeordnet ist und dort von der Flüssigkeit 13 benetzt wird. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist das optische Abschlusselement 14 als eine Plankonvexlinse mit einer bildseitig angeordneten Planfläche ausgebildet, wobei die Referenzfläche 9 quer durch die Plankonvexlinse verläuft. Somit ist lediglich der bildseitig zur Referenzfläche 9 angeordnete Teil der Plankonvexlinse ein Bestandteil des bildseitigen Objektivteils 11. Obwohl die Plankonvexlinse nur zum Teil dem bildseitigen Objektivteil 11 zugerechnet wird, kann sie aus einem Stück gefertigt sein, da die Referenzfläche 9 keine physikalische Trennfläche darstellt, sondern eine Hilfsfläche zur Erleichterung der Konstruktion des Projektionsobjektivs 6. Ebenso kann das optische Abschlusselement 14 z. B. auch als eine planparallele Platte ausgebildet sein. Als Material für das optische Abschlusselement 14 wird vorzugsweise Quarzglas, Kalziumfluorid oder Bariumfluorid eingesetzt. Die Verhältnisse sind in der beispielhaften Darstellung der 1 und 2 so gewählt, dass die Brechzahl n_Fl der Flüssigkeit 13 größer ist als die Brechzahl n_AE des optischen Abschlusselements 14.
Die Planfläche des optischen Abschlusselements 14 ist mit einer Schutzschicht 15 beschichtet, die das optische Abschlusselement 14 vor der Einwirkung der Flüssigkeit 13 schützt. Abhängig von den für das optische Abschlusselement 14 und die Flüssigkeit 13 eingesetzten Materialien kann die Schutzschicht 15 auch entfallen. In seiner Mitte weist das optische Abschlusselement 14 parallel zur optischen Achse 8 eine Erstreckung auf, die als Mittendicke bezeichnet wird. In entsprechender Weise ist die Mittendicke auch für andere Komponenten des Projektionsobjektivs 6 definiert. Im Rahmen der Erfindung ist der Teilbereich des optischen Abschlusselements 14 von besonderem Interesse, der bildseitig von der Referenzfläche 9 angeordnet ist und somit dem bildseitigen Objektivteil 11 angehört. Die Bezugnahmen auf die Mittendicke des optischen Abschlusselements 14 kennzeichnen im Rahmen der Erfindung jeweils den Teilbereich des optischen Abschlusselements 14, der bildseitig der Referenzfläche 9 angeordnet ist. Als Bezeichnung für die derart definierte Mittendicke des optischen Abschlusselements 14 wird das Kürzel d_AE verwendet.
Zwischen dem optischen Abschlusselement 14 und der Bildebene 7 ist ein Freiraum 16 ausgebildet, der mit der Flüssigkeit 13 ausgefüllt ist. Der Freiraum 16 weist eine Mittendicke d_Fl auf und wird für die weitere Beschreibung dem bildseitigen Objektivteil 11 zugerechnet, so dass der bildseitige Objektivteil 11 sich bis zur Bildebene 7 erstreckt. Bildseitig wird der Freiraum 16 durch eine lichtempfindliche Schicht 17 eines Substrats 18 begrenzt. Die lichtempfindliche Schicht 17, die auch als Resist bezeichnet wird und beispielsweise aus einem Photolack bestehen kann, wird von der Flüssigkeit 13 benetzt. Bei dem Substrat 18 handelt es sich beispielsweise um einen Wafer, insbesondere um einen Siliziumwafer.
Das Substrat 18 ist auf einer Handhabungseinrichtung 19 angeordnet, die auch als Wafer Stage bezeichnet wird und eine Vielzahl von Bewegungs- und Justagemöglichkeiten in sich vereinigt. Beispielsweise kann das Substrat 18 mit Hilfe der Handhabungseinrichtung 19 senkrecht zur optischen Achse 8 bewegt werden, wobei insbesondere eine Bewegung synchron und antiparallel zum Retikel 3 vorgesehen ist. Weiterhin ermöglicht die Handhabungseinrichtung 19 eine Bewegung des Substrats 18 parallel zur optischen Achse 8 und eine Kippbewegung um wenigstens eine Kippachse. Dadurch besteht die Möglichkeit, die lichtempfindliche Schicht 17 des Substrats 18 exakt in der Bildebene 7 des Projektionsobjektivs 6 anzuordnen.
Zur Ausbildung einer Flüssigkeitsschicht zwischen dem optischen Abschlusselement 14 und dem Substrat 18 ist ein Flüssigkeit-Versorgungssystem 20 vorgesehen. Das Flüssigkeit- Versorgungssystem 20 weist wenigstens eine Zuleitung 21 auf, über die die Flüssigkeit 13 in den Freiraum 16 einströmen und wenigstens eine Ableitung 22, über die die Flüssigkeit 13 aus dem Freiraum 16 ausströmen kann. Die Zuleitung 21 und die Ableitung 22 sind vorzugsweise einander lateral gegenüberliegend angeordnet. Die Zuleitung 21 ist mit einer Dosiereinrichtung 23 verbunden, die den Zustrom der Flüssigkeit 13 in den Freiraum 16 regelt. Die Ableitung 22 ist mit einer Absaugeinrichtung 24 zum Fördern der Flüssigkeit 13 aus dem Freiraum 16 heraus verbunden. Über eine Reinigungsstation 25, die beispielsweise als ein Filter, eine Destillationsapparatur oder eine Chromatographie-Kolonne ausgebildet ist, sind die Dosiereinrichtung 23 und die Absaugeinrichtung 24 miteinander verbunden, so dass die über die Ableitung 22 aus dem Freiraum 16 entnommene Flüssigkeit 13 über die Zuleitung 21 dem Freiraum 16 wieder zugeführt werden kann. Falls eine permanente Reinigung der Flüssigkeit 13 nicht erforderlich ist, kann die Reinigungsstation 25 wenigstens zeitweise überbrückt werden. Weiterhin ist ein Reservoir 26, zur Bevorratung der Flüssigkeit 13 vorgesehen. Das Reservoir 26 ist mit der Dosiereinrichtung 23 verbunden und kann beispielsweise dazu dienen, Flüssigkeitsverluste auszugleichen oder bei einem Austausch der Flüssigkeit 13 eine neue Flüssigkeit 13 zuzuführen.
Das Flüssigkeit-Versorgungssystem 20 weist zudem eine Steuervorrichtung und diverse Messeinrichtungen auf, die jeweils nicht figürlich dargestellt sind. Damit wird der Zustand der Flüssigkeit 13 fortwährend überwacht und der Flüssigkeitsstrom so gesteuert, dass die optischen Eigenschaften der Flüssigkeit 13 möglichst optimal sind.
Beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage wird der Freiraum 16 zwischen dem optischen Abschlusselement 14 und dem Substrat 18 kontinuierlich von der Flüssigkeit 13 durchströmt, die über die Zuleitung 21 in den Freiraum 16 gepumpt und über die Ableitung 22 aus dem Freiraum 16 abgesaugt wird. Auf diese Weise wird zwischen dem optischen Abschlusselement 14 und dem Substrat 18 eine Flüssigkeitsschicht mit definierten optischen Eigenschaften ausgebildet. Wenn die Flüssigkeitsschicht ausgebildet ist, ist das Projektionsobjektiv 6 einsatzbereit und bildet das vom Beleuchtungssystem 2 ausgeleuchtete Retikel 3 auf die lichtempfindliche Schicht 17 des Substrats 18 ab, wobei die Flüssigkeit 13 als Immersionsflüssigkeit dient. Das auf diese Weise belichtete Substrat 18 wird einer Bearbeitung auf Basis der durch die Belichtung erzeugten Strukturen unterzogen. Danach können weitere Belichtungen und darauf basierende weitere Bearbeitungen erfolgen. Diese Vorgehensweise wird solange fortgeführt, bis das Substrat 18 sämtliche gewünschte Strukturen aufweist.
Die Abbildungseigenschaften des Projektionsobjektivs 6 hängen unter anderem von den optischen Eigenschaften der Flüssigkeit 13, insbesondere von deren Brechzahl n_Fl, ab. Beispielsweise kann mit einer höheren Brechzahl n_Fl bei gleicher bildseitiger numerischer Apertur eine höhere Schärfentiefe erreicht werden. Im Rahmen der Erfindung besteht die Möglichkeit, das Projektionsobjektiv 6 mit einer gewünschten Flüssigkeit 13 zu betreiben. Dies wird durch eine Anpassung des bildseitigen Objektivteils 11 an die gewünschte Flüssigkeit 13 erreicht, wobei keine oder nur geringfügige Änderungen an dem wesentlich komplexer ausgebildeten objektseitigen Objektivteil 10 vorgenommen werden. Die Anpassungen werden bereits bei der Herstellung des Projektionsobjektivs 6 für eine gewünschte Flüssigkeit 13 oder im Rahmen einer späteren Umrüstung des Projektionsobjektivs 6 auf eine andere Flüssigkeit 13 durchgeführt. Im folgenden wird die Erfindung jeweils für den Fall einer Umrüstung des Projektionsobjektivs 6 auf eine andere Flüssigkeit 13 beschrieben. Bei der Herstellung des Projektionsobjektivs 6 sind analoge Überlegungen anzustellen, so dass dieser Fall nicht eigens beschrieben wird.
Um den objektseitigen Objektivteil 10 bei einer Umrüstung des Projektionsobjektivs 6 auf eine andere Flüssigkeit 13 möglichst unverändert belassen zu können, wird die Referenzfläche 9 zwischen dem objektseitigen Objektivteil 10 und dem bildseitigen Objektivteil 11 als eine Schnittstelle betrachtet, an der sich die Verhältnisse durch die Umrüstung möglichst wenig ändern sollen. Je genauer dies eingehalten werden kann, desto weniger besteht die Notwendigkeit für einen Eingriff in das objektseitige Objektivteil 10. Der Austausch der bislang verwendeten Flüssigkeit 13 gegen eine andere Flüssigkeit 13, die eine andere Brechzahl n_Fl aufweist, stellt allerdings zunächst eine erhebliche Störung dar. Diese Störung ist nun durch den bildseitigen Objektivteil 11 so zu kompensieren, dass sie sich im Bereich der Referenzfläche 9 möglichst gering auswirkt. Mit anderen Worten, der durch den Wechsel der Flüssigkeit 13 verursachte Öffnungsfehler ist innerhalb des bildseitigen Objektivteils 11 möglichst genau auszugleichen. Dies ist dann der Fall, wenn bei gleicher bildseitiger Apertur die Randstrahlhöhe im Bereich der Referenzfläche 9 sowie die sphärische Aberration jeweils möglichst genau den Wert vor der Umrüstung aufweisen. Quantitativ lässt sich dies durch die Vorgabe von zulässigen Maximalwerten für die jeweilige relative Abweichung zwischen den Werten vor und nach der Umrüstung darstellen. Für die relative Abweichung der Randstrahlhöhe sollte ein Wert von 2 %, vorzugsweise von 1 %, besonders bevorzugt von 0,5 %, nicht überschritten werden. Dabei ist die Randstrahlhöhe jeweils als Lot eines zu einem Mittenbüschel gehörenden Randstrahls auf die optische Achse 8 am Ort der Referenzfläche 9 definiert. Die Randstrahlen zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine Systemblende des Projektionsobjektivs 6, die im folgenden auch als Aperturblende bezeichnet wird, gerade noch an deren Rand passieren. Als Mittenbüschel werden die Lichtstrahlen bezeichnet, die im Bereich der optischen Achse 8 vom Retikel 3 ausgehen. Bei der sphärischen Aberration beträgt der Maximalwert für die relative Abweichung 5 %, vorzugsweise 3 %, besonders bevorzugt 1%. Weiterhin sollte die relative Abweichung der optischen Weglängendifferenz zwischen dem Hauptstrahl und den Randstrahlen des Mittenbüschels von der Referenzfläche bis zur Bildebene weniger als 2 %, bevorzugt weniger als 1 %, besonders bevorzugt weniger als 0,5 % betragen. Die bildseitige numerische Apertur ist vorzugsweise größer als 1.0. Der Hauptstrahl des Mittenbüschels zeichnet sich dadurch aus, dass er die Systemblende des Projektionsobjektivs 6 auf der optischen Achse 8 passiert.
Die Anpassung des bildseitigen Objektivteils 11 an die Flüssigkeit 13 kann insbesondere mit Hilfe des optischen Abschlusselements 14 erfolgen. Hierzu kann das optische Abschlusselement 14 parallel zur optischen Achse 8 verschoben werden und dadurch unter anderem die Mittendicke d_Fl der Flüssigkeitsschicht beeinflusst werden. Ebenso kann das bisherige optische Abschlusselement 14 entfernt werden und stattdessen ein optisches Abschlusselement 14 eingebaut werden, das eine andere Mittendicke d_AE aufweist und/oder aus einem anderen Material hergestellt ist. Diese Änderungen am optischen Abschlusselement 14 werden insbesondere in der Form vorgenommen, dass als neues optisches Abschlusselement 14 eine planparallele Platte insbesondere aus einem anderen Material eingebaut wird und die Mittendicke d_AE des bisherigen optischen Abschlusselements 14 reduziert wird. Weiterhin wird das optische Abschlusselement 14 hinsichtlich der Schutzschicht 15 an die Flüssigkeit 13 angepasst, d. h. es wird eine auf die Flüssigkeit 13 abgestimmte Schutzschicht 15 aufgebracht oder es wird eine bestehende Schutzschicht 15 entfernt, falls diese für die nunmehr eingesetzte Flüssigkeit 13 nicht benötigt wird und sich störend auswirkt.
Eine gute Anpassung des bildseitigen Objektivteils 11 lässt sich in der Regel dann erzielen, wenn der Ausdruck SUM = d_Fl·n_Fl + d_AE·n_AE vor und nach der Umrüstung ungefähr den gleichen Zahlenwert liefert. Da die Auswahl an verfügbaren Materialien und die möglichen Dickenbereiche begrenzt sind, ist diese Optimierung nicht sehr aufwendig, Die relative Abweichung des Ausdrucks SUM vor und nach der Umrüstung sollte geringer als 2 %, vorzugsweise geringer als 1 % sein.
Wenn mit der Anpassung des bildseitigen Objektivteils 11 die gewünschte Abbildungsqualität nicht erreichbar ist, können zusätzlich Anpassungsmaßnahmen am objektseitigen Objektivteil 10 durchgeführt werden. Als Anpassungsmaßnahmen kommen die Änderung von lichten Abständen zwischen benachbarten optischen Elementen oder auch die Änderung der äußeren Form von optischen Elementen in Betracht. Dies kann durch Verstelleinrichtungen bzw. eine einfache Austauschbarkeit der betroffenen optischen Elemente erleichtert werden, wobei für einen Austausch insbesondere optische Elemente in der Nähe der Referenzfläche 9 oder einer Aperturebene bzw. konjugierten Aperturebene in Frage kommen.
Neben den Änderungen an der Optik des Projektionsobjektivs 6 können auch Änderungen am Flüssigkeit-Versorgungssystem 20 vorgenommen werden, um einen möglichst optimalen Betrieb mit der neuen Flüssigkeit 13 zu ermöglichen. Insbesondere können Komponenten des Flüssigkeit-Versorgungssystems 20 oder das gesamte Flüssigkeit-Versorgungssystem 20 ausgetauscht werden.
Im folgenden werden für mehrere Ausführungsbeispiele des Projektionsobjektivs 6 je zwei Designvarianten mit gleicher bildseitiger numerischer Apertur beschrieben, bei denen Flüssigkeiten 13 mit unterschiedlichen Brechzahlen n_Fl zum Einsatz kommen, wobei die erste Designvariante jeweils auf Wasser als Immersionsflüssigkeit und die zweite Designvariante jeweils auf eine hochbrechende Immersionsflüssigkeit abgestimmt ist. Dabei besteht die Möglichkeit die gewünschte Flüssigkeit 13 und die darauf abgestimmte Designvariante im Rahmen der Herstellung des Projektionsobjektivs 6 auszuwählen oder das Projektionsobjektiv 6 auf eine gewünschte Flüssigkeit 13 umzurüsten und das Design entsprechend anzupassen.
3 zeigt eine auf Wasser als Immersionsflüssigkeit abgestimmte Designvariante für ein erstes Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs 6 in einem Meridionalschnitt. Ein vergrößerter Ausschnitt im Bereich des bildseitigen Objektivteils 11 ist in 4 dargestellt. Die zugehörigen Design-Daten sind in den Tabellen 1 und 2 aufgelistet. Die Tabelle 1 enthält in der ersten Zeile Angaben zur bildseitigen numerischen Apertur NA, zur Bildfeldhöhe Y' und zur Betriebswellenlänge λ. Dabei bezeichnet die Bildfeldhöhe Y' den maximalen Abstand zur optischen Achse 8 innerhalb des durch die Abbildung des Projektionsobjektivs 6 auf dem Substrat 18 erzeugten Bildfelds. Weiterhin enthält die Tabelle 1 in der mit „SURFACE" bezeichneten Spalte die Nummer der jeweiligen optischen Fläche, die ausgehend von der Objektebene 4 gezählt wird, in der Spalte „RADIUS" den Krümmungsradius der jeweiligen optischen Fläche in mm, in der Spalte „THICKNESS" den Abstand zur jeweils nachfolgenden optischen Fläche entlang der optischen Achse 8 in mm, in der Spalte „MATERIAL" das Material des zur optischen Fläche jeweils korrespondierenden optischen Elements und in der Spalte „SEMIDIAM." den Radius des optisch nutzbaren Bereichs des jeweiligen optischen Elements in mm. In einer weiteren Spalte sind sonstige Angaben enthalten, insbesondere eine Angabe, ob die jeweilige optische Fläche asphärisch ausgebildet ist. Für die asphärischen optischen Flächen sind die asphärischen Konstanten in der Tabelle 2 aufgelistet.
In 3 sind die asphärischen Flächen jeweils durch eine Gruppe von kurzen Strichen gekennzeichnet. Weiterhin ist in 3 eine Aperturblende 27 eingezeichnet. Für die im folgenden beschriebenen weiteren Designvarianten sind entsprechend aufgebaute Tabellen abgedruckt und es ist eine entsprechende Kennzeichnung der asphärischen Flächen vorgesehen.
Beim ersten Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs 6 handelt es sich um ein rein refraktives Zweibauch-System mit zwei bauchförmigen Strahlaufweitungen und einer dazwischen liegenden taillenförmigen Strahleinschnürung. Das erste Ausführungsbeispiel ist für eine Betriebswellenlänge von 193 nm ausgelegt. Die bildseitige numerische Apertur beträgt NA = 0.95. In der in den 3 und 4 dargestellten Designvariante weist das Projektionsobjektiv 6 ausschließlich optische Elemente aus Quarzglas (fused silica) mit einer Brechzahl n = 1.56 auf. Dabei ist das optische Abschlusselement 14 als eine planparallele Platte aus Quarzglas ausgebildet. Als Immersionsflüssigkeit ist im Freiraum 16 Wasser vorgesehen, das eine Brechzahl n_Fl = 1.43 aufweist.
5 zeigt eine auf eine hochbrechende Immersionsflüssigkeit abgestimmte Designvariante für das erste Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs 6 in einem Meridionalschnitt. Ein vergrößerter Ausschnitt im Bereich des bildseitigen Objektivteils 11 ist in 6 dargestellt. Die zugehörigen Designdaten sind in den Tabellen 3 und 4 aufgelistet.
Die Betriebswellenlänge und die numerische Apertur sind gegenüber den 3 und 4 unverändert. Anstelle von Wasser kommt eine hochbrechende Immersionsflüssigkeit mit einer Brechzahl n_Fl= 1.65 zum Einsatz. Eine derartige Brechzahl lässt sich beispielsweise mit Schwefelsäure oder Phosphorsäure realisieren. Dies gilt auch für die weiteren Ausführungsbeispiele des Projektionsobjektivs 6. Zur Anpassung des Projektionsobjektivs 6 an die geänderte Brechzahl sind im bildseitigen Objektivteil 11 Änderungen vorgenommen worden. Der objektseitige Objektivteil 10 wurde dagegen unverändert beibehalten. Die Änderungen sind aus den Tabellen 1 und 3 ersichtlich. Als optisches Abschlusselement 14 ist nunmehr eine planparallele Platte aus Kalziumfluorid vorgesehen. Dem optischen Abschlusselement 14 ist objektseitig ein optisches Zwischenelement 28 benachbart, das als eine planparallele Platte aus Quarzglas ausgebildet ist und verglichen mit den 3 und 4 neu hinzugekommen ist. Weiterhin erstrecken sich die Anpassungsmaßnahmen auch auf die Positionen des optischen Abschlusselements 14 und des optischen Zwischenelements 28 in einer Richtung parallel zur optischen Achse 8 des Projektionsobjektivs 6. Dies führt beispielsweise zu einem gegenüber den 3 und 4 vergrößerten Abstand des optischen Abschlusselements 14 von der Bildebene 7 und somit zu einer dickeren Flüssigkeitsschicht.
Der auf diese Weise geänderte bildseitige Objektivteil 11 ist in Kombination mit dem unverändert aus 3 übernommenen objektseitigen Objektivteil 10 verwendbar. Beim ersten Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs 6 ist somit für die Umrüstung von Wasser auf die hochbrechende Immersionsflüssigkeit keine Änderung des objektseitigen Objektivteils 10 erforderlich. Die Qualität der Anpassung an die hochbrechende Immersionsflüssigkeit ist aus der Tabelle 13 ersichtlich. Dort ist jeweils für den Betrieb des Projektionsobjektivs 6 mit Wasser und für den auf die hochbrechende Immersionsflüssigkeit umgerüsteten Betrieb der Summenausdruck SUM, die Randstrahlhöhe RSH, die optische Weglängendifferenz OPD zwischen dem Hauptstrahl und den Randstrahlen und die sphärische Aberration SPH aufgelistet. Diese Werte sind jeweils in mm angegeben. Außerdem sind jeweils die Differenzwerte in % für den Betrieb vor und nach der Umrüstung eingetragen. In der Tabelle sind die entsprechenden Werte auch für weitere Ausführungsbeispiele des Projektionsobjektivs 6 enthalten.
7 zeigt eine auf Wasser als Immersionsflüssigkeit abgestimmte Designvariante für ein zweites Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs 6 in einem Meridionalschnitt. Ein vergrößerter Ausschnitt im Bereich des bildseitigen Objektivteils 11 ist in 8 dargestellt. Die zugehörigen Designdaten sind in den Tabellen 5 und 6 aufgelistet.
Ebenso wie das erste Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs 6 ist auch das zweite Ausführungsbeispiel für eine Betriebswellenlänge von ca. 193 nm vorgesehen und als rein refraktives Zweibauch-System ausgebildet. Die bildseitige numerische Apertur ist allerdings größer als beim ersten Ausführungsbeispiel und beträgt NA = 1.1. Die in den 7 und 8 dargestellte Designvariante weist ausschließlich optische Elemente aus Quarzglas auf und ist für einen Betrieb mit Wasser als Immersionsflüssigkeit ausgelegt. Als optisches Abschlusselement 14 ist eine Plankonvexlinse vorgesehen, die zum Teil im Bereich des bildseitigen Objektivteils 11 angeordnet ist und deren Planfläche bildseitig ausgebildet ist. Ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist auch beim zweiten Ausführungsbeispiel eine Umrüstung auf eine andere Immersionsflüssigkeit möglich.
9 zeigt eine auf die hochbrechende Immersionsflüssigkeit abgestimmte Designvariante für das zweite Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs 6 in einem Meridionalschnitt.
Ein vergrößerter Ausschnitt im Bereich des bildseitigen Objektivteils 11 ist in 10 dargestellt. Die zugehörigen Designdaten sind in den Tabellen 7 und 8 aufgelistet. Die Parameter für die Umrüstung sind in Tabelle 13 enthalten.
Bei gegenüber 7 und 8 unveränderter Betriebswellenlänge und numerischer Apertur wird anstelle von Wasser die hochbrechende Immersionsflüssigkeit mit einer Brechzahl n_Fl = 1.65 eingesetzt. Zur Anpassung des bildseitigen Objektivteils 11 an die hochbrechende Immersionsflüssigkeit wird das optische Abschlusselement 14 durch eine Kombination aus einer planparallelen Platte aus Kalziumfluorid und einer Plankonvexlinse aus Quarzglas ersetzt. Dabei dient die planparallele Platte nunmehr als optisches Abschlusselement 14 und die Plankonvexlinse ist als optisches Zwischenelement 28 objektseitig unmittelbar benachbart zum optischen Abschlusselement 14 angeordnet. Der lichte Abstand des optischen Abschlusselements 14 von der Bildebene 7 ist größer als in den 7 und 8, so dass eine dickere Flüssigkeitsschicht vorhanden ist.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel reichen die beschriebenen Änderungen des bildseitigen Objektivteils 11 allerdings nicht aus, sondern es sind zusätzlich Anpassungsmaßnahmen am objektseitigen Objektivteil 10 erforderlich. Diese Anpassungsmaßnahmen können allerdings auf die optischen Elemente bildseitig der Aperturblende 27 beschränkt werden, d. h. auf den bildseitigen Endbereich des objektseitigen Objektivteils 10. Im Rahmen der Anpassungsmaßnahmen werden die lichten Abstände zwischen benachbarten optischen Elementen geändert. Außerdem werden bei einigen asphärisch ausgebildeten optischen Elementen die Asphären-Konstanten geändert. Details können den Tabellen 7 und 8 entnommen werden, insbesondere durch Vergleich mit den Tabellen 5 und 6. Soweit die Anpassungsmaßnahmen Änderungen der lichten Abstände zwischen benachbarten optischen Elementen betreffen, besteht die Möglichkeit, das jeweils zu verschiebende optische Element mit einer Verstellmöglichkeit parallel zur optischen Achse 8 auszustatten. Für eine Änderung der Asphären-Konstanten ist jeweils ein Ausbau des betroffenen optischen Elements erforderlich, damit dieses nachgearbeitet oder ersetzt werden kann. Diese optischen Elemente werden deshalb vorzugsweise so montiert, dass sie leicht ausgetauscht werden können.
11 zeigt eine auf Wasser als Immersionsflüssigkeit abgestimmte Designvariante für ein drittes Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs 6 in einem Meridionalschnitt. Ein vergrößerter Ausschnitt im Bereich des bildseitigen Objektivteils 11 ist in 12 dargestellt. Die zugehörigen Designdaten sind in den Tabellen 9 und 10 aufgelistet.
Auch das dritte Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs 6 ist für eine Betriebswellenlänge von 193 nm ausgelegt. Im Gegensatz zum ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist das dritte Ausführungsbeispiel allerdings nicht rein refraktiv sondern als ein katadioptrisches System ausgebildet, wobei der objektseitige Objektivteil 10 zwei Zwischenbilder erzeugt. Die refraktiven optischen Elemente sind dabei alle aus Quarzglas hergestellt. Die bildseitige numerische Apertur beträgt NA = 1.2. Bei der in den 11 und 12 dargestellten Designvariante wird Wasser als Immersionsflüssigkeit eingesetzt. Ähnlich wie beim zweiten Ausführungsbeispiel weist auch das dritte Ausführungsbeispiel ein optisches Abschlusselement 14 auf, das als eine Plankonvexlinse mit einer bildseitig angeordneten Planfläche ausgebildet ist und partiell im bildseitigen Objektivteil 11 angeordnet ist.
13 zeigt eine auf die hochbrechende Immersionsflüssigkeit abgestimmte Designvariante für das dritte Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs 6 in einem Meridionalschnitt. Ein vergrößerter Ausschnitt im Bereich des bildseitigen Objektivteils 11 ist in 14 dargestellt. Die zugehörigen Designdaten sind in den Tabellen 11 und 12 aufgelistet. Die Parameter für die Umrüstung sind in Tabelle 13 enthalten.
Die Betriebswellenlänge und die numerische Apertur sind gegenüber den 11 und 12 unverändert. Anstelle von Wasser ist die hochbrechende Immersionsflüssigkeit mit einer Brechzahl n_Fl = 1.65 vorgesehen. Ähnlich wie beim zweiten Ausführungsbeispiel ist das optische Abschlusselement 14 als eine planparallele Platte aus Kalziumfluorid ausgebildet und objektseitig unmittelbar benachbart zum optischen Abschlusselement 14 ein als Plankonvexlinse aus Quarzglas ausgebildetes optisches Zwischenelement 28 vorgesehen. Die Mittendicke d_Fl der Flüssigkeitsschicht ist größer als in den 11 und 12. Neben diesen Anpassungen des bildseitigen Objektivteils 11 ist auch der objektseitige Objektivteil 10 gegenüber der 11 abgewandelt, wobei die Änderungen wiederum auf den bildseitigen Endbereich des objektseitigen Objektivteils 10 beschränkt sind und lediglich optische Elemente bildseitig der Aperturblende 27 betreffen. Die Änderungen sind ähnlich ausgebildet wie beim zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. Details zu den Änderungen gehen aus einem Vergleich der Tabellen 11 und 12 mit den Tabellen 9 und 10 hervor.
Die vorstehend beschriebenen Designvarianten für das Projektionsobjektiv 6 stellen nur eine kleine Auswahl möglicher Designs dar, die ohne aufwendige Änderungen für unterschiedliche Flüssigkeiten 13 ausgelegt werden können. Dabei kommen nicht nur Wasser und die genannte hochbrechende Immersionsflüssigkeit in Frage, sondern prinzipiell beliebige sonstige Flüssigkeiten 13, die sich für einen Immersionsbetrieb eignen. Die Zahl an möglichen Flüssigkeiten 13, an die ein Design jeweils angepasst werden kann, ist ebenfalls nicht begrenzt.
Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 3
Tabelle 4
Tabelle 5
Tabelle 6
Tabelle 7
Tabelle 8
Tabelle 9
Tabelle 9 (Fortsetzung)
Tabelle 10
Tabelle 11
Tabelle 11 (Fortsetzung)
Tabelle 12
Tabelle 13

Claims

Projektionsobjektiv, insbesondere für die Mikrolithographie, zur Abbildung eines in einer Objektebene (4) angeordneten Objekts (3) auf ein in einer Bildebene (7) angeordnetes Substrat (18), mit einem objektseitigen Objektivteil (10), der benachbart zur Objektebene (4) angeordnet ist und mehrere optische Elemente aufweist und mit einem bildseitigen Objektivteil (11), der benachbart zur Bildebene (7) angeordnet ist und einen Freiraum (16) zur Aufnahme einer Flüssigkeit (13) sowie wenigstens einen Teilbereich eines optischen Abschlusselements (14) zur objektseitigen Begrenzung des Freiraums (16) aufweist, wobei das Projektionsobjektiv (6) in unterschiedlichen Betriebsarten betreibbar ist, bei denen der Freiraum (16) jeweils mit einer hinsichtlich ihrer Brechzahl unterschiedlichen Flüssigkeit (13) gefüllt ist.
Projektionsobjektiv nach Anspruch 1, wobei der bildseitige Objektivteil (11) in den unterschiedlichen Betriebsarten jeweils unterschiedlich ausgebildet ist.
Projektionsobjektiv, insbesondere für die Mikrolithographie, zur Abbildung eines in einer Objektebene (4) angeordneten Objekts (3) auf ein in einer Bildebene (7) angeordnetes Substrat (18), mit einem objektseitigen Objektivteil (10), der benachbart zur Objektebene (4) angeordnet ist und mehrere optische Elemente aufweist und mit einem bildseitigen Objektivteil (11), der benachbart zur Bildebene (7) angeordnet ist und einen Freiraum (16) zur Aufnahme einer Flüssigkeit (13) sowie wenigstens einen Teilbereich eines optischen Abschlusselements (14) zur objektseitigen Begrenzung des Freiraums (16) aufweist, wobei das Projektionsobjektiv (6) durch Kombination des objektseitigen Objektivteils (10) mit einer von mehreren Ausführungsformen des bildseitigen Objektivteiles (11) hergestellt ist, die auf unterschiedliche Betriebsarten des Projektionsobjektivs (6) abgestimmt sind, bei denen der Freiraum (16) jeweils mit einer hinsichtlich ihrer Brechzahl unterschiedlichen Flüssigkeit (13) gefüllt ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Freiraum (16) zur Aufnahme der Flüssigkeit (13) zwischen der Bildebene (7) und dem optischen Abschlusselement (14) ausgebildet ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optische Abschlusselement (14) bildseitig plan ausgebildet ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optische Abschlusselement (14) als eine planparallele Platte ausgebildet ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optische Abschlusselement (14) als eine planparallele Platte ausgebildet ist, die berührend an einer Planfläche einer Plankonvexlinse anliegt.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optische Abschlusselement (14) als eine Plankonvexlinse ausgebildet ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optische Abschlusselement (14) aus einem der Materialien Quarz, Kalziumfluorid oder Bariumfluorid besteht.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optische Abschlusselement (14) in den unterschiedlichen Betriebsarten bezüglich wenigstens eines der Parameter Dicke, Brechzahl und bildseitige Beschichtung unterschiedlich ausgebildet ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Freiraum (16) zur Aufnahme der Flüssigkeit (13) in den unterschiedlichen Betriebsarten jeweils eine unterschiedliche Dicke aufweist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Summe aus der mit der Brechzahl der Flüssigkeit (13) multiplizierten Dicke des Freiraums (16) zur Aufnahme der Flüssigkeit (13) und aus der mit seiner Brechzahl multiplizierten Dicke des optischen Abschlusselements (14), soweit dieses dem bildseitigen Objektivteil (11) angehört, in den unterschiedlichen Betriebsarten wenigstens annähernd gleich ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Summe aus der mit der Brechzahl der Flüssigkeit (13) multiplizierten Dicke des Freiraums (16) zur Aufnahme der Flüssigkeit (13) und aus der mit seiner Brechzahl multiplizierten Dicke des optischen Abschlusselements (14), soweit dieses dem bildseitigen Objektivteil (11) angehört, in den unterschiedlichen Betriebsarten um weniger als 2%, vorzugsweise um weniger als 1% differiert.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der bildseitige Objektivteil (11) weitgehend brechkraftlos ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei einer Betriebsart der Freiraum (16) zur Aufnahme der Flüssigkeit (13) mit Wasser gefüllt ist und das optische Abschlusselement (14), soweit dieses dem bildseitigen Objektivteil (11) angehört, als eine planparallele Platte aus Quarzglas ausgebildet ist und bei einer weiteren Betriebsart der Freiraum (16) mit einer Flüssigkeit (13) gefüllt ist, deren Brechzahl größer als die Brechzahl von Wasser ist und das optische Abschlusselement (14) als eine planparallele Platte aus Kalziumfluorid ausgebildet ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der bildseitige Objektivteil (11) in den unterschiedlichen Betriebsarten bei gleicher bildseitiger numerischer Apertur jeweils wenigstens annähernd die gleiche sphärische Aberration aufweist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die sphärische Aberration des bildseitigen Objektivteils (11) in den unterschiedlichen Betriebsarten bei gleicher bildseitiger numerischer Apertur um weniger als 5 %, vorzugsweise um weniger als 3 %, besonders bevorzugt um weniger als 1 % differiert.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Bereich einer zwischen dem objektseitigen Objektivteil (10) und dem bildseitigen Objektivteil (11) ausgebildeten Referenzfläche (9) bei gleicher bildseitiger numerischer Apertur die Randstrahlhöhen des Mittenbüschels in den unterschiedlichen Betriebsarten um weniger als 2 %, vorzugsweise um weniger als 1 %, besonders bevorzugt um weniger als 0.5 % differieren.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Weglängendifferenz zwischen dem Hauptstrahl und den Randstrahlen des Mittenbüschels von einer zwischen dem objektseitigen Objektivteil (10) und dem bildseitigen Objektivteil (11) ausgebildeten Referenzfläche (9) bis zur Bildebene (7) bei gleicher bildseitiger numerischer Apertur in den unterschiedlichen Betriebsarten um weniger als 2 %, vorzugsweise um weniger als 1 %, besonders bevorzugt um weniger als 0.5 % differiert.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Projektionsobjektiv (6) in den unterschiedlichen Betriebsarten jeweils wenigstens annähernd die gleiche bildseitige numerische Apertur aufweist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bildseitige numerische Apertur wenigstens 0.75 beträgt.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei einer Betriebsart eine Flüssigkeit (13) mit einer Brechzahl vorgesehen ist, die kleiner als die Brechzahl eines der optischen Elemente oder des optischen Abschlusselements (14) ist und bei einer weitere Betriebsart einr Flüssigkeit (13) mit einer Brechzahl vorgesehen ist, die größer als die Brechzahl dieses optischen Elements ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei einer der Betriebsarten eine Flüssigkeit (13) mit einer Brechzahl größer als 1.0, vorzugsweise größer als 1.3, besonders bevorzugt größer als 1.4 vorgesehen ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei einer der Betriebsarten Wasser als Flüssigkeit (13) vorgesehen ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei einer der Betriebsarten eine Flüssigkeit (13) mit einer Brechzahl größer als 1.6 vorgesehen ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der objektseitige Objektivteil (10) in den unterschiedlichen Betriebsarten jeweils unterschiedlich ausgebildet ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der objektseitige Objektivteil (10) in den unterschiedlichen Betriebsarten hinsichtlich wenigstens eines lichten Abstands zwischen benachbarten optischen Elementen unterschiedlich ausgebildet ist.
Projektionsobjektiv nach Anspruch 27, wobei wenigstens eines der optischen Elemente, deren lichter Abstand in den unterschiedlichen Betriebsarten unterschiedlich ausgebildet ist, mit einer Versteileinrichtung gekoppelt ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der objektseitige Objektivteil (10) in den unterschiedlichen Betriebsarten jeweils wenigstens ein bezüglich seiner Formgebung unterschiedliches optisches Element aufweist.
Projektionsobjektiv nach Anspruch 29, wobei der objektseitige Objektivteil (10) in den unterschiedlichen Betriebsarten jeweils maximal fünf bezüglich ihrer Formgebung unterschiedliche optische Elemente aufweist.
Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 29 oder 30, wobei das bezüglich seiner Formgebung unterschiedliche optische Element als ein Austauschteil ausgebildet ist und in der Nähe der Referenzfläche (9), einer Aperturebene oder einer konjugierten Aperturebene angeordnet ist.
Refraktives Projektionsobjektiv, insbesondere für die Mikrolithographie, zur Abbildung eines in einer Objektebene (4) angeordneten Objekts (3) auf ein in einer Bildebene (7) angeordnetes Substrat (18), mit einem objektseitigen Objektivteil (10), der benachbart zur Objektebene (4) angeordnet ist und mehrere optische Elemente aufweist und mit einem bildseitigen Objektivteil (11), der benachbart zur Bildebene (7) angeordnet ist und einen Freiraum (16) zur Aufnahme einer Flüssigkeit (13) sowie wenigstens einen Teilbereich eines optischen Abschlusselements (14) zur objektseitigen Begrenzung des Freiraums (16) aufweist, wobei der Strahldurchmesser des für die Abbildung verwendeten Lichts zwischen der Objektebene (4) und der Bildebene (7) zwei lokale Maxima und ein örtlich zwischen den beiden lokalen Maxima ausgebildetes lokales Minimum aufweist und das Projektionsobjektiv (6) in unterschiedlichen Betriebsarten betreibbar ist, bei denen der Freiraum (16) jeweils mit einer hinsichtlich ihrer Brechzahl unterschiedlichen Flüssigkeit (13) gefüllt ist.
Refraktives Projektionsobjektiv, insbesondere für die Mikrolithographie, zur Abbildung eines in einer Objektebene (4) angeordneten Objekts (3) auf ein in einer Bildebene (7) angeordnetes Substrat (18), mit einem objektseitigen Objektivteil (10), der benachbart zur Objektebene (4) angeordnet ist und mehrere optische Elemente aufweist und mit einem bildseitigen Objektivteil (11), der benachbart zur Bildebene (7) angeordnet ist und einen Freiraum (16) zur Aufnahme einer Flüssigkeit (13) sowie wenigstens einen Teilbereich eines optischen Abschlusselements (14) zur objektseitigen Begrenzung des Freiraums (16) aufweist, wobei das Projektionsobjektiv (6) durch Kombination des objektseitigen Objektivteils (10) mit einer von mehreren Ausführungsformen des bildseitigen Objektivteiles (11) hergestellt ist, bei denen der Strahldurchmesser des für die Abbildung verwendeten Lichts zwischen der Objektebene (4) und der Bildebene (7) jeweils zwei lokale Maxima und ein örtlich zwischen den beiden lokalen Maxima ausgebildetes lokales Minimum aufweist und die auf unterschiedliche Betriebsarten des Projektionsobjektivs (6) abgestimmt sind, bei denen der Freiraum (16) jeweils mit einer hinsichtlich ihrer Brechzahl unterschiedlichen Flüssigkeit (13) gefüllt ist.
Katadioptrisches Projektionsobjektiv, insbesondere für die Mikrolithographie, zur Abbildung eines in einer Objektebene (4) angeordneten Objekts (3) auf ein in einer Bildebene (7) angeordnetes Substrat (18), mit einem objektseitigen Objektivteil (10), der benachbart zur Objektebene (4) angeordnet ist, mehrere optische Elemente aufweist und mehr als ein Zwischenbild erzeugt und mit einem bildseitigen Objektivteil (11), der benachbart zur Bildebene (7) angeordnet ist und einen Freiraum (16) zur Aufnahme einer Flüssigkeit (13) sowie wenigstens einen Teilbereich eines optischen Abschlusselements (14) zur objektseitigen Begrenzung des Freiraums (16) aufweist, wobei das Projektionsobjektiv (6) in unterschiedlichen Betriebsarten betreibbar ist, bei denen der Freiraum (16) jeweils mit einer hinsichtlich ihrer Brechzahl unterschiedlichen Flüssigkeit (13) gefüllt ist.
Katadioptrisches Projektionsobjektiv, insbesondere für die Mikrolithographie, zur Abbildung eines in einer Objektebene (4) angeordneten Objekts (3) auf ein in einer Bildebene (7) angeordnetes Substrat (18), mit einem objektseitigen Objektivteil (10), der benachbart zur Objektebene (4) angeordnet ist, mehrere optische Elemente aufweist und mehr als ein Zwischenbild erzeugt und mit einem bildseitigen Objektivteil (11), der benachbart zur Bildebene (7) angeordnet ist und einen Freiraum (16) zur Aufnahme einer Flüssigkeit (13) sowie wenigstens einen Teilbereich eines optischen Abschlusselements (14) zur objektseitigen Begrenzung des Freiraums (16) aufweist, wobei das Projektionsobjektiv (6) durch Kombination des objektseitigen Objektivteils (10) mit einer von mehreren Ausführungsformen des bildseitigen Objektivteiles (11) hergestellt ist, die auf unterschiedliche Betriebsarten des Projektionsobjektivs (6) abgestimmt sind, bei denen der Freiraum (16) jeweils mit einer hinsichtlich ihrer Brechzahl unterschiedlichen Flüssigkeit (13) gefüllt ist.
Projektionsobjektiv, insbesondere für die Mikrolithographie, zur Abbildung eines in einer Objektebene (4) angeordneten Objekts (3) auf ein in einer Bildebene (7) angeordnetes Substrat (18), mit einem optischen Abschlusselement (14), das von einer Flüssigkeit (13) benetzt wird, wobei das Projektionsobjektivs (6) eine bildseitige numerische Apertur aufweist, die wenigstens 1.2 beträgt und das 0.84-fache der Brechzahl der Flüssigkeit (13) nicht überschreitet.
Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, bei der ein Projektionsobjektiv (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist.
Verfahren zum Umrüsten eines Projektionsobjektivs (6), das ein in einer Objektebene (4) angeordnetes Objekt (3) auf ein in einer Bildebene (7) angeordnetes Substrat (18) abbildet und einen objektseitigen Objektivteil (10) aufweist, der benachbart zur Objektebene (4) angeordnet ist und mehrere optische Elemente beinhaltet und das einen bildseitigen Objektivteil (11) aufweist, der benachbart zur Bildebene (7) angeordnet ist und einen Freiraum (16) zur Aufnahme einer Flüssigkeit (13) sowie wenigstens einen Teilbereich eines optischen Abschlusselements (14) zur objektseitigen Begrenzung des Freiraums (16) beinhaltet, wobei das Projektionsobjektiv (6) von einer ersten Betriebsart in eine zweite Betriebsart umgerüstet wird, indem eine im Freiraum (16) des bildseitigen Objektivteils (11) befindliche erste Flüssigkeit (13), die eine erste Brechzahl aufweist, gegen eine zweite Flüssigkeit (13) ausgetauscht wird, die eine von der ersten Brechzahl abweichende zweite Brechzahl aufweist.
Verfahren nach Anspruch 38, wobei das optische Abschlusselement (14) ausgetauscht und/oder neu justiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 38 oder 39, wobei nach den Änderungen am bildseitigen Objektivteil (11) der objektseitige Objektivteil (10) auf den bildseitigen Objektivteil (11) abgestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 38 bis 40, wobei wenigstens eine für die erste Flüssigkeit (13) ausgelegte Komponente eines Flüssigkeit-Versorgungssystems (20) gegen eine für die zweite Flüssigkeit (13) ausgelegte Komponente ausgetauscht wird.
Verfahren nach Anspruch 41, wobei eine Pumpe oder ein Filter ausgetauscht wird.
Verfahren zum Herstellen von Projektionsobjektiven (6), die ein in einer Objektebene (4) angeordnetes Objekt (3) auf ein in einer Bildebene (7) angeordnetes Substrat (18) abbilden und einen objektseitigen Objektivteil (10) aufweisen, der benachbart zur Objektebene (4) angeordnet ist und mehrere optische Elemente beinhaltet und die einen bildseitigen Objektivteil (11) aufweisen, der benachbart zur Bildebene (7) angeordnet ist und einen Freiraum (16) zur Aufnahme einer Flüssigkeit (13) sowie wenigstens einen Teilbereich eines optischen Abschlusselements (14) zur objektseitigen Begrenzung des Freiraums (16) beinhalten, wobei das Projektionsobjektiv (6) durch Kombination des objektseitigen Objektivteils (10) mit einer von mehreren Ausführungsformen des bildseitigen Objektivteiles (11) hergestellt wird, die auf unterschiedliche Betriebsarten des Projektionsobjektivs (6) abgestimmt sind, bei denen der Freiraum (16) jeweils mit einer hinsichtlich ihrer Brechzahl unterschiedlichen Flüssigkeit (13) gefüllt ist.