专利名称：微平版印刷投影曝光装置的投影物镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于制造大规模集成电路及其它微结构元件的微平版印刷(microlithographic)投影曝光装置。更具体地，本发明涉及这种装置的为浸渍操作设计的投影物镜。
背景技术：
通常通过将多个结构层应用在合适的衬底例如硅晶片上来制造集成电路及其它微结构元件。为了构造所述结构层，首先用对特定波长范围内的光敏感的光致抗蚀剂(photoresist)覆盖所述结构层。然后使被这样覆盖的晶片在投影曝光装置内曝光。在此操作中，利用投影物镜使掩模内包含的结构图案在光致抗蚀剂上成像。由于成像比例通常小于1∶1，所以这种投影物镜常常被称为缩影物镜。
在光致抗蚀剂显象之后，对晶片进行蚀刻或沉淀处理，从而根据掩模上的图案构造最上层。然后，从该层的剩余部分除去残留的光致抗蚀剂。重复进行该过程直到将所有层应用在晶片上。
投影曝光装置的开发中的一个最主要的设计目标是能够在晶片上平版印刷地限定具有逐渐减小的尺寸的结构。小结构引起高集成密度，这通常对使用这种装置制造的微结构元件的性能具有有利的影响。
确定将被平版印刷地限定的结构的最小尺寸的一个最重要的参数是投影物镜的分辨率。由于投影物镜的分辨率随着投影光的波长变短而提高，所以一种实现较小分辨率的方法是使用具有较短波长的投影光。目前使用的最短的波长在深紫外光(DUV)光谱范围内，并且为193nm和157nm。
另一种降低分辨率的方法是向位于投影物镜的图像侧的末级透镜与待曝光的光致抗蚀剂或另一感光层之间的空间内引入具有高折射率的浸渍液。为浸渍操作设计的并且因此也被称为浸渍透镜的投影物镜可获得大于1例如为1.3或1.4的数值孔径。在此申请的上下文中术语“浸渍液”还应涉及通常被称为“固体浸渍”的物质。在固体浸渍的情况下，浸渍液实际上是固体介质，但是该固体介质没有与光致抗蚀剂直接接触而是与其隔开一定的距离，该距离仅是使用的波长的一小部分。这确保几何光学规律不再适用从而没有发生全反射。
但是，浸渍操作不仅允许实现很高的数值孔径并因此实现较小的分辨率，而且还对聚焦深度具有有利的影响。聚焦深度越高，则对在投影物镜的像面内的晶片的精确定位的要求就越低。除此之外，已发现浸渍操作显著地放宽了某些设计约束，并简化了在数值孔径没有增加的情况下的像差修正。
同时，已开发出这样的浸渍液，其折射率远大于脱离子水的折射率(nH2O＝1.43)，并且对波长为193nm的投影光是高透明和抵抗性的。当使用具有这种高折射率的浸渍液时，会出现浸渍液的折射率大于构成图像侧的末级光学元件的材料的折射率的情况。在图像侧具有带平面表面的末级光学元件的传统投影物镜内，最大数值孔径受该末级光学元件的折射率限制。如果该光学元件例如由石英玻璃制成，则尽管浸渍液的折射率更高，但是数值孔径的增加不会超过石英玻璃的折射率(nSiO2＝1.56)。
文献JP 2000-058436A公开了一种可用于干操作和浸渍操作的具有投影物镜的投影曝光装置。当转换到浸渍操作时，图像侧具有凹面的附加透镜元件被引入投影物镜的末级光学元件与晶片之间的间隙。该附加透镜元件与晶片之间的空隙可充有浸渍液例如油。此文献没有公开浸渍液及附加透镜元件的折射率。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种浸渍投影物镜，其中图像侧的末级光学元件的折射率小于浸渍液的折射率，但是具有不受末级光学透镜的折射率限制的数值孔径。
该目的是通过在浸渍操作期间浸渍液朝物面凸出地弯曲来实现的。
作为浸渍液朝物面凸出地弯曲的结果，投影光线射入邻接介质如图像侧的末级光学元件和浸渍液之间的界面处的入射角减小。因而，可被平面界面全反射的光线现在可有助于图像，这继而可获得更大的数值孔径，该数值孔径还可以大于图像侧的末级光学元件的折射率。这样，数值孔径仅受浸渍液的折射率限制，而不受与物体侧的浸渍液邻接的介质的折射率限制。
实现朝物面凸出地弯曲的浸渍液的最简单的方式是允许浸渍液与投影物镜的末级光学元件的凹入地弯曲的图像侧表面直接邻接。从而，浸渍液的曲率由该表面的曲率不可改变地固定。
为了防止浸渍液从由末级光学元件的凹入地弯曲的图像侧表面形成的空腔不希望的排出，该表面可被排出阻挡件(drainage barrier)沿周向围绕。该排出阻挡件可以例如是接合到投影物镜的末级光学元件和/或壳体的环。可以例如由诸如石英玻璃或氟化钙(CaF2)的标准透镜材料制成还可以由陶瓷或硬化钢制成的该环优选地在内部具有涂层，该涂层可防止浸渍液被该环污染。如果浸渍液的折射率等于或小于与物体侧的浸渍液邻接的介质的折射率，则这种环也是有利的。
末级光学元件的图像侧表面可以是球面。计算表明曲率半径可有利地选择为此表面与像面之间的轴向距离(即顶点距离)的0.9倍与1.5倍之间并且优选地为1.3倍。这种构型在浸渍液的折射率等于或小于在物体侧与的浸渍液邻接的介质的折射率的情况下也是有利的，这种构型的优点是可避免在浸渍液的物体侧界面处具有大入射角。这种大入射角通常会导致界面对设计和制造缺陷非常敏感。从这一观点出发，入射角应该尽可能小。这通常要求浸渍液的物体侧界面具有非常大的曲率(即小曲率半径)。
另一种获得浸渍液的朝物面凸出地弯曲的界面的方法是在末级光学元件和浸渍液之间引入中间液。此中间液不能与浸渍液混溶，并且在浸渍操作期间在电场内形成弯曲的界面。这种构型在浸渍液的折射率等于或小于与物体侧的浸渍液邻接的介质的折射率的情况下也是有利的。
此方法还利用被称为“电润湿”的作用。如果电场大小改变，则伴随界面的曲率的改变。但是，迄今为止此作用仅用于由法国Varioptic生产的元件上的CCD或CMOS传感器的自动聚焦透镜。
两种液体的电导率之间的差别越大，则界面的曲率越大。如果两种液体之一例如中间液导电而另一种液体例如浸渍液电绝缘，则可实现很大的差别。
此外，如果中间液的密度与浸渍液的密度基本相同则是有利的，这是因为不会出现浮力，并且因此界面的形状与空间上的布置位置无关。
中间液的折射率应小于浸渍液的折射率，但是也可小于或大于图像侧的末级光学元件的折射率。
优选地，形成弯曲界面所需的电场是通过电极产生的。例如，可通过使用设置在末级光学元件和像面之间的环锥形电极形成对称的界面。这样，界面的曲率可通过改变施加在电极上的电压而连续改变。可应用此措施以修正投影物镜的特定成像性质。
如上所述，希望在浸渍液和与物体侧邻接的介质之间具有强弯曲的界面，因为这可简化成像像差的修正。但是，此界面的曲率小也非常有利。这是因为大曲率通常导致在末级光学元件内形成空腔。这种空腔具有一些缺陷。例如，如果例如出于温度稳定的原因和为了净化液体而必须维持浸渍液流动，则会促使出现不希望的湍流。此外，折射率高的浸渍液的吸附作用稍大于透镜材料。为此，浸渍液内的最大几何路径长度应保持很小。最后，小曲率可简化出于清洁原因而接近末级光学元件的图像侧表面。
因此，通常优选地，浸渍液和与浸渍液邻接的介质形成朝物面凸出地弯曲的界面，以使得光线以最大入射角通过该界面，该最大入射角的正弦值在0.98与0.5之间，更优选地在0.95与0.85之间，并尤其优选地在0.94与0.87之间。后者的值分别对应于60°和70°的入射角。这里，入射角是指在光线射在表面上的位置处光线和法向平面之间的角度。这些构型在浸渍液的折射率等于或小于与物体侧的浸渍液相邻的介质的折射率的情况下也是有利的。
根据本发明可行的例如可以为1.6和更大的非常大的数值孔径在某些情况下需要投影物镜的新颖设计。在这一点，包括至少两个成像镜并且其中形成至少两个中间图像的反射折射投影物镜是有利的。这种构型在浸渍液的折射率等于或小于与物体侧的浸渍液的邻接的介质的折射率的情况下也是有利的。
结合附图参考下文的详细说明可更容易地理解本发明的各个特征和优点，在附图中图1以不按比例的非常简化的视图示出通过具有根据本发明的投影物镜的投影曝光装置的子午线部分；图2示出图1中所示的投影物镜的图像侧端部的放大视图；图3示出具有排出阻挡件的可选实施例的类似于图2的放大视图；图4示出根据另一个示例性实施例的投影物镜的图像侧端部，在该实施例中在浸渍液和图像侧的末级光学元件之间引入中间液；图5示出根据本发明的投影物镜的图像侧端部处的几何条件的细节；图6示出通过根据本发明的一实施例的反射折射投影物镜的子午线部分；图7示出通过根据本发明的另一实施例的反射折射投影物镜的子午线部分；图8示出通过根据本发明的又一实施例的反射折射投影物镜的子午线部分；图9示出通过根据本发明的再一实施例的反射折射投影物镜的子午线部分。
具体实施例方式
图1以不按比例的非常简化的视图示出通过总体由110指示的微平版印刷投影曝光装置的子午线部分。投影曝光装置110包括用于产生投影光113的照射系统112，该系统包括光源114、照射光学器件116和光阑118。在所示的示例性实施例中，投影光113的波长为193nm。
投影曝光装置110还包括投影物镜120，该投影物镜包括多个透镜元件，为了清楚起见，在图1中仅作为示例示出一些透镜元件并用L1到L5指示。投影物镜120使设置在该投影物镜120的物面122内的掩模124以减小的比例在感光层126上成像。可由光致抗蚀剂构成的感光层126设置在投影物镜120的像面128内并应用在衬底130上。如本领域内已知的，感光层126本身可由多个层构成并且还可包括抗反射层。
浸渍液134被引入图像侧的末级透镜元件L5和感光层126之间的间隙132内。
这可从图2中更清楚地看到，该图放大地示出投影物镜120的图像侧端部。图像侧的末级透镜元件L5在图像侧具有凹入地弯曲的表面136。图像侧的末级透镜元件L5和感光层126之间的间隙132(通常在两端是平的)现在转化成一空腔。
表面136大致为球壳形状，其曲率半径在图2中用R指示。在此布置中，曲率半径R大约为图像侧的末级透镜元件L5和感光层126之间的轴向距离的1.3倍。
浸渍液134的折射率nL大于构成图像侧的末级透镜元件L5的材料的折射率n1。例如，如果使用石英玻璃或氟化钙作为该末级透镜元件L5的材料，则应选择折射率nL高于1.56或1.5的浸渍液。如互联网网页www.eetimes.com/semi/news/OEG2004128S0017所述，这可通过例如在水中添加硫酸盐、碱金属例如铯、或磷酸盐来实现。这些浸渍液即使在深紫外光光谱范围内的波长下仍具有足够的透明性和稳定性。如果投影曝光装置110是为较长的波长例如可见光光谱范围内的波长设计的，则也可使用传统的具有高折射率的浸渍液例如雪松油、二硫化碳或一溴代萘(monobromonaphthalene)作为浸渍液。
由于浸渍液相对于物面122与图像侧的末级透镜元件L5形成凸出地弯曲界面139，所以在所述界面139处仅出现较小的光束入射角。这在图2中作为示例由具有最大孔径角α的孔径射线113a和113b示出。结果，在所述界面处的反射损失相应地较小。因此，相对于投影物镜120的光轴OA具有大孔径角的射线也可有助于形成掩模124的像，结果可通过投影物镜120实现达到浸渍液134的折射率nL的数值孔径。另一方面，如果如现有技术内的通常情况界面139是平面，则所述射线将在末级透镜元件L5和浸渍液之间的界面处被全部反射。
图3以与图2类似的视图示出根据另一示例性实施例的投影物镜120。在该图中相同的部分用相同的标号指示。
投影物镜120’与图1和2中所示的投影物镜120的不同之处仅在于一环140紧密地接合到投影物镜120的末级透镜元件L5和壳体141。环140用作浸渍液134的排出阻挡件。如果图像侧的末级透镜元件L5的表面136很强地弯曲从而间隙132具有很大的沿光轴OA的最大延伸长度，则这种排出阻挡件尤其有利。因此，浸渍液134的静水压力较高。在没有排出阻挡件时，所述压力可最终导致这样的结果，即浸渍液134被从空腔挤出到投影物镜120和感光层126之间的周围间隙132，从而周围气体会进入该空腔。
环140可由例如诸如石英玻璃或氯化钙的标准透镜材料制成，但是也可由诸如InvarTM镍合金、不锈钢或(玻璃)陶瓷的其它材料制成。
图4示出根据另一示例性实施例的投影物镜120”的图像侧端部，在该实施例中浸渍液134的弯曲以另一种方式实现。
在投影物镜120”内，浸渍液134并没有与图像侧的末级透镜元件L5”直接邻接。相反，在图像侧的末级透镜元件L5”和浸渍液134之间设置有另一种液体，该液体在下文被称为中间液142。中间液142在所示的实施例中是已添加有离子的水。该水因离子而变得具有导电性。在此情况下折射率大于末级透镜元件L5”的浸渍液134是电绝缘的。对于在可见光光谱范围内的投影光的波长，例如上文提到的油和萘适于用作浸渍液134。
中间液142完全充满图像侧的末级透镜元件L5”的图像侧表面136”和浸渍液134之间的空间。表面136”在所示的示例性实施例中凸出地弯曲，但是该表面也可以是平面。与如上述示例性实施例中所述的具有排出阻挡件功能的环140”邻接地设置有类似的环锥形电极146，该电极连接到可控电压源147。一隔离层148应用在锥形电极146上，该隔离层与感光层126一起确保浸渍液134相对于像面连续的隔离。电压源147产生频率在100kHz与500kHz之间的交流电压。应用于锥形电极146的电压的幅值大约为40V。
当向锥形电极146施加交流电压时，已知的电润湿作用具有这样的结果，即浸渍液134和中间液142之间的界面139朝物面122凸出地弯曲。此弯曲的原因是毛细管力，如果在电极146上施加足够大的交流电压，则毛细管力与总容积的不可变性和将形成最小表面的倾向性一起导致非常近似地生成球形界面139。
如果交流电压降低，则界面139的曲率减小。在图4中这由如虚线所示的界面139’指示。因此，可以简单的方式即通过改变施加在锥形电极146上的交流电压，连续改变由浸渍液134形成的液体透镜的折射率。为了完整起见，还应提到在此处界面139的弯曲不一定需要交流电压，也可通过直流电压实现。
另外，在此实施例中，朝物面122凸出地弯曲的浸渍液134的界面具有这样的作用，即可实现数值孔径不受末级透镜元件L5”的折射率限制而是仅受浸渍液134的折射率限制。
由浸渍液134形成的液体透镜的屈光力的连续可变性也可有利地用在投影物镜内的其它位置。有利地，这种液体透镜可用在投影物镜内暴露在特别高的光强度下的位置。这样可抑制或至少通过仅替换浸渍液来补救例如在传统固体透镜的情况下发生的劣化现象。顺便提及，对应的解释也可应用于图2和3中所示的实施例。
图5示出根据又一示例性实施例的投影物镜的图像侧端部。这里，末级透镜元件L205具有朝向像面的球面236，与图2和3中所示实施例的透镜元件L5相比，该球面的凹曲率较小，即曲率半径R较大。下文将更详细地说明末级透镜元件L205和浸渍液134之间的界面的几何条件。
标号AR指示具有最大孔径角的孔径射线。孔径射线AR在相对于光轴OA的高度h处的像场的周边处入射到感光层126上。孔径射线AR在末级透镜元件L205和浸渍液134之间的界面处具有入射角α和折射角β。透镜元件L205的最后表面236的顶点与感光层126位于其中的像面之间的距离由s指示。
投影物镜的基本特征是两个量即图像侧的数值孔径NA＝n·sin()，和量2h，即可在其上形成图像的绕光轴OA的圆的直径。
可从图像侧的数值孔径NA得到确保光可传播通过末级透镜元件和浸渍液而不会在该界面被反射的特定几何特性。但是，对于末级透镜元件的设计要求实际上比可仅从图像侧的数值孔径得到的要求更严格些。例如，入射角α应不超过特定值，例如大约75°，并更优选地70°。这是因为经验显示，具有较大入射角α的投影物镜要求非常复杂的措施来实现良好的像差修正和降低对制造公差和变化的环境条件的敏感性。
目前用于干操作的投影物镜实现接近大约0.95的图像侧NA。这意味着数值孔径NA不会超过就在像面前方的介质(通常是气体或气体的混合物例如空气)的折射率的95％。在这种干投影物镜内，尤其是在接近像面的最后表面处以及透镜元件的其它表面处，最大入射角为大约70°。
由于这些考虑也应用于浸液物镜，所以入射角应保持低于这些值。从几何考虑可清楚地看到，表面236的弯曲越强，则入射角越小。因此，强的弯曲可确保入射角不超过这些值。
另一方面，透镜元件L205的表面236不应过于严重地弯曲。这是因为过于严重的弯曲会导致浸渍液134的与流体动力学、污染和温度敏感性有关的问题加重。例如，难以使浸渍液134的温度均匀和恒定，并且浸渍液134会以这样的方式被封闭在强凸出的空腔内，使得例如出于清洗原因替换浸渍液的任务变得非常复杂。
已发现如果最大入射角α满足以下条件则可实现很好的折衷0.95＞sin(α)＞0.85
在下文得到指定合适的曲率ρ的公式，该曲率是NA＝n·sin()、距离s、图像高度h以及末级透射元件L205的折射率n’和浸渍液134的折射率n的函数，从而入射角α的正弦值不会超过特定的有利和可实用的值。已发现该值为sin(α)＜κ，其中κ＝0.95。使用折射定律，其遵循|nn′sin(β)|>κ]]>根据简单的几何考虑，可从上式推导出 从而，ρ>(1-n′·κNA)s]]>是最小表面曲率的条件。对于半径R＝1/ρ，这给出R>s(1-n′·κNA)]]>对于示例性的数值孔径NA＝1.5，并使用n’＝1.56的SiO2作为末级透镜元件L205的材料，这导致R＞m·s其中m≈83。对于s＝2mm，这使得对于最大曲率半径，半径R大约为167mm。
另外，如果在有限像场的情况下考虑最外部的图像点的孔径射线，则为此在上面的公式内用根据下式的s’ 替换距离s。对于最大场高度h，然后最小曲率ρ遵循下式 如果以具有上述参数即NA＝1.5以及n’＝1.56的投影物镜开始，并且还假设最大场高度h为15mm，则最大曲率半径R应小于m＝83乘以(s-5.57mm)。对于s＝8mm，这导致大约为200mm的最大曲率半径R，而对于s＝10mm，R大约为375mm。
例如，如果κ选为0.95并且使用折射率n＝1.43的浸渍液，则可通过用由SiO2制成的、与像面的距离s＝2mm并且最大曲率半径小于大约80mm的末级透镜元件L205，实现数值孔径NA＝1.35。如果表面的最大半径不仅低于给定值而且还至少基本上等于这些值，则可使上述在大曲率的情况下出现的有害影响最小。
除了如上文所述最大入射角不应超过特定的上限和下限之外，应确保在从像面上的一点朝物面看时光线相当快地收敛。否则需要具有非常大的直径的光学元件。此定性设计规则可按以下方式在数学上表示如果k、l、m是孔径射线的三个方向余弦而n是介质内的折射率，同时k2+l2+m2＝n2，则在其中(k2+l2)/n2＞K0的物镜内(尤其是在像面附近)不应有容积。限值K0应选择为K0＝0.95或更好地K0＝0.85。
图6示出通过图1和2中所示的投影物镜120的第一示例性实施例的子午线部分。该投影物镜的设计数据在表1中列出；半径和厚度均以毫米为单位。在投影物镜上的数字针对光学元件的被选择的表面。以短条组为特征的表面非球面地弯曲。所述表面的曲率用以下非球面公式说明z=ch21+1-(1+k)c2h2+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10+Eh12+Fh14]]>在此等式内，z是平行于光轴的各个面的弧矢，h是距离光轴的径向距离，c＝1/R是在各个面的顶点处的曲率，其中R是曲率半径，k是圆锥常数而A、B、C、D、E和F是表2中列出的非球面常数。在该示例性实施例中，球面常数k等于0。
投影物镜120包含两个非球面镜S1和S2，在这两个镜之间生成两个(没有被最佳地修正的)中间图像。投影物镜120针对193nm的波长以及折射率nL为1.60的浸渍液设计。投影物镜120的线性放大率为β＝-0.25并且数值孔径为NA＝1.4。但是，一些额外改进使得可容易地实现刚好达到浸渍液的折射率并因此仅稍小于1.6的数值孔径NA。
图7至9示出通过图1和图2中所示的投影物镜120的另外三个示例性实施例的子午线部分。图7中所示的投影物镜的设计数据和非球面常数在表3和4中列出；表5、6和表7、8分别列出图8和图9中所示实施例的设计数据和非球面常数。
图7至9中所示的投影物镜均具有NA＝1.40的图像侧数值孔径和折射率nL＝1.60的的浸渍液。因此，此折射率总是大于由CaF2制成的末级透镜元件的折射率，即nL＞nCaF2。
图7中所示的针对波长λ＝193nm设计的投影物镜未被消色差并具有末级透镜元件LL7，该末级透镜元件具有形成一种用于浸渍液134的空腔的强凹入地弯曲的图像侧表面。波阵面被修正为大约2/100λ。
图8中所示的投影物镜是针对波长λ＝157nm设计的并且被消色差。末级透镜元件LL8的图像侧表面更强地凹入地弯曲；除此之外，曲率半径与末级透镜元件LL8与像面之间的轴向距离基本相等，即曲率中心基本上位于像面内。结果，浸渍液134具有很大的最大厚度。尽管在λ＝157nm下CaF2的折射率大约为nCaF2＝1.56，但是仍假设浸渍液的折射率较大(nL＝1.60)。波阵面被修正为大约4/100λ。
图9中所示的投影物镜是针对波长λ＝193nm设计的并且未被消色差。末级透镜元件LL9的图像侧表面仅具有较小的凹曲率，从而浸渍液934基本形成平面层。曲率半径远大于末级透镜元件LL9与像面之间的轴向距离(大约为10倍)，即曲率中心与像面之间具有很大的距离。在末级透镜元件LL9和浸渍液934之间的界面处的最大入射角为大约67°(即sinα＝0.92)。波阵面被修正为大约5/100λ。
当比较在图7和图9中所示类似实施例中的波阵面误差时，可清楚地看到，图7中末级透镜元件LL7的图像侧表面具有较大曲率的设计允许实现更好的波阵面修正(2/100λvs.5/100λ)。但是，尽管图9中所示的投影物镜没有如图7中所示的投影物镜那样好地被校正，但由于比较大的曲率半径，在末级透镜元件LL9之下仅存在小空腔，根据上述原因这是有利的。
当然，本发明并不局限于如上所述的用于反射折射投影物镜。本发明还可有利地用于具有数量比所示实施例少或多的中间图像的投影物镜，以及具有或不具有中间图像的折射投影物镜。另外，光轴也可延伸通过像场的中心。例如可在US 2002/0196533 A1、WO 01/050171 A1，WO 02/093209A2和US 6496306 A中发现另外的合适的透镜设计的示例。
表1设计数据
表2非球面常数
表3设计数据
表4非球面常数
表5设计数据
表6非球面常数
表7设计数据
表8非球面常数
权利要求
1.一种微平版印刷投影曝光装置(110)的投影物镜，该投影物镜用于使设置在该投影物镜(120；120’；120”)的物面(122)内的掩模(124)在设置在该投影物镜的像面(128)内的感光层(126)上成像，其中该投影物镜(120；120’；120”)是为其中浸渍液与感光层(126)邻接的浸渍操作设计的，并且浸渍液的折射率大于在物体侧与该浸渍液邻接的介质(L5；142；L205；LL7；LL8；LL9)的折射率，其特征在于，该投影物镜(120；120’；120”)设计成使得在浸渍操作期间所述浸渍液(134)朝所述物面(122)凸出地弯曲。
2.根据权利要求1所述的投影物镜，其特征在于，在浸渍操作期间所述浸渍液(134)与作为投影物镜(120)的图像侧的末级光学元件的光学元件(L5；L205；LL7；LL8；LL9)的凹入弯曲的图像侧表面(136)直接邻接。
3.根据权利要求2所述的投影物镜，其特征在于，所述弯曲的图像侧表面(136)被排出阻挡件(140)围绕。
4.根据权利要求3所述的投影物镜，其特征在于，所述排出阻挡件设计为与投影物镜(120’)的所述光学元件(L5)和/或壳体(141)邻接的环(140)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的投影物镜，其特征在于，所述弯曲的图像侧表面(136)是球面。
6.根据权利要求5所述的投影物镜，其特征在于，所述弯曲的图像侧表面(136)的曲率半径(R)为该弯曲的图像侧表面(136)与所述像面(128)之间的距离的0.9倍与1.5倍之间并且优选地为1.3倍。
7.根据权利要求1所述的投影物镜，其特征在于，在浸渍操作期间在所述浸渍液(134)和作为投影物镜(120”)的图像侧的末级光学元件的光学元件(L5”)之间设置有中间液(142)，该中间液不可与浸渍液(134)混溶，并且该中间液在电场中形成弯曲的界面(139，139’)。
8.根据权利要求7所述的投影物镜，其特征在于，所述中间液(142)是导电的，所述浸渍液(134)是电绝缘的。
9.根据权利要求7或8所述的投影物镜，其特征在于，所述中间液(142)的密度与所述浸渍液(134)的密度基本相同。
10.根据权利要求9所述的投影物镜，其特征在于，所述浸渍液(134)是油，所述中间液(142)是水。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的投影物镜，其特征在于，具有用于产生电场的电极(146)。
12.根据权利要求11所述的投影物镜，其特征在于，所述电极是设置在所述光学元件(L5”)和所述像面(128)之间的环锥形电极(146)。
13.根据权利要求11或12所述的投影物镜，其特征在于，所述界面(139，139’)的曲率能通过改变施加在所述电极(146)上的电压而改变。
14.根据权利要求7至13中任一项所述的投影物镜，其特征在于，所述中间液(142)与所述浸渍液(139)之间的界面(139，139’)至少近似为球面。
15.根据上述权利要求中任一项所述的投影物镜，其特征在于，所述浸渍液以这样的方式与朝物面凸出地弯曲的介质形成界面，即光线以正弦值在0.5与0.98之间的最大入射角通过该界面。
16.根据权利要求15所述的投影物镜，其特征在于，所述最大入射角的正弦值在0.85和0.95之间。
17.根据权利要求16所述的投影物镜，其特征在于，所述最大入射角的正弦值在0.87和0.94之间。
18.根据上述权利要求中任一项所述的投影物镜，其特征在于，在投影物镜内的任意容积内满足条件(k2+l2)/n2＞K0，其中k、l、m是孔径射线的三个方向余弦，n是该容积内的折射率并且k2+l2+m2＝n2以及K0＝0.95。
19.根据权利要求18所述的投影物镜，其特征在于，K0＝0.85。
20.根据权利要求2所述的投影物镜，其特征在于，所述图像侧表面的最大曲率的曲率半径等于乘积m·s，其中s是该弯曲的图像侧表面和像面之间的轴向距离，m是20与200之间的实数。
21.根据权利要求20所述的投影物镜，其特征在于，m在40与100之间。
22.根据权利要求21所述的投影物镜，其特征在于，m在70与90之间。
23.一种微平版印刷投影曝光装置的投影物镜，该投影物镜用于使掩模在设置在该投影物镜的像面内的感光层上成像，其中该投影物镜(120；120’；120”)是为其中浸渍液与感光层(126)邻接的浸渍操作设计的，其特征在于，所述浸渍液(134)和在所述投影物镜的物体侧与该浸渍液邻接的介质(LL9)形成界面，该界面朝所述掩模凸出地弯曲，使得最大曲率半径等于乘积m·s，其中s是该界面和所述像面之间的轴向距离，m是20与120之间的实数。
24.根据权利要求23所述的投影物镜，其特征在于，m在40与100之间。
25.根据权利要求24所述的投影物镜，其特征在于，m在70与90之间。
26.根据上述权利要求中任一项所述的投影物镜，其特征在于，所述投影物镜(120)是具有至少两个成像镜(S1，S2)并且其中形成至少两个中间图像的反射折射物镜。
27.一种用于生产微结构元件的微平版印刷投影曝光装置，其特征在于，具有根据上述权利要求中任一项所述的投影物镜(120’；120’；120”)。
28.一种用于平版印刷地生产微结构元件的方法，包括以下步骤a)设置衬底(130)，在该衬底上至少部分地应用由感光材料制成的层(126)；b)设置包含待成像的结构的掩模(124)；c)设置包括根据权利要求1至21中任一项所述的投影物镜(120；120’；120”)的投影曝光装置；d)利用所述投影曝光装置将所述掩模(124)的至少一部分投影在所述层(126)的区域上。
23.采用根据权利要求22所述的方法生产的微结构元件。
全文摘要
本发明公开了一种微平版印刷投影曝光装置的投影物镜。该微平版印刷投影曝光装置(110)的投影物镜是为其中浸渍液(134)与感光层(126)邻接的浸渍操作而设计的。浸渍液的折射率大于在投影物镜(120；120’；120”)的物体侧与浸渍液相邻的介质(L5；142；L205；LL7；LL8；LL9)的折射率。投影物镜设计成在浸渍操作期间浸渍液(134)朝物面(122)凸出地弯曲。
文档编号G03F7/20GK1914563SQ200480041615
公开日2007年2月14日 申请日期2004年12月27日 优先权日2004年2月13日
发明者B·尼尔, N·瓦布拉, T·格鲁纳, A·艾普勒, S·贝德, W·辛格 申请人:卡尔蔡司Smt股份有限公司