(57)【要約】  本発明は、ある動作波長のためのマイクロリソグラフィー投影対物レンズとして設計された対物レンズに関する。対物レンズは、最も大きい調整可能な像側開口数ＮＡと、屈折率ｎLを備える特にガラスまたは水晶といった固体透明体で作られた少なくとも１つの第１のレンズと、屈折率ｎFを備える透明液体で作られた少なくとも１つの液体レンズ（Ｆ）とを有する。動作波長において、第１のレンズは、対物レンズの全部の固体レンズのうちで最も大きい屈折率ｎLを有しており、少なくとも１つの液体レンズ（Ｆ）の屈折率ｎFは第１のレンズの屈折率ｎLよりも大きく、開口数ＮＡの値は１よりも大きい。
2007516613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある動作波長に対するマイクロリソグラフィー投影対物レンズとして設計された対物レンズであって、
最も大きい調整可能な像側開口数ＮＡを有しており、
屈折率ｎLを備える特にガラスまたは水晶といった固体透明体で作られた少なくとも１つの第１のレンズを有しており、
屈折率ｎFを備える透明液体で作られた少なくとも１つの液体レンズ（Ｆ）を有しており、
動作波長に対して、
第１のレンズは対物レンズの全部の固体レンズのうちで最も大きい屈折率ｎLを有しており、
少なくとも１つの液体レンズ（Ｆ）の屈折率ｎFは第１のレンズの屈折率ｎLよりも大きく、
開口数ＮＡの値は１よりも大きい、対物レンズ。
【請求項２】
動作波長において、屈折率ｎF、ｎLと開口数ＮＡが、ｎF＞ＮＡ＞ｎLに従って互いに関連していることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ。
【請求項３】
動作波長において開口数ＮＡ≧１.４であることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項４】
少なくとも１つの液体レンズ（Ｆ）は、像側の最後の湾曲した光学素子であることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項５】
少なくとも１つの液体レンズ（Ｆ）と対物レンズの像平面（ＩＭ）との間に平行平面板（ＥＰ）が配置されていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項６】
動作波長において、平行平面板（ＥＰ）の屈折率ｎEPは少なくとも１つの液体レンズ（Ｆ）の屈折率ｎFよりも大きく、特に平行平面板がサファイヤより構成されることを特徴とする請求項５に記載の対物レンズ。
【請求項７】
少なくとも１つの液体レンズ（Ｆ）は、本質的に半球状であり、特に、その湾曲した表面の半径の８０〜１１０％である厚さを対物レンズの光軸上で有することを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項８】
１つまたは２つの中間像（ＩＭ１、ＩＭ２）があることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項９】
カタディオプトリックであることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項１０】
対物レンズの像側端に配置され屈折性である像側対物レンズ部を含むことを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項１１】
像側対物レンズ部の瞳（Ｐ）は、横断する光束が最も大きい直径のレンズと像平面（ＩＭ）との間に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の対物レンズ。
【請求項１２】
像側に凹面形状を有する正の屈折力の多数のメニスカスレンズが少なくとも１つの液体レンズ（Ｆ）に先行していることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項１３】
ストップダウンシステム開口が、対物レンズの物体側端に位置する物体側対物レンズ部に配置されていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項１４】
動作波長において、少なくとも１つの液体レンズ（Ｆ）の屈折率ｎFは、１.４より大きいか、好ましくは１.６以上であることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項１５】
その全部の屈折表面または反射表面が共通の軸に対して回転対称であるカタディオプトリック対物レンズであることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項１６】
カタディオプトリック対物レンズであり、全部のミラーが湾曲していることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項１７】
カトプトリックまたはカタディオプトリック対物レンズ部を含むことを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項１８】
凹面鏡と負レンズを備えるカタディオプトリック対物レンズ部を含むことを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項１９】
液浸対物レンズであることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項２０】
少なくとも１つの液体レンズ（Ｆ）は、像平面（ＩＭ）と、物体が露光されるために像平面に配置されている場合はその物体に接触していることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項２１】
透明固体本体で作られた物体側の最後の素子、詳細には請求項５または６に記載の平行平面板（ＥＰ）を含み、動作波長において屈折率ｎI＞１.１を備える透明媒体がこの素子と像平面（ＩＭ）の領域の物体との間に配置されていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項２２】
動作波長において、ｎI＝ｎFを保持することを特徴とする請求項２１に記載の対物レンズ。
【請求項２３】
動作波長において、ｎI≧ｎＬを保持することを特徴とする請求項２１または請求項２２に記載の対物レンズ。
【請求項２４】
第１のレンズまたは別のレンズの材料が、石英ガラスと、ＣａＦ2、ＢａＦ2、ＳｒＦ2、ＬｉＦ、ＮａＦを含むフッ化物単結晶の群からの材料であることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０の完全な開示は、これによって採り入れられる。
【０００２】
本発明は、マイクロリソグラフィー投影対物レンズとして設計された対物レンズに関する。本発明に従った対物レンズは、透明液体で作られた少なくとも１つの液体レンズを備える。
【背景技術】
【０００３】
多様な設計のマイクロリソグラフィー投影対物レンズが知られている。
【０００４】
すべての結像システムにおいて、最も小さい分解可能構造幅は、像平面における開口数ＮＡに比例する。
【０００５】
これは転じて、光が媒体を通って像平面上に達するその媒体への入射角と媒体の屈折率ｎIに比例する。
【０００６】
ほぼ１.０の屈折率を有する気体（空気、Ｎ2、Ｈｅなど）または真空を用いたいわゆる乾燥対物レンズとは対照的に、著しく高い屈折率を有する材料（特に液体）が、液浸系において媒体として使用される。
【０００７】
例えば、波長１９３ｎｍについて知られている限り、水は屈折率ｎH2O＝１.４４を有する。
【０００８】
【特許文献１】２００３年１２月１５日出願の米国特許出願第１０／７３４６２３号
【特許文献２】２００４年５月２８日出願の国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／００５８１６号
【特許文献３】２００３年１２月１９日出願の米国特許出願第６０／５３０６２３号
【特許文献４】２００３年１２月２２日出願の米国特許出願第６０／５３０９７８号
【特許文献５】２００３年１０月１５日出願の欧州特許出願第０３２５６４９９.９号
【特許文献６】２００４年２月１３日出願の米国特許出願第６０／５４４９６７号
【特許文献７】２００４年７月２９日出願の米国特許出願第６０／５９２２０８号
【特許文献８】２００４年５月４日出願の米国特許出願第６０／５６８００６号
【特許文献９】２００４年７月２７日出願の米国特許出願第６０／５９１７７５号
【特許文献１０】２００４年９月２４日出願の米国特許出願第６０／６１２８２３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
１.６より相当高い屈折率を備える高屈折率レンズが、３６５ｎｍを超える波長でマイクロリソグラフィーにおいて使用されてきたが、それらは、それらが十分に透明でないことなどから、２４８ｎｍ、１９５ｎｍ、１５７ｎｍといった実用的な関連性の波長で使用できなくなっている。サファイヤで作られたレンズは高屈折率であるが、複屈折性であるとともに、複雑であってそれほど首尾もよくない方法で補償しなければならない。
【００１０】
さらに、本発明者らは、可能な像側開口数ＮＡが像平面のすぐ近くの湾曲した光学素子の屈折率によって制限されることを認めた。
【００１１】
そのような素子は、特に平面平行分離板の有無にかかわらず、同時に液浸液としても働く液体レンズとして設けられる。しかし、その屈折率ｎFが対物レンズにおいて使用された固体レンズの屈折率ｎLより劣っている場合、実現可能なＮＡは依然小さいままであり、ＮＡ＜ｎFである。
【００１２】
その差は、ｎL＝１.５６を有する石英ガラスで作られたレンズと、ｎF＝１.４４である液浸レンズと液体レンズとしての水を備える１９３ｎｍ対物レンズの場合に著しい。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、屈折率ｎFが、対物レンズにおける各固体レンズの屈折率ｎLよりも大きい少なくとも１つの液体レンズが対物レンズにおいて利用される。請求項１の意味での第１のレンズは、対物レンズにおいていずれかの所望の場所に配置され、対物レンズにおいて使用されている最も高い屈折率の固体レンズ材料で作られたレンズである。また、図示された実施形態におけるように、全部のレンズは、液体レンズを除き、多くの場合、同じ固体材料で構成される。
【００１４】
２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍの動作波長を有するマイクロリソグラフィー投影対物レンズについて確立されている石英ガラスまたはフッ化カルシウムで作られたレンズに関しては、例えば、ｎF＝１.６、ｎF＝１.６５またはｎF＝１.８を備える液体が適格である。
【００１５】
フッ化物結晶、ＢａＦ2、ＳｒＦ2、ＬｉＦ、ＮａＦその他といった深紫外（ＤＵＶ）や真空紫外用に知られた他のレンズ材料に関する対応する結果が存在する。
【００１６】
マイクロリソグラフィーでの用途用の液浸液の多数の開発品が存在するが、Ｈ2ＳＯ4（硫酸）、Ｈ3ＰＯ4（リン酸）、それらのＨ2Ｏ（水）溶液が、適格な透過率とともに１９３ｎｍで１.５〜１.８の調整可能な屈折率をもたらすことは少なくとも原理的に明白である。さらに、これらの物質の腐食作用は、重い同位体、特に重水素の置換を用いて著しく低減される。これは、とりわけ米国特許出願第６０／５６８００６号に記載されている。
【００１７】
腐食保護層を固体光学素子に設けることができる。これは、とりわけ米国特許出願第６０／５３０６２３号に開示されている。
【００１８】
従って、請求項１の特徴を有する対物レンズが驚くべきことに、特に有利であることがわかった。乾燥対物レンズにとっては到達できない１より大きい像側開口数ＮＡを備えるマイクロリソグラフィー投影対物レンズが、固体レンズの屈折率よりも大きい屈折率を有する液体レンズを利用した時に、その光学設計と補正の可能性に関して著しく緩和され拡張される。異なる材料で作られたレンズの場合、全部のこれらのレンズのうちの最も大きい屈折率を上回る。平行平面板、特に例えばサファイヤで作られた端板が、この場合、より高い屈折率を有する。
【００１９】
対物レンズは通常、特定の動作波長に対して補正され、それらの波長でのみ適切に動作する。あらゆる材料の屈折率は波長によって異なり、それは常に、ここで基本として使用される動作波長についての値である。他の波長が、例えば測定のために対物レンズを通ることがある。
【００２０】
驚くべきことに、本発明に基づき、すべての固体レンズの屈折率ｎLよりも大きいＮＡを備える対物レンズを設計することが可能であることがわかった。これは、請求項２にも反映されている。
【００２１】
液体レンズは同時に液浸レンズとすることもでき、すなわちそれは露光される物体に接触していることが可能である。代替として、固体透明体で作られた光学素子、特に端板をそれらの間に配置することが可能である。
【００２２】
その際、液体レンズと物体における液浸レンズの液体は、以下のような種々の条件に適応され得る。
液浸レンズの場合：
ステップアンドスキャンのための迅速な移動
レジストといったウェーハの材料との接触
空気との接触
露光後のウェーハ処理のためのクリーニング要求条件
液体レンズの場合：
隣接する固体レンズの材料との接触
が、相応に選択され得る。
【００２３】
液体レンズの屈折率ｎFと液浸レンズのｎIは実現可能なＮＡについて境界が低いので、ｎF＝ｎIが好ましいことは当然である。
【００２４】
高屈折率ｎFを備える液体レンズに起因する到達可能なＮＡを増大させる効果は、前記レンズが像側の最後の湾曲した素子である時に最も大きくなる。
【００２５】
この場合、ほぼ半球状の最後のレンズが有利であることがわかっている。その際に、光の入射角がレンズ表面にわたって相対的にわずかに異なり、湾曲した表面の法線に近いままであるからである。従って、全反射の臨界角は効果的に回避される。
【００２６】
対物レンズにおける中間像は、レンズ直径が小さく保たれるための措置である。マイクロリソグラフィー投影対物レンズに適した品質のレンズ材料と仕上げ加工されたレンズの入手可能性や価格は、直径が小さくなるにつれて極めて著しく緩和される。
【００２７】
従って、レンズについて規定された米国分類３５９／６４２とは別に、ここではそれがまさしく、対物レンズとして指定されている、中間像、そのいくつかでも備える光学系でもあることを指摘しておくべきである。本発明に適格な対物レンズの設計は、とりわけ、米国特許出願第６０／５４４９６７号、米国特許出願第６０／５９２２０８号、米国特許出願第６０／５９１７７５号に開示されている。
【００２８】
視野の平坦化は、そのような対物レンズの中心課題であり、ペッツヴァル和の最小化に相当する。
【００２９】
主にこの目的であるが、色補正（色消し）のためにも、レンズに加えて少なくとも１つの湾曲したミラーを含むカタディオプトリック系としての設計が有利である。負レンズと凹面鏡との組合せは、特に色補正のために効果的である。色補正のさらなる可能性は、米国特許出願第６０／５３０９７８号に開示されている。カタディオプトリック系はしばしばフォールディングミラーを有し、それによってミラーに進む光線がそこから戻るものと分離されることを可能にする。そのような系もまた、ここに記載され包括される。
【００３０】
しかし、光学系の全ての表面は、全部のミラーが湾曲している時に補正のために効果的である。これは、特に偶数（特に２）の湾曲したミラーにより可能である。この場合、全部のミラーとレンズ表面が回転対称形状であり、光が通過する共通の対称軸に沿って対物レンズ全体が構成されることも可能である。しかし、ミラーおよび、適切であれば隣り合うレンズの領域には、非対称エッジングが存在する。対物レンズの調整と振動抵抗、さらに据付スペース要求条件は、共通の対称軸から利益を得る。
【００３１】
この場合、対物レンズが、対物レンズの像側端に配置された像側対物レンズ部と、光が物体側端から対物レンズの像側端に移動する方向に対して像側対物レンズ部に先行する中間対物レンズ部を備えていれば好適である。異なるように規定されていなければ、この方向は、対物レンズの構成要素の位置が定義される時に常に基準である。中間対物レンズ部は、ミラーを含んでおり、例えば図１〜図３におけるようにカトプトリックに、または他の実施形態のようにカタディオプトリックに設計できる。完全に屈折性である像側対物レンズ部は、極端な開口を付与し、液体レンズを備える。
【００３２】
驚くべきことに、この像側対物レンズ部は有利にも、像平面に関して収束性である光路の領域にその瞳を有すること、または、請求項１１に記載の通り、前記瞳は使用された最も大きい直径のレンズと像平面との間に位置することがわかった。
【００３３】
この領域において、高ＮＡに従って像平面で大きい入射角を生じるために要求される強い正の屈折力は、像側で凹である複数の正のメニスカスレンズにわたって適切に配分される。それによって、色収差とペッツヴァル和への寄与の両方が低減される。
【００３４】
本発明者らは、本発明に従った液体レンズに先行し液体レンズの物体側表面となる固体レンズは、その中心の厚さ（表によれば「厚さ」）が２つのレンズ表面の曲率半径（「半径」）の差よりも小さいメニスカスレンズであるべきことを立証した。近軸領域において負の屈折力を有するそのようなメニスカスレンズは、光線が表面の法線よりも急傾斜で（すなわち、より外側から）当たる、より外側の領域において正の屈折力の作用に部分的に移行する。
【００３５】
対物レンズは、対物レンズの物体側端に配置され、中間対物レンズ部の対物レンズ側で中間像を生じる物体側対物レンズ部を備えることが有利である。
【００３６】
これは、とりわけ、ミラーのすぐそばでの光束の通過を構成するうえでの自由をより大きく可能にし、空間に好適に配置され、従ってストップダウン開口絞りとして良好に適している付加的な絞り位置をもたらす。
【００３７】
この絞り平面に先行して強く変調された非球面形状を備える低屈折力のレンズを設け、この絞り平面に続き強く湾曲したメニスカスレンズ（このメニスカスレンズは絞り側で凹である）を設けることが有利であることは、実施形態においてわかるはずである。
【００３８】
極めて高分解能のマイクロリソグラフィー用のそのような高開口投影対物レンズは、それによって像補正の本質的パラメータが付与されるので、非球面レンズの意図的な使用を必要とすることは明らかである。
【００３９】
また、極めて強い非球面レンズや、球面形状からの逸脱が光軸からの距離にしたがって単調な輪郭でないものの例示的な実施形態も慎重に使用される。
【００４０】
既述の通り、そのような非球面レンズは物体側対物レンズ部において特に有利である。
【００４１】
さらに、像側対物レンズ部においていくつかの正レンズが強い非球面レンズの特に適格な配列をもたらすことがわかる。これらの正レンズは、中間像の近くに配置される負レンズと通過する光束の直径の最大値を有するレンズでの光束の腹部との間で急増する光束直径の領域に配置される。
【００４２】
提示される実施形態は、一部実験的な性質のものである。しかし、それらを既知の類似の設計解決策と比較し、そこから修正を導き出せる当業者にとって、それらは、その者が対物レンズの設計を修正できる明確な教示をもたらす。
【００４３】
個々の実施形態の種々の設計は、このことを明白にし、また当然ながら、互いに、そして本発明の意味における他の既知の設計と組み合わせることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
例示的な実施形態を図面を用いてさらに詳細に説明する。
【００４５】
図１〜６において、外縁光線と主光線が軸から最も近い物点と最も遠い物点について図示されている。非球面の表面は輪郭に３本線で２カ所記されている。
【００４６】
光軸すなわち表面の曲率の対称軸は鎖線によって記されている。
【００４７】
個々の事例において、ＯＢは物体平面を示す。これは、表における表面（「表面」）０に対応する。ＩＭは像平面を示し、各事例において表における最も大きい番号の表面に対応する。
【００４８】
Ｆはそれぞれ、本発明に従った液体レンズを示す。
【００４９】
ＥＰは随意選択の端板を示す。
【００５０】
ＩＭＩ１とＩＭＩ２は中間像である。
【００５１】
ＡＰは、調整可能絞りを配置することができ絞り平面とも呼ばれる、系の開口の位置を示す。
【００５２】
Ｐは、像側対物レンズ部における瞳を示す。
【００５３】
図示された全部の実施形態は、動作波長１９３.４ｎｍ（ＡｒＦエキシマーレーザー）用に設計されており、１：４で縮小するが、本発明はそれに限定されるものではない。
【００５４】
表１ａ〜６ａはそれぞれ、同じ符号の図面についての設計データを示す。表１ｂ〜６ｂはそれぞれ、３つのプライム符号によって図面において識別されている、非球面レンズと鏡面の非球面データを指定している。図解は、オプティカル・リサーチ・アソシエーツ（Optical Research Associates）製のオプティック−デザイン−ソフトウェアＣＯＤＥ  Ｖ（Optik-Design-Software CODE V（商標））を用いて行われ、それらの規約に対応している。
【００５５】
図１〜６に示した各実施形態において、対物レンズは、物体側対物レンズ部、像側対物レンズ部、中間対物レンズ部より構成される。物体側対物レンズ部は、対物レンズの物体側端に位置する。像側対物レンズ部は、対物レンズの像側端に位置する。中間対物レンズ部は、物体側対物レンズ部と像側対物レンズ部との間に位置する。実施形態において、物体側対物レンズ部と像側対物レンズ部は完全に反射性である。中間対物レンズ部はカトプトリックまたはカタディオプトリックである。
【００５６】
図１〜図３の実施形態において、開口数の値ＮＡ＝１.４である。レンズＦの液体レンズと液浸レンズは、同じ屈折率ｎF＝ｎI＝１.６５を有する。固体レンズの材料は、屈折率ｎL＝１.５６を備える石英ガラスである。
【００５７】
物体平面ＯＢから像ＩＭまでの距離は１２５０ｍｍであり、従って一般的な値である。
【００５８】
像面は２６ｍｍ×５.５ｍｍであり、４.６６ｍｍ偏心されている。しかし、補正状態は、像面の、動作波長の約１０〜２０／ミルのＲＭＳ波面誤差を生じる。
【００５９】
物体側対物レンズ部と像側対物レンズ部のレンズは、共通の対称軸に対して回転対称であり、中間対物レンズ部のカトプトリックタイプの２つのミラーは軸方向で対称的に確かに湾曲しているが、非対称にエッジングされている。
【００６０】
ここで、対物レンズの設計を図１の実施形態に関してさらに詳細に説明する。大部分の特徴は、図２〜６の実施形態でも提示するが、ただ図１に関してのみいくらか詳細に説明する。
【００６１】
物体側対物レンズ部は、ストップダウンシステム絞りを備えるアクセス可能な絞り平面ＡＰを含む。絞り平面ＡＰに先行して、特に強く変調された非球面レンズ（表１ａ／ｂの表面７）が存在する。絞り平面ＡＰに続き、絞り平面ＡＰの側で凹であるメニスカスレンズ（表１ａの表面１５，１６）が存在する。
【００６２】
中間対物レンズ部は、カトプトリックに設計されており、２つの凹面鏡（表１ａの表面２３，２４）を備える。
【００６３】
第２の中間像ＩＭＩ２に続く像側対物レンズ（中間像は補正されておらず像平面を形成しない）は、単レンズ設計の正レンズ群により始まり、多数の負レンズによりくびれ部（waist）を形成し、そして巨腹部（massive belly）を形成する多数のメンバーによる正レンズ群を有する。
【００６４】
強く変調された非球面レンズ（とりわけ、表１ａ／ｂの表面３６）は、光束とレンズの直径が増大している正レンズ群の初期領域において重要である。腹部の中央は、最も大きい直径のレンズ（表１ａ／ｂの表面４１／４２、高さ（「SEMIDIAM」、レンズ直径の半分）１６０ｍｍ）によって形成される。リソグラフィー用投影対物レンズの製造は、このレンズ直径により極めて経済的である。像側対物レンズ部の瞳Ｐは、本発明に従った対物レンズの典型的な形では、収束光線経路においてこの最大のレンズに続いている。
【００６５】
図１の実施形態において、液体レンズＦは、表面５０と像平面ＩＭ（表面５２）との間に形成されおり、同時に液浸レンズでもある。それは、半径３４.６ｍｍと厚さ３０.１＋３.０＝３３.１ｍｍであれば、ほぼ半球状である。半径と厚さとの比は１.０５である。この場合、隣接する最後の石英ガラスレンズは、メニスカスレンズであり、その１０ｍｍの厚さは半径６６ｍｍ−３４ｍｍ（表面４９／５０）の差よりも著しく小さい。
【００６６】
図２の実施形態において、やはり液体レンズＦは、同時に同じく液浸レンズである。しかし、それは図１の液体レンズＦよりも相当に平担である。最後の石英ガラスレンズと組み合わさりようやく、液体レンズＦはほぼ半球状のメンバーを形成する。
【００６７】
かなり平担な液体レンズＦを使用することにより液体の交換をより単純にできる。
【００６８】
液体レンズＦと液浸レンズとを分離する平行平面板が光学機能にとって枢要ではないことが立証された。これは特に、平行平面板の屈折率が液体レンズＦの屈折率ｎFと液浸レンズの屈折率ｎIより大きい場合に当てはまる。
【００６９】
図１の実施形態から始まり、図３は、屈折率ｎEP＝１.８０のそうした端板ＥＰを備える実施形態を示している。厚さを適応させることによって、それを、ｎEP＝１.９２を有するサファイヤで作られた板と容易に交換することができる。
【００７０】
図４（表４ａ／ｂ）の実施形態では、カタディオプトリック設計が中間対物レンズ部に使用されている。
【００７１】
前出の実施形態と同じＮＡ、ｎF、ｎLとすれば、像面は、２２×５.２ｍｍと５.７５３ｍｍのより大きな偏心を伴いいくぶん逸脱している。
【００７２】
この実施形態では、２つの平面フォールディングミラーＦＭ１（表面２１）とＦＭ２（表面３１）がジオメトリックビームスプリッタとして使用されている。凹面鏡（表４ａ／ｂの表面２６）と、光が２度通る負の屈折力のレンズがラテラル構成で設けられている。このようにこれらのレンズの表面２２〜２５は、それらが光を２度屈折させることから、表４ａ／ｂにおける２７〜３０として正反射的に再び現れている。
【００７３】
この高屈折率液体レンズＦはまた、マイクロリソグラフィー用投影対物レンズの設計に対するこの極めて異なる手法により有利に使用される。図１に類似の方法で、それはここで、表面６３と６５との間で物体に接触する「液浸レンズ」として設計されている。
【００７４】
図５と図６の２つの実施形態は、使用された固体レンズの屈折率ｎLよりも大きい開口数ＮＡ＝１.６を有する対物レンズを初めて示している。固体レンズは、ｎL＝１.５６を備える石英ガラスで作られている。液体レンズＦの屈折率はｎF＝１.８０である。また、これらの実施形態は、回折限界方式よりもより良好に補正され、それらの像面は４.３７５ｍｍの偏心で２０ｍｍ×４ｍｍである。ＲＭＳ波面誤差は、動作波長１９３.４ｍｍの１０分の１未満である。
【００７５】
この場合も同様に、物体側対物レンズ部は完全に屈折性である。それは、アクセス可能なストップダウン絞り平面ＡＰを含み、絞り平面ＡＰに先行して強い非球面レンズを含む。ここで、これらの非球面レンズは、それほど大きくない屈折力であるが非球面形状逸脱のより強い変調の２つのレンズである（表５ａ／ｂにおける表面５、８）。これらの非球面レンズに続き、同様に強く湾曲したメニスカスレンズ（表５ａ／６の表面１０，１１）が配列されている。
【００７６】
中間対物レンズ部はやはり、図１〜３に類似の２つの凹面鏡によるが、この場合、第２の中間像ＩＭＩ２に先行する正視野レンズ（表５ａの表面２０，２１）を備える扁長カタディオプトリック対物レンズである。
【００７７】
正視野レンズは、像側対物レンズ部における図１〜３に示された正の第１のレンズ群に取って替わる。
【００７８】
このように像側対物レンズ部は、負レンズ群から始まり、マルチレンズ正レンズ群による腹部を形成する。図５の実施形態において、最も大きいレンズ直径は、表５ａでわかるように、レンズ３０／３１および３２／３３での１６５ｍｍに達する。像平面ＩＭに関して凹である複数の正のメニスカスレンズが、これらのレンズ以降に配列される。像側対物レンズ部の瞳Ｐは、これらのメニスカスレンズの領域にある。像側の最後の石英ガラスレンズ（表５ａの表面４０，４１）はやはり、近軸領域において負の屈折力のものである。このレンズは、像側に凹面を備えるメニスカスレンズとして形成されており、その厚さは８.９ｍｍであり、従って半径の差５８.８ｍｍ−３７.８ｍｍ＝２１ｍｍよりも小さい。
【００７９】
図５の実施形態において、液体レンズＦは同時に液浸であって、従って像平面ＩＭと、露光されるためにそこに配置されている物体に当接する。この物体は、例えば、ウェーハとすることができる。球面４１の半径は３７.８ｍｍであり、従って４５.８ｍｍの厚さよりも小さい。
【００８０】
入射角の正弦は、全部の表面で０.８９より小さい。カタディオプトリックな中間対物レンズ部は大きくなっている。凹面鏡での入射角の正弦は０.４５未満である。
【００８１】
図６および表６ａ／ｂの実施形態は、サファイヤで作られた３.０ｍｍ厚の端板ＥＰを備える。液体レンズＦはこの時、表６ａの表面４２、４３の間に形成される。それらの厚さは４０.２ｍｍであり、半径は３８.１ｍｍである。従って、厚さは半径の１０５％である。
【００８２】
このようにして、高屈折率の液体レンズＦが極端な開口数を備える高品質の投影対物レンズの設計を可能にすることが示された。
【００８３】
従って、対物レンズを設計する際の種々の既知の手法をさらに発展させるためにこの教示を使用するために多様な手法および指示が当業者に与えられる。
【００８４】
【表１】
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【００８５】
【表２】
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【００８６】
【表３】
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【００８７】
【表４】
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【００８８】
【表５】
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【００８９】
【表６】
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【００９０】
【表７】
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【００９１】
【表８】
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【００９２】
【表９】
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【００９３】
【表１０】
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【００９４】
【表１１】
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【００９５】
【表１２】
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【００９６】
【表１３】
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【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明に従った対物レンズの実施形態のメリジアン断面を示す。
【図２】本発明に従った対物レンズの実施形態のメリジアン断面を示す。
【図３】本発明に従った対物レンズの実施形態のメリジアン断面を示す。
【図４】本発明に従った対物レンズの実施形態のメリジアン断面を示す。
【図５】本発明に従った対物レンズの実施形態のメリジアン断面を示す。
【図６】本発明に従った対物レンズの実施形態のメリジアン断面を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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