DE10221386A1

DE10221386A1 - Projektionsbelichtungssystem

Info

Publication number: DE10221386A1
Application number: DE10221386A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Schuster; Wilhelm Ulrich; Toralf Gruner; Daniel Kraehmer; Wolfgang Singer; Alexander Epple; Helmut Beierl; Reiner Garreis
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2002-05-14
Filing date: 2002-05-14
Publication date: 2003-11-27
Also published as: JP2004046119A; US6806942B2; US20040017554A1

Abstract

Es wird ein Projektionsbelichtungssystem zur Anordnung zwischen einem ersten Objekt und einem zweiten Objekt und zur Abbildung des ersten Objektes in einen Bereich des zweiten Objektes mit Licht aus einem Wellenlängenband mit einer Breite DELTAlambda um eine zentrale Arbeitswellenlänge lambda, wobei eine relative Breite DELTAlambda/lambda des Wellenlängenbandes größer als 0,002, insbesondere größer als 0,005 ist, beispielsweise der Hg-I-Linie, vorgeschlagen. Bei dem Projektionsbelichtungssystem handelt es sich um ein sogenanntes Drei-Bauch-System mit drei Bäuchen insgesamt positiver Brechkraft und zwei Taillen insgesamt negativer Brechkraft. Durch geeignete Maßnahmen, insbesondere geeignete Materialauswahl für die das Projektionsbelichtungssystem bildenden Linsen, wird die Langzeitstabilität des Systems gesteigert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Projektionsbelichtungssystem zur Abbildung eines ersten Objektes in einen Bereich eines zweiten Objekts. Insbesondere ist das Projektionsbelichtungssystem dazu vorgesehen, in einem Verfahren, insbesondere in einem Lithographieverfahren, zur Herstellung miniaturisierter Bauelemente eingesetzt zu werden. Entsprechend ist das Projektionsbelichtungssystem dazu ausgelegt, eine Abbildung mit vergleichsweise hoher Auflösung und entsprechend hoher numerischer Apertur zu ermöglichen.

Bei einem herkömmlichen Schritt in einem Lithographieverfahren wird ein Abbild der Geometrie der zu fertigenden Struktur als das erste Objekt bzw. eine Maske ("Retikel") bereitgestellt. Die Maske wird mit Licht aus einem Wellenlängenband mit einer Breite δλ um eine zentrale Arbeitswellenlänge λ beleuchtet. Das Projektionsbelichtungssystem bildet mit diesem Licht die Maske auf das zweite Objekt ab, welches in der Regel ein mit einer strahlungsempfindlichen Schicht ("Resist") beschichteter Wafer ist. Nach der Belichtung der strahlungsempfindlichen Schicht wird diese weiteren Lithographieschritten unterzogen, um in weiteren Prozeßschritten in dem Wafer die miniaturisierten Strukturen auszubilden. Die Abbildung der Maske auf die strahlungsempfindliche Schicht erfolgt meist verkleinernd, beispielsweise mit einem Maßstab 4 : 1.

Das vorliegende Projektionsbelichtungssystem ist insbesondere dazu ausgelegt, daß die Beleuchtung und die Abbildung mit Licht eines relativ breiten Wellenlängenbandes erfolgt. Entsprechend muß das Objektiv eine vergleichsweise hohe Farbkorrektion aufweisen, um auch mit einem solchen breiten Wellenlängenband eine hoch aufgelöste und ausreichend fehlerfreie Abbildung zu gewährleisten. Eine insbesondere avisierte relative Breite δλ/λ des Wellenlängenbandes ist größer als 0,005. Damit ist das Projektionsbelichtungssystem insbesondere für Licht der Hg-i-Linie geeignet, welches Licht eines Spektrums eines Wellenlängenbandes von 365,5 nm ± 2 nm umfaßt. Allerdings ist das vorliegende Projektionsbelichtungssystem nicht auf die Verwendung der Hg-i-Linie beschränkt, vielmehr ist auch der Einsatz anderer Strahlungsquellen und damit anderer Wellenlängenbänder vorgesehen.

In Fig. 1 ist schematisch ein Strahlengang durch ein früheres Design eines Projektionsbelichtungssystem bzw. Objektiv 101 zur Abbildung einer in einer Objektebene 103 anordenbaren Maske auf eine Bildebene 105 dargestellt. Das herkömmliche Objektiv 101 ist ausgelegt zur Abbildung mit der Hg-i-Linie und einer Wellenlänge λ von 365,5 nm, wobei die Abbildung mit einer Verkleinerung von 4 zu 1 und einer numerischen Apertur NA = 0,65 erfolgt. Entlang einer optischen Achse 107 ist eine Vielzahl von Linsen angeordnet. In der Fig. 1 ist oberhalb der Linsen eine durchlaufende Nummerierung derselben ausgehend von einer Objektebene 103 hin zu einer Bildebene 105 eingetragen. Unterhalb der Linsen ist eine fortlaufende Nummerierung der brechenden Flächen der Linsen in der selben Reihenfolge eingetragen. Hierbei ist die der Objektebene 103 zuweisende Linsenfläche der ersten Linse mit 2 bezeichnet, deren zur Bildebene 105 hinweisende Fläche ist mit 3 bezeichnet, und die der Bildebene 103 zuweisende Linsenfläche der Linse 2 ist mit 4 bezeichnet, usw.

In Fig. 1 sind ferner eingetragen: ein oberer Randstrahl 109 sowie ein unterer Randstrahl 111 eines auf der optischen Achse 107 liegenden Feldpunktes 113 bzw. ein oberer Randstrahl 115, ein Hauptstrahl 117 und ein unterer Randstrahl 119 eines äußersten Feldpunktes 121. Ferner eingetragen ist auch eine Systemblende 123, an der sich die oberen Randstrahlen 109 und 115 des zentralen Feldpunktes 113 bzw. des äußeren Feldpunktes 121 in etwa schneiden. Es schneiden sich dort auch in etwa die unteren Randstrahlen 111 und 119 der Feldpunkte 113 und 121.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist das dargestellte Objektiv ein sog. "Dreibauchsystem". Dies bedeutet, daß Strahlquerschnitte des abbildenden Lichts drei erweiterte Bereiche und entsprechend zwei zwischen den erweiterten Bereichen liegende verengte Bereiche aufweisen. Diese verengten Bereiche werden als Strahltaillen bezeichnet, während die verbreiterten Bereiche als Strahlbäuche bezeichnet werden. Dieser Strahlengang mit drei Bäuchen und zwei Taillen wird erzeugt durch eine entsprechende Aneinanderreihung von Linsengruppen, wobei die Linsengruppen, in denen der Strahlengang bauchförmig erweitert ist, dominierend eine positive Brechkraft bereitstellen und entsprechend Linsengruppen, in denen der Strahlengang taillenartig verengt ist, dominierend eine negative Brechkraft bereitstellen. In Fig. 1 sind diese Linsengruppen nachfolgend mit G₁, G₂, G₃, G₄ und G₅ bezeichnet, wobei die Linsengruppen G₁, G₃ und G₅ positive Brechkraft bereitstellen und die Linsengruppen G₂ und G₄ negative Brechkraft bereitstellen.

Die in Fig. 1 durch Schraffur gekennzeichneten Linsen mit den Linsennummern 1, 3, 9, 13, 14, 15, 16, 22, 27, 30 und 31 sind aus einem einem Flint-Glas ähnlichen Material hoher Dispersion gefertigt, die übrigen Linsen 2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 17, 18, 19, 21, 23, 24, 25, 26, 28 und 29 sind aus einem einem Kron-Glas ähnlichen Material niedrigerer Dispersion gefertigt.

Obwohl das vorangehend beschriebene frühere Design eines Projektionsbelichtungssystems Rechnungen zufolge zufriedenstellende Abbildungseigenschaften im Hinblick auf die numerische Apertur und Abbildungsfehler aufweist, haben Vergleichsexperimente an Komponenten des Systems gezeigt, daß die Qualität der Abbildung durch die Komponenten bzw. durch das System während des Betriebes, insbesondere bei der Belichtung etwa von Wafern mit hohem Durchsatz, mit der Zeit abnehmen könnte.

Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Projektionsbelichtungssystem der vorangehend geschilderten Art bereitzustellen, welches bestimmte Abbildungseigenschaften zeitlich stabiler bereitstellen wird.

Die Erfindung geht hierbei aus von einem Projektionsbelichtungssystem zur Anordnung zwischen einem ersten Objekt und einem zweiten Objekt und zur Abbildung des ersten Objektes in einen Bereich des zweiten Objektes mit Licht aus einem Wellenlängenband, welches insbesondere eine relative Breite δλ/λ von mehr als 0,002, vorzugsweise von mehr als 0,005 aufweist. Eine solche Breite des Wellenlängenbandes ist vergleichsweise groß im Hinblick darauf, daß bestimmte ebenfalls in der Lithographie herkömmlich verwendete Wellenlängenbänder für Strahlung, die beispielsweise durch Laser bereitgestellt wird, wesentlich schmaler sind.

Das Projektionsbelichtungssystem ist ferner ein sog. Dreibauchsystem, das heißt es umfaßt fünf Linsengruppen, wobei in der Reihenfolge der Anordnung der Linsengruppen zwischen dem ersten und dem zweiten Objekt eine erste, eine dritte und eine fünfte Linsengruppe jeweils eine insgesamt positive Brechkraft aufweisen und die jeweils dazwischenliegenden Linsengruppen, das ist die zweite und die vierte Linsengruppe, jeweils eine insgesamt negative Brechkraft aufweisen.

Infolge des breiten zur Verwendung vorgesehenen Wellenlängenbandes weist das Projektionsbelichtungssystem eine Farbkorrektion auf, wozu die zur Fertigung der einzelnen Linsen verwendeten Materialien aus zwei Materialgruppen ausgewählt sind, von denen eine erste Materialgruppe Materialien umfaßt, die Abbe-Zahlen aufweisen, die größer sind als ein Grenzwert, und entsprechend Materialien einer zweiten Materialgruppe Abbe-Zahlen aufweisen, die kleiner sind als der Grenzwert. Das bedeutet, daß Materialien der ersten Materialgruppe eine geringere Dispersion aufweisen als Materialien der zweiten Materialgruppe. Wenigstens eine der Linsen des Projektionsbelichtungssystems ist aus einem Material der ersten Materialgruppe gefertigt und weist eine positive Brechkraft auf, während wenigstens eine andere der Linsen des Projektionsbelichtungssystems aus einem Material der zweiten Materialgruppe gefertigt ist und eine negative Brechkraft aufweist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bestimmte Gläser, die bei der vorbestimmten Arbeitswellenlänge einsetzbar sind, eine geringere Langzeitstabilität aufweisen als andere derartige Gläser. Infolge der Lichtdurchflutung während des Betriebes treten in den Linsenmaterialien Veränderungen auf, die auch die optischen Eigenschaften der Linsen verändern können. Bekannte derartige Mechanismen umfassen solche Mechanismen, welche als "Compaction", "lens heating" (Linsenerwärmung) oder auch "Solarisation" bezeichnet werden. Es wurde nun festgestellt, daß insbesondere diejenigen Gläser eine reduzierte Langzeitstabilität aufweisen, welche einen vergleichsweise hohen Brechungsindex und eine starke Dispersion aufweisen.

Ausgehend von dieser Erkenntnis zeichnet sich die Erfindung unter einem ersten Aspekt dadurch aus, daß innerhalb der fünften Linsengruppe, das heißt der dem zweiten Objekt am nächsten angeordneten Linsengruppe, eine Teilgruppe von wenigstens drei unmittelbar nacheinander angeordneten Linsen vorgesehen ist, deren Linsen aus Materialien gefertigt sind, die in der ersten Materialgruppe enthalten sind. Diese Teilgruppe umfaßt insbesondere die Linsen der fünften Linsengruppe, welche relativ nahe an dem zweiten Objekt angeordnet sind und insbesondere umfaßt die Teilgruppe auch die Linse des Projektionsbelichtungssystems, welche als Abschlußlinse am nächsten an dem zweiten Objekt angeordnet ist. Dem steht im Rahmen der Erfindung nicht entgegen, daß zwischen einer solchen Abschlußlinse und dem zweiten Objekt noch gewisse von dem Strahlengang durchsetzte Elemente, wie etwa eine Schutzplatte oder ähnliches, mit einer vergleichsweise geringen optischen Wirkung angeordnet sind. Dies kann z. B. eine planparallele Platte oder Linse geringer Brechkraft sein, welche auf der optischen Achse eine Dicke von weniger 1% eines Abstands zwischen dem ersten Objekt und dem zweiten Objekt aufweist. Eine solche planparallele Platte stellt eine gewisse sphärische Überkorrektion als optische Wirkung auf und reduziert dadurch gewisse Bildfehler, wie die sphärische Aberration.

Die dem zweiten Objekt nahen Linsen der fünften Linsengruppe weisen, im Vergleich zu anderen Linsen des Systems, einen geringen Durchmesser auf. Somit wird die gesamte Beleuchtungsintensität durch eine relativ kleine Querschnittsfläche geleitet, so daß in diesem Bereich des Systems vergleichsweise hohe Strahlungsdichten auftreten. Entsprechend sind die dem zweiten Objekt nahen Linsen besonders auf Verschlechterung von deren optischen Eigenschaften bei langen Betriebsdauern anfällig, da sich herausgestellt hat, daß die Veränderung der optischen Eigenschaften mit der Strahlungsdichte und der Beleuchtungsdauer ansteigt. Erfindungsgemäß sind nun diese Linsen nicht aus Materialien der zweiten Materialgruppe gefertigt. Die Materialien der zweiten Materialgruppe, deren Abbe-Zahlen kleiner sind als die der ersten Materialgruppe, weisen meist einen höheren Brechungsindex auf als die Materialien der ersten Materialgruppe. Gleichzeitig zeigen die Materialien der zweiten Materialgruppe häufig eine stärkere Absorption als diejenigen der ersten Materialgruppe. Entsprechend sind Materialien der zweiten Materialgruppe meist anfälliger auf Veränderungen infolge einer hohen Strahlungsbelastung. Indem nun die dem zweiten Objekt nahen Linsen des Projektionsbelichtungssystem aus Materialien der ersten Materialgruppe gefertigt sind, weist das System eine gegenüber dem herkömmlichen System verbesserte Langzeitstabilität auf.

Die dem zweiten Objekt nahe und aus Materialien der ersten Materialgruppe gefertigte Teilgruppe von Linsen umfaßt möglichst viele Linsen, insbesondere vier Linsen, weiter bevorzugt fünf Linsen und noch stärker bevorzugt wenigstens sechs Linsen.

Vorzugsweise ist auch im gesamten System der Anteil an Materialien aus der zweiten Materialgruppe möglichst reduziert, obwohl ein gewisser Anteil an Linsen, die aus Materialien der zweiten Materialgruppe gefertigt sind, notwendig ist, um eine gewünschte Farbkorrektion bereitzustellen. Als günstig hat es sich herausgestellt, wenn ein Volumenanteil der in dem System verarbeiteten Materialien der zweiten Materialgruppe kleiner ist als 20%, vorzugsweise kleiner als 15%, bezogen auf einen Volumenanteil der verarbeiteten Materialien der ersten Materialgruppe.

Im Hinblick auf die notwendige Farbkorrektion ist es allerdings nicht möglich, sämtliche Linsen der fünften Linsengruppe aus Materialien der ersten Materialgruppe zu fertigen. Es ist somit notwendig im Anschluß an die aus Materialien der ersten Materialgruppe gefertigte Teilgruppe wenigstens eine Linse vorzusehen, welche aus einem Material der zweiten Teilgruppe gefertigt ist. Als günstig hat es sich nun erwiesen, diese aus dem Material der zweiten Teilgruppe gefertigte Linse mit einem möglichst großen freien Durchmesser bereitzustellen, so daß infolge des vergleichsweise großen Durchmessers die Strahlungsdichte am Ort dieser Linse reduziert ist.

Unter dem freien Durchmesser einer Linse ist der Durchmesser innerhalb der Linse zu verstehen, der einem das Objektiv durchtretenden Strahlengang maximal zur Verfügung steht. Damit entspricht der freie Durchmesser einer Linse grundsätzlich dem Gesamtdurchmesser abzüglich dem durch z. B. die Linsenhalterung abgedeckten Bereich.

Bezogen auf einen größten freien Durchmesser D_max sämtlicher in dem System eingesetzter Linsen weist die der Teilgruppe benachbarte und aus dem Material der zweiten Materialgruppe gefertigte Linse einen freien Durchmesser auf, der größer ist als das 0,7fache von D_max und der vorzugsweise größer ist als das 0,8fache von D_max.

Es hat sich weiterhin als günstig herausgestellt, aus der zweiten Materialgruppe gefertigte Linsen, welche im Hinblick auf die Farbkorrektion unverzichtbar sind, an Orten im Strahlengang des Systems anzuordnen, an denen über die Querschnittsfläche eine möglichst homogen verteilte Strahlungsintensität vorliegt. Derartige Orte liegen bevorzugt in einem Bereich entlang der optischen Achse, in dem Büschelquerschnitte von Strahlen, die von verschiedenen Feldpunkten des ersten Objekts ausgehen, vergleichsweise wenig zueinander versetzt sind. Als günstig hat sich gezeigt, wenn dieser Bereich derart ausgewählt ist, daß der Versatz zweier Strahlenbüschel bezogen auf den freien Durchmesser, von denen eines von einem ersten äußersten Feldpunkt an dem ersten Objekt ausgeht und ein zweites von einem dem ersten Feldpunkt diametral gegenüberliegenden äußersten Feldpunkt ausgeht, einen Wert von weniger als 0,1 aufweist.

Dieser Bereich umfaßt meistens den Ort, an dem eine Systemblende angeordnet ist, und es hat sich weiter als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Bereich so gewählt ist, daß ein solcher Versatz zwischen den beiden Strahlenbüscheln von zwei sich diametral gegenüberliegenden äußersten Feldpunkten bezogen auf den freien Durchmesser der beiden Strahlenbüschel kleiner als 0,05 an solchen Orten ist, welche zwischen der Systemblende und dem zweiten Objekt angeordnet sind.

Indem die Linsen der dem zweiten Objekt nahen Teilgruppe aus Materialien der ersten Materialgruppe gefertigt sind, welche vergleichsweise gering anfällig für strahlungsbedingte Veränderungen sind, ist es möglich und bevorzugterweise auch vorgesehen, wenigstens eine Linse dieser Teilgruppe als eine besonders dicke Linse auszubilden, da auch mit solch dicken Linsen spezielle Abbildungsfehler korrigiert werden können. Vorzugsweise weist demnach wenigstens eine Linse der Teilgruppe eine maximale Dicke entlang der optischen Achse auf, welche größer ist als das 0,3fache und vorzugsweise größer als das 0,45fache des freien Durchmessers dieser Linse.

Es hat sich ferner herausgestellt, daß auch Linsen der vierten Linsengruppe, das heißt der zweiten Strahltaille, empfindlich auf strahlungsbedingte Veränderungen sind. Andererseits ist die zweite Strahltaille auch ein Ort, wo im Hinblick auf die notwendige Farbkorrektion notwendige Linsen, die negative Brechkraft aufweisen und aus Materialien der zweiten Materialgruppe gefertigt sind, angeordnet sind.

Unter einem zweiten Aspekt sieht die Erfindung nun vor, bei einem Projektionsbelichtungssystem, welches in seiner zweiten Strahltaille aus der zweiten Materialgruppe gefertigte Linsen aufweist, diese Linsen wenigstens aus einem Material zu fertigen, dessen Brechungsindex bei einer Wellenlänge bei 365,5 nm kleiner als 1,59 ist. Damit werden in der zweiten Strahltaille wenigstens solche Materialien aus der zweiten Materialgruppe angeordnet, die im Vergleich zu anderen Materialien der zweiten Materialgruppe einen vergleichsweise kleinen Brechungsindex und eine geringere Strahlungsempfindlichkeit aufweisen.

Wie vorangehend bereits ausgeführt, hat sich nämlich gezeigt, daß insbesondere Materialien mit hohem Brechungsindex anfällig für strahlungsbedingte Veränderungen sind. Somit stellt die Erfindung unter diesem Aspekt ein Projektionsbelichtungssystem bereit, welches bei Anordnung von aus Materialien aus der zweiten Materialgruppe gefertigten Linsen in der zweiten Strahltaille eine vergleichsweise geringe Anfälligkeit gegenüber strahlungsbedingten Veränderungen zeigt.

Es hat sich herausgestellt, daß es äußerst schwierig ist, Linsen, die aus Materialien der zweiten Materialgruppe gefertigt sind und welche im Hinblick auf die notwendige Farbkorrektion unumgänglich sind, aus weiteren Bereichen des Projektionsbelichtungssystems, welche von dem dritten Bauch bzw. der fünften Linsengruppe verschieden sind, zu entfernen.

Unter einem weiteren Aspekt schlägt die Erfindung vor, von der fünften Linsengruppe verschiedene Linsengruppen derart auszubilden, daß deren sämtliche Linsen aus Materialien der ersten Materialgruppe gefertigt sind und die hierdurch in Kauf genommenen Einbußen an Farbkorrektionsmöglichkeiten dadurch zu kompensieren, daß in diesen Linsengruppen wenigstens eine Linse eine asphärische Oberfläche aufweist. Die Fertigung von asphärischen Linsenoberflächen ist mit einem wesentlich größeren Fertigungsaufwand und entsprechend mit wesentlich höheren Kosten verbunden als die Fertigung von sphärischen Linsenoberflächen. Gleichwohl hat die Erfindung hier einen Kompromiß zwischen Fertigungsaufwand und Langzeitstabilität des optischen Systems gefunden, der vorteilhaft ist. Es hat sich nämlich gezeigt, daß lediglich sehr wenige Linsenoberflächen asphärisch ausgebildet werden müssen, um relativ große Bereiche des Systems frei von Linsen zu halten, welche aus Materialen der zweiten Materialgruppe gefertigt sind. Vorzugsweise weisen zwei, insbesondere drei und stärker bevorzugt sämtliche der von der fünften Linsengruppe verschiedenen Linsengruppe höchstens eine Linse mit asphärischer Oberfläche auf. Vorzugsweise ist dann ferner wenigstens eine von der fünften Linsengruppe verschiedene Linsengruppe, also die erste, die zweite, die dritte oder/und die vierte Linsengruppe, völlig frei von Linsen, die aus Materialien der zweiten Materialgruppe gefertigt sind.

Hierbei ist es ferner bevorzugt, die asphärische Linsenoberfläche an einer solchen Stelle im Strahlengang anzuordnen, wo die asphärische Oberfläche einen möglichst großen Einfluß auf die Korrektion von Abbildungsfehlern hat. Es hat sich herausgestellt, daß solche Stellen an Grenzen zwischen benachbarten Linsengruppen liegen. Somit ist vorzugsweise eine solche Linse, die entlang der optischen Achse eine außenliegende Randlinse der jeweiligen Linsengruppe ist, dazu vorgesehen, die asphärische Oberfläche zu tragen. Weiter bevorzugt ist dann die asphärische Oberfläche auf der Seite dieser Randlinse vorgesehen, welche von der Linsengruppe wegweist.

Zur Definition für eine Abgrenzung von Linsen zweier verschiedener Linsengruppen voneinander bietet es sich an, den Verlauf eines äußeren Randstrahls eines äußeren Feldpunktes im Strahlengang zu betrachten. Dieser Randstrahl zeigt an den drei Bäuchen des Systems einen nach innen bzw. hin zur optischen Achse gekrümmten Verlauf und entsprechend an den beiden Taillen des Systems einen nach außen bzw. weg von der optischen Achse gekrümmten Verlauf. Zwischen den nach außen gekrümmten Bereichen und den nach innen gekrümmten Bereichen weist der Verlauf entsprechend einen Wendepunkt auf. Meist ist es mit dieser Betrachtung möglich, eine fragliche Linse eindeutig einer der Linsengruppen zuzuordnen. In manchen Fällen wirkt allerdings eine erste Oberfläche einer bestimmten Linse derart, daß sie den Randstrahl weg von der optischen Achse beugt, während deren andere Linsenfläche den Strahl bereits hin zur optischen Achse lenkt. Damit könnte die Wirkung der einen Oberfläche der Strahltaille zugeordnet werden, während die Wirkung der anderen Linsenoberfläche dem Strahlbauch zugeordnet wird. Insgesamt wird eine solche Linse allerdings der Strahltaille bzw. der zweiten bzw. vierten Linsengruppe zugeordnet, wenn die von der optischen Achse weglenkende Wirkung der einen Oberfläche die zur optischen Achse hinlenkende Wirkung der anderen Linsenoberfläche übersteigt, und umgekehrt.

Eine alternative Möglichkeit der Definition einer Abgrenzung von Linsen zweier verschiedener Linsengruppen voneinander bezieht sich auf die kumulierte Brechkraft einer Linsengruppe. Demgemäß wird eine Linsengruppe als Taille interpretiert, wenn sie als Ganzes streuend wirkt und ihre Gesamtbrechkraft größer als die Brechkraft der am stärksten streuenden, einzelnen Linse des Systems ist. Des weiteren soll die Gesamtbrechkraft einer Taille betragsmäßig maximal sein, d. h. die negative Gesamtbrechkraft der Linsengruppe würde bei Einbeziehung der Gruppe benachbarter Linsen oder bei Fortlassen einer Randlinse der Linsengruppe wieder zunehmen. Mit anderen Worten bedeutet dies auch, dass die Randlinsen einer Taille jeweils streuende Linsen sind.

In analoger Weise lassen sich auch Bäuche definieren. Sie wirken sammelnd und weisen eine Gesamtbrechkraft auf, die größer als die Brechkraft der am stärksten sammelnden, einzelnen Linse des Systems ist. Des weiteren soll die Gesamtbrechkraft eines Bauches maximal sein, d. h. die positive Gesamtbrechkraft der Linsengruppe würde bei Einbeziehung der Gruppe benachbarter Linsen oder bei Fortlassen einer Randlinse der Linsengruppe wieder abnehmen. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Randlinsen eines Bauches jeweils sammelnde Linsen sind.

Insgesamt weist das Projektionsbelichtungssystem genau drei Bäuche und zwei Taillen auf. Es werden nur diejenigen drei, die oben angegebenen Kriterien erfüllenden Linsengruppen als Bauch interpretiert, die von allen, die oben angegebenen Kriterien erfüllenden Linsengruppen die stärksten positiven Gesamtbrechkräfte aufweisen. Analoges gilt für die zwei Taillen.

Vorzugsweise sind nun sämtliche Linsen der ersten und der zweiten und der dritten Linsengruppe aus Materialien der ersten Materialgruppe gefertigt. Hierbei ist es noch stärker bevorzugt, auch sämtliche Linsen der vierten Materialgruppe aus solchen Materialien zu fertigen.

Gute Ergebnisse werden allerdings auch erzielt, wenn der Anteil von Linsen, die aus der zweiten Materialgruppe gefertigt sind, und die in Linsengruppen vor der zweiten Strahltaille, das heißt in der ersten, der zweiten oder der dritten Linsengruppe angeordnet sind, einen vergleichsweise geringen Teil an dem gesamten Volumen von Linsen einnehmen, die aus Materialien der zweiten Linsengruppe gefertigt sind. Ein günstiger Wert ist hierbei, daß die aus Materialien der zweiten Materialgruppe gefertigten Linsen, die in der ersten, in der zweiten und in der dritten Linsengruppe vorgesehen sind, ein Linsenvolumen von weniger als 10% bezogen auf das gesamte Volumen von Linsen aus Materialien aus der zweiten Materialgruppe bereitstellen.

Unter einem weiteren Aspekt sieht die Erfindung vor, daß die fünfte Linsengruppe, also die dem zweiten Objekt am nächsten angeordnete Linsengruppe, ein im Rahmen dieser Anmeldung als Pseudokittglied-Linsenpaar bezeichnetes Paar von Linsen umfaßt. Das Pseudokittglied-Linsenpaar besteht aus zwei unmittelbar benachbart zueinander angeordneten Linsen, deren aufeinander zu weisende Linsenflächen über ihren gesamten Querschnitt einen lediglich kleinen Abstand voneinander aufweisen. Der Abstand zwischen den beiden aufeinander zu weisenden Linsenflächen beträgt hierbei weniger als 2,50%, insbesondere weniger als 1,25% des freien Durchmessers der größeren der beiden Linsen. Eine Linse des Linsenpaars ist aus einem Material der ersten Materialgruppe gefertigt und weist eine positive Brechkraft auf, und die andere Linse des Linsenpaars ist aus einem Material der zweiten Materialgruppe gefertigt und weist eine negative Brechkraft auf. Hierbei ist die Linsenfläche der Linse negativer Brechkraft, die auf die andere Linse zuweist, eine konkave Fläche.

Vorzugsweise ist hierbei die andere Linsenfläche der Linse negativer Brechkraft, die von der anderen Linse des Paares wegweist, eine konvexe Linsenfläche.

Ferner hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn zwischen einer Systemblende der Optik und dem zweiten Objekt zwei derartige Pseudokittlgied-Linsenpaare angeordnet sind.

Ebenfalls günstig ist es hierbei, wenn wenigstens eines der Pseudokittglied-Linsenpaare, welche zwischen einer Systemblende und dem zweiten Objekt angeordnet sind, derart gekrümmte, aufeinander zu weisende Linsenflächen aufweist, daß Krümmungsmittelpunkte der beiden aufeinander zu weisenden Linsenflächen auf der Seite des zweiten Objekts angeordnet sind. Ferner hat es sich ebenfalls als günstig erwiesen, wenn die aufeinander zu weisenden Linsenflächen eines Pseudokittglied-Linsenpaares, welches zwischen einer Systemblende und dem ersten Objekt angeordnet ist, derart gekrümmt sind, daß Krümmungsmittelpunkte der aufeinander zu weisenden Linsenflächen auf der Seite des ersten Objekts angeordnet sind.

Eine vorteilhafte Auslegung des Systems ergibt sich dann, wenn eine Systemblende im Bereich der fünften Linsengruppe angeordnet ist.

Ferner ist das System besonders zur Verwendung von Licht der Hg-i-Linie geeignet.

Die hier als Materialien der ersten Materialgruppe bezeichneten Materialien weisen vorzugsweise einen bei einer Wellenlänge von 365,5 nm gemessenen Brechungsindex auf, der kleiner ist als 1,55 und der weiter bevorzugt kleiner ist als 1,53.

Damit ist das zum Anmeldezeitpunkt mit FK5 bezeichnete Glas der Firma SCHOTT, Mainz, Deutschland in der ersten Materialgruppe enthalten. Eine andere Definition der ersten Materialgruppe ist damit dadurch möglich, daß sämtliche Materialien der ersten Materialgruppe einen Brechungsindex aufweisen, der kleiner ist als das 1,03fache desjenigen des Glases FK5.

Umgekehrt werden als Materialien der zweiten Materialgruppe solche ausgewählt, welche bei einer Wellenlänge von 365,5 nm einen Brechungsindex aufweisen, der größer ist als 1,54. Damit ist insbesondere das mit LLF1 bezeichnete Glas der Firma SCHOTT in der zweiten Materialgruppe enthalten. Eine alternative Definition der Materialien der zweiten Materialgruppe ist damit dadurch gegeben, daß sämtliche Materialien der zweiten Materialgruppe in einem Brechungsindexbereich liegen, der mit dem 0,97fachen des Brechungsindex des Glases LLF1 beginnt und beim 1,07fachen dieses Brechungsindex endet.

Vorzugsweise ist allerdings das zum Anmeldezeitpunkt mit LF5 bezeichnete Glas von SCHOTT nicht in der zweiten Materialgruppe enthalten. Entsprechend kann eine obere Grenze für den Brechungsindex der Materialien der zweiten Materialgruppe durch den Brechungsindex des LF5 Glases von SCHOTT gegeben sein. Entsprechend weisen die Materialien der zweiten Materialgruppe bei der Wellenlänge von 365,5 nm einen Brechungsindex auf, der kleiner ist als 1,64 und der insbesondere kleiner ist als 1,59.

Der Grenzwert Vg, welcher Materialien der ersten und der zweiten Materialgruppe hinsichtlich ihrer Abbe-Zahlen voneinander trennt, liegt vorzugsweise etwa mittig zwischen den Abbe-Zahlen der Gläser FK5 und LF5 der Firma SCHOTT. Vorzugsweise ist dieser Grenzwert Vg gleich 400, wenn die Abbe-Zahl bei der Wellenlänge λ = 365,5 nm und einer Wellenlängendifferenz Δλ von 3 nm bestimmt ist.

Die erste Materialgruppe umfaßt ferner bevorzugt ebenfalls Quarzglas.

Im Hinblick auf hochauflösende Anwendungen ist die numerische Apertur des Systems auf Seiten des zweiten Objekts größer als 0,60, bevorzugt größer als 0,65 und stärker bevorzugt größer als 0,70.

Die Qualität der optischen Abbildung läßt sich ebenfalls über die sog. Strehlzahl charakterisieren. Diese ist für das vorliegende Projektionsbelichtungssystem vorzugsweise größer als 0,95 und weiter bevorzugt größer als 0,98.

Ferner zeichnet sich ein solches hochauflösendes System dadurch aus, daß bei einem gegebenen Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Objekt vergleichsweise viele Linsen vorgesehen sind, um optische Belastungen der einzelnen Linsenflächen, das heißt durch die einzelnen Linsenflächen erzeugte Strahlablenkungen, möglichst gering zu halten. Vorzugsweise sind deshalb kürzeste Abstände von einander benachbarten Linsenflächen, das heißt je nach Linsentyp auf der optischen Achse oder an den Linsenrändern gemessene Zwischenlinsenabstände, kleiner als 25 mm und hierbei weiter bevorzugt kleiner als 20 mm. Über das Projektionsbelichtungssystem gemittelte kürzeste Abstände zwischen einander gegenüberliegenden Linsenflächen sind kleiner als 3 mm und bevorzugt kleiner als 1,5 mm.

Um möglichst weitgehend unempfindlich gegenüber leichten Fehljustagen des ersten und zweiten Objekts zu sein, wird das Projektionsbelichtungssystem vorzugsweise beidseitig telezentrisch ausgebildet.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Hierbei zeigt
Fig. 1 ein früheres Design eines Projektionsbelichtungssystem,
Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungssystems,
Fig. 3 einen Schnitt durch einen Strahlengang eines Projektionsbelichtungssystems zur Erläuterung eines Versatzes von Strahlbüscheln,
Fig. 4 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projekionsbelichtungssystems,
Fig. 5 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungssystems,
Fig. 6 eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungssystems,
Fig. 7 eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungssystems,
Fig. 8 eine sechste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungssystems,
Fig. 9 eine siebte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungssystems und
Fig. 10 eine achte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungssystems.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungssystems ist in Fig. 2 dargestellt.
Optische Daten des in Fig. 2 dargestellten Projektionsbelichtungssystems sind in der nachfolgenden Tabelle 1 angegeben, wobei die erste Spalte die Nummerierung der entsprechenden brechenden Flächen angibt, die zweite Spalte die Krümmungsradien der brechenden Flächen angibt, die dritte Spalte die Achsabstände einander benachbarter brechender Flächen angibt, die vierte Spalte das Material bezeichnet, welches zwischen den brechenden Flächen angeordnet ist, die fünfte Spalte die Brechzahl dieses optischen Materials angibt, und zwar gemessen bei einer Wellenlänge von 365,5 nm, und die sechste Spalte die Hälfte des freien Durchmessers der der jeweiligen brechenden Fläche zugeordneten Linse angibt. Die für das Objektiv 101 verwendeten Gläser sind von der Firma SCHOTT bezogen, und entsprechend sind in der vierten Spalte die entsprechenden Produktbezeichnungen von SCHOTT (Stand: Herbst 2001) als Glasart angegeben: Tabelle 1
Die Brechzahlen der Medien, nämlich der Gase und optischen Materialien, beziehen sich auf einen Druck von 950 mbar bei 22°C. Sie sind normiert gegenüber der Brechzahl n = 1 von normaler Luft bei einem Druck von 1013,3 mbar bei 20°C, wodurch sich aufgrund des geringen Druckes und der erhöhten Temperatur auch Brechzahlenwerte von n < 1 ergeben können. Entsprechende Zahlenwerte sind der Tabelle 2 zu entnehmen: Tabelle 2
Entlang einer optischen Achse 107 sind nacheinander 31 Linsen mit jeweils sphärischen Linsenoberflächen gefolgt von einer planparallelen Abschlußplatte mit einer Stärke von 2 mm aus Quarzglas, welche in Fig. 2 die Nummer 32 trägt, angeordnet. Das System dient zur Abbildung einer im wesentlichen ebenen Objektfläche 103 in einen Bildbereich 105, welcher ebenfalls im wesentlichen eben ist. In Fig. 2 sind ferner eingezeichnet ein oberer Randstrahl 109 und ein unterer Randstrahl 111 eines von einem zentralen Feldpunkt 113 ausgehenden Strahlbüschels sowie ein oberer Randstrahl 115, ein Hauptstrahl 117 und ein unterer Randstrahl 119 eines äußersten unteren Feldpunktes 121. Aus dem Verlauf der Randstrahlen 109, 111, 115 und 117 ist ersichtlich, daß das Projektionsbelichtungssystem 101 ein Dreibauchsystem ist. Die 31 Linsen bzw. unter Einbeziehung der Abschlußplatte 32 optischen Elemente des Systems lassen sich in fünf Gruppen unterteilen. Die Linsen 1 bis 5 bilden eine erste Linsengruppe G₁, welche insgesamt eine positive Brechkraft bereitstellt. Die Linsen 6 bis 9 bilden eine Linsengruppe G₂, welche insgesamt eine negative Brechkraft bereitstellt, die Linsen 10 bis 13 bilden eine dritte Linsengruppe G₃, welche insgesamt eine positive Brechkraft bereitstellt, die Linsen 14 bis 16 bilden eine vierte Linsengruppe G₄, welche insgesamt eine negative Brechkraft bereitstellt. Die Linsen 17 bis 31 bzw. 32 bilden eine fünfte Linsengruppe G₅, welche insgesamt eine positive Brechkraft bereitstellt. Eine Systemblende 123 ist im Bereich der fünften Linsengruppe G₅ vorgesehen und dort angeordnet, wo der untere Randstrahl 111 des zentralen Feldpunktes 113 den unteren Randstrahl 119 des unteren Feldpunktes 121 schneidet.
Es sind folgende Materialien für die optischen Elemente eingesetzt: die Linsen mit Nummern 2, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 17, 18, 19, 21, 23, 24, 25, 26, 28, 29, 30 und 31 sind aus dem Material FK5 der Firma SCHOTT gefertigt. Die Linsen 1, 3 und 22 sind aus dem Material LF5 der Firma SCHOTT hergestellt. Die Linsen 4, 9, 15, 16 und 27 sind aus dem Material LLF1 der Firma SCHOTT hergestellt. Die Komponenten mit Nummern 20 und 30 sind aus Quarzglas gefertigt.
Die Materialien LF5 und LLF1 lassen sich der Gruppe der Flint-Gläser zuordnen. Das Material FK5 läßt sich hingegen der Gruppe der Kron-Gläser zuordnen.
Die der Bildebene 105, das heißt im Einsatz dem Wafer, nahen Linsen 28, 29, 30 und 31 sind aus dem Material FK5 gefertigt. Dieses Material weist einen Brechungsindex von 1,50393369 und damit von weniger als 1,55 auf, wenn dieser Brechungsindex bei einer Wellenlänge von 365,5 nm bestimmt ist. Ferner weist dieses Material eine Abbe-Zahl V_365,5 ≍ 560 auf, wenn diese nach der Formel

bestimmt ist, wobei N_x die Brechzahl des Materials bei einer Wellenlänge x ist. Die Abbe-Zahl des Materials FK5 ist damit größer als ein Grenzwert Vg von beispielsweise 400.
Das Material FK5 von SCHOTT gehört der im Rahmen dieser Anmeldung als erste Materialgruppe bezeichneten Gruppe von Materialien an.
Das Material LF5 weist einen Brechungsindex von 1,61906768 und eine Abbe-Zahl von etwa V_365,5 ≍ 270 auf, wenn diese ebenfalls nach der oben angegebenen Formel bestimmt ist.
Das Material LLF1 weist einen Brechungsindex von 1,57916392 und eine Abbe-Zahl von V_365,5 ≍ 310 auf, wenn diese ebenfalls nach obiger Formel bestimmt ist.
Die Brechungsindizes der Gläser LF5 und LLF1 sind damit größer als 1,54, während deren Abbe-Zahlen kleiner als der beispielhafte Grenzwert von V_g = 400 ist.
Von den eingesetzten Materialien weist FK5 die zweitbeste Dauerbeständigkeit gegenüber Strahlung des Wellenlängenbandes um 365,5 nm auf, für welches das System vornehmlich ausgelegt ist. Die beste Beständigkeit weisen die aus Quarzglas gefertigten Komponenten mit Nummern 20 und 32 auf.
Eine im Vergleich zu FK5 geringere Beständigkeit gegenüber Strahlenbelastung weist das Material LLF1 auf, während das Material LF5 von allen Materialien die geringste Dauerbeständigkeit aufweist. Von den aus der zweiten Materialgruppe gefertigten Komponenten mit Nummern 1, 3, 4, 9, 15, 16, 22 und 27 ist lediglich die Linse Nummer 22 aus dem Material LF5 gefertigt. Diese Linse gehört allerdings zu den Linsen mit dem größten freien Durchmesser im System, so daß dort aufgrund der großen Querschnittsfläche eine reduzierte Strahlungsbelastung auftritt. Die Linse 22 aus dem Material LF5 mit einem freien Durchmesser von 195,69 mm hat eine Größe von 91,9% der Linse 24, welche mit einem freien Durchmesser von 212,87 mm die Linse mit dem größten freien Durchmesser des Systems ist.
Die Linse Nummer 22 aus dem Material LF5 ist des weiteren an einem Ort des Strahlengangs angeordnet, an dem ein Versatz von Büschelquerschnitten von Strahlenbüscheln, die von einander diametral gegenüberliegenden Feldpunkten ausgehen, vergleichsweise gering ist. Dies ist anhand der Fig. 3 näher erläutert. Dort bezeichnet D den halben freien Durchmesser der Linse 22, r₁ bezeichnet den Radius des Strahlenbüschels, welches von dem unteren äußersten Feldpunktes 121 ausgeht, und r₂ bezeichnet den Radius eines Strahlenbüschels, welches von einem bezüglich der optischen Achse 107 dem unteren äußersten Feldpunkt 121 diametral gegenüberliegenden weiteren äußersten Feldpunkt ausgeht.
Ein Abstand zwischen Büschelmittelpunkten 131 bzw. 132 dieser beiden Strahlenbüschel ist in Fig. 3 mit q bezeichnet. In Fig. 3 beträgt ein Verhältnis von q zu 2D etwa 20%, was nicht notwendigerweise den realen Verhältnissen beispielsweise in der Linse 22 entspricht.
Nachfolgend werden Varianten der im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3 erläuterten Ausführungsform beschrieben. Hierbei sind Komponenten, die Komponenten der im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3 beschriebenen Ausführungsform hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktion entsprechen, mit entsprechenden Bezugszeichen versehen.
In Fig. 4 ist ein weiteres Projektionsbelichtungssystem 101 dargestellt, und dessen optische Daten sind in der nachfolgenden Tabelle 3 angegeben: Tabelle 3
Die 32 Linsen des in Fig. 4 gezeigten Projektionsbelichtungssystems weisen sämtlich sphärische Oberflächen auf. Einer ersten Linsengruppe G₁ mit positiver Brechkraft sind die Linsen 1 bis 5 zugeordnet, einer zweiten Linsengruppe G₂ mit negativer Brechkraft sind die Linsen mit Nummern 6 bis 10 zugeordnet, einer dritten Linsengruppe G₃ mit insgesamt positiver Brechkraft sind die Linsen 11 bis 14 zugeordnet, einer vierten Linsengruppe G₄ mit insgesamt negativer Brechkraft sind die Linsen 15 bis 18 zugeordnet, und einer fünften Linsengruppe G₅ mit insgesamt positiver Brechkraft sind die Linsen 19 bis 32 bzw. einschließlich einer Abschlußplatte 33 zugeordnet.
Das in Fig. 4 gezeigte System ist dem in Fig. 2 gezeigten System sehr ähnlich, zeigt jedoch Unterschiede darin, daß von einer dem zweiten Objekt 105 nahen Teilgruppe 131 der fünften Linsengruppe G₅, welche die Linsen 30, 31 und 32 umfaßt, zwei Linsen, nämlich die Linsen 31 und 32 aus Quarzglas gefertigt sind. Allerdings ist keine der Linsen 30, 31, 32 der dem Wafer nahen Linsengruppe 131 aus Materialien der zweiten Materialgruppe gefertigt. Auch in der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform sind relativ wenige Komponenten aus Flint- Glas, hier den Gläsern LLF1 und LF5, gefertigt. Die aus dem hierunter gegenüber Strahlungsbelastung empfindlicheren Material LF5 gefertigte Linse Nummer 24 ist im Bereich eines relativ großen freien Strahldurchmessers der fünften Linsengruppe G₅ angeordnet.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungssystems ist in Fig. 5 dargestellt, optische Daten sind in der nachfolgenden Tabelle 4 angegeben: Tabelle 4
Ein in Fig. 5 gezeigtes optisches System 101 weist 29 Linsen mit jeweils sphärischen Linsenflächen und eine Abschlußplatte 30 auf, deren Einteilung in Linsengruppen mit positiver und negativer Brechkraft wie folgt erfolgt:
Einer ersten Linsengruppe G₁ mit positiver Brechkraft sind die Linsen 1 bis 5 zugeordnet, einer zweiten Linsengruppe G₂ mit negativer Brechkraft sind die Linsen mit Nummern 6 bis 9 zugeordnet, einer dritten Linsengruppe G₃ mit insgesamt positiver Brechkraft sind die Linsen 10 bis 14 zugeordnet, einer vierten Linsengruppe G₄ mit insgesamt negativer Brechkraft sind die Linsen 15 bis 17 zugeordnet, und einer fünften Linsengruppe G₅ mit insgesamt positiver Brechkraft sind die Linsen 18 bis 29 bzw. einschließlich einer Abschlußplatte 30 zugeordnet.
Die fünfte Linsengruppe G₅ umfaßt lediglich eine einzige Linse (Nummer 22), die aus einem Material der zweiten Materialgruppe gefertigt ist. Es ist dies das Material LF5. Diese Linse ist wiederum in einem Bereich angeordnet, an dem ein Versatz der Büschelquerschnitte von Strahlen, die an einander diametral gegenüberliegenden äußersten Feldpunkten ausgehen, sehr gering ist und einen Wert von weniger als 10% des freien Durchmessers dieser Linse aufweist. Eine Teilgruppe 131 aus den Linsen mit Nummern 23 bis 29 von Linsen der fünften Linsengruppe G₅ ist aus dem Material FK5 gefertigt. Es sind dies die dem zweiten Objekt bzw. Wafer nahen Linsen, welche einer äußerst hohen Belastung sowohl im Sinne der Strahlungsdichte als auch der Strahlablenkung ausgesetzt sind. Diese Linsen sind damit aus einem der Materialien der ersten Materialgruppe gefertigt, welche besonders strahlungsbeständig sind.
Eine in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform eines Projektionsbelichtungssystems 101 umfaßt 32 optische Komponenten (Daten in der nachfolgenden Tabelle 5), deren Einteilung in Gruppen G₁ bis G₅ wie folgt erfolgen kann:
Einer ersten Linsengruppe G₁ mit positiver Brechkraft sind die Linsen 1 bis 5 zugeordnet, einer zweiten Linsengruppe G₂ mit negativer Brechkraft sind die Linsen mit Nummern 6 bis 10 zugeordnet, einer dritten Linsengruppe G₃ mit insgesamt positiver Brechkraft sind die Linsen 11 bis 15 zugeordnet, einer vierten Linsengruppe G₄ mit insgesamt negativer Brechkraft sind die Linsen 16 bis 18 zugeordnet, und einer fünften Linsengruppe G₅ mit insgesamt positiver Brechkraft sind die Linsen 19 bis 31 bzw. 32 zugeordnet. Tabelle 5
Eine Teilgruppe 131 aus den Linsen mit Nummern 25 bis 32, welche dem Objekt bzw. dem Wafer am nächsten angeordnet ist, ist aus dem Material FK5 gefertigt. Lediglich eine Linse der Linsengruppe G₅, nämlich die Linse mit Nummer 24, ist aus einem Material der zweiten Materialgruppe, nämlich dem Material LF5 gefertigt. Es ist dies wiederum eine Linse mit einem sehr großen freien Durchmesser.
Die dritte Linsengruppe G₃ ist völlig frei von Materialien der zweiten Materialgruppe.
Der erste Bauch, das heißt die erste Linsengruppe G₁ weist, ebenso wie die erste Taille, das heißt die zweite Linsengruppe G₂, lediglich eine einzige Linse auf, die aus einem Material der zweiten Materialgruppe, nämlich LF5 bzw. LLF1 gefertigt ist. Lediglich die der vierten Linsengruppe entsprechende zweite Taille weist zwei Linsen auf, welche aus dem Material LLF1 der zweiten Materialgruppe gefertigt sind. Damit weist das System 101 einen besonders geringen Volumenanteil von Materialien der zweiten Materialgruppe auf.
Ferner sind die beiden dem Wafer am nächsten angeordneten Linsen mit Nummern 30 und 31 aus Quarzglas gefertigt.
Eine weitere Ausführungsform eines Projektionsbelichtungssystems 101 ist in Fig. 7 dargestellt, optische Daten desselben sind in der nachfolgenden Tabelle 6 angegeben: Tabelle 6
Eine asphärische Oberfläche, welche in den Tabellen in der zweiten Spalte zusätzlich durch das Kürzel "AS" gekennzeichnet wurde, wird beschrieben durch die Asphärenformel:

mit
r Radius im Scheitel der Asphäre,
h Abstand eines Flächenpunktes von der optischen Achse,
p(h) Pfeilhöhe, also der Abstand von einer ebenen Fläche, die durch den Flächenscheitel geht und senkrecht zur optischen Achse orientiert ist,
K konische Konstante und
C1. . .C6 asphärische Konstanten.
Mit Ausnahme der zum zweiten Objekt 105 hin weisenden Linsenfläche Nummer 21 der Linse Nummer 10 sind sämtliche Linsenflächen sphärische Linsenflächen. Die Einteilung dieses Dreibauchsystems in die fünf Linsengruppen ist wie folgt:
Einer ersten Linsengruppe G₁ mit positiver Brechkraft sind die Linsen 1 bis 4 zugeordnet, einer zweiten Linsengruppe G₂ mit negativer Brechkraft sind die Linsen mit Nummern 5 bis 9 zugeordnet, einer dritten Linsengruppe G₃ mit insgesamt positiver Brechkraft sind die Linsen 10 bis 14 zugeordnet, einer vierten Linsengruppe G₄ mit insgesamt negativer Brechkraft sind die Linsen 15 bis 18 zugeordnet, und einer fünften Linsengruppe G₅ mit insgesamt positiver Brechkraft sind die Linsen 19 bis 30 bzw. 31 zugeordnet.
Aus Materialien der zweiten Materialgruppe sind lediglich die Linsen mit den Nummern 15, 16, 17, 18, 24 und 28 gefertigt, und diese sämtlich aus dem Material LLF1. Damit weist dieses Objektiv gar keine Linse auf, welche aus dem Material LF5 gefertigt ist, welches von den Materialien der zweiten Materialgruppe, namentlich LLF1 und LF5, die größere Strahlungsempfindlichkeit aufweist.
Die fünfte Linsengruppe G₅ weist lediglich zwei Linsen aus Flintglas auf, nämlich die Linse Nummer 24 mit einem nahezu maximalen freien Durchmesser und die Linse Nummer 28. Selbst diese Linse Nummer 28 weist noch einen vergleichsweise großen freien Durchmesser auf, der das 0,765-fache des größten freien Durchmessers der Linse Nummer 25 aufweist.
Die Abschlußplatte 31 ist aus Quarzglas gefertigt und weist eine Dicke von 5 mm auf und kann damit einen beachtlichen Beitrag zur Korrektur einer Bildfeldwölbung leisten. Die an diese planparallele Platte 31 angrenzenden Linsen mit Nummern 29 und 30 sind besonders dicke Linsen aus Quarzglas. Die Linse 29 weist ein Verhältnis von Dicke zu freiem Durchmesser von 0,388 auf und bei der Linse 30 beträgt dieses Verhältnis 0,579. Von der ersten bis vierten Linsengruppe sind lediglich in der vierten Linsengruppe G₄ Linsen aus dem Material LLF1, also der zweiten Materialgruppe, gefertigt. Die Linsengruppen G₁, G₂ und G₃ sind völlig frei von aus der zweiten Materialgruppe gefertigten Linsen.
Dieses besonders ausgefeilte Design wird unter anderem auch dadurch ermöglicht, daß eine Linse, nämlich die Linse Nummer 10, eine asphärische Oberfläche aufweist. Diese asphärische Oberfläche ermöglicht es, Korrekturen bereitzustellen, welche andererseits eine Reduzierung des Linsenvolumens aus Materialien der zweiten Materialgruppe ermöglichen. Die Linse Nummer 10 ist hierbei die Randlinse der dritten Linsengruppe G₃, die diese Linsengruppe G₃ zu der Linsengruppe G₂ hin begrenzt. Im Bereich der Linse Nummer 10 geht der Strahlenverlauf von der ersten Taille in den zweiten Bauch über und, wie aus Fig. 7 ersichtlich, weist dort insbesondere die Krümmung des unteren Randstrahls 119 des unteren äußersten Feldpunktes 121 einen Krümmungswendepunkt auf.
Ein in Fig. 8 dargestelltes Objektiv 101 weist die in der nachfolgenden Tabelle 7 angegebenen optischen Daten auf: Tabelle 7
Mit Ausnahme der dem ersten Objekt 103 zu weisenden Linsenflächen mit Nummern 2 und 6 der Linsen 1 und 3 sowie der dem zweiten Objekt 105 zu weisenden Linsenfläche 21 der Linse 10 sind sämtliche Flächen sphärische Flächen.
Die Einteilung dieses Dreibauchsystems in die fünf Linsengruppen ist wie folgt:
Einer ersten Linsengruppe G₁ mit positiver Brechkraft sind die Linsen 1 bis 2 zugeordnet, einer zweiten Linsengruppe G₂ mit negativer Brechkraft sind die Linsen mit Nummern 3 bis 5 zugeordnet, einer dritten Linsengruppe G₃ mit insgesamt positiver Brechkraft sind die Linsen 6 bis 10 zugeordnet, einer vierten Linsengruppe G₄ mit insgesamt negativer Brechkraft sind die Linsen 11 bis 15 zugeordnet, und einer fünften Linsengruppe G₅ mit insgesamt positiver Brechkraft sind die Linsen 16 bis 28 zugeordnet.
Hier ist eine Teilgruppe 131 aus den fünf Linsen mit Nummern 24, bis 28 aus dem Material FK5 gefertigt. Damit sind die fünf dem zweiten Objekt 105 bzw. Wafer am nächsten angeordneten Linsen nicht aus den relativ strahlungsempfindlicheren Materialien der zweiten Materialgruppe gebildet. Die von dem Wafer aus gesehen erste Linse, welche aus dem Material LF5, einem Material der zweiten Materialgruppe, gebildet ist, ist die Linse mit Nummer 23. Diese weist bereits einen nahezu maximalen freien Durchmesser auf, nämlich 92,3% des freien Durchmessers der größten Linse Nummer 20. Des weiteren sind noch die Linsen 22 und 19 der fünften Linsengruppe G₅ aus dem Material LF5 gefertigt, wobei die Linsen 19 und 22 ähnlich große freie Durchmesser aufweisen wie die Linse Nummer 23. Damit sind sämtliche Linsen der fünften Linsengruppe, die aus Materialien der zweiten Materialgruppe gefertigt sind, äußerst große Linsen und sind damit einer vergleichsweise geringen Strahlungsdichte ausgesetzt. Ferner sind diese Linsen auch besonders gleichmäßig durchleuchtet, da in deren Querschnitt die Strahlenbüschel, die von den sich diametral gegenüberliegenden äußersten Feldpunkten ausgehen, einen geringen Versatz q von maximal 3% des Büscheldurchmessers aufweisen (vergleiche Fig. 3).
Lediglich die vierte Linsengruppe G₄, das ist die zweite Strahltaille, weist neben der fünften Linsengruppe G₅ Linsen auf, die aus Materialien der zweiten Materialgruppe gefertigt sind. Die Linsengruppen G₁, G₂ und G₃ sind völlig frei von dem Material der zweiten Materialgruppe, und sämtliche Linsen dieser Linsengruppen G₁, G₂, G₃ sind aus dem Material FK5 gefertigt.
Diese sehr vorteilhafte Ausgestaltung des Systems 101 wird unter anderem dadurch ermöglicht, daß durch Linsen der Gruppen G₁, G₂ und G₃ eine geringe Zahl von asphärischen Oberflächen bereitgestellt ist. So weisen die Linsen mit Nummern 1, 3, und 10 jeweils eine asphärische Oberfläche auf. Hierbei sind die Linsen Nummern 3 und 10 jeweils Randlinsen ihrer Linsengruppe G₂ bzw. G₃, wobei die Linse Nummer 3 die der Linsengruppe G₁ zuweisende Randlinse der zweiten Linsengruppe G₂ ist und die Linse Nummer 10 die der Linsengruppe G₄ zuweisende Randlinse der Linsengruppe G₃ ist. Ferner sind dabei die von der jeweiligen Linsengruppe G₂ bzw. G₃ wegweisenden Oberflächen der Randlinsen (Nummer 3, Nummer 10) asphärisch ausgebildet. Dies sind damit diejenigen Oberflächen der Randlinsen, an welchen dem Strahlenverlauf am ehesten ein Wendepunkt zugeordnet werden kann. In diesen Bereichen des Objektivs ist die Möglichkeit zur Korrektur von optischen Fehlern, z. B. Farbfehlern, besonders hoch und damit die Wirkung von asphärischen Oberflächen besonders stark.
Die im Hinblick auf die Dauerhaftigkeit der durch das System 101 bereitgestellten optischen Eigenschaften günstige Ausgestaltung wird unter anderem auch dadurch erzielt, daß der dritte Bauch des Strahlengangs, das heißt die fünfte Linsengruppe G₅ drei Pseudokittglied-Linsenpaare aufweist. Es sind dies die aus den Linsen 18 und 19, 21 und 22 bzw. 23 und 24 gebildeten Linsenpaare. Jeweils eine Linse dieser Linsenpaare, nämlich die Linsen mit Nummern 18, 21 und 24 sind aus dem Material FK5 gefertigt und weisen positive Brechkraft auf, während die jeweils anderen Linsen des Linsenpaares, nämlich die Linsen 19, 22 und 23 aus dem Material LF5 gebildet sind und negative Brechkraft aufweisen. Ferner sind die aufeinander zuweisenden Linsenflächen dieser Paare mit Krümmungsradien versehen, welche nur gering voneinander abweichen, und die Abstände dieser aufeinander zuweisenden Linsenflächen sind relativ gering. Insbesondere sind bei den Pseudokittglied-Linsenpaaren die Linsen mit negativer Brechkraft (Nummern 19, 22 und 23) Konvex-Konkav-Linsen.
Ferner ist das Pseudokittglied-Linsenpaar mit den Nummern 18 und 19 im Strahlengang links einer Systemblende 123 angeordnet, das heißt näher zum ersten Objekt hin. Die aufeinander zuweisenden Linsenflächen dieses Pseudokittglied-Linsenpaares weisen beide einen Krümmungsmittelpunkt auf, der, bezogen auf das Linsenpaar, näher bei dem ersten Objekt liegt. Dies heißt, diese beiden Linsenflächen sind zu dem zweiten Objekt hin gewölbt. Umgekehrt sind die aufeinander zuweisenden Oberflächen 48, 49 des aus den Linsen 23 und 24 gebildeten Pseudokittglied-Linsenpaares zu dem ersten Objekt, das heißt zur Maske hin, gewölbt, und entsprechend liegen deren Krümmungsmittelpunkte bezogen auf die Linsen auf der Seite des zweiten Objekts.
Die beiden dem zweiten Objekt am nächsten angeordneten Linsen (Nummern 28 und 27) sind jeweils als planparallele Platten ausgebildet. Deren Dicken sind vergleichsweise groß und ein Verhältnis aus Dicke zu freiem Durchmesser beträgt für die Linse Nummer 28 0,413 und für die Linse Nummer 27 0,291.
Eine weitere Ausführungsform des Projektionsbelichtungssystems 101 ist in Fig. 9 dargestellt und weist die in der nachfolgenden Tabelle 8 angegebenen optischen Daten auf: Tabelle 8
Eine erste Linsengruppe G₁ mit den Linsen 1 und 2 weist eine positive Brechkraft auf, eine Linsengruppe G₂ mit den Linsen 3 bis 5 besitzt negative Brechkraft, eine Linsengruppe G₃ mit den Linsen 6 bis 10 weist positive Brechkraft auf, eine Linsengruppe G₄ mit den Linsen 11 bis 15 zeigt negative Brechkraft und eine Linsengruppe G₅ mit den Linsen 16 bis 28 weist insgesamt eine positive Brechkraft auf.
Das in Fig. 9 gezeigte Projektionsbelichtungssystem 101 zeigt große Ähnlichkeit mit dem in Fig. 8 dargestellten System. Ein Hauptunterscheidungsmerkmal zu dem zuvor vorgestellten Objektiv findet sich in der Linse Nummer 5, welche nun eine asphärische Oberfläche aufweist. Das Linsensystem umfaßt damit ingesamt vier Linsen mit einer asphärischen Oberfläche, wobei sich eine in der ersten Linsengruppe G₁, zwei in der zweiten Linsengruppe G₂ und eine vierte in der dritten Linsengruppe G₃ befindet. Wiederum sind die asphärischen Oberflächen jeweils auf einer einer benachbarten Linsengruppe zuweisenden Oberfläche einer Randlinse der betreffenden Linsengruppe angeordnet. Beispielsweise weist nun die zur zweiten Linsengruppe G₂ gehörende Linse Nummer 5 auf ihrer zur Linsengruppe G₃ gerichteten Seite eine asphärische Oberfläche auf.
In Fig. 10 ist eine weitere Ausführungsform eines Projektionsbelichtungssystem 101 dargestellt. Dessen optische Daten werden in der nachfolgenden Tabelle 9 dokumentiert: Tabelle 9
In dieser Ausführungsform des Projektionsbelichtungssystem zeigen die erste, dritte und fünfte Linsengruppe G₁, G₃ und G₅ mit den Linsen 1 und 2 bzw. 6 bis 10 bzw. 15 bis 27 (bzw. 28) eine insgesamt positive Brechkraft auf. Die Linsengruppen G₂und G₄ umfassen die Linsen 3 bis 5 bzw. 11 bis 14 und zeigen eine insgesamt negative Brechkraft.
Diese Ausführungsform stellt ein besonders vorteilhaftes Projektionsbelichtungssystem dar, da sich Linsen aus einem Material der zweiten Materialgruppe ausschließlich in der fünften Linsengruppe G₅, das heißt dem dritten Bauch befinden. Diese Linsen mit den Nummern 18, 20 und 22 sind aus dem Glas LF5 gefertigt und weisen jeweils einen freien Durchmesser auf, der größer als 80% des Durchmessers der größten Linse Nummer 21 ist. Damit befinden sich in dieser Ausführungsform Linsen aus dem strahlungsempfindlicheren Material aus der zweiten Materialgruppe ausschließlich in Bereichen, in denen sowohl eine relativ geringe Strahlungsdichte aufgrund des weiten Strahlungsbüscheldurchmessers herrscht als auch eine homogene Ausleuchtung der gesamten Linsenfläche aufgrund eines geringen Versatzes zwischen verschiedenen von verschiedenen Punkten der ersten Objektebene ausgehenden Strahlenbüscheln gegeben ist. Dementsprechend ist dieses Projektionsbelichtungssystem 101 relativ unempfindlich gegenüber strahlungsbedingten Degradationseigenschaften, die bei hohen Strahlungsdichten auftreten.
Diese vorteilhafte Ausführungsform ist unter anderem dadurch möglich, daß wiederum jeweils eine Linse mit einer asphärischen Oberfläche in den Linsengruppen G₁, G₂ und G₃ an jeweils vorteilhaften Randpositionen der Linsengruppen angeordnet ist. Ferner sind die beiden nahe an dem zweiten Objekt 105 angeordneten Linsen mit Nummern 26 und 27 dicke Linsen mit einem Verhältnis von Dicke zu freiem Durchmesser von 0.311 bzw. 0,657.

Claims

1. Projektionsbelichtungssystem zur Anordnung zwischen einem ersten Objekt und einem zweiten Objekt und zur Abbildung des ersten Objektes in einen Bereich des zweiten Objektes mit Licht aus einem Wellenlängenband mit einer Breite δλ um eine zentrale Arbeitswellenlänge λ, wobei eine relative Breite δλ/λ des Wellenlängenbandes größer als 0,002, insbesondere größer als 0,005 ist, umfassend:
wenigstens eine erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Linsengruppe, die in dieser Reihenfolge zwischen dem ersten und dem zweiten Objekt entlang einer optischen Achse nacheinander angeordnet sind und jeweils eine Mehrzahl von Linsen aufweisen, wobei die erste, dritte und fünfte Linsengruppe jeweils eine positive Brechkraft und die zweite und vierte Linsengruppe jeweils eine negative Brechkraft aufweisen und wobei die fünfte Linsengruppe eine dem zweiten Objekt am nächsten angeordnete Linsengruppe ist,
wobei eine jede Linse aus einem Material mit einer Abbe- Zahl V = (N(x) - 1)/(N(x - Δλ) - N(x + Δλ)) gefertigt ist, wobei N(x) ein Brechungsindex des Materials bei einer Wellenlänge x ist und Δλ eine Wellenlängendifferenz ist, und wobei das Material aus wenigstens zwei Materialgruppen ausgewählt ist, nämlich einer ersten Materialgruppe, deren Materialien Abbe-Zahlen (V1) aufweisen, die größer sind als ein Grenzwert (Vg), und einer zweiten Materialgruppe, deren Materialien Abbe-Zahlen (V2) aufweisen, die kleiner sind als der Grenzwert (Vg), wobei wenigstens eine der Linsen aus einem Material der ersten Materialgruppe gefertigt ist und eine positive Brechkraft aufweist und wenigstens eine der Linsen aus einem Material der zweiten Materialgruppe gefertigt ist und eine negative Brechkraft aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Linsengruppe eine Teilgruppe von wenigstens drei unmittelbar nacheinander angeordneten Linsen aufweist, wobei die Teilgruppe eine von allen Linsen des Systems dem Objekt am nächsten angeordnete Abschlußlinse umfaßt und wobei eine der Teilgruppe unmittelbar benachbarte Linse aus einem Material der zweiten Materialgruppe gefertigt ist, und wobei sämtliche Linsen der Teilgruppe aus Materialien gefertigt sind, die in der ersten Materialgruppe enthalten sind.

2. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 1, wobei die Teilgruppe vier Linsen, insbesondere fünf Linsen und insbesondere wenigstens sechs Linsen, umfaßt.

3. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei ein Linsenvolumen sämtlicher aus Materialien der zweiten Materialgruppe gefertigter Linsen kleiner als 20%, vorzugsweise kleiner als 15%, eines Linsenvolumens sämtlicher aus Materialien der ersten Materialgruppe gefertigter Linsen ist.

4. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die aus dem Material der zweiten Materialgruppe gefertigte und der Teilgruppe unmittelbar benachbarte Linse einen freien Durchmesser D aufweist, für den gilt: D > 0,7.Dmax, vorzugsweise D > 0,8.Dmax und stärker bevorzugt D > 0,9.Dmax, wobei Dmax ein freier Durchmesser einer Linse mit dem größten freien Durchmesser von sämtlichen Linsen ist.

5. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sämtliche Linsen der fünften Linsengruppe, die aus Materialien der zweiten Materialgruppe gefertigt sind, entlang der optischen Achse in einem Bereich angeordnet sind, in dem ein erster Büschelquerschnitt eines von einem ersten äußersten Feldpunkt des ersten Objekts ausgehenden Strahlenbüschels bezüglich eines zweiten Büschelquerschnitts eines von einem dem ersten äußersten Feldpunkt bezüglich der optischen Achse diametral gegenüberliegenden zweiten äußersten Feldpunkt des ersten Objekts ausgehenden Strahlenbüschels um einen Betrag q quer zur optischen Achse versetzt ist, so daß gilt:
q/d < 0,1,
wobei d ein freier Durchmesser der jeweiligen Linse ist.

6. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 5, wobei sämtliche Linsen der fünften Linsengruppe, die aus Materialien der zweiten Materialgruppe gefertigt sind und zwischen einer Systemblende und dem zweiten Objekt angeordnet sind, in dem entlang der optischen Achse in einem Bereich angeordnet sind, in dem q/d < 0,05 ist.

7. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei wenigstens eine Linse der Teilgruppe jeweils eine maximale Dicke entlang der optischen Achse und einen freien Durchmesser derart aufweist, daß ein Verhältnis aus maximaler Dicke geteilt durch Durchmesser größer ist als 0,3, vorzugsweise 0,45.

8. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder dem Oberbegriff von Anspruch 1, wobei Linsen der vierten Linsengruppe aus Materialien gefertigt sind, die in der zweiten Materialgruppe enthalten sind und deren Brechungsindex bei einer Wellenlänge von 365,5 nm kleiner als 1,59 ist.

9. Projektionsbelichtungssystem, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, zur Anordnung zwischen einem ersten Objekt und einem zweiten Objekt und zur Abbildung des ersten Objektes in einen Bereich des zweiten Objektes mit Licht aus einem Wellenlängenband mit einer Breite δλ um eine zentrale Arbeitswellenlänge λ, wobei eine relative Breite δλ/λ des Wellenlängenbandes größer als 0,005 ist, umfassend:
wenigstens eine erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Linsengruppe, die in dieser Reihenfolge zwischen dem ersten und dem zweiten Objekt entlang einer optischen Achse nacheinander angeordnet sind und jeweils eine Mehrzahl von Linsen aufweisen, wobei die erste, dritte und fünfte Linsengruppe jeweils eine positive Brechkraft und die zweite und vierte Linsengruppe jeweils eine negative Brechkraft aufweisen und wobei die fünfte Linsengruppe eine dem zweiten Objekt am nächsten angeordnete Linsengruppe ist,
wobei eine jede Linse aus einem Material mit einer Abbe- Zahl V = (N(x) - 1)/(N(x - Δλ) - N(x + Δλ)) gefertigt ist, wobei N(x) ein Brechungsindex des Materials bei einer Wellenlänge x ist und Δλ eine Wellenlängendifferenz ist, und wobei das Material aus wenigstens zwei Materialgruppen ausgewählt ist, nämlich einer ersten Materialgruppe, deren Materialien Abbe-Zahlen (V1) aufweisen, die größer sind als ein Grenzwert (Vg), und einer zweiten Materialgruppe, deren Materialien Abbe-Zahlen (V2) aufweisen, die kleiner sind als der Grenzwert (Vg), wobei wenigstens eine der Linsen aus einem Material der ersten Materialgruppe gefertigt ist und eine positive Brechkraft aufweist und wenigstens eine der Linsen aus einem Material der zweiten Materialgruppe gefertigt ist und eine negative Brechkraft aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Linsen der ersten oder/und zweiten oder/und dritten oder/und vierten Linsengruppe aus Materialien gefertigt sind, die in der ersten Materialgruppe enthalten sind, wobei wenigstens eine Linse der ersten oder/und zweiten oder/und dritten oder/und vierten Linsengruppe wenigstens eine asphärische Oberfläche aufweist.

10. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 9, wobei jede der Linsengruppen höchstens eine Linse mit asphärischer Oberfläche aufweist.

11. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 10, wobei die wenigstens eine Linse mit asphärischer Oberfläche eine in Richtung der optischen Achse außenliegende Randlinse der Linsengruppe oder eine dieser Randlinse unmittelbar benachbarte Linse ist.

12. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 11, wobei die Linse mit asphärischer Oberfläche die außenliegende Randlinse der Linsengruppe ist und deren von der Linsengruppe weg weisende Oberfläche die asphärische Oberfläche ist.

13. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei sämtliche Linsen der ersten und der zweiten und der dritten Linsengruppe aus Materialien gefertigt sind, die in der ersten Materialgruppe enthalten sind.

14. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 13, wobei ferner sämtliche Linsen der vierten Linsengruppe aus Materialien gefertigt sind, die in der ersten Materialgruppe enthalten sind.

15. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei von den Linsen der ersten, zweiten und dritten Linsengruppe die Linsen, die aus Materialien der zweiten Materialgruppe gefertigt sind, bezogen auf ein Linsenvolumen sämtlicher aus Materialien der zweiten Materialgruppe gefertigter Linsen, ein Linsenvolumen von weniger als 10% bereitstellen.

16. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15 oder dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei die dem zweiten Objekt am nächsten angeordnete Linsengruppe wenigstens ein Pseudokittglied-Linsenpaar umfaßt, wobei das Pseudokittglied-Linsenpaar aus einem Paar unmittelbar benachbarter Linsen gebildet ist, deren aufeinander zu weisende Linsenflächen an einer jeden Stelle in Richtung der optischen Achse einen Abstand A voneinander aufweisen, der kleiner ist als 2,5 Prozent, insbesondere 1,25 Prozent, eines freien Durchmessers einer größeren der beiden Linsen, und wobei eine erste Linse des Linsenpaars aus einem Material der ersten Materialgruppe gefertigt ist und eine positive Brechkraft aufweist und eine zweite Linse des Linsenpaars eine aus einem Material der zweiten Materialgruppe gefertigt ist und eine negative Brechkraft aufweist.

17. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 16, wobei zwei Pseudokittglied-Linsenpaare zwischen einer Systemblende und dem zweiten Objekt angeordnet sind.

18. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 16 oder 17, wobei aufeinander zu weisende Linsenflächen eines zwischen der Systemblende und dem zweiten Objekt angeordneten Pseudokittglied-Linsenpaares jeweils zum ersten Objekt hin gewölbt sind.

19. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei aufeinander zu weisende Linsenflächen eines zwischen einer Systemblende und dem ersten Objekt angeordneten Pseudokittglied-Linsenpaares jeweils zum zweiten Objekt hin gewölbt sind.

20. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, ferner umfassend eine Systemblende, welche in einem Bereich der fünften Linsengruppe angeordnet ist.

21. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei das Licht Licht einer Quecksilber-I-Linie umfaßt.

22. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei die Materialien der ersten Materialgruppe einen Brechungsindex aufweisen, der in einem Bereich von 0,93.NFK5(λ) bis 1,03.NFK5(λ) liegt, wobei NFK5(λ) ein Brechungsindex eines FK5-Glases von Schott bei der Arbeitswellenlänge ist.

23. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei die Materialien der ersten Materialgruppe bei einer Wellenlänge von 365,5 nm einen Brechungsindex aufweisen, der kleiner als 1,55 ist und bevorzugt kleiner als 1,53 ist.

24. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei die Materialien der zweiten Materialgruppe einen Brechungsindex aufweisen, der in einem Bereich von 0,97.NLLF1(λ) bis 1,07.NLLF1(λ) liegt, wobei NLLF1(λ) ein Brechungsindex eines LLF1-Glases von Schott bei der Arbeitswellenlänge ist.

25. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei die Materialien der zweiten Materialgruppe bei einer Wellenlänge von 365,5 nm einen Brechungsindex aufweisen, der größer ist als 1,54.

26. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 25, wobei die Materialien der zweiten Materialgruppe einen Brechungsindex aufweisen, der kleiner ist als 0,99 .NLF5(λ), wobei NLF5(λ) ein Brechungsindex eines LF5- Glases von Schott bei der Arbeitswellenlänge ist.

27. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 26, wobei die Materialien der zweiten Materialgruppe bei der Wellenlänge von 365,5 nm einen Brechungsindex aufweisen, der kleiner ist als 1,64, insbesondere kleiner als 1,59.

28. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei der Grenzwert Vg bestimmt ist durch die Gleichung
Vg = (VFK5(λ) + VLF5(λ))/2,
wobei VFK5(λ) eine Abbezahl eines FK5-Glases von Schott bei der Arbeitswellenlänge ist und VLF5(λ) eine Abbezahl eines LF5-Glases von Schott bei der Arbeitswellenlänge ist.

29. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei der Grenzwert Vg gleich 400 ist, wenn die Abbe-Zahl bei einer Wellenlänge λ = 365,5 nm und einer Wellenlängendifferenz von Δλ = 3 nm bestimmt ist.

30. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 29, wobei die erste Materialgruppe Quarzglas umfaßt.

31. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 30, wobei eine numerische Apertur auf der Seite des zweiten Objektes größer als 0,6, bevorzugt größer als 0,65, noch mehr bevorzugt größer als 0,7 ist.

32. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 31, wobei eine Strehl-Zahl des Sytems größer als 0,95, insbesondere größer als 0,98 ist, und zwar bestimmt mit einem Lichtspektrum einer Halbwertsbreite von 2 nm beidseits der Arbeitswellenlänge.

33. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 32, wobei ein minimaler Abstand zwischen einander gegenüberliegenden Oberflächen eines jeden Paares unmittelbar benachbarter Linsen kleiner als 25 mm und bevorzugt kleiner als 20 mm ist.

34. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 33, wobei ein über sämtliche Paare unmittelbar benachbarter Linsen gemittelter minimaler Abstand zwischen einander gegenüberliegenden Oberflächen des jeweiligen Paares kleiner als 3 mm und bevorzugt kleiner als 1,5 mm ist.

35. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 34, wobei das Projektionsbelichtungssystem beidseitig telezentrisch ist.