KR20070105976A - 광학시스템, 특히 마이크로리소그래픽 투사노출장치용대물렌즈 또는 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학시스템, 특히 높은 굴절률을 갖는 결정물질을 사용할 수 있지만 촬상특성(imaging properties)에 대한 고유복굴절의 영향은 감소시키는 마이크로리소그래픽 투사노출장치용 대물렌즈 또는 조명장치에 관한 것이다. 본 발명의 광학시스템은 고유복굴절 물질의 렌즈를 갖는 적어도 두개의 렌즈그룹(10-60)을 가지되, 이들 렌즈그룹(10-60)은 각각 (100)-배향의 렌즈를 갖는 제1하위그룹과 (111)-배향의 렌즈를 갖는 제2하위그룹을 포함하며, 각 하위그룹의 렌즈가 이들 렌즈의 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대해 회전되게 배열됨을 특징으로 한다.

광학시스템, 마이크로리소그래픽 투사노출장치, 고유복굴절.

Description

광학시스템, 특히 마이크로리소그래픽 투사노출장치용 대물렌즈 또는 조명장치 {OPTICAL SYSTEM, IN PARTICULAR OBJECTIVE OR ILLUMINATION SYSTEM FOR A MICROLITHOGRAPHIC PROJECTION EXPOSURE APPARATUS}

본 발명은 광학시스템, 특히 마이크로리소그래픽 투사노출장치용 대물렌즈 또는 조명장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 고유복굴절이 높은 재질로 된 하나 이상의 렌즈를 갖는 대물렌즈 또는 조명시스템에 관한 것이다.

광이미지에서 불화물결정 렌즈내의 고유복굴절의 악영향을 줄이기 위하여, 특히 특허문헌 US 2004/0105170 A1 및 WO 02/093209 A2로부터 동일한 결정컷(crystal cut)의 불화물결정 렌즈를 상호 회전된 관계로 배치하는 것('클로킹(clocking)'이라 함)과, 또한 상이한 결정컷을 갖는 이러한 배치구성의 다수 그룹을 함께 조합하는 것(예를 들어 (100)-렌즈와 (111)-렌즈)이 알려져 있다.

불화물결정 렌즈의 상기 소위 '클로킹'은 고유복굴절이 독특한 대칭((111)-결정의 경우는 삼중, (100)-결정의 경우는 사중)으로 된 동공의 전체에 걸쳐 비균질의 위상지연(retardation)의 분포를 형성한다는 인식에 기초한다. 이러한 패턴은 동일한 컷의 상호 회전된 렌즈의 조합, 즉 분포가 방위각으로 대칭이 되는 것(이와 같은 경우 방위각 α_L 은 렌즈축에 수직인 결정평면에 투사되는 빔방향과 렌즈에 고정적으로 연결된 기준방향 사이의 각도를 특정하는 것임)에 의하여 균질화 될 수 있다. 이후 이러한 구성을 '균질그룹'이라 한다. '위상지연'이라는 용어는 두개의 직교(상호수직)하는 편광상태에서 광로의 차이를 나타낸다. 부가적으로, 특히 예를 들어 (111)-결정물질로 구성되는 균질그룹과 위상지연의 초고속축들(fast axes)이 서로 수직인 (100)-결정물질의 균질그룹의 경우에 있어서, (100)- 및 (111)-물질의 그룹을 조합하면 각 그룹으로부터 야기되는 위상지연의 추가상호보상이 이루어질 수 있도록 하고 복굴절분포에서 최대 위상지연에 대하여 얻은 값에서 추가감소가 이루어질 수 있다.

현재의 마이크로리소그래픽 대물렌즈, 특히 개구수(NA)에 대한 값이 1.0 이상인 액침리소그래픽 대물렌즈의 경우에 있어서, 굴절률이 큰 물질의 이용이 크게 요구된다. '크다'라는 용어는 어느 주어진 파장, 193 nm 의 파장에서 값이 약 1.56 인 석영의 굴절률의 값보다 큰 경우의 굴절률을 나타내는데 이용된다. 지금까지 알려져 있는 물질과 굴절률이 DUV 및 VUV 파장(< 250 nm)에서 1.6 이상인 물질은 예를 들어 파장 193 nm 에서 굴절률이 약 1.87 인 스피넬(spinel)과 이러한 파장에서 굴절률이 약 2.65 인 YAG 이다. 248 nm 파장에서 굴절률은 스피넬의 경우 2.45 이고 YAG 의 경우는 2.65 로 매우 높다. 이들 물질을 렌즈요소로 사용하는 것에 관련된 문제점은 이들의 입방결정구조에 의한 고유복굴절을 갖는 것으로, 예를 들어 스피넬의 경우 193 nm 의 파장에서 52 nm/cm 인 것으로 측정되었다. 본문에 사용된 ' 렌즈'라는 용어는 자유곡면렌즈, 비구면렌즈 및 평판렌즈 등의 모든 투명광학 구성요소를 나타내는데 사용된다. DUV 파장범위 그러나 특히 VUV 파장범위에서 높은 굴절성의 결정은 이들을 투명광학요소로 사용함에 있어 현저한 곤란성을 주는 큰 고유복굴절을 가질 것으로 예상된다. 더욱이 높은 굴절률은 예를 들어 최종렌즈요소에서 특히 이미지에 근접한 영역에서 유리한 경우가 있다. 그러나 정확하게는 리소그래피 대물렌즈에서는 빔의 각도가 커지고 이러한 각도에서 고유복굴절은 특히 (100)- 및 (111)-결정컷에서 크다.

또한 굴절률이 큰 결정물질을 이용할 수 있도록 하는 한편 고유복굴절의 좋지 않은 영향을 제한할 수 있도록 한 것이 2005년 12월 23일자 출원된 미공개의 미국가특허출원 제60/753,715호 "Projektionsobjetiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage"에 기술되어 있으며 그 내용은 전체가 본 발명에 참조된다.

본 발명의 목적은 굴절률이 큰 결정물질을 사용할 수 있도록 하는 동시에 이미지특성에 대한 고유복굴절의 영향을 줄일 수 있는 광학시스템, 특히 마이크로리소그래픽 투사노출장치용 대물렌즈 또는 조명장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 특히 큰 굴절률과 큰 고유복굴절(특히 이와 같은 경우 고유복굴절은 Δn = 50 nm/cm 이상이다)을 갖는 물질을 포함하는 하나 이상의 렌즈를 갖는 대물렌즈에 관한 것이다. 이와 같은 경우 특별히 중요한 것은 이미지특성에 좋지 않은 영향을 주는 것을 방지하기 위하여 큰 고유복굴절에 의한 위상지연을 줄일 수 있다는 것이다.

본 발명의 한 관점에 따르면, 광학시스템, 특히 마이크로리소그래픽 투사노출장치용 대물렌즈 또는 조명장치는 MgAl₂O₄, MgO 및 석류석, 특히 Y₃Al₅O₁₂(YAG) 및 Lu₃Al₅O₁₂(LuAG)를 포함하는 그룹으로부터 선택된 결정물질의 적어도 하나의 렌즈로 구성되고, 상기 결정물질의 적어도 두 요소는 동일한 결정컷을 가지며 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대하여 회전되게 배치되거나, 또는 상기 결정물질의 두 결정컷이 상이하거나, 또는 이들 두 조건이 충족된다(즉, 후자의 경우에 있어서, 상기 결정물질의 적어도 두 요소는 동일한 결정컷을 가지고 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대하여 회전되게 배치되며 그리고 상기 결정물질의 두 결정컷에서, 특히 (100)- 및 (111)-결정컷에서 이들 결정컷은 상이하다).

본문에 사용된 '요소'라는 용어의 의미는 예를 들어 적어도 두개의 요소가 하나의 렌즈를 구성하도록 서로 일체가 되게 결합되거나 함께 압착된 것을 포함한다.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 광학시스템, 특히 마이크로리소그래픽 투사노출장치용 대물렌즈 또는 조명장치는 NaCl, KCl, KJ, NaJ, RbJ 및 CsJ를 포함하는 그룹으로부터 선택된 결정물질로 된 적어도 하나의 렌즈를 포함하고, 상기 결정물질 중 적어도 두 요소는 동일한 결정컷을 가지며 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대하여 회전되게 배치되고/배치되거나 상기 결정물질의 두 결정컷이 상이하거나, 또는 이들 두 조건이 충족된다(즉, 후자의 경우에 있어서, 상기 결정물질의 적어도 두 요소는 동일한 결정컷을 가지고 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대하여 회전되게 배치되며 그리고 상기 결정물질의 두 결정컷에서, 특히 (100)- 및 (111)-결정컷에서 이들 결정컷은 상이하다).

본 발명의 한 실시형태에 따르면, 두 요소는 함께 압착(wringed)됨으로써 공동으로(jointly) 하나의 렌즈를 구성한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 두 요소는 두개의 별도 렌즈를 형성한다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 두 요소의 조합은 상호 수직인 두 편광상태에 대하여 위상지연의 방위각대칭분포를 이루도록 한다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 두 요소를 조합하면 비회전구조에 비하여 또는 동일한 결정컷을 갖는 결정물질의 요소들만 있는 상태에 비하여 위상지연의 값이 실질적으로 감소된다. 여기에서 '위상지연의 값이 실질적으로 감소'라는 표현은 위상지연(개구각과 방위각에 따른)의 분포를 나타내는데 사용되며, 비회전구조에 비하여 또는 동일한 결정컷을 갖는 결정물질의 요소만이 있는 상태에 비하여 위상지연 분포의 최대값이 적어도 20% 만큼 감소된다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 상기 결정물질로 구성된 렌즈의 광축에 대한 최대빔각도는 적어도 25°, 바람직하기로는 적어도 30°이다.

상기 언급된 클로킹 개념에 의하여 이루어지는 보상효과는 완전하지 않으며 특히 복굴절이 큰 물질(Δn 의 값이 100 nm/cm 이상이다)의 경우, 이미지특성에 현저한 잔류위상지연이 나타난다(이상적으로 보상되지 않은 고유복굴절에 의하여). 특히 동일한 컷을 갖는 상호회전된 렌즈의 조합으로 구성되는 균질렌즈그룹은 위상지연 분포에 대하여 확실히 균등하다. 즉 방위각으로 대칭이나 고유편광의 타원에 대하여는 그렇지 않아 위상지연의 감소시에 잔류오차가 되는 결과를 보인다.

따라서, 본 발명은 복굴절이 큰 물질(Δn 의 값이 100 nm/cm 이상이다)에 적용될 때 위상지연의 감소에 나타나는 잔류오차를 줄이기 위한 목표를 추구한다. 이러한 관점에서, 본 발명은 광학시스템의 복굴절유도 위상지연에서 상기 잔류오차는 선형적으로 나타나는 것이 아니라 복굴절 물질의 복굴절의 값 Δn 또는 두께 d 의 증가에 따라 2차방정식적으로 나타나므로, 예를 들어 상호회전된 각 렌즈의 두께의 감소시에, '잔류오차'의 지나친 비례 감소가 이루어질 수 있다.

따라서, 본 발명의 다른 관점에 따르면, 광학시스템, 특히 마이크로리소그래픽 투사노출장치용 대물렌즈 또는 조명장치는 고유복굴절물질의 렌즈로 이루어지는 적어도 두개의 렌즈그룹을 가지며, 이 렌즈그룹은 각각(100)-배향의 렌즈로 이루어진 제1하위그룹과 (111)-배향의 렌즈로 이루어진 제2하위그룹을 포함하고, 각 하위그룹의 렌즈들의 이들 렌즈의 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대하여 회전되게 배치된다.

여기에서, 본문에 사용된 용어 '렌즈그룹'의 의미는 렌즈의 각 연속그룹을 나타내며, 하나의 렌즈그룹에 속하는 렌즈는 광학시스템에 연속하여 또는 광축을 따라서 상호인접한 관계로 배열된다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 각 하위그룹의 렌즈는 이들 렌즈의 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대하여 회전되게 배열되어 각 하위그룹이 상호수직인 두 편광 상태에 대하여 위상지연의 방위각대칭분포를 갖는다.

다른 실시형태에 따르면, 각 하위그룹의 렌즈는 이들 렌즈의 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대하여 회전되어 각 하위그룹이 상기 렌즈의 비회전배열구조에 비하여 위상지연의 값이 실질적으로 감소된다. 여기에서, '위상지연의 값이 실질적으로 감소'라는 표현은 위상지연의 분포(개구각과 방위각에 따라서)를 나타내는데 사용되며, 비회전구조의 경우에 있어서 위상지연 분포의 최대값에 대하여 위상지연 분포의 최대값이 적어도 20% 만큼 감소된다.

다른 실시형태에 따르면, 제1하위그룹이 두 (100)-렌즈를 가지되 이들 렌즈의 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대해 45°+ k*90°회전되게 배열되고 두 (100)-렌즈를 가지고, 제2하위그룹은 두 (111)-렌즈를 가지되 이들 렌즈의 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대해 60°+ l*120°회전되게 배열된다. 여기에서, k와 l은 정수이다.

바람직한 실시형태에 따르면, 렌즈그룹의 (100)-렌즈와 (111)-렌즈는 상대측에 대하여 교대로 배열된다.

바람직한 실시형태에 따르면, 한 렌즈그룹의 렌즈들은 다른 렌즈그룹의 렌즈들에 대하여 이들의 렌즈축을 중심으로 하여 회전되게 배열된다.

바람직한 실시형태에 따르면, 한 렌즈그룹에서 하위그룹의 렌즈들은 각각 최대두께 D_i(i = 1, 2, ...)로 되어있고 고유복굴절 Δn_i 을 갖는 물질로 구성되며 다른 하나의 렌즈그룹의 하위그룹의 렌즈들이 각각 최대두께 D_j(j = 1, 2, ...)를 가지고 고유복굴절 Δn_j 을 갖는 물질로 구성됨으로서 조건 Δn_i * D_i = Δn_j * D_j 가 각 두 렌즈 각각에 대하여 쌍으로 충족된다. 조건 D_i, D_j ≤ 30 mm, 바람직하기로는 D_i, D_j ≤ 20 mm, 더욱 바람직하기로는 D_i, D_j ≤ 10 mm 가 최대두께 D_i 및 D_j에 대하여 충족된다.

바람직한 실시형태에 따르면, 렌즈그룹의 수는 적어도 3개 더욱 바람직하기로는 적어도 4개이다.

바람직한 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 렌즈의 물질의 고유복굴절은 적어도 Δn = 50 nm/cm, 바람직하기로는 Δn = 75 nm/cm, 더욱 바람직하기로는 Δn = 100 nm/cm 이다.

바람직한 실시형태에 따르면, 상기렌즈들은 적어도 부분적으로는 입방구조로 된 결정물질을 포함한다.

바람직한 실시형태에 따르면, 광학시스템은 MgAl₂O₄, MgO 및 석류석, 특히 Y₃Al₅O₁₂ 및 Lu₃Al₅O₁₂를 포함하는 그룹으로부터 선택된 결정물질로 구성되는 적어도 하나의 렌즈를 갖는다.

다른 바람직한 실시형태에 따르면, 광학시스템은 NaCl, KCl, KJ, NaJ, RbJ 및 CsJ를 포함하는 그룹으로부터 선택된 결정물질로 구성되는 적어도 하나의 렌즈를 갖는다.

바람직한 실시형태에 따르면, 광학시스템은 적어도 0.8, 바람직하기로는 적어도 1.0, 더욱 바람직하기로는 적어도 1.2, 더더욱 바람직하기로는 적어도 1.4의 이미지측 개구수(NA)을 갖는다.

바람직한 실시형태에 따라서, 작동파장 λ를 지닌 빔의 최대 위상지연은 λ/10 이하이다.

다른 관점에 따르면, 본 발명은 굴절률이 적어도 1.8인 결정물질로 된 적어도 하나의 광학소자를 포함하되, 그 결과 발생되는 최대 위상지연이 작동파장 λ로 λ/10 미만인 광학시스템, 특히 마이크로리소그래픽 투사노출장치용 대물렌즈 또는 조명장치에 관한 것이다. 특히, 상기 결정물질은 입방체 결정물질일 수 있다.

또 다른 관점에 따르면, 본 발명은 고유굴절률이 적어도 Δn = 50 nm/cm 이고 최대빔경로가 적어도 1 cm 인 입방체 결정물질로 된 적어도 하나의 광학소자를 포함하되, 그 결과 발생되는 최대 위상지연이 작동파장 λ로 λ/10 미만인 광학시스템, 특히 마이크로리소그래픽 투사노출장치용 대물렌즈 또는 조명장치에 관한 것이다.

또 다른 관점에 따르면, 본 발명은 적어도 1 cm 의 빔경로가 고유굴절률이 적어도 Δn = 50 nm/cm 인 입방체 결정물질로 된 광학소자를 통하여 연장되고, 적어도 두개의 렌즈가 이들 렌즈의 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대해 회전되게 배열된 광학시스템, 특히 마이크로리소그래픽 투사노출장치용 대물렌즈 또는 조명장치에 관한 것이다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 대물렌즈를 갖는 마이크로리소그래픽 투사노출장치에 관한 것이고, 또한 본 발명에 따른 조명장치를 갖는 마이크로리소그래픽 투사노출장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 광학시스템의 렌즈배열구조를 보인 설명도.

도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 광학시스템의 렌즈배열구조를 보인 설명도.

도 3은 렌즈 또는 플레이트의 하위그룹화증가에 대한 복굴절(단위 nm/cm)의 함수로서의 위상지연(단위 nm)을 보인 그래프.

도 4는 상대측에 대하여 동일한 배향(도 4a 및 도 4c) 또는 상대측에 대하여 90°회전된 배향(도 4b)을 갖는 연속의 두 렌즈그룹에 대하여 동공의 전체에 걸친 위상지연의 분포를 보인 설명도.

도 5 및 도 6은 각각 비교대형 배열구조(도 5a, 도 5c 및 도 6a, 도 6c)와 교대형 배열구조(도 5b, 도 5d 및 도 6b, 도 6d)에서 두 (111)-렌즈 및 두 (100)-렌즈를 포함하는 렌즈그룹에 대하여 동공상의 위상지연의 분포를 보인 설명도.

도 7은 두 (111)-렌즈 및 두 (100)-렌즈를 포함하는 렌즈그룹에 대하여 복굴절의 값 Δn(단위 nm/cm)에 대한 위상지연(단위 nm)의 종속성을 보인 그래프.

도 8은 각각 100-결정컷(도 8a)과 111-결정컷(도 8b)에서 균질화된 렌즈쌍의 고유편광의 타원을 보인 설명도.

도 9는 본 발명에 따른 하나 이상의 렌즈 또는 렌즈장치가 사용되는 조명장치 및 투사대물렌즈를 갖는 마이크로리소그래픽 투사노출장치의 개략도.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에서, 본 발명의 실시형태에 따른 광학장치의 렌즈장치(100)는 렌즈(11-14)로 구성되는 제1렌즈그룹(10)과 렌즈(21-24)로 구성되는 제2렌즈그룹(20)을 갖는다. 이들 렌즈는 적어도 부분적으로는 고유복굴절의 값이 큰 입방결정물질로 제조된다. 상기렌즈의 고유복굴절의 값은 적어도 Δn = 50 nm/cm, 바람직하기로는 Δn = 75 nm/cm, 더욱 바람직하기로는 Δn = 100 nm/cm 이다.

여기에서 고유복굴절의 값 Δn 은, 빔의 방향(개구각 θ_L 과 방위각 α_L 에 의하여 형성된다)에 대한, 결정내에 뻗어있는 빔의 물리적 경로와 관련한 상호직교형의 두개의 직선형 편광상태(two mutually orthogonal linear polarisation states)에 대한 광학적 이동거리의 차이(ratio of the optical travel difference) 의 비율[nm/cm]을 나타낸다. 이와 같이, 고유복굴절의 값 Δn 은 상기 빔의 경로들 모두나 렌즈의 형태와는 독립적이다. 따라서, 빔에 대한 광학적 이동거리의 차이 (이후 '위상지연(retardation)'이라 함)는 복굴절의 값에 결정내에 뻗어 있는 하나의 빔의 경로를 곱하여 얻는다.

이와 같은 경우에 있어서, 렌즈(11)(13)는 렌즈그룹(10)의 제1하위그룹을 형성하고 렌즈(12)(14)는 렌즈그룹(10)의 제2하위그룹을 형성한다. 제1하위그룹의 렌즈(11)(13)는 각각 (111)-방향으로 배향되고 이들 제1하위그룹의 렌즈의 렌즈축을 중심으로 하여 60°의 각도 만큼 상대측에 대하여 회전된다. 제2하위그룹의 렌즈(12)(14)는 각각 (100)-방향으로 배향되고 이들 제2하위그룹의 렌즈의 렌즈축을 중심으로 하여 45°의 각도 만큼 상대측에 대하여 회전된다.

렌즈축이 {100}-결정면(또는 입방결정의 대칭특성에 의하여 이에 동등한 결정면)에 수직인 이들 렌즈는 (100)-렌즈라 한다. 마찬가지로, 렌즈축이 {111}-결정면 또는 이에 동등한 결정면에 수직인 이들 렌즈는 (111)-렌즈라 한다.

이들 제1 및 제2하위그룹, 그리고 결과적으로 전체 렌즈그룹(10)은 각각 동공을 가로질러 방위각으로 대칭인 위상지연의 분포를 갖는 균질그룹을 형성하며, 이와 같은 경우, 부가적으로 각 하위그룹은 각각 상대측에 대하여 동일하게 배향된 렌즈(11, 13; 12, 14)의 회전의 결과로서 고유복굴절에 의한 위상지연의 분포가 비회전구조에 비하여 감소된 값을 갖는다.

아울러, 위상지연의 초고속축들(fast axes)이 (111)-배향의 렌즈(11)(13)에 대하여 그리고 (100)-배향의 렌즈(12)(14)에 대하여 상호수직인 관계에 있으므로, 렌즈(11)(13)와 렌즈(12)(14)로 구성되어 전체 렌즈그룹(10)을 형성하는 두 하위그룹을 조합하면 두 위상지연의 상호보상이 이루어지고 복굴절분포내의 최대 위상지연의 값이 감소된다.

렌즈장치(100)의 제2렌즈그룹(20)은 제1렌즈그룹(10)과 동일한 구조로 되어 있다. 따라서, 렌즈(21)와 렌즈(23)는 제2렌즈그룹(20)의 제1하위그룹을 형성하고 렌즈(22)와 렌즈(24)는 제2렌즈그룹(20)의 제2하위그룹을 형성한다. 제1하위그룹의 렌즈(21)(23)는 각각 (111)-방향으로 배향되고 이들 제1하위그룹의 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대해 60°의 각도 만큼 회전되어 있다. 제2하위그룹의 렌즈(22)(24)는 각각 (100)-방향으로 배향되고 이들 제2하위그룹의 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대해 45°의 각도 만큼 회전되어 있다.

도 2에서, 본 발명의 실시형태에 따른 광학시스템용 렌즈장치(200)는 렌즈(31-34)로 구성되는 제1렌즈그룹(30), 렌즈(41-44)로 구성되는 제2렌즈그룹(40), 렌즈(51-54)로 구성되는 제3렌즈그룹(50)과, 렌즈(61-64)로 구성되는 제4렌즈그룹(60)를 갖는다. 이러한 구성에서, 렌즈(31)와 렌즈(33)는 렌즈그룹(30)의 제1하위그룹을 형성하고 렌즈(32)(34)는 렌즈그룹(30)의 제2하위그룹을 형성한다. 제1하위그룹의 렌즈(31)(33)는 각각 (111)-방향으로 배향되고 이들 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대해 60°의 각도 만큼 회전되어 있다. 제2하위그룹의 렌즈(32)(34)는 각각 (100)-방향으로 배향되고 이들의 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대해 45°의 각도 만큼 회전되어 있다. 렌즈장치(200)의 제2~제4 렌즈그룹(40-60)은 제1렌즈그룹(30)과 동일한 구조를 갖는다.

둘 이상의 렌즈그룹(10, 20, ...)은 이들 스스로 모두 균등하고 또한 최대값이 감소된 위상지연 분포를 갖는다. 본 발명에 따르면, 이는 상대측에 대하여 동일하게 배향된 렌즈의 적당한 회전과 각 렌즈그룹내에서 (100)-렌즈와 (111)-렌즈의 상기 언급된 조합에 의하여 이루어진다.

도 1 및 도 2의 실시형태에 각각 도시된 렌즈그룹(100)(200)의 구조는 둘 이상의 렌즈그룹(10, 20, ...)(이들 자체는 이미 모두 균등하고 또한 최대값이 감소된 위상지연 분포를 갖는다)이 특히 구조 전체가 동일한 두께를 갖는 단 하나의 렌즈그룹, 즉 더 두꺼운 두께(특히 두배의 두께)를 갖는 렌즈그룹(10)의 구조를 갖는 단일렌즈그룹에 비하여 최대값의 추가감소 또는 위상지연의 감소된 분포가 이루어질 수 있도록 하는 추가잇점을 제공한다.

환언컨데, 도 1 및 도 2의 실시형태에서, 최대값이 이미 감소된 위상지연의 분포를 갖는 렌즈그룹은 더욱 '하위그룹화'된다(예를 들어 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대하여 회전된 두 (100)-렌즈와 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대하여 회전된 두 (111)-렌즈로부터 렌즈그룹을 구성함으로서, 즉, 최대값이 감소된 위상지연 분포를 갖는 균질그룹을 형성하기 위하여 총 4개의 렌즈를 조합함으로서). 도 1 및 도 2의 실시형태에 따르면, 이러한 하위그룹화는 각각 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대하여 회전된 두 (100)-렌즈와 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대하여 회전된 두 (111)-렌즈로 구성되는 2개 또는 4개의 이러한 렌즈그룹으로 나누어진다.

본 발명에 따르면, 상기 언급된 '하위그룹화'의 목적은 광학소자 또는 각 렌 즈로 구성된 그룹에서 동일한 전체두께를 얻을 때 렌즈그룹에서 상호회전된 각 렌즈가 특히 예를 들어 최대두께의 반(동일한 물질에서) 또는 복굴절의 값의 반과 같이 작은 두께를 갖거나 또는 작은 복굴절의 값을 갖도록 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 이는 전체 구성의 위상지연에 대한 보상에 관하여 단 하나의 렌즈그룹을 형성할 때 (예를 들어 렌즈그룹 10에 따르면) 여전히 존재하는 '잔류오차'의 감소가 추가로 이루어질 수 있도록 한다. 이와 같은 경우, 본 발명은, 특히 한편의 최대 위상지연과 다른 한편의 복굴절의 값 사이에서 기존에는 비선형관계가 있었던 결과로서, 다수 그룹의 상기 연속연결(또는 각 그룹의 '하위그룹화')이 이후 상세히 설명되는 바와 같이 지나치게 비례적인 감소가 이루어질 수 있도록 한다는 사실을 이용한다.

본 발명은 기본적으로 다양한 단면을 갖거나 다양한 곡률을 가질 수 있으며, 특히 판상형 또는 입방형 구조일 수 있는 예시된 렌즈(11-14, 21-24, ...) 또는 렌즈그룹(10, 20, ...)의 특정 구조로 한정되지 않음을 이해할 수 있을 것이다. 아울러, 각 렌즈(11-14, 21-24, ...)는 선택적으로 광학시스템에서 격리될 수 있고 이들 사이에 공간유무에 관계없이 배치되거나 또는 하나 이상의 요소를 제공할 수 있도록 조합될 수 있다(예를 들어 일체가 되게 결합되거나 '접합'에 의하여).

본 발명은 또한 (100)-렌즈에 대한 45°의 회전각도, 그리고 (111)-렌즈에 대한 60°의 회전각도는 예를 들어 언급한 것으로 이러한 회전각도에 대하여서는 제한이 없다. 동일한 방향으로 배향된 각 하위그룹의 렌즈가 이들의 종축선을 중심으로 하여 상대측에 대해 상이한 회전각도를 통하여 회전됨으로서 전체적으로 하위 그룹내에서 최대값이 감소된 위상지연 분포가 이루어지는 렌즈그룹(10, 20, ...)내의 이들 렌즈장치는 본 발명에 포함되는 것으로 간주되어야 한다.

또한 본 발명에 있어서는 각 렌즈그룹(10, 20, ...)내에서 전체 4개의 렌즈(특히 두개의 (111)-렌즈와 두개의 (100)-렌즈)의 정확한 수에는 제한이 없다. 각 렌즈그룹(10, 20)내의 (111)-렌즈 및/또는 (100)-렌즈는 각각 둘 이상일 수 있으며, 렌즈그룹(10, 20, ...)내의 이들 렌즈장치는 본 발명에 포함되는 것으로 간주될 수 있다.

렌즈(11-14, 21-24, ...) 또는 렌즈그룹(10, 20, ...)은 동일한 고유복굴절 값을 갖는 물질 또는 상이한 고유복굴절을 갖는 물질로 구성될 수 있다.

클로킹에 의한 IDB 보상에 있어서, 전체 위상지연을 최소화하기 위하여 (100)-쌍이 (111)-쌍에 조합된다. (100)-물질 및 (111)-물질의 평면상 평행 플레이트의 경우에 있어서, 다음과 같은 두께비율이 동일한 각도로딩에서 동일하게 만족된다(본 발명은 이에 제한됨이 없이).

아울러, (100)-렌즈와 (111)-렌즈 또는 플레이트는 상대측에 대하여 동일 또는 상이한 최대두께를 가질 수 있다. 그러나, 바람직하기로는 각 두 렌즈그룹(예를 들어 렌즈그룹 10과 20)의 렌즈(i, j)는 쌍으로 이러한 최대두께를 가짐으로서, 만약 렌즈(i, j)의 물질의 고유복굴절이 각각 Δn_i 및 Δn_j 인 경우 상이한 렌즈그룹 으로부터 각 두 렌즈에 대하여 조건 Δn_i * D_i = Δn_j * D_j 가 만족된다. 따라서, 동일한 물질을 사용할 때 한 렌즈그룹의 (100)-렌즈는 다른 렌즈그룹의 (100)-렌즈와 동일한 최대두께를 가지며 이와 같은 경우(각 값 Δn * D 에 대하여 동일하다) 위상지연에서 '잔류오차'의 최대감소가 이루어진다.

도 3은 렌즈 또는 플레이트의 하위그룹화의 증가에 대한 복굴절의 값의 함수로서 위상지연을 보인 그래프이다. N = 1-4 (즉 예를 들어 N = 4인 도 2에서 렌즈그룹 30 내지 60과 같이 1 내지 4 렌즈그룹)인 경우, 이는 Δn 에 따라서 도 3에서 보인 최대 위상지연을 얻는다. 이에 대하여 모든 렌즈그룹은 상대측에 대하여 동일하게 배향된다. 즉 각 조합의 위상지연은 선형으로 중첩된다. 복굴절의 값 Δn 이 100 nm 인 경우, 최대 위상지연의 값은 52 nm으로부터 N = 2 일 때 32 nm 으로 감소되고 N = 3 일 때 22 nm 으로 감소되며 N = 4 일 때 18 nm 으로 감소된다.

본 발명에 따라서 이루어지는 위상지연에서 '잔류오차'의 상기 언급된 감소는 본 발명에 따르면 특히 고유복굴절의 값이 큰 물질로 된 렌즈 또는 렌즈그룹에 적용될 수 있는 바, 이러한 시스템에 있어서, 이러한 물질은 도 3에서 N = 1 에 대하여 보인 곡선으로 나타나는 바와 같이, '잔류오차'(이 용어는 본 발명에 따라서 다수의 '연속하여 연결'된 그룹으로 세분화되지 않는다면 고유편광의 타원에 의한 잔류 위상지연을 의미하는 것으로 사용된다)가 높은 값을 갖는 것으로 추정된다.

도 4에서 보인 바와 같이, 렌즈축을 중심으로 하여 회전된 구조나 예를 들어 둘(N = 2) 이상의 렌즈그룹의 '중첩'에 의한 최대 위상지연의 현저한 감소가 이루 어질 수 있도록 할 수 있다. 이에 관하여, 도 4a는 동일한 방향으로 배향된 연속 '4'개 그룹에 대한 분포를 보인 반면에, 도 4b는 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대하여 90°회전된 연속 '4'개 그룹의 분포를 보인 것이다. 도 4c는 동일한 방향으로 배향된 그룹의 경우를 설명한 도 4a의 내용을 부가적으로 달리 설명하고 있는 것으로 위상지연의 절대값(단위 nm, 도 4c의 상측부)의 분포와 초고속축들의 방향(도 4c의 하측부)을 보인 것이다.

아울러, 도 1 및 도 2에서 예시적으로 보인 실시형태의 각 렌즈그룹(10-60)에서, 렌즈그룹(10-60)의 (100)-렌즈 및 (111)-렌즈는 각각 상호 교대로 배열된 소위 '교대배열구조(permutated arrangement)'이다. 그러나, 본 발명은 이러한 교대배열구조에 한정되지 않는다. 렌즈그룹(10-60, ...)의 (100)-렌즈 및 (111)-렌즈가 상호교대로 배열되지 않고 동일한 배향구조로 된 적어도 두개의 렌즈가 연속하여 배열된 렌즈그룹(10-60)내의 이들 렌즈배열구조도 본 발명에 포함되는 것으로 간주되어야 한다.

그러나, 예를 들어 도 1 및 도 2에서 보인 바와 같은 교대배열구조는 도 5a - 도 5b(렌즈그룹이 순서 (111)-(111)-(100)-(100)를 갖는 경우, 즉, 비교대배열구조) 또는 도 6a - 도 6b(렌즈그룹이 순서 (111)-(100)-(111)-(100)를 갖는 경우, 즉, 교대배열구조)에서 보인 도표의 비교에 의하여 명백하게 되는 바와 같이, 비교적 보다 균질한 구조 및 작은 위상지연(약 계수 2 (a factor of 2) 만큼 더 작다)을 제공하는 한 유리하다. 도 5c는 도 5a를 달리 표현한 것으로 위상지연의 절대값의 분포(단위 nm, 도 5c의 상측부)와 초고속축의 방향(도 5c의 하측부)을 보이고 있다. 도 5d는 도 5b를 달리 표현한 것으로 위상지연의 절대값의 분포(단위 nm, 도 5d의 상측부)와 초고속축의 방향(도 5d의 하측부)을 보이고 있다. 또한 도 6c는 도 6a를 달리 표현한 것으로 위상지연의 절대값의 분포(단위 nm, 도 6c의 상측부)와 초고속축의 방향(도 6c의 하측부)을 보이고 있다. 도 6d는 도 6b를 달리 표현한 것으로 위상지연의 절대값의 분포(단위 nm, 도 6d의 상측부)와 초고속축의 방향(도 6d의 하측부)을 보이고 있다.

비교대배열구조(non-permutated arrangement)(이후 '타입 1'이라 함)는 예를 들어 [111, 111, 100, 100]에 해당하는 배열구조로 제공되고 배향각도[60°, 0°, 45°, 0°]로 도 5a에 도시되어 있으며, 도 6a에서 이는 배향각도[80°, 20°, 45°, 0°]로 도시되어 있다. 즉, 제2균질그룹((100)-렌즈의)에 대하여 제1균질그룹((111)-렌즈의)이 20°만큼 더 상대회전한 것으로 도시되어 있다. 도 5a와 도 6a의 렌즈의 두께는 렌즈의 순서에 따라 다음과 같다: 10 mm, 10 mm, 6.66 mm 및 6.66 mm. 물질의 굴절률은 1.85 및 NA 1.5 인 것으로 추정되었다. 따라서 이 물질의 최대각도는 54.2°이다.

교대배열구조(이후 '타입 2'이라 함)는 예를 들어 [111, 100, 111, 100]의 배열구조로 제공되고 배향각도[60°, 45°, 0°, 0°]로 도 5b에 도시되어 있으며, 도 6b에서 이는 배향각도[80°, 45°, 20°, 0°]로 도시되어 있다. 즉, 제2균질그룹((100)-렌즈의)에 대하여 제1균질그룹((111)-렌즈의)이 20°상대회전한 것으로 도시되어 있다. 도 5b와 도 6b의 렌즈의 두께는 렌즈의 순서에 따라 다음과 같다: 10 mm, 6.66 mm, 10 mm 및 6.66 mm. 따라서 이러한 구조의 전체두께는 33.32 mm 이 다. 물질의 굴절률은 1.85 및 NA 1.5 인 것으로 추정되었다. 따라서 이 물질의 최대각도는 54.2°이다.

도 5a 및 도 5b에서 보인 분포를 도 6a 및 도 6b에서 보인 분포와 비교하였을 때, 도 6a 및 도 6b의 분포(타입 2)는 도 5a 및 도 5b에서 보인 분포(타입 1)에 비하여 어느 정도 보다 나은 균질구조이고 계수 2 만큼 더 작은 위상지연을 보이고 있다. 여기에서 정의에 따르면 타입 2는 두개의 동일한 결정컷이 연속하여 발생되지 않는 조합으로 존재한다. 따라서, 이 시스템내의 결정컷은 이들이 연속한다는 점에서 가능한 한 많이 '혼합'되는 것이 유리하다. 환언컨데, 플레이트를 교대로 연속하여 배열함으로써 보상면에서 개선이 이루어질 수 있다.

렌즈를 교대로 연속배열함으로서 위상지연을 감소시킬 수 있도록 한 본 발명에 따른 개선점을 이후 대략적으로 설명한다. 본 발명자들의 연구에 따르면 행렬곱의 고유값(eigenvalues)이 행렬의 교환에 대하여 불변이므로 고유복굴절 값의 분포는 한 쌍의 교환에 대하여 불변인 것으로 확인되었다. 그러나, 고유벡터(eigenvectors)는 변화하는 것임에 유의해야 할 것이다. 따라서 순수하게 조합항들에서는 6개의 집합(classes)이 있되 각 집합이 4개의 조합, 즉 4-렌즈의 조합으로 되어있다. 한 집합내에서 상기요소들은 한 쌍의 교환을 이루게 된다. 또한 본 발명자들의 연구에서 그러나 이들 6개 집합은 2개의 상이한 형태의 위상지연 분포(즉 타입 1과 타입 2)로만 유도되는 것으로 확인되었다. 여기에서 정의에 따르면 타입 2는 두개의 동일한 결정컷이 연속하여 배열되지 않는 조합으로 존재한다. 이에 대한 하나의 이유는 트위스티드 네마틱(twisted nematic) LCD에서 '단열편광회 전(adiabatic polarisation)'과 같은 효과일 수 있다(관측결과, 복굴절 축선(즉, 예를 들어 TN-LCD에서 0°로부터 90°의 회전)의 배향이 연속변화하는 시스템에서, 직선 편광 광선은 주 축선의 회전을 따르고, 이러한 회전은 파장에 대하여 느리게 일어나는 것으로 추정된다). 따라서, 가능한 한 최적인 고유복굴절의 보상을 위해서, 주 축선이 렌즈그룹내에서 가능한 한 멀리 배열되어 이들이 연속회전하지 않도록 하는 것이 바람직하다(동일한 결정컷내에서 직접적으로 연속되어 있으나 회전되어 있는 두개의 렌즈는 상기 언급된 바와 같은 '바람직하지 않은 주 축선 배열'을 보인다).

이미 설명한 바와 같이, 도 1 및 도 2의 실시형태에서 구현된 다수의 그룹(또는 '각 그룹의 '세분')의 연속연결에서, 본 발명은, 한편의 최대 위상지연과 다른 한편의 복굴절의 값 사이에서 기존에는 비직선관계가 있었던 결과로서, 과도한 비례 감소가 이루어질 수 있다는 사실을 이용한다. 이 점에 대하여서는 이후 상세히 설명한다.

도 7은 렌즈그룹(예를 들어 도 1의 렌즈그룹 10)에 대해서 복굴절 Δn (단위 nm/cm)에 대한 위상지연(단위 nm)의 종속성과, 이로부터 얻은 값의 3차보간(cubic interpolation)을 보인 것이다. 각 값은 전체 두께가 33.2 mm인 10 mm, 10 mm, 6.6 mm, 6.6 mm 의 두께의 순서 (111)-(111)-(100)-(100)인 4개의 렌즈로 구성된 렌즈그룹에 대하여 확인되었다. 여기에서, 플레이트 또는 렌즈조합의 두께는 일정한 것으로 추정한다. 이후의 등식(1) 및 (2)에서 보인 바와 같이, 고유복굴절에 의한 최대 위상지연의 결정파라메타는 값 Δn*d 이며, 최대 렌즈 또는 플레이트 두께에서 위상지연(단위 nm)의 종속성은 도 7의 좌표에서 보인 구성을 보인다. 해당 값은 다음의 표 1에서 보인다.

표 1

Δn nm/cm	3.4	10	20	50	70	100	150
최대 타입 1 위상지연	0.18	1.6	6.1	35.3	63.9	96.2
최대 타입 2 위상지연	0.08	0.7	2.8	16.4	30.2	54.0	96.6

양호한 근사치를 위하여 이는 다음 등식에 일치하는 입방구조를 제공한다.

(1)

(2)

낮은 레벨의 복굴절의 경우, 상기 구조는 양호한 근사치를 위하여 2차식이다. 복굴절이 증가함으로서, 선형항 및 3차항을 고려할 필요가 있다. 타입 1 및 타입 2의 용어에 대한 의미에 관하여서는 도 5 및 도 6과 관련되는 상기 내용에 주의하여야 한다. 타입 1의 경우, 위상지연이 이미 λ/2 에 이르렀으므로 데이터는 Δn = 100 까지만 유효하다.

이와 같이 본 발명에 따르면 복굴절에 대한 최대 위상지연의 비직선 종속성에 의해 그에 상응하게 다수의 렌즈그룹으로의 하위그룹화로 인한 과도한 비례 감소가 이루어질 수 있다.

도 1의 렌즈그룹(10)과 같은 4개의 각 렌즈로 구성되는 '요소' 또는 렌즈그룹을 N '요소' 또는 N 렌즈그룹(즉, 예를 들어 도 1의 렌즈그룹 10 및 20과 같은 4 개의 각 렌즈로 구성되고 따라서 N = 2 인 두 렌즈그룹)으로 대체할 때, 그 누적두께는 본래의 요소의 두께와 같아 다음의 등식이 주어진다.

(3)

도 8을 참조하여 클로킹(clocking)에 의한 위상지연의 감소에도 불구하고 남게 되는 '잔류오차'를 대략적으로 설명한다. 이점에 관하여 본 발명은 동일한 결정컷의 렌즈의 회전에 의하여 구성되는 균질그룹이 위상지연 분포에서 명확히 균질하다는 것(즉, 이들이 방위각으로 대칭이다)에 기초하고 있다. 그러나, 이들은 고유편광들의 타원내에 있지 않다.

도 8은 각각 100-컷(도 8a) 및 111-컷(도 8b)에서 균질화된 렌즈쌍의 고유편광의 타원을 보이고 있다. 0°와 45°에서 (100)-컷과 0°와 60°에서 (111)-컷의 결정의 균질그룹은 위상지연의 크기와 주 축선의 방향에 대하여 완벽하게 방위각으로 대칭이 되나 본 발명자들에 의하여 이루어진 연구결과에서 보인 바와 같이 고유편광의 타원에 대하여서는 그렇지 않다. 존스 동공(Jones pupil)에서 위상지연 분포의 주 축선은 회전된 결정컷에 대해 완벽히 일치하지는 않으나 크기가 방위각에 따라서 변화하는 각도를 포함한다. 지연 존스 매트릭스를 회전된 직선 고유편광 효과에 중첩할 때, 일반적으로 전체 매트릭스는 더 이상 직선의 고유편광 효과를 가지지 않고 타원형의 고유편광 효과를 갖는다. 45°의 각도를 포함하는 두개의 λ/2 플레이트는 예를 들어 로테이터로서 작용함으로서 원형의 고유편광 효과를 갖는다. 각 사중 또는 삼중 분포가 (100)-물질과 (111)-물질의 균질그룹에 대하여 제공되므 로, 이미 대칭이유는 완전한 보상이 이루어질 수 없음을 의미한다.

도 9는 본 발명에 따른 하나 이상의 렌즈 또는 렌즈장치가 특별히 사용된 조명장치와 대물렌즈를 갖는 마이크로리소그래픽 투사노출장치의 원리에 따른 구조를 개략적으로 보인 것이다.

도 9에서, 마이크로리소그래픽 투사노출장치(300)는 광원(301), 조명시스템(302), 마스크(레티클)(303), 마스크 캐리어 유니트(304), 투사대물렌즈(305), 감광물질을 갖는 기판(306) 및 기판 캐리어 유니트(307)를 포함한다. 도 9는 이들 구성요소 사이에서 광원(301)으로부터 기판(306)으로 향하는 광선빔의 경계를 정하는 두 광선의 구성을 개략적으로 보인 것이다. 굴절률이 큰 렌즈는 조명시스템에 유리하게 사용될 수 있으며, 이러한 경우 역시 고유 복굴절이 보상될 수 있다.

이와 같은 경우에 있어서, 조명시스템(302)에 의하여 조명되는 마스크(303)의 이미지는 투사대물렌즈(305)에 의하여 기판(306)(예를 들어 실리콘 웨이퍼)상에 투사되며, 이러한 기판은 감광층(포토레지스트)으로 코팅되고 기판(306)의 감광코팅에 마스크 구조를 전사하기 위하여 투사대물렌즈(305)의 이미지 평면내에 배열된다.

바람직한 실시형태의 상기 설명은 예시적으로 제시된 것이다. 그러나, 본 발명의 분야의 당업자라면 본 발명과 그 잇점을 이해할 뿐 아니라 이에 대한 적당한 수정형태를 찾아낼 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위에서 한정되는 바와 같이 본 발명의 기술사상과 범위내에 포함된다면 이러한 변경실시형태 및 수정실시형태를 포함한다.

Claims (29)

1. 광학시스템, 특히 마이크로리소그래픽 투사노출장치용 대물렌즈 또는 조명장치에 있어서, 광학시스템이 고유복굴절 물질의 렌즈를 갖는 적어도 두개의 렌즈그룹(10-60)을 가지고, 이 렌즈그룹(10-60)이 각각(100)-배향의 렌즈들을 갖는 제1하위그룹과 (111)-배향의 렌즈들을 갖는 제2하위그룹을 포함하며, 각 하위그룹의 렌즈들이 이들 렌즈의 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대해 회전되게 배열됨을 특징으로 하는 광학시스템.
2. 제1항에 있어서, 각 하위그룹의 렌즈들이 이들 렌즈의 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대하여 회전되게 배열되어 각 하위그룹이 상호수직인 두 편광 상태에 대하여 위상지연의 방위각 대칭분포를 가짐을 특징으로 하는 광학시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각 하위그룹의 렌즈들이 이들 렌즈의 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대하여 회전되어 각 하위그룹이 상기 렌즈의 비회전배열구조에 비하여 위상지연 값이 실질적으로 감소된 것을 특징으로 하는 광학시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1하위그룹이 두 (100)-렌즈를 가지되 이들 렌즈의 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대해 45°+ k*90°회전되게 배열되고, 제2하위그룹은 두 (111)-렌즈를 가지되 이들 렌즈의 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대해 60°+ l*120°회전되게 배열된 두 (111)-렌즈를 가지며, 여기에서, k와 l은 정수임을 특징으로 하는 광학시스템.
5. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈그룹(10-60)의 (100)-렌즈 및 (111)-렌즈가 교대로 배치되는 관계로 배열됨을 특징으로 하는 광학시스템.
6. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하위그룹(10-60)중 하나의 렌즈가 상기 렌즈그룹(10-60)중 다른 하나의 렌즈들에 대하여 이들 렌즈의 렌즈축을 중심으로 하여 회전되게 배열됨을 특징으로 하는 광학시스템.
7. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 한 렌즈그룹(10-60)의 하위그룹의 렌즈들이 각각 최대두께 D_i(i = 1, 2, ...)로 되어있고 고유복굴절 Δn_i 을 갖는 물질로 구성되며 다른 하나의 렌즈그룹의 하위그룹의 렌즈들이 각각 최대두께 D_j(j = 1, 2, ...)를 가지고 고유복굴절 Δn_j 을 갖는 물질로 구성됨으로서 조건 Δn_i * D_i = Δn_j * D_j 가 두 렌즈 각각에 대하여 쌍으로 충족됨을 특징으로 하는 광학시스템.
8. 제7항에 있어서, 조건 D_i, D_j ≤ 30 mm, 바람직하기로는 D_i, D_j ≤ 20 mm, 더욱 바람직하기로는 D_i, D_j ≤ 10 mm 가 최대두께 D_i 및 D_j에 대하여 충족됨을 특징으 로 하는 광학시스템.
9. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈그룹(10-60)의 수가 적어도 3개임을 특징으로 하는 광학시스템.
10. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈그룹(10-60)의 수가 적어도 4개임을 특징으로 하는 광학시스템.
11. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈들 중 적어도 하나의 물질의 고유복굴절의 값이 적어도 Δn = 50 nm/cm, 바람직하기로는 Δn = 75 nm/cm, 더욱 바람직하기로는 Δn = 100 nm/cm 임을 특징으로 하는 광학시스템.
12. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈들이 적어도 부분적으로는 입방결정구조로 된 결정물질을 포함함을 특징으로 하는 광학시스템.
13. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 광학시스템이 MgAl₂O₄, MgO 및 석류석, 특히 Y₃Al₅O₁₂ 및 Lu₃Al₅O₁₂를 포함하는 그룹으로부터 선택된 결정물질로 구성되는 적어도 하나의 렌즈를 가짐을 특징으로 하는 광학시스템.
14. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 광학시스템이 NaCl, KCl, KJ, NaJ, RbJ 및 CsJ를 포함하는 그룹으로부터 선택된 결정물질로 구성되는 적어도 하나의 렌즈를 가짐을 특징으로 하는 광학시스템.
15. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 광학시스템이 적어도 0.8, 바람직하기로는 적어도 1.0, 더욱 바람직하기로는 적어도 1.2, 더더욱 바람직하기로는 적어도 1.4의 이미지측 개구수(NA)을 가짐을 특징으로 하는 광학시스템.
16. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 작동파장 λ를 지닌 빔의 최대 위상지연이 λ/10 이하임을 특징으로 하는 광학시스템.
17. 광학시스템, 특히 마이크로리소그래픽 투사노출장치용 대물렌즈 또는 조명장치에 있어서, MgAl₂O₄, MgO 및 석류석, 특히 Y₃Al₅O₁₂ 및 Lu₃Al₅O₁₂를 포함하는 그룹으로부터 선택된 결정물질로 된 적어도 하나의 렌즈를 포함하고, 상기 결정물질 중 적어도 두 요소는 동일한 결정컷을 가지며 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대하여 회전되게 배치되고/배치되거나, 상기 결정물질의 두 결정컷이 상이함을 특징으로 하는 광학시스템.
18. 광학시스템, 특히 마이크로리소그래픽 투사노출장치용 대물렌즈 또는 조명장 치에 있어서, 광학시스템이 NaCl, KCl, KJ, NaJ, RbJ 및 CsJ를 포함하는 그룹으로부터 선택된 결정물질로 된 적어도 하나의 렌즈를 포함하고, 상기 결정물질 중 적어도 두 요소는 동일한 결정컷을 가지며 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대하여 회전되게 배치되고/배치되거나, 상기 결정물질의 두 결정컷이 상이함을 특징으로 하는 광학시스템.
19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 두 요소가 함께 압착(wringed)됨으로써 공동으로(jointly) 하나의 렌즈를 형성함을 특징으로 하는 광학시스템.
20. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 두 요소가 두개의 별도 렌즈를 형성함을 특징으로 하는 광학시스템.
21. 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두 요소의 조합이 상호 수직인 두 편광상태에 대하여 위상지연의 방위각대칭분포를 이루도록 함을 특징으로 하는 광학시스템.
22. 제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두 요소를 조합하면 비회전구조에 비하여 또는 동일한 결정컷을 갖는 결정물질의 요소들만 있는 상태에 비하여 위상지연의 값이 실질적으로 감소 됨을 특징으로 하는 광학시스템.
23. 제17항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결정물질로 구성된 렌즈의 광축에 대해 발생하는 최대빔각도는 적어도 25°, 바람직하기로는 적어도 30°임을 특징으로 하는 광학시스템.
24. 광학시스템, 특히 마이크로리소그래픽 투사노출장치용 대물렌즈 또는 조명장치에 있어서, 굴절률이 적어도 1.8인 결정물질로 된 적어도 하나의 광학소자를 포함하되, 그 결과 발생되는 최대 위상지연이 작동파장 λ로 λ/10 미만임을 특징으로 하는 광학시스템.
25. 광학시스템, 특히 마이크로리소그래픽 투사노출장치용 대물렌즈 또는 조명장치에에 있어서, 고유굴절률이 적어도 Δn = 50 nm/cm 이고 최대빔경로가 적어도 1 cm 인 입방체 결정물질로 된 적어도 하나의 광학소자를 포함하되, 그 결과 발생되는 최대 위상지연이 작동파장 λ로 λ/10 미만임을 특징으로 하는 광학시스템.
26. 광학시스템, 특히 마이크로리소그래픽 투사노출장치용 대물렌즈 또는 조명장치에 있어서, 적어도 1 cm 의 빔경로가 고유굴절률이 적어도 Δn = 50 nm/cm 인 입방체 결정물질로 된 광학소자를 통하여 연장되고, 적어도 두개의 렌즈가 이들 렌즈의 렌즈축을 중심으로 하여 상대측에 대해 회전되게 배열됨을 특징으로 하는 광학시스템.
27. 상기 청구항0 중 어느 한 항에 있어서, 광학시스템의 작동파장이 250 nm 미만, 특히 200 nm 미만, 더욱 특히 160 nm 미만임을 특징으로 하는 광학시스템.
28. 청구항 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 따른 대물렌즈를 포함함을 특징으로 하는 마이크로리소그래픽 투사노출장치.
29. 청구항 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 따른 조명장치를 포함함을 특징으로 하는 마이크로리소그래픽 투사노출장치.

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