WO2007063136A2 - Optical element comprising a double-refractive coating - Google Patents

Abstract

The invention relates to the use of double-refractive partial layers (30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) in coatings (5, 6, 10 - 21, 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) on optical elements, especially for microlithography objectives. Partial layers (30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) with a modulated thickness are used.

Description

Beschreibung Optisches Element mit doppelbrechender Beschichtung Description Optical element with birefringent coating

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Element mit einer Beschichtung mit Doppelbrechungseigenschaften, ein Herstellungsverfahren dazu, ein mit einem solchen optischen Element ausgestattetes Mikrolithographieobjektiv und eine Projekti- onsbelichtungsanlage sowie eine Verwendung eines solchen optischen Elements.The present invention relates to an optical element having a birefringence-characteristic coating, a manufacturing method thereof, a microlithography objective equipped with such an optical element, and a projection exposure apparatus, and a use of such an optical element.

Stand der TechnikState of the art

In verschiedenen optischen Gebieten, beispielsweise in der Projektionslithographie, bei Interferometern oder bei Kamerafiltern, sind optische Elemente mit doppelbrechenden Eigenschaften von Interesse. Dies betrifft sowohl die Korrektur von störenden doppelbrechenden Eigenschaften anderer Teile eines optischen Systems und im Einzelfall auch des hier angesprochenen optischen Elements selbst, als auch den Fall des bewussten Einbringens doppelbrechender Eigenschaften wie bei K/4- oder λ/2-Platten, Polfiltern und dgl. Speziell im Bereich der Mikrolithographie können bei verschiedenen Materialien, etwa dem bei Arbeitswellenlängen von unter 250 nm eingesetzten CaF₂, Doppelbrechungseffekte auftreten, im Fall des CaF₂ die sog. intrinsische Doppelbrechung, die bei hohen Auflösungen zu Kontrastverlusten führt. Es kann aber auch durch mechanische Spannungen zu Doppelbrechungsphänomenen kommen. Femer können doppelbrechende optische Materialien in bestimmten Teilen eines optischen Systems wegen oder trotz ihrer doppelbrechenden Eigenschaften Einsatz finden, so dass eine Korrektur oder Feinabstimmung erforderlich sein kann. In all diesen Fällen sind Beschichtungen mit doppelbrechenden Eigenschaften auf optischen Elementen, also Linsen, Spiegeln, planparallelen Platten und dg!., von Interesse.In various optical fields, for example in projection lithography, in interferometers or in camera filters, optical elements with birefringent properties are of interest. This applies both to the correction of interfering birefringent properties of other parts of an optical system and, in the individual case, to the optical element itself mentioned here, as well as to the case of intentionally introducing birefringent properties such as K / 4 or λ / 2 plates, polar filters and the like Especially in the field of microlithography, birefringence effects can occur with different materials, for example the CaF ₂ used at working wavelengths of below 250 nm, in the case of CaF ₂ the so-called intrinsic birefringence, which leads to contrast losses at high resolutions. However, mechanical stress can also lead to birefringence phenomena. Furthermore, because of or in spite of their birefringent properties, birefringent optical materials can be used in certain parts of an optical system, so that correction or fine tuning may be required. In all these cases, coatings with birefringent properties on optical elements, ie lenses, mirrors, plane-parallel plates and dg.. Of interest.

Der Begriff der kristallinen Beschichtung mit Doppelbrechungseigenschaften bezieht sich hier auf die verschiedensten denkbaren doppelbrechenden Schichten mit kristalliner Struktur einschl. polykristalliner und mikrokristalliner Schichten. Im Besonderen sind aber doppelbrechende kristalline Schichten bekannt, die in Folge einer besonderen Wahl der Abscheidungsbedingungen, etwa beim schrägen Aufdampfen, in Sau- lenstrukturen aufwachsen und in Folge der Saulenstruktur bestimmte und für die technische Anwendung interessante doppelbrechende Eigenschaften zeigenThe term "crystalline birefringence coating" refers to a variety of conceivable birefringent crystalline layers including polycrystalline and microcrystalline layers. In particular, however, birefringent crystalline layers are known which, owing to a particular choice of the deposition conditions, for example in oblique vapor deposition, are known in the art as As a result of the column structure, certain birefringent properties are exhibited and interesting for the technical application

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, die technischen Einsatzmog- lichkeiten doppelbrechender Beschichtungen in der Optik zu verbessernThe invention is based on the technical problem of improving the technical feasibility of birefringent coatings in optics

Die Erfindung bezieht sich hierzu auf ein optisches Element mit einer im Wesentlichen unter einem schrägen Winkel auf einer Oberflache des optischen Elements aufgebrachten kristallinen Beschichtung, die Doppelbrechungseigenschaften hat, wobei die Beschichtung mindestens zwei übereinander aufgebrachte Teilschichten mit zueinander gewinkelten optischen Achsen aufweist und zumindest eine der optischen Achsen unter einem schrägen Winkel zur Oberflachennormalen steht, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Teilschichten in ihrer Dicke moduliert istThe invention relates thereto to an optical element having a substantially at an oblique angle on a surface of the optical element applied crystalline coating which has birefringence properties, wherein the coating has at least two superimposed applied sub-layers with mutually angled optical axes and at least one of the optical Axes is at an oblique angle to the surface normal, characterized in that at least one of the sub-layers is modulated in thickness

Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf verschiedene Aspekte eines Herstellungsverfahrens für ein solches optisches Element, auf ein entsprechend hergestelltes optisches Element, auf ein mit einem solchen optischen Element ausgestattetes Mikrohthographieobjektiv, die Verwendung eines solchen Mikrolithographieobjektives in der Immersionsmikrolithographie, auf eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem solchen Mikrohthographieobjektiv und schließlich auf unterschiedliche Aspekte einer Verwendung eines solchen optischen Elements Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhangigen Ansprüchen angegeben Die in der folgenden Beschreibung einschl der Beschreibung der Ausfuhrungsbeispiele offenbarten Merkmale können grundsätzlich auch unabhängig voneinander und in anderen Kombinationen emndungswesentlich sein und beziehen sich implizit grundsätzlich sowohl auf die Vorrichtungskategorie als auch auf die Verfahrens- und die Verwendungskategorie der ErfindungThe invention also relates to various aspects of a manufacturing method for such an optical element, to a correspondingly manufactured optical element, to a micro-ththography objective equipped with such an optical element, to the use of such a microlithography objective in immersion microlithography, to a projection exposure apparatus with such a microhthography objective and finally to different aspects of the use of such an optical element. Preferred embodiments of the invention are indicated in the dependent claims. The features disclosed in the following description including the description of the exemplary embodiments can in principle also be immaterial independently of one another and in other combinations and implicitly refer in principle to both to the device category as well as the method and use category of the invention

Die Erfindung geht von einem mit einer doppelbrechenden Beschichtung versehenen optischen Element aus Daraus ergibt sich zunächst der Vorteil, auch in sog nullter Ordnung arbeiten zu können, die Doppelbrechungseigenschaften also nicht nur bei selbsttragenden doppelbrechenden Kristallplatten ausnutzen zu können, in deren Plattenstarke eine große Zahl von Wellenlangen passt, sondern mit entsprechend angepassten geringen Schichtdicken arbeiten zu können Die Erfindung ist dabei a- ber nicht auf die nullte Ordnung eingeschränkt, sondern erlaubt durch die Beschich- tung eines tragenden optischen Elements zunächst nur einen entsprechend größeren SpielraumThe invention is based on an optical element provided with a birefringent coating. The first advantage is that of being able to work in so-called zeroth order, so that the birefringence properties can not only be exploited in self-supporting birefringent crystal plates whose plate thickness has a large number of wavelengths fits, but with accordingly The invention is not restricted to the zeroth order, however, but initially only permits a correspondingly greater scope due to the coating of a load-bearing optical element

Femer ist die erfindungsgemaße Beschichtung in zumindest zwei Teilschichten unterteilt, in denen die optische Achse der Doppelbrechung bzw bei den hier ungebräuchlicheren zweiachsigen Systemen eine der optischen Achsen, zueinander gewinkelt liegt Damit lassen sich insgesamt vielfaltigere Abstimmungen der doppelbrechenden Eigenschaften des optischen Elements erzielen Insbesondere können die zumindest zwei Teilschichten so ausgelegt werden, dass sich bestimmte unge- wunschte Eigenschaften der Teilschichten gegenseitig zumindest teilweise kompensieren und evtl weitere Eigenschaften gegenseitig zumindest teilweise verstarken Insbesondere können polare und/oder azimutale Winkelabhangigkeiten der doppelbrechenden Eigenschaften und deren Unterschiede zwischen den beiden Teilschichten ausgenutzt werden, insbesondere zwischen den beiden Teilschichten zumindest teilweise ausgeglichen und abgeschwächt werden Vorzugsweise steht die optische Achse innerhalb einer der oder besser sämtlicher der Teilschichten unter einem nahezu einheitlichen schrägen Winkel zur OberflachennormalenFurthermore, the coating according to the invention is subdivided into at least two partial layers, in which the optical axis of the birefringence or, in the case of the more unusual two-axis systems, one of the optical axes is angled relative to one another. This results in a more diverse tuning of the birefringent properties of the optical element Two partial layers can be designed so that certain undesired properties of the partial layers at least partially compensate each other and possibly further mutually reinforce further properties. In particular, polar and / or azimuthal angular dependencies of the birefringent properties and their differences between the two partial layers can be exploited, in particular between The two partial layers are at least partially compensated and attenuated. Preferably, the optical axis is within one of, or better still, all of r partial layers at a nearly uniform oblique angle to the surface normal

Weiter ist bei der erfmdungsgemaßen Beschichtung zumindest eine der Teilschichten in ihrer Dicke moduliert Eine derartige Teilschicht weist somit wenigstens zwei Bereiche unterschiedlicher Dicke auf Durch eine Modulation der Schichtdicke einer Teilschicht ist eine Variation der Doppelbrechungseigenschaften entlang der Teilschicht realisierbar Dieser zusätzliche Freiheitsgrad für die Beeinflussung der Doppelbrechungseigenschaften kann etwa dazu genutzt werden, eine gewünschte PoIa- πsationsverteilung zu erzeugen oder unerwünschte Phasenverschiebungen zu korrigieren So kann eine modulierte Teilschicht insbesondere dazu genutzt werden, mehrere in einem optischen System entstandene unerwünschte Polansationszustande im Ganzen wieder auf eine gewünschte Polaπsationsvertei- luηg zurückzuführen Die Modulation einer Teilschicht weist vorzugsweise einen stetigen nichtmonotonen Verlauf, beispielsweise einen konvexen oder konkaven Verlauf, oder aber auch Stufen auf Es ist unabhängig davon bevorzugt, wenn die Dicke der Teilschicht zumin- dest an einer Stelle mit zumindest 6 % moduliert ist Noch besser ist eine Modulation der Schichtdicke mit zumindest 10 % Je nach Herstellungsverfahren für die Teil- schichten kann die erreichbare Genauigkeit bezüglich der Einstellung der Dicke unterschiedlich sein Vorzugsweise sind Variationen in der Dicke der Teilschicht durch die Modulation um mehr als 50 % großer als Variationen der Dicke aufgrund der Produkttonstoleranz Betragt die Genauigkeit, mit der eine bestimmte Teilschichtendicke eingestellt werden kann, etwa 4 %, so wird die Dicke der Teilschicht vorzugsweise mit 6 %, noch besser mit 10 % moduliertFurthermore, in the coating according to the invention, at least one of the partial layers is modulated in thickness. Such a partial layer has at least two regions of different thickness. By modulating the layer thickness of a partial layer, a variation of the birefringence properties along the partial layer can be realized. This additional degree of freedom for influencing the birefringence properties For example, a modulated sublayer can be used in particular to recirculate multiple unwanted polarization states resulting in an optical system as a whole back to a desired polarization distribution. The modulation of a sublayer points preferably a continuous nonmonotonic course, for example a convex or concave course, or even steps on It is independent d avon, if the thickness of the sub-layer is at least Depending on the manufacturing method for the partial layers, the achievable accuracy with regard to the adjustment of the thickness may be different. Preferably, variations in the thickness of the partial layer are determined by the Modulation greater than 50% greater than variations in thickness due to product tone tolerance When the accuracy with which a particular sublayer thickness can be adjusted is about 4%, the thickness of the sublayer is preferably modulated at 6%, more preferably at 10%

Um die beiden kristallinen Teilschichten in gunstiger Weise kombinieren zu können, ist erfindungsgemaß ferner eine Zwischenschicht vorgesehen, die das kristalline Wachstum der oberen auf der unteren Teilschicht erleichtert Hierbei ist zunächst festzustellen, dass der Begriff der kristallinen Beschichtung oder Teilschicht auch mikrokristalline und polykristalline Schichten mit umfasst, jedoch natürlich keine a- morphen Schichten Die Zwischenschicht soll dementsprechend eine Vermittlung zwischen den beiden Kristallstrukturen im Hinblick auf die zueinander gewinkelten optischen Achsen und die daher nicht identisch ausgerichteten Kristallstrukturen erlauben Die Zwischenschicht soll folglich zu beiden gewünschten Kristallstrukturen gunstige Oberflachen anbieten, also in gewisser Weise in Bezug auf die zu vermittelnden Kristallachsen symmetrisch sein Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die Zwischenschicht das Aufwachsen einer Teilschicht von der darunter liegenden Teilschicht entkoppelt So wachst jede Teilschicht, welche auf einer Zwischenschicht aufgebracht wird, mit durch die Zwischenschicht vorgegebenen Anfangsbedingungen auf, und nicht mit durch die letzte kristalline Teilschicht vorgegebenen Anfangsbedingungen, welche je nach Teilschicht sehr unterschiedlich sein können Da die kristallinen Teilschichten selber unter anderem auch stufenförmig sein können, kann natürlich auch die Zwischenschicht entsprechende Stufen aufweisenIn order to be able to combine the two crystalline sublayers in a favorable manner, according to the invention an intermediate layer is furthermore provided which facilitates the crystalline growth of the upper sublayers. It should first be noted that the term crystalline coating or sublayer also encompasses microcrystalline and polycrystalline layers , but of course no a-morph layers The intermediate layer should accordingly allow an intermediation between the two crystal structures with respect to the mutually angled optical axes and therefore not identically aligned crystal structures. The intermediate layer should therefore offer favorable surfaces to both desired crystal structures, thus in a certain way In particular, it is preferred if the intermediate layer decouples the growth of a sub-layer from the underlying sub-layer Thus, each partial layer which is applied to an intermediate layer grows with initial conditions predetermined by the intermediate layer, and not with initial conditions predetermined by the last crystalline partial layer, which may vary considerably depending on the partial layer. The crystalline partial layers themselves may also be step-shaped , Of course, the intermediate layer may have corresponding stages

Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist die Zwischenschicht optisch isotrop und in ihrer Dicke moduliert Diese Dickenmodulation der optisch isotropen Schicht ist dabei so ausgelegt, dass sie eine optische Weglangenmodulation der doppelbrechenden Beschichtung (zumindest teilweise) kompensiert Es kann abhangig vom Durchtrittswinkel und/oder abhangig von Variationen der Schichtdicke der doppelbrechenden Beschichtung insgesamt oder einzelner Teilschichten zu Weglan- genmodulationen der durchtretenden Lichtstrahlen kommen. Diese lassen sich durch die hier angesprochene kompensierende Weglängenmodulation in einem optisch isotropen Medium abschwächen oder aufheben, ohne auf die doppelbrechenden Eigenschaften direkt Einfluss zu nehmen. Insbesondere kann so ein einheitlicher optischer Weg der Strahlung durch die Beschichtung gewährleistet werden.In a preferred embodiment of the invention, the intermediate layer is optically isotropic and modulated in thickness. This thickness modulation of the optically isotropic layer is designed so that it compensates (at least partially) an optical path length modulation of the birefringent coating. It can depend on the passage angle and / or depending on Variations of the layer thickness of the birefringent coating as a whole or of individual partial layers to Weglan Genmodulationen the passing light rays come. These can be attenuated or canceled out by the compensation path length modulation mentioned here in an optically isotropic medium, without directly influencing the birefringent properties. In particular, it is thus possible to ensure a uniform optical path of the radiation through the coating.

Besonders bevorzugt ist eine amorphe Zwischenschicht, auf der die obere Teilschicht im Wesentlichen ohne Einfluss der darunter liegenden unteren Teilschicht aufwachsen kann. Eine günstige Wahl ist eine amorphe Quarzschicht.Particularly preferred is an amorphous intermediate layer, on which the upper sub-layer can grow up substantially without influence of the underlying lower sub-layer. A favorable choice is an amorphous quartz layer.

Eine technisch attraktive Möglichkeit für doppelbrechende Schichten sind solche mit einer ausgeprägten Säulenstruktur, die durch eine ausgezeichnete Richtung dieser Säulenstruktur eine zur Oberflächenormalen schräge optische Achse definieren. Solche Säulenstrukturen können der intrinsischen Kristallstruktur des betreffenden Materials entsprechen, aber auch unter ganz bestimmten Wachstumsbedingungen entstehen, worauf später noch eingegangen wird. Die optische Achse wird hierbei also durch die Hauptachse der doppelbrechenden Wirkung aus der anisotropen Säulenstruktur gebildet, wobei die Säulenstruktur und eventuelle entsprechend gerichtete Hohlräume hierbei lediglich den Hauptbeitrag zur doppelbrechenden Anisotropie ausmachen. Die (eventuelle) Doppelbrechung des Kristallmaterials selbst liefert einen vergleichsweise deutlich geringeren Beitrag.A technically attractive option for birefringent layers are those with a pronounced pillar structure, which define an oblique optical axis through an excellent direction of this pillar structure to the surface normal. Such column structures can correspond to the intrinsic crystal structure of the material in question, but can also arise under very specific growth conditions, which will be discussed later. In this case, the optical axis is formed by the main axis of the birefringent effect from the anisotropic column structure, the column structure and possibly correspondingly directed cavities only making up the main contribution to birefringent anisotropy. The (possible) birefringence of the crystal material itself provides a comparatively much lower contribution.

Die einzelnen Säulen der Säulenstruktur können, etwa bedingt durch die Aufdampfgeometrie, von der ausgezeichneten Säulenrichtung abweichen. Vorzugsweise entspricht diese Abweichung aber nur einem Winkel von bis zu 20°. In der angegebenen Reihenfolge sind Abweichungen von lediglich bis zu 10° und 5° zunehmend bevorzugt.The individual columns of the column structure may deviate from the excellent column direction, for example due to the vapor deposition geometry. Preferably, however, this deviation only corresponds to an angle of up to 20 °. In the order given deviations of only up to 10 ° and 5 ° are increasingly preferred.

Zur Kompensation der Winkelabhängigkeit doppelbrechender Eigenschaften und auch aus anderen Gründen kann es besonders günstig sein, die optischen Achsen hinsichtlich ihrer jeweiligen Projektion auf die Oberfläche unter etwa 180° zueinander zu orientieren, sie also hinsichtlich des azimutalen Winkels entgegengesetzt zueinander auszurichten. Die polare Orientierung kann günstigerweise so gewählt werden, dass die optischen Achsen einen Winkel zwischen 30° und 150°, bevorzugt zwischen 60° und 120° und besonders bevorzugt zwischen 75° und 105° zueinander bilden Vorzugsweise bilden die optischen Achsen der Teilschichten dabei einen Winkel zwischen 15° und 75° mit der Oberflachennormalen, bevorzugter sind entsprechende Winke! von 30° bis 60°, noch bevorzugter sind Winkel von 40° bis 50° bzw alternativ ebenso von 50° bis 60°To compensate for the angular dependence of birefringent properties and for other reasons, it may be particularly advantageous to orient the optical axes with respect to their respective projection on the surface at about 180 ° to each other, so they align opposite to each other in terms of azimuthal angle. The polar orientation may conveniently be chosen so that the optical axes are at an angle between 30 ° and 150 °, preferably between 60 ° and 120 ° and more preferably form between 75 ° and 105 ° to each other Preferably, the optical axes of the sub-layers form an angle between 15 ° and 75 ° with the surface normal, more preferred are corresponding hints! from 30 ° to 60 °, more preferred are angles of 40 ° to 50 ° or alternatively also 50 ° to 60 °

Wichtige Materialien für die erfmdungsgemaßen Teilschichten sind MgF₂ und LaF₃, wobei MgF₂ ein eher niedrigbrechendes Material und LaF₃ ein eher hochbrechendes Mateπal ist, wobei MgF₂ positiv doppelbrechend und LaF₃ negativ doppelbrechend istImportant materials for the sublayers according to the invention are MgF ₂ and LaF ₃ , with MgF _{2 being} a rather low refractive index material and LaF _{3 being} a rather high refractive index material, with MgF ₂ positively birefringent and LaF ₃ negatively birefringent

Bei bevorzugten Ausfuhrungsformen der Erfindung sind auch mehr als zwei etwa vier, Teilschichten vorgesehenIn preferred embodiments of the invention, more than two, approximately four, partial layers are provided

Dabei können beispielsweise Materialien mit positiven und negativen doppelbrechenden Eigenschaften kombiniert werden Gerade die Kombination aus drei oder mehr Teilschichten mit den teilweise positiven und teilweise negativen doppelbrechenden Eigenschaften ist auch bevorzugt in der Verbindung mit den zuvor beschriebenen Aspekten der Erfindung, also der Gegenstand des Anspruchs 13 in Kombination mit einem der Ansprüche 1 bis 12 Insbesondere können Teilschichten- paare mit jeweils einheitlichen doppelbrechenden Eigenschaften, jedoch zueinander gewinkelten optischen Achsen vorliegen, wobei die Projektionen der optischen Achsen, wie oben bereits erläutert, vorzugsweise paarweise unter 180° zueinander stehen und im Übrigen betragsidentische Winkel zur Oberflachennormalen auftretenIn this case, for example, materials with positive and negative birefringent properties can be combined. Especially the combination of three or more partial layers with the partially positive and partially negative birefringent properties is also preferred in connection with the previously described aspects of the invention, ie the subject matter of claim 13 in Combination with one of the claims 1 to 12 In particular, partial layer pairs each with uniform birefringent properties but with angled optical axes can be present, the projections of the optical axes, as explained above, preferably being in pairs at 180 ° to each other and otherwise identical in angle occur to the surface normal

Bei einer anderen bevorzugten Ausfuhrungsform mit vier Teilschichten stehen die Projektionen der optischen Achsen auf die Oberflache ebenfalls paarweise unter 180° zueinander, in anderer Paarkombination jedoch unter 90° zueinander, und haben paarweise (und zwar in den um 180° verdrehten Paaren) betragsidentische Winkel der optischen Achse zur Oberflachennormalen Dabei sind die doppelbrechenden Eigenschaften aller Teilschichten vorzeichengleich Es können sogar gleiche doppelbrechende Eigenschaften und insbesondere gleiche Materialien überhaupt in allen Teilschichten vorliegen und alle vier Winkel der optischen Achse zur Oberflachennormalen betragsidentisch sein Bei anderen bevorzugten Ausfuhrungsformen mit vier Teilschichten werden unterschiedliche Brechungsindices der Teilschichten verwendet, insbesondere jeweils paarweise verschiedene Brechungsindices. Vorzugsweise sind dabei wieder die Projektionen der optischen Achsen auf die Oberflache innerhalb der Paare mit gleichem Brechungsindex um 180° zueinander verdreht.In another preferred embodiment with four partial layers, the projections of the optical axes on the surface are also in pairs at 180 ° to each other, but in other pair combination at 90 ° to each other, and have in pairs (and in the twisted by 180 ° pairs) absolute angle of the In this case, the birefringent properties of all partial layers are identical in terms of signs. It is even possible for identical birefringent properties and in particular identical materials to be present in all partial layers and all four angles of the optical axis to the surface normal to be identical in magnitude In other preferred embodiments with four partial layers, different refractive indices of the partial layers are used, in particular pairs of different refractive indices. Preferably, the projections of the optical axes are again rotated on the surface within the pairs with the same refractive index by 180 ° to each other.

Eine bevorzugte Oberflache eines optischen Elements für eine solche Beschichtung ist plan. Es vereinfacht die Herstellung von Beschichtungen mit, innerhalb einer Teil- schicht, im Wesentlichen konstanter Orientierung der optischen Achse relativ zur Oberfläche, wenn die Oberfläche plan ist Allerdings richtet sich die Erfindung auch auf gewölbte Oberflachen, wobei der Winkel der optischen Achsen im Wesentlichen konstant zur jeweiligen Oberflächenorientierung sein kann, aber nicht notwendigerweise sein muss. Die doppelbrechenden Eigenschaften können dann also auch abhangig von der jeweiligen Orientierung der Oberflache (bezogen auf jeweils gleiche Einfallswinkel der Lichtstrahlen) variieren. Als plane Oberflächen kommen sowohl Oberflächen plankonvexer oder plankonkaver Linsen als auch Oberflächen planparalleler Platten und Wechselplatten in BetrachtA preferred surface of an optical element for such a coating is flat. It simplifies the production of coatings with, within a sub-layer, a substantially constant orientation of the optical axis relative to the surface when the surface is flat. However, the invention is also directed to curved surfaces, the angle of the optical axes being substantially constant respective surface orientation, but need not necessarily be. The birefringent properties can then also vary depending on the respective orientation of the surface (based on the same angle of incidence of the light rays). Planar surfaces can be surfaces of plano-convex or plano-concave lenses as well as surfaces of plane-parallel plates and exchangeable plates

Eine typische Anwendung für die Erfindung liegt bei sog λ/4- oder λ/2-Platten, wobei sich der Begriff "Platte" dabei auf die optische Wirkung der Beschichtung und nicht notwendigerweise auf das optische Element insgesamt bezieht Es kann also auch eine doppelbrechende "Platte" als Beschichtung auf einer Linse aufgebracht seinA typical application for the invention is in so-called λ / 4 or λ / 2 plates, wherein the term "plate" refers to the optical effect of the coating and not necessarily to the optical element as a whole. Thus, a birefringent " Plate "be applied as a coating on a lens

Weiterhin richtet sich die Erfindung bevorzugt auf Mikrolithographieobjektive und Pro- jektionsbelichtungsanlagen mit einem solchen Mikrohthographieobjektiv, vor allem im Wellenlängenbereich von 193 nm, 248 nm und 157 nm. Ein beispielhafter Anwendungsfall dabei sind letzte Linsen von Immersionslithographieobjektiven, wie bei den Ausführungsbeispielen veranschaulichtFurthermore, the invention is preferably directed to microlithography lenses and projection exposure systems with such a microhthography objective, in particular in the wavelength range of 193 nm, 248 nm and 157 nm. An exemplary application case are the last lenses of immersion lithography objectives, as illustrated in the exemplary embodiments

Wie oben bereits erwähnt bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen optischen Elements Dieses Verfahren weist den Schritt auf: Aufbringen einer kristallinen Beschichtung im Wesentlichen unter einem schrägen Winkel auf einer Oberfläche des optischen Elements, wobei die Be- Schichtung Doppelbrechungseigenschaften hat und die BeSchichtung mindestens zwei übereinander aufgebrachte Teilschichten mit zueinander gewinkelten optischen Achsen aufweist und zumindest eine der optischen Achsen unter einem schrägen Winkel zur Oberflächennormalen steht. Gekennzeichnet ist das Verfahren dabei durch das Versehen zumindest einer der Teilschichten mit einer Dickenmodulation.As already mentioned above, the invention also relates to a method for producing an optical element according to the invention. This method comprises the step of applying a crystalline coating substantially at an oblique angle to a surface of the optical element, wherein the Stratification birefringence properties and the coating has at least two superposed sub-layers with mutually angled optical axes and at least one of the optical axes is at an oblique angle to the surface normal. The method is characterized by the provision of at least one of the partial layers with a thickness modulation.

Es wurde auch bereits erwähnt, dass bestimmte Herstellungsbedingungen für die doppelbrechenden Eigenschaften erfindungsgemäßer Beschichtungen wesentlich sein können. Vorzugweise werden erfindungsgemäße Beschichtungen aus der Gasphase abgeschieden. Im Besonderen bezieht sich die Erfindung auf die Herstellung solcher Schichten durch Aufdampfen unter einem schrägen Winkel zur Oberflächenormalen. Unter solchen Bedingungen können sich besondere Krista I strukturen der Beschichtungen und Orientierung dieser Kristallstrukturen relativ zur Oberfläche ausbilden. Insbesondere können sich Schichten mit optischen Achsen bilden, die im Wesentlichen parallel zur Aufdampfrichtung liegen. Das kann durch Säulenwachstum in dieser Richtung geschehen.It has already been mentioned that certain production conditions may be essential for the birefringent properties of coatings according to the invention. Preferably, coatings of the invention are deposited from the gas phase. In particular, the invention relates to the production of such layers by vapor deposition at an oblique angle to the surface normal. Under such conditions, particular crystal structures of the coatings and orientation of these crystal structures relative to the surface may form. In particular, layers with optical axes can form which lie substantially parallel to the vapor deposition direction. This can be done by column growth in this direction.

Grundsätzlich gilt, dass je flacher die Oberflächen sind, umso leichter auch eine einheitliche Orientierung der Säulenstruktur gelingt. Daher kommen vorzugsweise auch gekrümmte, aber relativ flache Oberflächen, etwa im Eingangsbereich oder im Aperturbereich eines Objektivs, in Betracht. Allerdings kann bei deutlich gekrümmten Linsen- oder Spiegeloberflächen die sich dadurch ergebende Richtungsänderung beim Bedampfen auch miteinbezogen und näherungsweise kompensiert werden, etwa indem mit Blenden und variabler Geometrie bedampft wird.Basically, the flatter the surfaces, the easier it is to achieve a uniform orientation of the columnar structure. Therefore, preferably also curved but relatively flat surfaces, such as in the entrance area or in the aperture region of a lens into consideration. However, in the case of clearly curved lens or mirror surfaces, the resulting change in direction during vapor deposition can also be included and approximately compensated, for example by vapor deposition with diaphragms and variable geometry.

Nach der Herstellung einer solchen kristallinen Beschichtung sieht eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens vor, einen Teil der Beschichtung wieder abzutragen, insbesondere die Materialstärke der Beschichtung durch ein abtragendes Verfahren einzustellen bzw. fein zu justieren. In Betracht kommt hier das für optische Beschichtungen bei Anwendungen in der Mikrolithographie bereits eingeführte IBF-Verfahren (Ion Beam Figuring), das hier vorzugsweise verweilzeitge- steuert verwendet wird. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass es zu keinem mechanischen Kontakt mit der empfindlichen Schicht kommt. Grundsätzlich sind natürlich auch andere Verfahren zum Abtragen eines Teils der Beschichtung geeignet, beispielsweise Roboterpoheren oder MRF (Magneto- Rheological-Finishing)After the preparation of such a crystalline coating, an embodiment of the production method according to the invention provides for removing a part of the coating again, in particular for adjusting or finely adjusting the material thickness of the coating by means of a removal method. Considered here is the IBF process (ion beam figuring), which has already been introduced for optical coatings in applications in microlithography, which is preferably used here in a time-lapse-controlled manner. This method has the advantage that there is no mechanical contact with the sensitive layer. In principle, of course, other methods are also suitable for removing a part of the coating, for example robot pouches or MRF (Magneto-Rheological-Finishing).

Hier wird wiederum festgestellt, dass die nachtragliche Änderung der Materialstarke einer doppelbrechenden Schicht auf einem optischen Element auch als ein von dem Vorhandensein einer Mehrzahl Teilschichten unabhängiger Erfindungsaspekt betrachtet werden kannHere again, it is noted that the subsequent change in material thickness of a birefringent layer on an optical element can also be considered as an aspect of the invention independent of the presence of a plurality of sub-layers

Vorzugsweise wird vor dem materialabtragenden Einstellen der Starke eine optische Vermessung durchgeführt, und zwar wiederum vorzugsweise unter Lichtdurchtritt durch die Beschichtung Hier kommen insbesondere interferometπsche Verfahren in BetrachtPreferably, an optical measurement is carried out before the material-removing setting of the strength, again preferably with passage of light through the coating. In particular, interferometric methods may be considered here

Es kann ferner gunstig sein, das optische Element azimutal zu markieren, um bei der weiteren Bearbeitung oder Vermessung oder auch beim Einbau leicht und schnell auf die Orientierung der optischen Achsen schließen zu könnenIt may also be favorable to mark the optical element azimuthally in order to be able to easily and quickly conclude the orientation of the optical axes during further processing or measurement or during installation

Ein weiterer Erfindungsaspekt besteht dann, eine Schichtdickenmodulation nicht oder nicht nur der optisch doppelbrechenden Beschichtung, sondern einer anderen optisch isotropen Schicht des optischen Elements vorzusehen Speziell für die optisch isotropen Zwischenschichten wurde auf diesen Aspekt bereits weiter oben eingegangen Dieser in Anspruch 30 formulierte Erfindungsaspekt eignet sich besonders gut für eine Kombination mit den vorstehend beschriebenen Erfindungsaspekten der VerfahrenskategorieA further aspect of the invention then consists in providing a layer thickness modulation not or not only of the optically birefringent coating but of another optically isotropic layer of the optical element. This aspect has already been discussed above for the optically isotropic intermediate layers. This aspect of the invention formulated in claim 30 is particularly suitable good for combination with the inventive aspects of the process category described above

Diese optisch isotrope Schicht kann auch in dem optischen Element selbst liegen, also beispielsweise der Linsenkorper sein Dabei kann insbesondere die Substratoberflache mateπalabhebend bearbeitet werden, um die entsprechende Schichtdi- ckenmodulation zu erzielen Dies betrifft insbesondere diejenige Oberflache, auf der danach die doppelbrechende Beschichtung aufgebracht wird Bevorzugt ist jedoch eine separate Schicht, insbesondere eine Quarzschicht Dabei kann es sich auch um die bereits erwähnte Zwischenschicht zwischen den Teilschichten handeln Die optisch isotrope Zwischenschicht oder eine andere eigens aufgebrachte optisch isotrope Schicht zur Weglängenmodulation kann im Prinzip schon bei der Abscheidung schichtdickenmoduliert werden. Bevorzugt ist jedoch, die eigentliche Schichtdickenmodulation durch eine nachträgliche materialabtragende Bearbeitung herzustellen, etwa durch IBF, vorzugsweise verweilzeitgesteuert.This optically isotropic layer can also be located in the optical element itself, thus for example be the lens body. In particular, the substrate surface can be machined to achieve the corresponding layer thickness modulation. This relates in particular to that surface on which the birefringent coating is subsequently applied however, it is a separate layer, in particular a quartz layer. This may also be the already mentioned intermediate layer between the partial layers The optically isotropic intermediate layer or another specially applied optically isotropic layer for path length modulation can in principle already be layer thickness modulated during the deposition. However, it is preferred to produce the actual layer thickness modulation by a subsequent material-removing machining, for example by IBF, preferably residence time-controlled.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird zunächst eine doppelbrechende Beschichtung in der bereits erwähnten Weise eingestellt bzw. fein justiert und dann die durch den entsprechenden Materialabtrag oberflächenmodulierte Oberfläche mit der optisch isotropen Schicht aufgefüllt. Diese optisch isotrope Schicht kann dann wiederum materialabtragend moduliert werden, um die erwähnte Weglängenmodulation zu erzielen. Auf dieser Schicht kann dann bei Bedarf auch eine weitere doppelbrechende Teilschicht abgeschieden werden.In a particularly preferred embodiment, a birefringent coating is first adjusted or finely adjusted in the manner already mentioned and then the surface surface-modulated by the corresponding material removal surface is filled with the optically isotropic layer. This optically isotropic layer can then in turn be modulated material removal in order to achieve the aforementioned path length modulation. If necessary, a further birefringent part-layer can then be deposited on this layer.

Wichtige Anwendungsgebiete für die Erfindung sind die Mikrolithographie im Allgemeinen, insbesondere immersionsmikrolithographie, speziell Projektionsobjektive in diesem Bereich, Projektionsbelichtungsanlagen mit solchen Projektionsobjektiven, und besonders bevorzugter Weise letzte Linsen, also dem Substrat zugewandte Endlinsen, eines Projektionsobjektivs. Vorzugsweise wird die Erfindung für die Korrektur einer unerwünschten Polarisationsverteilung verwendet.Important fields of application for the invention are microlithography in general, in particular immersion microlithography, especially projection lenses in this area, projection exposure systems with such projection lenses, and particularly preferably last lenses, ie end lenses facing the substrate, of a projection objective. Preferably, the invention is used for the correction of an unwanted polarization distribution.

Im Übrigen wird zur Veranschaulichung auf die folgenden Ausführungsbeispiele verwiesen, deren Einzelmerkmale, wie eingangs bereits festgestellt, auch in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sind und sich sowohl auf die Vorrichtungs- als auch auf die Verfahrenskategorie der Erfindung beziehen.Incidentally, reference is made to the following embodiments for illustrative purposes, the individual features, as already stated, are also essential to the invention in other combinations and relate both to the device and the method category of the invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Figur 1 zeigt schematisch zwei seitliche Aufrissdarstellungen einer Aufdampfanlage zur Herstellung erfindungsgemäßer optischer Elemente.FIG. 1 shows schematically two side elevational views of a vapor deposition system for producing optical elements according to the invention.

Figur 2 zeigt eine entsprechend Figur 1 hergestellte Beschichtung eines optischen Elements. Figur 3 zeigt in zwei Diagrammen die Abhängigkeit der relativen Phasenverzögerung vom Winkel im Material in Schichten gemäß Figur 2.FIG. 2 shows a coating of an optical element produced in accordance with FIG. FIG. 3 shows, in two diagrams, the dependence of the relative phase delay on the angle in the material in layers according to FIG. 2.

Figur 4 zeigt eine erfindungsgemäße Doppelschichtstruktur mit einer Quarzzwischenschicht zwischen den beiden Teilschichten.FIG. 4 shows a double layer structure according to the invention with a quartz intermediate layer between the two partial layers.

Figur 5 zeigt eine Beschichtung mit vier Teilschichten.FIG. 5 shows a coating with four partial layers.

Figur 6 zeigt eine weitere Beschichtung mit vier Teilschichten.FIG. 6 shows a further coating with four partial layers.

Figur 7 zeigt noch ein weiteres Beispiel mit vier Teilschichten.FIG. 7 shows yet another example with four partial layers.

Figur 8 zeigt eine letzte Linse eines Immersionslithographieobjektivs mit sechs Teilschichten.FIG. 8 shows a last lens of an immersion lithography objective with six partial layers.

Figur 9 zeigt eine einzelne doppelbrechende Teilschicht mit einem Dickenprofil.FIG. 9 shows a single birefringent partial layer with a thickness profile.

Figur 10 zeigt die Teilschicht aus Figur 9 mit einer zusätzlichen Zwischenschicht.FIG. 10 shows the partial layer from FIG. 9 with an additional intermediate layer.

Figur 11 zeigt eine weitere Teilschicht und eine weitere Zwischenschicht auf dem Schichtpaket aus Figur 10.FIG. 11 shows a further partial layer and a further intermediate layer on the layer package from FIG. 10.

Figur 12 zeigt eine planparallele Platte mit beidseitig doppelbrechenden Teilschichten und einer jeweiligen Zwischenschicht.FIG. 12 shows a plane-parallel plate with birefringent partial layers on both sides and a respective intermediate layer.

Figur 13 zeigt ein Beispiel mit einem Substrat mit Dickenprofil sowie vier doppelbrechenden Teilschichten.FIG. 13 shows an example with a substrate with a thickness profile and four birefringent partial layers.

Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention

Bei den im Folgenden im Einzelnen dargestellten Ausführungsbeispielen wird von den an sich im Stand der Technik bereits bekannten doppelbrechenden Beschich- tungen ausgegangen, die durch schräges Aufdampfen typischer Materialien, insbesondere LaF₃ und Mg₂ hergestellt werden. Weitere Beispiele sind CeF₃, PrF₃ und NdF₃. Ferner wird von Anwendungen in der Projektionslithographie ausgegangen, bei denen immer wieder Phasenverzogerungen gebraucht werden Diese werden oftmals durch dünne doppelbrechende Kristallplatten realisiert, die jedoch aufwendig herzustellen sind und als Kπstallplatten höherer Ordnung mit einer Dicke von Großenord- nungsmaßig 100 μm eine außerordentlich große Winkelempfindlichkeit in ihren optischen Eigenschaften aufweisen Eine Platte nullter Ordnung wiederum ist vergleichsweise wenig winkelempfindlich, kann aber aus mechanischen Gründen nur in Verbindung mit einem Trager größere Dimensionen erreichenThe embodiments described in detail below are based on the birefringent coatings already known per se in the prior art, which are produced by oblique vapor deposition of typical materials, in particular LaF ₃ and Mg ₂ . Further examples are CeF ₃ , PrF ₃ and NdF ₃ . Furthermore, it is assumed that applications in projection lithography, in which phase delays are needed again and again. These are often realized by thin birefringent crystal plates, which, however, are expensive to produce and as Kπstallplatten higher order with a thickness of Erstungsmaßig 100 microns an extremely high angular sensitivity in their In contrast, a zeroth-order plate is comparatively less sensitive to angles, but can only achieve larger dimensions for mechanical reasons in conjunction with a carrier

Im Rahmen dieser Erfindung werden nun schräg aufgedampfte doppelbrechende Schichten auf Substraten für die genannten Zwecke eingesetzt Diese Schichten haben aber wegen der schräg zur Oberflache normal stehenden optischen Achsen, die typischerweise parallel zur Aufdampfrichtung liegen, den Nachteil eines gewissermaßen nur einseitig belastbaren Winkeibereichs Die erzielbaren Phasenverzogerungen erreichen also unter bestimmten Winkeln den Wert 0 bzw sehr kleine Werte, und zwar dann, wenn das Licht im Wesentlichen nach Brechung im Medium parallel zur optischen Achse einfalltIn the context of this invention, obliquely vapor-deposited birefringent layers are now used on substrates for the stated purposes. However, because of the optical axes which are normal to the surface and which are typically parallel to the vapor deposition direction, these layers have the disadvantage of an approximately only one-sided loadable angular range that is, at certain angles, the value 0 or very small values, namely, when the light is incident substantially parallel to the optical axis after refraction in the medium

Erfindungsgemaß wird daher eine erste Teilschicht mit einer bestimmten Aufdampf- richtung und einer bestimmten Lage der optischen Achse kombiniert mit einer weiteren Teilschicht mit bei einem ersten Ausfuhrungsbeispiel dazu um 180 ° verdrehter AufdampfrichtungAccording to the invention, therefore, a first partial layer having a specific vapor deposition direction and a specific position of the optical axis is combined with a further partial layer having a vapor deposition direction rotated by 180 ° in a first exemplary embodiment

Figur 1 zeigt schematisch zwei seitliche Aufrissdarstellungen einer typischen Aufdampfanlage, wobei das hier als plankonvexe Linse dargestellte Substrat gegenüber dem links dargestellten ersten Aufdampfschritt im rechts dargestellten zweiten Aufdampfschritt so verkippt ist, dass die Aufdampfrichtungen bezüglich der Oberflachennormalen spiegelsymmetπsch zueinander sind Die Aufdampfanlage weist eine Vakuumkammer 1 mit einer Elektronenstrahlquelle 2 und mit einem MgF₂- oder auch LaF₃ -Target 3 auf Das dort verdampfende Material gelangt in einer durch die drei "Strahlen" angedeuteten Weise auf das mit 4 bezeichnete Substrat, eine plankonvexe Linse, und wachst dort mit einer im Wesentlichen durch die Aufdampfgeometrie bestimmten Saulenstruktur auf Die Aufdampfanlage weist eine Vakuumkammer 1 mit esner Elektronenstrahlkelle 2 und mit einem MgF₂- oder auch LaF_ß -Target 3 auf Das dort verdampfende Material gelangt in einer durch die drei "Strahlen" angedeuteten Weise auf das mit 4 bezeichnete Substrat, eine plankonvexe Linse, und wachst dort mit einer im Wesentlichen durch die Aufdampfgeometrie bestimmten Saulen- struktur auf1 schematically shows two side elevational views of a typical vapor deposition system, wherein the substrate shown here as a plano-convex lens is tilted relative to the first vapor deposition step shown on the left in the second vapor deposition step shown on the right, so that the vapor deposition directions are mirror symmetrical with respect to the surface normal. The vapor deposition system has a vacuum chamber 1 an electron beam source and with 2 a MgF ₂ - or LaF ₃ target 3 on the evaporative where material passes in a direction indicated by the three "rays" manner to the designated with 4 substrate, a plano-convex lens, and grow there with a substantially The vapor structure determined by the vapor deposition geometry on the vapor deposition system has a vacuum chamber 1 with Esner electron ladle 2 and with a MgF ₂ - or LaF -target 3 _ß on The evaporating material there passes in a direction indicated by the three "rays" manner to the designated with 4 substrate, a plano-convex lens, and growing there having a Essentially due to the Aufdampfgeometrie certain column structure

Analog konnte das Substrat bezuglich der Oberflachennormalen um 180° verdreht werdenSimilarly, the substrate could be rotated by 180 ° relative to the surface normal

Es ist grundsatzlich von Vorteil, die Bauteile, hier die plankonvexe Linse, azimutal zu markieren, um auf die Orientierung der optischen Achsen eindeutig Bezug nehmen zu können Hierfür kommen neben einer einfachen Kerbe auch eine Lasergravur, eine Sandstrahlmarkierung, ein Gitter usw in BetrachtIt is generally advantageous to mark the components, in this case the plano-convex lens, azimuthally in order to be able to clearly refer to the orientation of the optical axes. In addition to a simple notch, a laser engraving, a sandblasting marking, a grid, etc. are also possible

Figur 2 zeigt die Beschichtung einschließlich der Saulenstruktur schematisch Die beiden Schichten 5 und 6 sind abgesehen von der gespiegelten Saulenπchtung und optischen Achsenorientierung 50, 51 identisch Die Linse ist mit 7 beziffertFIG. 2 schematically shows the coating including the column structure. The two layers 5 and 6 are identical except for the mirrored column orientation and optical axis orientation 50, 51. The lens is numbered 7

Wenn man sich schematisch die erzielbare Phasenverzogerung durch die doppelbrechenden Eigenschaften einer einzelnen Schicht abhangig vom Einfallswinkel relativ zur Oberflachennormalen gemäß Figur 3 oben vorstellt, nämlich als eine Quadrat- sinusabhangigkeit vom Winkel, so wird deutlich, dass sich zwei im Übrigen identische, aber hinsichtlich der Oberflachennormalen spiegelsymmetrische Schichten na- herungsweise kompensieren Dies bedeutet insbesondere, dass die in Figur 3 oben dargestellte Nullstelle in den beiden Schichten jeweils auf einer anderen Seite liegt und damit in der summierten Phasenverzogerung eine insgesamt ausgeglichenere Winkelabhangigkeit erzielt werden kann Im Falle einer rechtwinkligen Orientierung der beiden optischen Achsen der Teilschichten zueinander wurde sich rechnerisch sogar ein idealer Ausgleich ergeben, wie in Figur 3 unten gezeigtIf one imagines schematically the achievable phase delay due to the birefringent properties of a single layer as a function of the angle of incidence relative to the surface normal according to FIG. 3 above, namely as a squared sinusoidal dependence on the angle, then it becomes clear that two are otherwise identical but with respect to the surface normal This means, in particular, that the zero point shown in FIG. 3 above lies on a different side in each of the two layers and thus an overall more balanced angular dependence can be achieved in the summed phase delay. In the case of a right-angled orientation of the two optical axes The partial layers to one another would even result in an ideal compensation, as shown in FIG. 3 below

Die beiden Schichten können gemeinsam damit eine weniger stark winkelabhangige Phasenverzogerung bieten und beispielsweise als λ IA- oder λ /2-Platte fungieren Die Erfindung sieht weiterhin eine Zwischenschicht, hier eine amorphe Quarzzwi- schenschicht 8 zwischen den beiden Teilschichten, vor, wie dies in Figur 4 angedeu- tet ist, die im Übrigen Figur 2 entspricht Damit werden die Wachstumsbedingungen für die obere Teilschicht 6 verbessert, weil diese ohne Vorpragung durch die Saulen- struktur der unteren Teilschicht 5 mit einer davon abweichenden Saulenoπentierung wachsen kannTogether, the two layers can thus provide a less phase-dependent phase delay and act, for example, as a λ IA or λ / 2 plate. The invention further provides an intermediate layer, here an amorphous quartz intermediate layer 8 between the two partial layers, as shown in FIG 4 indicated In this way, the growth conditions for the upper part-layer 6 are improved, because this can grow without any projection through the column structure of the lower part-layer 5 with a deviating cross-section

Eine weitergehende Winkelkompensation kann dadurch erreicht werden, dass zwei oder mehr verschiedene Materialien miteinander kombiniert werden, insbesondere solche mit abweichenden Brechungsindices und/oder solche mit positivem oder negativem Charakter der Doppelbrechung Damit können vor allem bei einer Teilschich- tenzahl von drei oder mehr, weitergehende Winkelkompensationen und auch gewünschte optische Effekte erzielt werden Ein Beispiel zeigt Figur 5 mit einer Kombination von vier Teilschichten, die mit den Ziffern 10 - 13 bezeichnet sind Dabei haben die Teilschichten 10 und 13 eine symmetrische Beziehung entsprechend den Teilschichten 5 und 6 aus Figur 2 Gleiches gilt für die Teilschichten 11 und 12 Die Schichtdicken d1 der Teilschichten 10 und 13 weichen ab von den Schichtdicken d2 der Teilschichten 11 und 12 Ferner haben die Teilschichten 10 und 13 einen positiven Doppelbrechungseffekt mit einem Winkel α zur Oberflachennormalen, wahrend die Teilschichten 11 und 12 einen negativen Doppelbrechungseffekt mit einem Winkel von ß zur Oberflachennormalen zeigenA further angular compensation can be achieved by combining two or more different materials, in particular those having different refractive indices and / or those having a positive or negative character of the birefringence. Especially with a sub-layer number of three or more, further angular compensations can be achieved and also desired optical effects are achieved. An example is shown in FIG. 5 with a combination of four partial layers designated by the numerals 10-13. The partial layers 10 and 13 have a symmetrical relationship corresponding to the partial layers 5 and 6 from FIG the partial layers 11 and 12 The layer thicknesses d1 of the partial layers 10 and 13 differ from the layer thicknesses d2 of the partial layers 11 and 12. Furthermore, the partial layers 10 and 13 have a positive birefringence effect with an angle α to the surface normal, while the partial layers 11 and 12 have a nega show a birefringent effect with an angle of ß to the surface normal

Figur 6 zeigt ein weiteres Beispiel mit ebenfalls vier Teilschichten, und zwar beziffert mit 14 - 17 Hier sind wiederum die Teilschichten 14 und 15 zueinander symmetrisch und auch die Teilschichten 16 und 17 Sie weisen jeweils paarweise identische Dicken d1 bzw d2 auf Jedoch hegen die optischen Achsen hier im Gegensatz zu Figur 5 nicht in einer Ebene Vielmehr hegen die optischen Achsen der Teilschichten 16 und 17 in einer zu der Zeichenebene senkrechten Ebene Hier treten also zwischen den Projektionen der optischen Achsen auf die Oberflache insgesamt nicht nur Winkel von 180° sondern auch von 90° auf Dabei konnten sämtliche Teilschichten 14 - 17 aus dem gleichen Material bestehen Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel soll jedoch für die Teilschichten 14 und 15 ein positiv doppelbrechendes Material mit einem Winkel der optischen Achsen zur Oberflachennormalen von α und für die Teilschichten 16 und 17 ein abweichendes positiv doppelbrechendes Material mit einem Winkel der optischen Achse von ß zur Oberflachennormalen vorgesehen sein Dieses Beispiel kann natürlich auch mit negativ doppelbrechenden Schichten statt mit positiv doppelbrechenden Schichten ausgeführt werden.FIG. 6 shows a further example with likewise four partial layers, specifically numbered 14-17. Again, the partial layers 14 and 15 are symmetrical with respect to each other and also the partial layers 16 and 17. They each have identical thicknesses d1 and d2 in pairs Here, in contrast to FIG. 5, the optical axes of the partial layers 16 and 17 do not lie in a plane perpendicular to the plane In this exemplary embodiment, however, a positively birefringent material with an angle of the optical axes to the surface normal of α and for the partial layers 16 and 17 a deviating positive birefringent is intended for the sublayers 14 and 15 Material with an angle of the optical axis be provided by ß to the surface normal Of course, this example can also be performed with negatively birefringent layers rather than positive birefringent layers.

Ferner gilt für die Beispiele aus den Figuren 5 und 6 und die folgenden Beispiele, dass zwischen den jeweiligen Teilschichten amorphe Quarzschichten vorgesehen sein können und vorteilhafterweise sind, aber nicht im Einzelnen zeichnerisch dargestellt sindFurthermore, for the examples of FIGS. 5 and 6 and the following examples, amorphous quartz layers can be provided between the respective partial layers and are advantageously, but not shown in detail in the drawing

Eine weitere beispielhafte Möglichkeit besteht in der Kombination verschieden hoher Brechungsindizes, wie in Figur 7 veranschaulicht Dort sind die unteren Teilschichten 18 und 19 aus dem vergleichsweise niedrigbrechendem MgF₂ und die oberen Teilschichten 20 und 21 aus dem vergleichsweise hochbrechendem LaF₃ aufgebaut. Die mittleren Brechungsindizes liegen bei 193 nm Wellenlänge für LaF₃ bei 1 ,71 und für MgF₂ bei etwa 1 ,43, je nach Packungsdichte auch darunter.A further exemplary possibility consists in the combination of differently high refractive indices, as illustrated in FIG. 7. The lower partial layers 18 and 19 of the comparatively low refractive index MgF ₂ and the upper partial layers 20 and 21 of the comparatively high refractive index LaF _{3 are} constructed there. The mean refractive indices are 1.171 at 193 nm wavelength for LaF ₃ and about 1.43 for MgF ₂ , also below this, depending on the packing density.

Hinsichtlich der Dicken und Winkel gilt wieder, dass die Teilschichten paarweise gleich sind, jedoch die Teilschichten aus dem einen Paar und die Teilschichten aus dem anderen Paar untereinander verschieden. Im Übrigen können natürlich auch materialalternierende Reihenfolgen gewählt werden, also beispielsweise die Teilschichten 19 und 20 in Figur 7 miteinander vertauscht werdenWith regard to the thicknesses and angles, it applies again that the partial layers are equal in pairs, but the partial layers differ from one pair and the partial layers from the other pair differ from one another. Incidentally, of course, material-alternating sequences can also be selected, that is, for example, the partial layers 19 and 20 in FIG. 7 are interchanged

Ein weiteres Anwendungsbeispiel zeigt Figur 8, nämlich die letzte Linse 25 eines Immersionshthographieobjektivs. Diese plankonvexe Linse 25 mit unten liegender planer Abschlussfläche ist auf dieser Abschlussfläche mit einem hier aus sechs Teilschichten (nicht mehr einzeln beziffert) aufgebauten doppelbrechendem Schichtpaket beschichtet, an das sich die Immersionsflüssigkeit 26 und 27 auf einem Wafer 28 anschließenAnother application example is shown in FIG. 8, namely the last lens 25 of an immersion histography objective. This plano-convex lens 25 with the planar end surface lying underneath is coated on this end surface with a birefringent layer packet constructed here of six partial layers (no longer individually numbered), to which the immersion liquid 26 and 27 adjoin on a wafer 28

Das Schichtpaket besteht aus drei jeweils spiegelsymmetrischen Paaren, wobei die Ebenen, in denen die optischen Achsen der Paare liegen, unter 90° und unter 45° zueinander stehen. Diese Anwendung ist besonders interessant, weil hier die Wm- kelvariation wegen der hohen Apertur besonders groß ist. Die in den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen doppelbrechenden Schichtpakete und Teilschichten können mit im Folgenden näher dargestellten Möglichkeiten verfeinert werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass sich eine einzelne Teilschicht hinsichtlich ihrer doppelbrechenden optischen Eigenschaften beispielsweise interferometrisch vermessen lässt. Dabei kann der Einfluss einer zwischen dieser Teilschicht und dem Substrat bereits vorhandenen weiteren Teilschicht rechnerisch berücksichtigt werden, wenn diese bereits zuvor vermessen wurde. Insgesamt lässt sich jedenfalls ein ortsabhängiges zweites Bild der doppelbrechenden Eigenschaften gewinnen.The layer package consists of three mirror-symmetrical pairs, wherein the planes in which the optical axes of the pairs are located at 90 ° and 45 ° to each other. This application is particularly interesting, because here the heat variation is particularly large because of the high aperture. The birefringent layer packages and partial layers described in the preceding exemplary embodiments can be refined with options which are described in more detail below. It is assumed that an individual partial layer can be measured interferometrically, for example, with regard to its birefringent optical properties. In this case, the influence of a further sub-layer already existing between this sub-layer and the substrate can be taken into account mathematically, if this has already been measured previously. All in all, a location-dependent second image of the birefringent properties can be obtained.

Beispielsweise kann ein gemessenes Phasendifferenzprotokoll mit einer geplanten Phasendifferenz verglichen werden und eine Differenz festgestellt werden. Diese Differenz kann nun über eine materialabtragende Korrektur der jeweils freiliegenden Teilschicht korrigiert werden, in dem diese mit dem an sich bekannten IBF-Verfahren (Ion Beam Figuring) verweilzeitgesteuert bearbeitet wird. Hierbei handelt es sich um einen sehr genau arbeitenden und eingeführten Prozess, mit dem sich ortsabhängig mit hoher Genauigkeiten in der dritten Dimension Material abtragen lässt, so dass insgesamt eine gewünschte Ortsabhängigkeit der doppelbrechenden Eigenschaften realisiert werden kann. Natürlich kann dabei ein iterativer Prozess verwendet werden, der also nach einer weiteren Messung eine erneute Korrektur vorsieht und/oder nach dem Aufbringen jeder weiteren Teilschicht eine neue Messung und Korrektur vorsieht.For example, a measured phase difference protocol can be compared with a planned phase difference and a difference determined. This difference can now be corrected by means of a material-removing correction of the respectively exposed partial layer in which it is processed with a time-lapse control using the known IBF method (Ion Beam Figuring). This is a very accurate and well-established process that allows material to be removed with high accuracy in the third dimension, depending on location, so that overall a desired spatial dependence of the birefringent properties can be realized. Of course, an iterative process can be used, which thus provides for a further correction after a further measurement and / or provides for a new measurement and correction after the application of each further partial layer.

Figur 9 zeigt beispielhaft ein in dieser Weise erzeugtes Dickenprofil einer doppelbrechenden einzelnen Teilschicht 30.FIG. 9 shows by way of example a thickness profile of a birefringent individual partial layer 30 produced in this way.

Dann wird eine in Figur 10 zusätzlich zu Figur 9 dargestellte amorphe Quarzschicht 31 aufgedampft, und zwar mit einer Stärke, die zum Auffüllen der "Täler" in der doppelbrechenden Teilschicht 30 ausreicht. Nun kann mit einem materialabtragenden Verfahren, etwa wiederum IBF oder bei geringeren Ansprüchen auch MRF (magneto- rheological-finishing) oder Roboterpolieren ortsaufgelöst von der amorphen Quarzschicht 31 soviel Material abgetragen werden, dass der optische Durchgang, d.h. die optische Weglänge, über den gesamten Flächenbereich des optischen Elements trotz der Oberflachenmodulation der doppelbrechenden Teilschicht 30 einheitlich o- der einem gewünschten Verlauf entsprechend wirdThen, an amorphous quartz layer 31 shown in FIG. 10 in addition to FIG. 9 is deposited by vapor deposition, with a thickness sufficient to fill up the "valleys" in the birefringent sublayer 30. Now with a material-removing process, such as in turn IBF or MRF (magneto-rheological-finishing) or robot polishing spatially resolved from the amorphous quartz layer 31 so much material can be removed that the optical path, ie the optical path length, over the entire surface area of the optical element despite the surface modulation of the birefringent sublayer 30 becomes uniform or corresponding to a desired course

Ist der (mittlere) Brechungsindex des Materials der doppelbrechenden Teilschicht 30 großer als der der Quarzschicht 31 , so beschreibt die Oberflache der Quarzschicht eine Gegenbewegung, ist der (gemittelte) Brechungsindex der doppelbrechenden Teilschicht 30 niedriger, so folgt die Oberflache der Quarzschicht 31 qualitativ der ursprünglichen Kontur der Grenzflache zur doppelbrechenden Schicht 30If the (average) refractive index of the material of the birefringent sublayer 30 is greater than that of the quartz layer 31, the surface of the quartz layer describes a countermovement; if the (averaged) refractive index of the birefringent sublayer 30 is lower, the surface of the quartz layer 31 qualitatively follows the original one Contour of the interface to the birefringent layer 30

Auf die Oberflache der Quarzschicht 31 kann nun eine neue doppelbrechende Teilschicht 32 aufgedampft werden, wie Figur 11 zeigt Diese Teilschicht kann entsprechend den Erläuterungen zu den Ausfuhrungsbeispielen bis Figur 8 eine gegenüber der doppelbrechenden Teilschicht 30 gedrehte oder spiegelsymmetπsche Orientierung der optischen Achse haben, so dass also die Quarzschicht 31 neben der Funktion als Ausgleichsschicht für die optische Weglange auch eine wachstumsfordernde Zwischenschicht bildetA new birefringent partial layer 32 can now be vapor-deposited onto the surface of the quartz layer 31, as shown in FIG. 11. According to the explanations for the exemplary embodiments to FIG. 8, this partial layer can have an orientation of the optical axis rotated or mirror-symmetrical with respect to the birefringent partial layer 30, that is to say the quartz layer 31 also forms a growth-promoting intermediate layer in addition to the function as a compensation layer for the optical path

Von dieser doppelbrechenden Teilschicht 32 ausgehend wird wieder eine Vermessung und eine mateπalabtragende Schichtdickenkorrektur vorgenommen, wie anhand Figur 9 erläutert Es kann dann ferner eine weitere ausgleichende Quarzschicht 33 aufgedampft werden wie ebenfalls in Figur 1 1 angedeutet In dieser Form können komplexe Schichtpakete gebildet werden, bei denen also im Unterschied zu den Ausfuhrungsbeispielen bis Figur 8 die doppelbrechenden Teilschichten in ihrer Schichtdicke gezielt korrigiert oder an ein gewünschtes Profil angepasst werden und die Quarzzwischenschichten zum Ausgleich der dadurch variierenden optischen Weglangen eingesetzt werdenStarting from this birefringent sublayer 32, a measurement and a mateπalabtragende layer thickness correction is again made, as explained with reference to Figure 9 It can then further vaporized a further compensating quartz layer 33 as also indicated in Figure 1 1. In this form complex layer packets can be formed in which Thus, in contrast to the exemplary embodiments to Figure 8, the birefringent sub-layers are selectively corrected in their layer thickness or adapted to a desired profile and the quartz interlayers are used to compensate for the thereby varying optical path lengths

Bei solchen Schichtsystemen mit einer Mehrzahl doppelbrechender Teilschichten können, wie bereits anhand von Beispielen veranschaulicht, unterschiedliche Winkel zwischen den Lagen der optischen Achsen (genauer deren Projektionen auf die O- berflache) verwendet werden Beispielsweise wird auch an Ausfuhrungsformen mit zwei doppelbrechenden Teilschichten mit zueinander um 90° gedrehten Projektionen der optischen Achsen und zwei in der beschriebenen Weise vorgesehenen Aus- gleichsquarzschichten gedacht Zusatzlich kann dabei eine dritte Teilschicht mit einer dritten Ausgleichsschicht unter 45° (oder auch -45°) vorgesehen sein, so dass es bereits sechs Einzelschichten gibt Schließlich wären bei sechs Einzelschichten auch Winkel von jeweils 60° zwischen den Projektionen der optischen Achsen der drei doppelbrechenden Teilschichten denkbar. Darüber hinaus konnte bei einer Ausfύh- rungsform mit acht Einzelschichten und davon vier doppelbrechenden Teilschichten und vier Ausgleichslagen eine Kombination von Winkeln von 0°, 90°, -45° und +45° zwischen den jeweiligen Projektionen der optischen Achsen gegeben sein.In such layer systems with a plurality of birefringent sublayers, as already illustrated by way of examples, different angles between the layers of the optical axes (more precisely their projections onto the surface) can be used. For example, also embodiments with two birefringent sublayers with mutually 90 ° are used ° rotated projections of the optical axes and two compensating quartz layers provided in the manner described above third leveling layer be provided at 45 ° (or even -45 °), so that there are already six individual layers Finally, with six individual layers and angles of 60 ° between the projections of the optical axes of the three birefringent sub-layers conceivable. In addition, in an embodiment with eight individual layers, four of which have birefringent sublayers and four leveling layers, a combination of angles of 0 °, 90 °, -45 ° and + 45 ° could exist between the respective projections of the optical axes.

Im Übrigen umfasst die Erfindung auch Ausführungsformen, bei denen statt beispielsweise acht Einzellagen auf einer Seite des optischen Elements auf beiden Seiten einer Linse, einer planparallelen Platte oder dgl Schichten aufgebracht werden Die Kompensationseffekte können sich dann auch zwischen Schichten auf gegenüberliegenden Seiten des optischen Elements ergebenIncidentally, the invention also encompasses embodiments in which instead of, for example, eight individual layers are applied on one side of the optical element on both sides of a lens, a plane-parallel plate or the like. The compensation effects can then also result between layers on opposite sides of the optical element

Ferner ist es natürlich auch möglich, Ausgleichsschichten wegzulassen oder auf dem Substrat bereits mit Ausgieichsschichten zu beginnen, wenn der Prozess sehr gut beherrscht wird und die auszugleichenden Weglangendifferenzen vorhersagbar sind. Zur Veranschaulichung zeigt Figur 12 ein optisches Element 35, etwa eine planparallele Platte, mit beidseitigen doppelbrechenden Schichten, zwischen denen sich jeweils eine Ausgleichsschicht befindet. Oben findet sich also eine erste doppelbrechende Schicht 36 mit einer Orientierung der Projektionen der optischen Achse von beispielsweise 0°, eine darauf folgende amorphe Quarzausgleichsschicht 37 und eine wiederum darauf folgende doppelbrechende Teilschicht 38 mit im Verhältnis zur Teilschicht 36 um 90° verdrehter Projektion der optischen Achse auf die Oberfläche. Hierbei ist die Ausgleichsschicht so berechnet, dass sie gewissermaßen im Vorgriff die optischen Weglängenmodulationen in Folge der Schicht 38 mit berücksichtigt. Analog ist das Schichtpaket aus den Schichten 40, 41 und 42 auf der anderen Seite des optischen Elements 35 aufgebaut, wobei dort die doppelbrechenden Teilschichten 40 und 42 unter Winkeln von 45° und -45° bzgl. der jeweiligen Projektionen der optischen Achse auf die Oberflache stehen.Furthermore, it is of course also possible to omit compensating layers or to start on the substrate already with Ausgergsschichten when the process is very well controlled and the path length differences to be compensated are predictable. To illustrate, Figure 12 shows an optical element 35, such as a plane-parallel plate, with double-sided birefringent layers, between each of which a compensation layer is located. Above is thus a first birefringent layer 36 with an orientation of the optical axis projections of, for example, 0 °, a subsequent amorphous Quarzausgleichsschicht 37 and in turn subsequent birefringent sub-layer 38 with respect to the sub-layer 36 by 90 ° twisted projection of the optical axis on the surface. In this case, the compensation layer is calculated in such a way that, to a certain extent, it takes into account the optical path length modulations as a result of the layer 38 in anticipation. Similarly, the layer package of the layers 40, 41 and 42 is constructed on the other side of the optical element 35, where there are the birefringent sub-layers 40 and 42 at angles of 45 ° and -45 ° with respect to the respective projections of the optical axis on the surface stand.

Eine weitere erfindungsgemäße Möglichkeit besteht darin, das Substrat selbst als Ausgleichsschicht für optische Weglängenmodulationen auszunutzen, wie Figur 13 schematisch darstellt Dort ist auf einem Substrat 43 eme vorausberechnete Oberflä- chenmodulation vorgenommen worden, die die optischen Weglangendifferenzen darauf folgender doppelbrechender Teilschichten 44 bis 47 berücksichtigt Die Teil- schichten 44 bis 47 entsprechen dabei den Winkeln 0°, 90°, -45° und +45° der jeweiligen Projektionen der optischen AchsenAnother possibility according to the invention is to utilize the substrate itself as a compensation layer for optical path length modulations, as FIG. 13 schematically illustrates. There, on a substrate 43, a predicted surface is obtained. The partial layers 44 to 47 correspond to the angles 0 °, 90 °, -45 ° and + 45 ° of the respective projections of the optical axes

Diese Variante kann naturlich auch kombiniert werden mit amorphen Quarzzwi- schenschichten zwischen den doppelbrechenden Teilschichten, um die erwähnten Wachstumsverbesserungen zu nutzen Dann sind die Zwischenschichten zwischen den Teilschichten zumindest teilweise aquidistant und wird die optische Weglangen- modulation in anderer Weise vorgenommen, insbesondere durch Oberflachenmodu- lation des Substrats Dabei kann schließlich auch auf der einer Beschichtung mit (u a ) doppelbrechenden Teilschichten entgegengesetzten Oberflache eines optischen Elements eine Endkorrektur beispielsweise mit IBF vorgenommen werden, um im Rahmen der Vorausberechnung möglicherweise nicht ganz perfekt kompensierte Restmodulationen der optischen Weglange auszugleichen Of course, this variant can also be combined with amorphous quartz intermediate layers between the birefringent sublayers in order to utilize the growth enhancements mentioned. Then the interlayers between the sublayers are at least partially equidistant and the optical path length modulation is carried out in another way, in particular by surface modulation Finally, a final correction, for example with IBF, can also be carried out on the surface of an optical element opposite to a coating with (inter alia) birefringent sublayers, in order to compensate for possibly not perfectly perfectly compensated residual modulations of the optical path

Claims

Ansprüche claims

1. Optisches Element mit einer im Wesentlichen unter einem schrägen Winkel auf einer Oberfläche des optischen Elements aufgebrachten kristallinen Be- schichtung (5, 6, 10 - 21 , 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47), die Doppelbrechungseigenschaften hat, wobei die Beschichtung mindestens zwei übereinander aufgebrachte Teilschichten (5, 6, 10 - 21 , 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) mit zueinander gewinkelten optischen Achsen (50, 51) aufweist und zumindest eine der optischen Achsen (50, 51) unter einem schrägen Winkel zur Oberflächennormalen steht,An optical element having a crystalline coating (5, 6, 10 - 21, 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) applied substantially at an oblique angle to a surface of the optical element; Has birefringence properties, wherein the coating has at least two superposed sub-layers (5, 6, 10 - 21, 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) with mutually angled optical axes (50, 51) and at least one the optical axes (50, 51) is at an oblique angle to the surface normal,

dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Teilschichten (30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) in ihrer Dicke moduliert ist.characterized in that at least one of the partial layers (30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) is modulated in its thickness.

2. Optisches Element nach Anspruch 1 , bei dem die Teilschichten (5, 6, 10 - 21 ,2. An optical element according to claim 1, wherein the partial layers (5, 6, 10 - 21,

30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) voneinander durch eine Zwischenschicht (8,30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) are separated from one another by an intermediate layer (8,

31 , 37, 41) getrennt sind, die das kristalline Wachstum der oberen auf der unteren Teilschicht (5, 6, 10 - 21 , 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) mit zueinander gewinkelten optischen Achsen (50, 51) der Teilschichten (5, 6, 10 - 21 , 30, 32,31, 37, 41) separating the crystalline growth of the upper ones on the lower part layer (5, 6, 10 - 21, 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) with mutually angled optical axes ( 50, 51) of the partial layers (5, 6, 10 - 21, 30, 32,

36, 38, 40, 42, 44 - 47) erleichtert.36, 38, 40, 42, 44-47).

3. Optisches Element nach Anspruch 2, bei dem die Zwischenschicht (8, 31 , 37, 41) das kristalline Wachstum der oberen auf der unteren Teilschicht (5, 6, 10 - 21 , 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) entkoppelt.3. The optical element according to claim 2, wherein the intermediate layer (8, 31, 37, 41) controls the crystalline growth of the upper ones on the lower part layer (5, 6, 10 - 21, 30, 32, 36, 38, 40, 42 , 44-47) decoupled.

4. Optisches Element nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die Zwischenschicht (31 ,4. An optical element according to claim 2 or 3, wherein the intermediate layer (31,

37, 41) optisch isotrop ist und in ihrer Schichtdicke moduliert ist, um durch eine der Schichtdickenmodulation entsprechende optische Weglängenmodulation der optisch isotropen Schicht (31 , 37, 41) eine optische Weglängenmodulation der doppelbrechenden Beschichtung (30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) zu kompensieren.37, 41) is optically isotropic and is modulated in its layer thickness, in order to achieve optical path length modulation of the birefringent coating (30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47).

5. Optisches Element nach einem der Ansprüche 2 - 4, bei dem die Zwischenschicht (8, 31 , 37, 41) amorph ist. 5. An optical element according to any one of claims 2-4, wherein the intermediate layer (8, 31, 37, 41) is amorphous.

6. Optisches Element nach Anspruch 5, bei dem die Zwischenschicht (8, 31 , 37, 41) aus Quarz besteht.6. An optical element according to claim 5, wherein the intermediate layer (8, 31, 37, 41) consists of quartz.

7. Optisches Element nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem Säulenstrukturen der Teilschichten (5, 6, 10 - 21 , 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) jeweils eine ausgezeichnete Säulenrichtung definieren, die der zur Oberflä- chennormalen schrägen optischen Achse (50, 51) entspricht.7. An optical element according to any one of the preceding claims, wherein the pillar structures of the sublayers (5, 6, 10-21, 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44-47) each define an excellent pillar direction corresponding to the surface - Chennormalen oblique optical axis (50, 51) corresponds.

8. Optisches Element nach Anspruch 7, bei dem Säulen der Säulenstrukturen der Teilschichten (5, 6, 10 - 21 , 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) bezogen auf die jeweils ausgezeichnete Säulenrichtung einen von dieser abweichenden Winkel von bis zu 20° aufweisen.8. An optical element according to claim 7, wherein the columns of the columnar structures of the sub-layers (5, 6, 10 - 21, 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) based on the respective excellent column direction one different from this Have angles of up to 20 °.

9. Optisches Element nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Projektionen der optischen Achsen der Teilschichten (5, 6, 10 - 13, 18 - 21) auf die Oberfläche unter etwa 180° zueinander stehen.9. An optical element according to any one of the preceding claims, wherein the projections of the optical axes of the sub-layers (5, 6, 10 - 13, 18 - 21) are on the surface at about 180 ° to each other.

10. Optisches Element nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die optischen Achsen der Teilschichten (5, 6, 10 - 21 , 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) einen Winkel zwischen 30° und 150° zueinander bilden, bevorzugt zwischen 60° und 120°, besonders bevorzugt zwischen 75° und 105°.10. Optical element according to one of the preceding claims, wherein the optical axes of the sub-layers (5, 6, 10 - 21, 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) an angle between 30 ° and 150 ° form to each other, preferably between 60 ° and 120 °, more preferably between 75 ° and 105 °.

11. Optisches Element nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die optischen Achsen (50, 51) der Teilschichten (5, 6, 10 - 21 , 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) einen Winkel von 15° bis 75° mit der Oberflächennormalen bilden.11. The optical element according to one of the preceding claims, wherein the optical axes (50, 51) of the partial layers (5, 6, 10 - 21, 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) at an angle of 15 ° to 75 ° with the surface normals.

12. Optisches Element nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Teilschichten aus MgF₂ oder LaF₃ gebildet sind.12. Optical element according to one of the preceding claims, wherein the partial layers of MgF ₂ or LaF _{3 are} formed.

13. Optisches Element mit einer im Wesentlichen unter einem schrägen Winkel auf einer Oberfläche des optischen Elements aufgebrachten kristallinen Be- schichtung (5, 6, 10 - 21 , 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47), die Doppelbre- chungseigenschaften hat und bei der eine optische Achse (50, 51) unter einem schrägen Winkel zur Oberflächennormalen steht,13. An optical element having a substantially at an oblique angle on a surface of the optical element applied crystalline coating (5, 6, 10 - 21, 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47), the Doppelbre- has an optical axis (50, 51) at an oblique angle to the surface normal,

dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (10 - 21 ) mindestens drei, insbesondere vier, übereinander aufgebrachte Teilschichten (10 - 21) aufweist, die teilweise positive und teilweise negative doppelbrechende Eigenschaften haben.characterized in that the coating (10-21) has at least three, in particular four, superimposed partial layers (10-21) which have partially positive and partially negative birefringent properties.

14. Optisches Element nach Anspruch 13 mit vier Teilschichten (10 - 13), bei denen die Projektionen der optischen Achsen (50, 51) auf die Oberfläche paarweise unter 180° zueinander stehen, paarweise betragsidentische Winkel der optischen Achsen (50, 51) zur Oberflächennormalen auftreten, und die paarweise positive und paarweise negative doppelbrechende Eigenschaften haben.14. Optical element according to claim 13 with four partial layers (10-13), in which the projections of the optical axes (50, 51) on the surface in pairs at 180 ° to each other, in pairs amount identical angle of the optical axes (50, 51) Surface normal occur, and have the pairwise positive and pairwise negative birefringent properties.

15. Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 - 12 mit vier Teilschichten (14 - 17), bei denen die Projektionen der optischen Achsen (50, 51) auf die Oberfläche paarweise unter 180° zueinander stehen und wiederum paarweise unter 90° zueinander stehen, paarweise betragsidentische Winkel der optischen Achsen zur Oberflächennormalen auftreten, und alle vorzeichengleiche doppelbrechende Eigenschaften haben.15. Optical element according to one of claims 1 - 12 with four partial layers (14-17), in which the projections of the optical axes (50, 51) on the surface in pairs at 180 ° to each other and in turn are in pairs at 90 ° to each other, Pairwise identical angles of the optical axes to surface normals occur, and all have sign-like birefringent properties.

16. Optisches Element nach einem der vorstehenden Ansprüche mit vier Teilschichten (18 - 21), bei denen die Projektionen der optischen Achsen (50, 51 ) auf die Oberfläche paarweise unter etwa 180° zueinander stehen, wobei die Teilschichten (18 - 21) paarweise gleiche und paarweise verschiedene Brechungsindizes aufweisen.16. Optical element according to one of the preceding claims with four partial layers (18 - 21), in which the projections of the optical axes (50, 51) on the surface in pairs at about 180 ° to each other, wherein the partial layers (18 - 21) in pairs have the same and in pairs different refractive indices.

17. Optisches Element nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Beschichtung auf einer planen Oberfläche aufgebracht ist.17. Optical element according to one of the preceding claims, wherein the coating is applied to a flat surface.

18. Optisches Element nach einem der vorstehenden Ansprüche, das für eine Wellenlänge von 193 nm, 248 nm oder 157 nm als λ/4- oder λ/2-Platte ausgebildet ist. 18. Optical element according to one of the preceding claims, which is designed for a wavelength of 193 nm, 248 nm or 157 nm as a λ / 4 or λ / 2 plate.

19. Mikrolithographieobjektiv mit einem optischen Element nach einem der vorstehenden Ansprüche.19. A microlithography lens with an optical element according to any one of the preceding claims.

20. Projektionsbelichtungsanlage für Mikrolithographie mit einem Mikrolithographieobjektiv nach Anspruch 19, wobei das optische Element die dem zu belichtenden Substrat zugewandte letzte Linse bildet.20. Microlithography projection exposure apparatus with a microlithography objective according to claim 19, wherein the optical element forms the last lens facing the substrate to be exposed.

21. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 20, wobei im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage zwischen dem optischen Element und dem Substrat eine Immersionsflüssigkeit vorgesehen ist.21. A projection exposure apparatus according to claim 20, wherein an immersion liquid is provided between the optical element and the substrate during operation of the projection exposure apparatus.

22. Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements nach einem der vorstehenden Ansprüche mit dem Schritt:22. A method for producing an optical element according to any one of the preceding claims with the step:

Aufbringen einer kristallinen Beschichtung (5, 6, 10 - 21 , 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) im Wesentlichen unter einem schrägen Winkel auf einer Oberfläche des optischen Elements, wobei die Beschichtung (5, 6, 10 - 21 , 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) Doppelbrechungseigenschaften hat und die Beschichtung (5, 6, 10 - 21 , 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) mindestens zwei übereinander aufgebrachte Teilschichten (5, 6, 10 - 21 , 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) mit zueinander gewinkelten optischen Achsen (50, 51) aufweist und zumindest eine der optischen Achsen (50, 51) unter einem schrägen Winkel zur Oberflächennormalen steht,Depositing a crystalline coating (5, 6, 10 - 21, 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) substantially at an oblique angle on a surface of the optical element, wherein the coating (5, 6, 10-21, 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44-47) has birefringence properties and the coating (5, 6, 10-21, 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44-47) at least two sub-layers (5, 6, 10 - 21, 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) applied to one another with mutually angled optical axes (50, 51) and at least one of the optical axes (50, 51) is at an oblique angle to the surface normal,

gekennzeichnet durch den Schritt:characterized by the step:

Versehen zumindest einer der Teilschichten (30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) mit einer Dickenmodulation.Providing at least one of the sublayers (30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) with a thickness modulation.

23. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Beschichtung aus der Gasphase aufgebracht wird.23. The method of claim 22, wherein the coating is applied from the gas phase.

24. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem die Beschichtung unter einem schrägen Winkel zur Oberflächennormalen aufgedampft wird. 24. The method of claim 23, wherein the coating is vapor deposited at an oblique angle to the surface normal.

Verfahren nach Anspruch 24, bei dem die optische Achse (50, 51) jeweils im Wesentlichen parallel zur Aufdampfrichtung liegt The method of claim 24, wherein the optical axis (50, 51) is in each case substantially parallel to the vapor deposition direction

Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements nach einem der Ansprüche 22 - 25, bei dem nach dem Aufbringen einer der Teilschichten (30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) deren Dickenmodulation durch ein mateπalabtragendes Verfahren eingestellt wirdMethod for producing an optical element according to one of Claims 22 to 25, in which, after the application of one of the partial layers (30, 32, 36, 38, 40, 42, 44-47), its thickness modulation is adjusted by a material-removing method

Verfahren nach Anspruch 26, bei dem die Starke der Beschichtung (30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) mit IBF vorzugsweise verweilzeitgesteuert, eingestellt wirdA method according to claim 26, wherein the thickness of the coating (30, 32, 36, 38, 40, 42, 44-47) is preferably set to residence time with IBF

Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, bei dem die Beschichtung ( 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) vor dem mateπalabtragenden Einstellung durch Licht- durchtπtt durch die Beschichtung (30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47) optisch vermessen wirdMethod according to Claim 26 or 27, in which the coating (30, 32, 36, 38, 40, 42, 44-47) is penetrated through the coating (30, 32, 36, 38, 40, 14) before the material-removing setting. 42, 44 - 47) is measured optically

Verfahren nach einem der Ansprüche 26 - 28, bei dem das optische Element azimutal markiert wirdA method according to any of claims 26-28, wherein the optical element is azimuthally marked

Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements, bei dem auf einer Oberflache des optischen Elements im Wesentlichen unter einem schrägen Winkel eine kristalline Beschichtung (30, 32, 36 - 38, 40, 42, 44 - 47) aufgebracht wird, die Doppelbrechungseigenschaften hat und bei der eine optische Achse (50, 51 ) unter einem schrägen Winkel zur Oberflachennormalen steht,A method for producing an optical element, wherein a crystalline coating (30, 32, 36 - 38, 40, 42, 44 - 47) having birefringence properties is applied to a surface of the optical element substantially at an oblique angle, and wherein an optical axis (50, 51) is at an oblique angle to the surface normal,

dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (30, 32, 36 - 38, 40, 42, 44 - 47) mindestens zwei übereinander aufgebrachte Teilschichten (30, 32, 36, 38,characterized in that the coating (30, 32, 36-38, 40, 42, 44-47) comprises at least two sub-layers (30, 32, 36, 38,

40, 42, 44 - 47) aufweist und bei dem eine optisch isotrope Schicht (31 , 33, 37,40, 42, 44-47) and in which an optically isotropic layer (31, 33, 37,

41 , 43) des optischen Elements bzgl ihrer Schichtdicke mit einer Modulation versehen wird, um durch eine der Schichtdickenmodulation entsprechende optische Weglangenmodulation der optisch isotropen Schicht (31 , 33, 37, 41 , 43) eine optische Weglängenmodulation der doppelbrechenden Beschichtung (30, 32, 36 - 38, 40, 42, 44 - 47) zu kompensieren.41, 43) of the optical element is provided with respect to its layer thickness with a modulation in order, by an optical path length modulation of the optically isotropic layer (31, 33, 37, 41, 43) corresponding to the layer thickness modulation compensating for optical path length modulation of the birefringent coating (30, 32, 36-38, 40, 42, 44-47).

31 . Verfahren nach Anspruch 30, bei dem die optisch isotrope Schicht (31 , 33, 37, 41 , 43) eine Quarzschicht ist.31. The method of claim 30, wherein the optically isotropic layer (31, 33, 37, 41, 43) is a quartz layer.

32. Verfahren nach Anspruch 30 oder 31 zur Herstellung eines optischen Elements nach Anspruch 5, bei dem die optisch isotrope Schicht (31 , 33, 37, 41 ) die Zwischenschicht zwischen den Teilschichten ist.32. The method of claim 30 or 31 for producing an optical element according to claim 5, wherein the optically isotropic layer (31, 33, 37, 41) is the intermediate layer between the sub-layers.

33. Verfahren nach einem der Ansprüche 30 - 32, bei der die Schichtdickenmodulation der optisch isotropen Schicht (43) durch eine Oberflächenbearbeitung des Substrats (43) erfolgt.33. The method according to any one of claims 30 - 32, wherein the layer thickness modulation of the optically isotropic layer (43) by a surface treatment of the substrate (43).

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 30 - 33, bei dem die Schichtdickenmodulation der optisch isotropen Schicht (31 , 33, 37, 41 , 43) durch ein material- abtragendes Verfahren erfolgt.34. The method according to any one of claims 30 - 33, wherein the layer thickness modulation of the optically isotropic layer (31, 33, 37, 41, 43) by a material-removing process takes place.

35. Verfahren nach Anspruch 34, bei dem die Schichtdickenmodulation mit IBF, vorzugsweise verweilzeitgesteuert, eingestellt wird.35. The method of claim 34, wherein the layer thickness modulation is adjusted with IBF, preferably residence time-controlled.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 30 - 35, bei dem zunächst eine doppelbrechende Beschichtung (30, 32, 36, 40) gemäß Anspruch 26 eingestellt wird, dann die durch den Materialabtrag modulierte Oberfläche mit der optisch i- sotropen Schicht (31 , 33, 37, 41) aufgefüllt wird, dann die Schichtdicke der optisch isotropen Schicht (31 , 33, 37, 41) moduliert wird und dann gemäß Anspruch 1 eine weitere doppelbrechende Teilschicht (32, 38, 42) aufgebracht wird.36. The method according to any one of claims 30 - 35, wherein first a birefringent coating (30, 32, 36, 40) is adjusted according to claim 26, then the modulated by the material removal surface with the optically i-sotropic layer (31, 33 , 37, 41), then the layer thickness of the optically isotropic layer (31, 33, 37, 41) is modulated and then according to claim 1, a further birefringent sub-layer (32, 38, 42) is applied.

37. Optisches Element, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 23 - 36 mit einer im Wesentlichen unter einem schrägen Winkel auf einer Oberfläche des optischen Elements aufgebrachten kristallinen Beschichtung (5, 6, 10 - 21 , 30, 32, 36, 38, 40, 42, 44 - 47), die Doppelbrechungseigen- schaften hat und bei der eine optische Achse (50, 51) unter einem schrägen Winkel zur Oberflächennormalen steht.37. An optical element produced by a method according to claim 23, wherein the crystalline coating (5, 6, 10-21, 30, 32, 36, 38) has a substantially oblique angle on a surface of the optical element. 40, 42, 44-47), the birefringence eigen- and in which an optical axis (50, 51) is at an oblique angle to the surface normal.

38. Mikrolithographieobjektiv mit einem nach dem Verfahren gemäß Anspruch 37 hergestellten optischen Element.38. microlithography objective with an optical element produced by the method according to claim 37.

39. Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem Mikrolithographieobjektiv nach Anspruch 34, wobei das optische Element die dem zu beschichtenden Substrat zugewandte letzte Linse bildet.39. Microlithography projection exposure apparatus with a microlithography objective according to claim 34, wherein the optical element forms the last lens facing the substrate to be coated.

40. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 39, wobei im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage zwischen dem optischen Element und dem Substrat eine Immersionsflüssigkeit vorgesehen ist.40. The projection exposure apparatus according to claim 39, wherein an immersion liquid is provided between the optical element and the substrate during operation of the projection exposure apparatus.

41. Verwendung eines optischen Elements nach einem der Ansprüche 1 - 8 und 37 zur Korrektur einer Polarisationsverteilung.41. Use of an optical element according to any one of claims 1-8 and 37 for correcting a polarization distribution.

42. Verwendung eines Mikrolithographieobjektivs nach Anspruch 19 oder 38 als Immersionslithographieobjektiv. 42. Use of a microlithography lens according to claim 19 or 38 as immersion lithography objective.