DE602005003665T2

DE602005003665T2 - Katadioptrisches projektionsobjektiv mit zwischenbildern

Info

Publication number: DE602005003665T2
Application number: DE602005003665T
Authority: DE
Inventors: Aurelian Dodoc; Wilhelm Ulrich; Alexander Epple
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2004-05-17
Filing date: 2005-05-13
Publication date: 2008-11-20
Anticipated expiration: 2025-05-14
Also published as: US9726979B2; KR20130043238A; KR101391470B1; KR20140138350A; US20140078483A1; JP5769356B2; WO2005111689A3; US20120162625A1; KR20150100941A; JP2018194868A; WO2005111689A2; KR20170028451A; KR20140043485A; JP2014044445A; CN100483174C; US20150205084A1; EP1751601A2; DE602005003665D1; US9134618B2; US20140111786A1

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Erfindungsgebiet
Die Erfindung betrifft ein katadioptrisches Projektionsobjektiv zum Abbilden eines Musters, das auf der Objektebene des Projektionsobjektivs angeordnet ist, auf die Bildebene des Projektionsobjektivs.
Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Projektionsobjektive wie diese werden in Mikrolithographieprojektionsbelichtungssystemen für die Herstellung von Halbleiterkomponenten und anderen feinstrukturierten Komponenten verwendet. Sie werden verwendet, um Muster von Photomasken oder Retikeln, auf die in dem folgenden Text in allgemeiner Form als Masken oder Retikel Bezug genommen wird, mit sehr hoher Auflösung und auf einer reduzierten Skala auf ein Objekt zu projizieren, das mit einer lichtempfindlichen Schicht beschichtet ist.
Um immer feinere Strukturen herzustellen, ist es in diesem Fall erforderlich, einerseits die bildseitige numerische Apertur (NA) des Projektionsobjektivs zu vergrößern und andererseits immer kürzere Wellenlängen zu verwenden, bevorzugt ultraviolettes Licht bei Wellenlängen von unter etwa 260 nm, beispielsweise 248 nm, 193 nm oder 157 nm.
In der Vergangenheit sind für die optische Lithographie vorwiegend rein brechende Projektionsobjektive verwendet worden. Diese zeichnen sich durch ein mechanisches recht einfaches zentriertes Design aus, das nur eine nicht gefaltete optische Achse aufweist. Zudem ist es möglich, Objektfelder zu verwenden, die bezüglich der Objektachse zentriert sind, die das zu korrigierende Lichttransmissionsniveau minimieren und die Justierung des Objektivs vereinfachen.
Die Form des brechenden Designs ist jedoch in erster Linie durch zwei elementare Abbildungsfehler gekennzeichnet: die chromatische Korrektion und die Korrektion für die Petzval-Summe (Bildfeldkrümmung).
Katadioptrische Designs, die mindestens einen katadioptrischen Objektivteil und einen Hohlspiegel oder einen konkaven Spiegel aufweisen, werden verwendet, um die Korrektur für die Petzval-Bedingung zu vereinfachen und eine Fähigkeit zur chromatischen Korrektur bereitzustellen. In diesem Fall wird die Petzval-Korrektur durch die Krümmung des konkaven Spiegels und negative Linsen in seiner Nähe erzielt, während die chromatische Korrektur durch die Brechkraft der negativen Linsen vor dem konkaven Spiegel (für CHL) sowie die Blendenposition bezüglich des konkaven Spiegels (CHV) erreicht wird.
Ein Nachteil von katadioptrischen Designs mit Strahlteilung besteht jedoch darin, daß entweder mit außeraxialen Objektfeldern gearbeitet werden muß, das heißt mit einem vergrößerten Lichtleitwert (in Systemen, die geometrische Strahlteilung verwenden) oder mit physischen Strahlteilerelementen, die im allgemeinen Polarisationsprobleme hervorrufen. Der Ausdruck "Lichtleitwert", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die optische Lagrange-Invariante oder Etendue, die hier als das Produkt aus dem Bildfelddurchmesser und der bildseitigen numerischen Apertur definiert ist.
Im Fall von außeraxialen katadioptrischen Systemen, das heißt in dem Fall von Systemen mit geometrischer Strahlteilung, können die Anforderungen an das optische Design wie folgt formuliert werden: (1) Reduzieren des Lichttransmissionsniveaus im maximalen Umfang, (2) Auslegen der Geometrie der Faltungen (Strahlablenkungen) derart, daß zu diesem Zweck eine Befestigungstechnologie entwickelt werden kann, und (3) Bereit stellen einer effektiven Korrektur, insbesondere der Fähigkeit, die Petzval-Summe und die chromatischen Aberrationen gemeinsam in der katadioptrischen Spiegelgruppe zu korrigieren.
Um den geometrischen Lichtleitwert (Etendue) niedrig zu halten, sollte das Falten des Designs prinzipiell in dem Gebiet mit einem niedrigen NA-Wert stattfinden, das heißt beispielsweise nahe beim Objekt oder in der Nähe eines reellen Zwischenbildes.
Mit zunehmender numerischer Apertur nimmt jedoch auch die objektseitige numerische Apertur zu und somit der Abstand zwischen dem ersten Faltspiegel und dem Retikel, so daß das Lichttransmissionsniveau ansteigt. Zudem nehmen der Durchmesser des Hohlspiegels und die Größe des Faltspiegels zu. Dies kann zu Raumproblemen bei der physischen Installation führen.
Diese können überwunden werden, indem zuerst das Retikel mit Hilfe eines ersten Übertragungssystems auf ein Zwischenbild abgebildet wird und das erste Falten in dem Bereich des Zwischenbildes durchgeführt wird. Ein katadioptrisches System wie etwa dieses ist aus EP 1 191 378 A1 bekannt. Dies hat ein brechendes Übertragungssystem, gefolgt von einem katadioptrischen Objektivteil mit einem konkaven Spiegel. Das Licht fällt von der Objektebene auf einen Faltspiegel (Ablenkspiegel), der sich in der Nähe des ersten Zwischenbildes befindet, von dort auf den konkaven Spiegel und von dort auf einen brechenden Objektteil, wobei ein zweites reelles Zwischenbild in der Nähe eines zweiten Ablenkspiegels erzeugt wird, und der brechende Objektteil bildet das zweite Zwischenbild auf die Bildebene (den Wafer) ab. Verknüpfte Systeme mit, in dieser Reihenfolge, einem brechenden (R – refractive), einem katadioptrischen (C – catadioptric) und einem brechenden (R) Abbildungsteilsystem werden nachfolgend als Systeme vom "R-C-R"-Typ bezeichnet.
Einige Systeme vom R-C-R-Typ mit einer ähnlichen Faltgeometrie sind aus WO 2004/019128 A und WO 03/036361 A1 bekannt. Aus der Patentanmeldung US 2004/0233405 A1 sind Projektionsobjektive vom R-C-R-Typ mit unterschiedlichen Faltgeometrien einschließlich Objektiven bekannt, wo der erste Faltspiegel optisch hinter dem konkaven Spiegel angeordnet ist, um von dem konkaven Spiegel kommende Strahlen zu der Bildebene abzulenken.
Andere katadioptrische Systeme mit zwei reellen Zwischenbildern sind aus JP 2002-372668 und US-Patent 5,636,066 bekannt. WO 02/082159 A1 und WO 01/04682 offenbaren andere katadioptrische Systeme mit mehr als einem Zwischenbild.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines katadioptrischen Projektionsobjektivs, das die Erzielung sehr hoher Auflösungen gestattet, mit einem kompakten Design mit optimierten Abmessungen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Korrektur der Petzval-Summe und der chromatischen Aberrationen mit guten Herstellungsbedingungen zu gestatten.
Als eine Lösung für diese und weitere Aufgaben stellt die vorliegende Erfindung gemäß einer Formulierung folgendes bereit: ein katadioptrisches Projektionsobjektiv zum Abbilden eines Musters, das auf der Objektebene des Projektionsobjektivs angeordnet ist, auf die Bildebene des Projektionsobjektivs, aufweisend: einen ersten Objektivteil zum Abbilden eines Objektfeldes zum Ausbilden eines ersten reellen Zwischenbildes; einen zweiten Objektivteil zum Erzeugen eines zweiten reellen Zwischenbildes unter Verwendung der von dem ersten Objektivteil kommenden Strahlung; und einen dritten Objektivteil zum Abbilden des zweiten reellen Zwischenbildes auf die Bildebene; wobei der zweite Objektivteil ein katadioptrischer Objektivteil mit einem konkaven Spiegel ist; und ein erster Faltspiegel zum Ablenken der von der Objektebene kommenden Strahlung in der Richtung des konkaven Spiegels und ein zweiter Faltspiegel zum Ablenken der von dem konkaven Spiegel kommenden Strahlung in der Richtung der Bildebene vorgesehen sind; und eine Feldlinse ist mit positiver Brechkraft zwischen dem ersten Zwischenbild und dem konkaven Spiegel in einem Gebiet in der Nähe des Feldes des ersten Zwischenbildes angeordnet.
Bevorzugt ist die Feldlinse mit einer positiven Brechkraft geometrisch zwischen dem ersten Faltspiegel und dem konkaven Spiegel in einem Gebiet nahe dem Feld des ersten Zwischenbildes angeordnet. Diese Position liegt optisch zwischen dem ersten Zwischenbild und dem konkaven Spiegel, wenn das erste Zwischenbild optisch stromaufwärts erzeugt wird, das heißt vor der Feldlinse in Lichtausbreitungsrichtung. Das erste Zwischenbild kann auch optisch stromabwärts positioniert sein, das heißt hinter der Feldlinse, oder kann sich teilweise in die Feldlinse erstrecken.
Die Erhöhung der numerischen Apertur, die erforderlich ist, um sehr hohe Auflösungen zu erzielen, führt häufig bei herkömmlichen Systemen zu einer größeren Zunahme beim Durchmesser der optischen Komponenten, die sich im Bereich bevorzugter Blendenpositionen befinden. Die Erfindung wirkt diesem Effekt entgegen.
Der Ausdruck "Feldlinse" beschreibt eine individuelle Linse oder eine Linsengruppe mit mindestens zwei individuellen Linsen. Der Ausdruck berücksichtigt die Tatsache, daß die Funktion einer Linse fundamental auch von zwei oder mehr Linsen (Aufteilung von Linsen) durchgeführt werden kann. Die Brechkraft dieser Feldlinse ist nahe am Feld angeordnet, das heißt in der optischen Nähe einer Feldebene. Dieser Bereich nahe dem Feld für eine Feldebene zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß die Höhe des Hauptstrahls des Bildes im Vergleich des Randstrahles groß ist. In diesem Fall ist die Höhe des Randstrahles die Strahlhöhe eines Randstrahles, der vom innersten Punkt des Objektfeldes, der der optischen Achse am nächsten liegt, zu einem Rand einer Aperturblende führt, während der Hauptstrahl von dem äußersten Feldpunkt des Objektfeldes parallel zu oder unter einem spitzen Winkel zu der optischen Achse führt und die optische Achse in dem Bereich der Systemblende schneidet, das heißt an einem Blendenort, der sich für das Einsetzen einer Aperturblende eignet. Das Verhältnis zwischen der Höhe des Randstrahles und der Höhe des Hauptstrahles ist somit weniger als Eins in dem Bereich nahe dem Feld.
Der Ausdruck "Zwischenbild" beschreibt den Bereich zwischen einem paraxialen Zwischenbild und einem Randstrahl-Zwischenbild. Je nach dem Korrekturzustand des Zwischenbildes kann sich dieser Bereich über einen gewissen axialen Bereich erstrecken, wobei sich dann beispielsweise das paraxiale Zwischenbild in dem Lichtweg je nach der sphärischen Aberration (Unterkorrektur oder Überkorrektur) vor oder hinter dem Randstrahlzwischenbild befinden kann. Das paraxiale Zwischenbild und das Randstrahlzwischenbild können auch im wesentlichen zusammenfallen. Für die Zwecke dieser Anmeldung befindet sich ein optisches Element A, beispielsweise eine Feldlinse, "zwischen" einem Zwischenbild und einem anderen optischen Element B, wenn sich zumindest ein Abschnitt des optischen Elements A zwischen dem (im allgemeinen axial erstreckenden) Zwischenbild und dem optischen Element B befindet. Das Zwischenbild kann sich somit auch teilweise über eine optische Oberfläche hinaus erstrecken, was beispielsweise für Korrekturzwecke vorteilhaft sein kann. Das Zwischenbild befindet sich häufig vollständig außerhalb optischer Elemente. Da die Strahlungsenergiedichte in dem Zwischenbildbereich besonders hoch ist, kann dies beispielsweise bezüglich der Strahlenbelastung auf den optischen Elementen vorteilhaft sein.
Positive Brechkraft in dem divergenten Strahlengang zwischen einem vorgelagerten Zwischenbild und dem konkaven Spiegel trägt zu der Fähigkeit bei, daß die nachgelagerten Linsen in dem Strahlengang und der konkave Spiegel kleine Durchmesser aufweisen. Dies gilt insbesondere für die mindestens eine negative Linse, die bei bevorzugten Ausführungsformen in der unmittelbaren Nähe vor dem konkaven Spiegel vorgesehen ist und die in Verbindung mit dem konkaven Spiegel einen Hauptbeitrag zu der Korrektur der chromatischen Längsaberration CHL bildet. Wenn die chromatische Längsaberration auf irgendeine andere Weise korrigiert wird, besteht keine Notwendigkeit für diese negative Linse.
Das Einsetzen einer positiven Brechkraft zwischen einer Feldebene vor dem konkaven Spiegel und dem konkaven Spiegel führt von sich aus zu einem Beitrag zu der Bildfeldkrümmung, die proportional zur Stärke der positiven Brechkraft ist. Um diesen Effekt zumindest teilweise zu kompensieren, sollte der konkave Spiegel eine größere Krümmung als bei Abwesenheit der positiven Brechkraft aufweisen. Um andererseits die Aberrationen, die durch die Reflexion auf dem konkaven Spiegel eingeführt werden, so klein wie möglich zu halten, ist es vorteilhaft, wenn die Strahlung, die auf den konkaven Spiegel auftrifft, im wesentlichen im rechten Winkel auftrifft. Wenn positive Brechkraft hinter dem Zwischenbild eingesetzt wird, führt dies zu einer Vergrößerung der negativen Brechkraft direkt vor dem konkaven Spiegel, um einen größtenteils senkrechten Strahlungseinfall aufgrund des Streueffekts sicherzustellen. Diese Vergrößerung der negativen Brechkraft vor dem konkaven Spiegel kann die Reduktion bei der CHL-Korrektur zumindest teilweise kompensieren durch Reduzieren der Größe des Linsendurchmessers in diesem Bereich, so daß eine gute CHL-Korrelation selbst bei einem relativ kleinen Spiegeldurchmesser sichergestellt ist.
Bei bevorzugten Ausführungsformen befindet sich das erste Zwischenbild in der Nähe eines Faltspiegels, was es ermöglicht, die Etendue des Systems klein zu halten. Die Feldlinse kann im allgemeinen sehr nahe an dem Zwischenbild eingesetzt werden, ohne durch den Faltspiegel beeinträchtigt zu werden, wodurch eine effektive Korrektur von Abbildungsfehlern gestattet wird. Insbesondere können die Objektivteile geeignet ausgelegt sein, um sicherzustellen, daß mindestens das Zwischenbild, das nahe bei der Feldlinse liegt, schweren Aberrationen unterworfen ist. Dies gestattet eine besonders effektive Korrektur von Abbildungsfehlern. Die Effektivität der Korrektur kann unterstützt werden, indem zumindest diejenige Linsenoberfläche der Feldlinse, die dem Zwischenbild zugewandt ist, als eine asphärische Oberfläche ausgelegt wird.
Bei einer Ausführungsform ist die Feldlinse geometrisch zwischen dem konkaven Spiegel und mindestens einem Faltspiegel in einem Gebiet, das der Strahl zweimal durchläuft, derart angeordnet, daß ein erster Linsenbereich der Feldlinse in dem Strahlengang zwischen der Objektebene und dem konkaven Spiegel angeordnet ist und ein zweiter Linsenbereich der Feldlinse in dem Strahlengang zwischen dem konkaven Spiegel und der Bildebene angeordnet ist.
Die Feldlinse kann derart angeordnet sein, daß sie nicht nur in der optischen Nähe einer Zwischenbildebene angeordnet ist, die sich in dem Strahlengang vor dem konkaven Spiegel befindet, sondern auch in der optischen Nähe einer Zwischenbildebene, die sich in dem Strahlengang hinter dem konkaven Spiegel befindet. Dies führt zu einer Anordnung nahe bei dem Feld bezüglich zweier aufeinanderfolgender Feldebenen, so daß ein kräftiger Korrektureffekt an zwei Punkten in dem Strahlengang erzielt werden kann.
Mindestens eine Mehrbereichslinse kann in einem Gebiet des Projektionsobjektivs angeordnet sein, das der Strahl zweimal durchläuft, und weist einen ersten Linsenbereich, den der Strahl in einer ersten Richtung durchläuft, und einen zweiten Linsenbereich, den der Strahl in einer zweiten Richtung durchläuft, wobei der erste Linsenbereich und der zweite Linsenbereich einander nicht überlappen, zumindest auf einer Seite der Linse, auf. Diese Mehrbereichslinse kann als eine Feldlinse verwendet werden. Wenn sich die Bodenflächen der Strahlengänge auf mindestens einer der beiden Linsenflächen nicht überlappen, gestattet eine Mehrbereichslinse wie diese, daß zwei Linsen, die unabhängig voneinander wirken, geometrisch zu einem gemeinsamen Punkt bewegt werden. Es ist auch möglich, zwei Linsen, die unabhängig voneinander als eine Linse wirken, spezifisch als eine integrale Mehrbereichslinse, aus einem einzelnen Linsenrohling physisch herzustellen. Eine Mehrbereichslinse wie etwa diese kann deutlich von einer herkömmlichen Linse unterschieden werden, durch die der Strahl zweimal läuft, da im Fall einer Mehrbereichslinse dieses Typs ihr optischer Effekt auf die Strahlen, die sie unabhängig voneinander durchlaufen, durch eine geeignete unabhängige Formgebung der brechenden Oberflächen der Linsenbereiche unabhängig voneinander beeinflußt werden kann. Alternativ kann auch eine Linsenanordnung mit einer oder zwei Halblinsen oder Linsenelementen an dem Ort einer integralen Mehrbereichslinse angeordnet sein, um die Strahlen, wenn sie einander passieren, unabhängig voneinander zu beeinflussen.
Projektionsobjektive mit geometrischer Strahlteilung, einem Zwischenbild und einer Mehrbereichslinse sind beispielsweise in WO 03/052462 A1 von dem gleichen Anmelder offenbart worden.
Das Projektionsobjektiv weist bevorzugt eine bildseitige numerische Apertur NA > 0,85 und einen bildseitigen Arbeitsabstand von A ≤ 10 mm auf. Projektionsobjektive wie diese können gegebenenfalls für die Immersionslithographie mit NA > 1 verwendet werden. Der bildseitige Arbeitsabstand oder der Arbeitsabstand in dem Bildbereich ist der (kürzeste) axiale Abstand zwischen der Austrittsoberfläche des Objektivs und der Bildebene. Dieser Arbeitsabstand in dem Bildbereich, der bei Einsatz in trockenen Systemen mit einem Gas gefüllt ist, ist beim Einsatz in Immersionssystemen mit einem Immersionsmedium gefüllt, wobei das Immersionsmedium einen Brechungsindex aufweist, der im Vergleich zu dem von Gas relativ hoch ist.
Es ist im allgemeinen vorteilhaft, wenn der bildseitige Arbeitsabstand nicht unter einen Mindestwert abfällt. In diesem Fall ist anzumerken, daß Kratzer, Schmutz und Inhomogenitäten auf oder in dem letzten optischen Element zu einer Störung des Bildes führen können, wenn der Arbeitsabstand zu kurz ist. Ein finiter Arbeitsabstand von beispielsweise 1 mm oder mehr kann im Gegensatz zu relativ großen Teilaperturen (Bodenflächen eines spezifischen Feldpunktes) mit den hohen bildseitigen numerischen Aperturen führen, so daß es zu einem Mittelungseffekt kommen kann und eine etwaige Bildstörung reduziert oder unterdrückt wird.
Für die Definition des Arbeitsabstands in dem Bildbereich in Immersionssystemen müssen bestimmte Kriterien berücksichtigt werden. Einerseits führt ein langer Arbeitsabstand wegen der normalerweise geringeren Transmission von Immersionsflüssigkeiten (im Vergleich zu Gasen) zu größeren Strahlungsverlusten, aber auch zu einem größeren Ausmaß an Aberration der Oberflächen, die sich in der Nähe der Bildebene befinden, insbesondere für sphärische Aberration. Andererseits sollte der bildseitige Arbeitsabstand ausreichend groß sein, um eine laminare Strömung eines Immersionsfluids zu gestatten. Es kann auch notwendig sein, Raum für Meßzwecke und Sensoren bereitzustellen. Bei bevorzugten Ausführungsformen liegt der bildseitige Arbeitsabstand zwischen etwa 1 mm und etwa 8 mm, insbesondere zwischen etwa 1,5 mm und etwa 5 mm. Wenn zwischen der Austrittsoberfläche und der Bildebene ein Immersionsfluid verwendet wird, besitzen bevorzugte Ausführungsformen eine bildseitige numerische Apertur von A ≥ 0,98, wobei die bildseitige numerische Apertur bevorzugt mindestens NA = 1,0 oder mindestens NA = 1,1 beträgt. Das Projektionsobjektiv ist bevorzugt an ein Immersionsmedium angepaßt, das bei einer Arbeitswellenlänge einen Brechungsindex von n_i > 1,3 aufweist.
Sehr reines Wasser, für das n_i ≈ 1,43, eignet sich als Immersionsmedium für eine Arbeitswellenlänge von 193 nm. Der Artikel "Immersion Lithography at 157 nm von M. Switkes and M. Rothschild, J. Vac. Sci. Technol. B 19(6), Nov./Dez. 2001, Seiten 1 und folgende, schlägt Immersionsflüssigkeiten auf der Basis von Perfluorpolyethern (PFPE) vor, die für eine Arbeitswellenlänge von 157 nm ausreichend transparent und mit einer Reihe von Photolackmaterialien, die gegenwärtig in der Mikrolithographie verwendet werden, kompatibel sind. Eine getestete Immersionsflüssigkeit weist einen Brechungsindex von n_i = 1,37 bei 157 nm auf.
Das optische Design gestattet auch kontaktlose Nahfeldprojektionslithographie. In diesem Fall kann ausreichend Lichtenergie in das Substrat eingekoppelt werden, um über einen Spalt exponiert zu werden, der mit Gas gefüllt ist, vorausgesetzt ein ausreichend kurzer bildseitiger Arbeitsabstand wird zeitlich gemittelt beibehalten. Dieser sollte weniger als das Vierfache der Arbeitswellenlänge sein, die verwendet wird, insbesondere weniger als die Arbeitswellenlänge. Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Arbeitsabstand weniger als die Hälfte der Arbeitswellenlänge beträgt, beispielsweise weniger als ein Drittel, ein Viertel oder ein Fünftel der Arbeitswellenlänge. Diese kurzen Arbeitsabstände gestatten eine Abbildung in dem optischen Nahfeld, in dem evaneszente Felder, die in der unmittelbaren Nähe der letzten optischen Oberfläche des Abbildungssystems existieren, zum Abbilden verwendet werden.
Bei einem kontaktlosen Projektionsbelichtungsverfahren können evaneszente Felder des Expositionslichts, die sich in der unmittelbaren Nähe der Austrittsoberfläche befinden, für den Lithographieprozeß verwendet werden. Wenn in diesem Fall die Arbeitsabstände ausreichend kurz sind (finit), kann eine Lichtkomponente, die für die Lithographie verwendet werden kann, von der Austrittsoberfläche des Objektivs emittiert werden und trotz geometrischer Totalreflexionsbedingungen auf der letzten optischen Oberfläche des Projektionsobjektivs in eine Eintrittsoberfläche eingekoppelt werden, die sich in einem Abstand unmittelbar daneben befindet.
Ausführungsformen für kontaktlose Nahfeldprojektionslithographie verwenden bevorzugt in der Regel Arbeitsabstände im Bereich der Arbeitswellenlänge oder weniger, beispielsweise zwischen etwa 3 nm und etwa 200 nm, insbesondere zwischen etwa 5 nm und etwa 100 nm. Der Arbeitsabstand sollte an die anderen Charakteristiken des Projektionssystems angepaßt sein (Charakteristiken des Projektionsobjektivs nahe bei der Austrittsoberfläche, Charakteristiken des Substrats nahe bei der Eintrittsoberfläche), um eine zeitlich gemittelte Eingabeeffizienz von mindestens 10% zu erzielen.
Ein Verfahren für die Produktion von Halbleiterkomponenten und dergleichen ist somit innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung möglich, bei dem ein finiter Arbeitsabstand zwischen einer Austrittsoberfläche für Expositionslicht, das mit dem Projektionsobjektiv assoziiert ist, und einer Eintrittsoberfläche für Expositionslicht, das mit dem Substrat assoziiert ist, eingestellt werden kann, wobei der Arbeitsabstand innerhalb eines Expositionszeitintervalls zumindest zeitweise auf einen Wert eingestellt wird, der kleiner ist als ein größtes Ausmaß eines optischen Nahfeldes des aus der Austrittsoberfläche austretenden Lichts.
Mit geringfügigen Modifikationen ist gegebenenfalls auch ein Einsatz als ein Trockenobjektiv möglich. Trockenobjektive sind derart ausgelegt, daß ein Spalt, der mit Gas gefüllt ist, während des Betriebs zwischen der Austrittsoberfläche des Projektionsobjektivs und der Eintrittsoberfläche eines zu belichtenden Objekts, beispielsweise eines Wafers, hergestellt wird, wobei diese Spaltbreite in der Regel erheblich größer ist als die Arbeitswellenlänge. Die erzielbaren numerischen Aperturen mit Systemen wie etwa diesen sind auf Werte NA < 1 beschränkt, da Totalreflexionsbedingungen an der Austrittsoberfläche bei der Annäherung an den Wert NA = 1 auftreten, was verhindert, daß jegliches Expositionslicht von der Austrittsoberfläche emittiert wird. Bei bevorzugten Ausführungsformen von Trockensystemen beträgt die bildseitige numerische Apertur NA ≥ 0,85 oder NA ≥ 0,9.
Der dritte Objektivteil unmittelbar vor der Bildebene ist bevorzugt rein brechend ausgelegt und kann optimiert werden, um hohe bildseitige numerische Aperturen (NA) zu erzeugen. Er weist bevorzugt eine erste Linsengruppe auf, die dem zweiten Zwischenbild folgt und eine positive Brechkraft aufweist, eine zweite Linsengruppe, die unmittelbar der ersten Linsengruppe folgt und eine negative Brechkraft aufweist, eine dritte Linsengruppe, die unmittelbar der zweiten Linsengruppe folgt und eine positive Brechkraft aufweist, eine vierte Linsengruppe, die unmittelbar der dritten Linsengruppe folgt und eine positive Brechkraft aufweist, und eine Pupillenoberfläche, die in einem Übergangsgebiet von der dritten Linsengruppe zu der vierten Linsengruppe angeordnet ist und in deren Nähe eine Systemblende angeordnet werden kann. Die dritte Linsengruppe weist bevorzugt eine Eintrittsoberfläche auf, die in der Nähe eines Wendepunktes der Höhe eines Randstrahls zwischen der zweiten Linsengruppe und der dritten Linsengruppe liegt, wobei keine negative Linse mit irgendeiner substantiellen Brechkraft zwischen dieser Eintrittsoberfläche und der Systemblende angeordnet ist. Bevorzugt befinden sich nur positive Linsen zwischen dieser Eintrittsoberfläche und der Bildebene. Dies gestattet ein materialsparendes Design mit moderaten Linsendurchmessern.
Das letzte optische Element in dem Projektionsobjektiv unmittelbar vor der Bildebene ist bevorzugt eine plankonvexe Linse mit einer stark sphärisch oder asphärisch gekrümmten Eintrittsoberfläche und einer Austrittsoberfläche, die im wesentlichen planar ist. Dies kann in Form einer plankonvexen Linse sein, die so gut wie halbkugelförmig oder nicht halbkugelförmig ist. Das letzte optische Element, insbesondere die plankonvexe Linse, kann auch aus Calciumfluorid bestehen, um Probleme zu vermeiden, die sich aus strahlungsinduzierten Dichteänderungen (insbesondere Verdichtung) ergeben.
Der erste Objektivteil kann als ein Übertragungssystem verwendet werden, um aus der von der Objektebene kommenden Strahlung ein erstes Zwischenbild mit einem vorbestimmten Korrekturzustand in einer geeigneten Position zu erzeugen. Der erste Objektivteil ist im allgemeinen rein brechend. Bei einigen Ausführungsformen ist mindestens ein Faltspiegel in diesem ersten Objektivteil vorgesehen, der die Objektebene abbildet, um ein erstes Zwischenbild zu bilden, so daß die optische Achse zumindest einmal und bevorzugt nicht mehr als einmal innerhalb des Objektivteils gefaltet wird, der dem Objekt am nächsten liegt.
Bei einigen Ausführungsformen ist der erste Objektivteil ein katadioptrischer Objektivteil mit einem konkaven Spiegel und einem assoziierten Faltspiegel, der als der erste Faltspiegel für das Gesamtprojektionsobjektiv verwendet werden kann.
Die Bereitstellung von mindestens zwei katadioptrischen Teilsystemen hat große Vorteile. Um signifikante Nachteile von Systemen mit nur einem katadioptrischen Teilsystem zu identifizieren, muß betrachtet werden, wie die Petzval-Summe und die chromatischen Aberrationen in einem katadioptrischen Teil korrigiert werden. Der Beitrag einer Linse zu der chromatischen Längsaberration CHL ist proportional zum Quadrat der Höhe h des Randstrahls, zu der Brechkraft φ der Linse und zu der Dispersion ν des Materials. Andererseits hängt der Beitrag einer Oberfläche zu der Petzval-Summe nur von der Oberflächenkrümmung und von der plötzlichen Änderung beim Brechungsindex ab (die im Fall eines Spiegels in Luft –2 beträgt).
Damit der Beitrag der katadioptrischen Gruppe zu der chromatischen Korrektur groß werden kann, sind somit große Höhen des Randstrahls erforderlich (das heißt große Durchmesser), und große Krümmungen sind erforderlich, damit der Beitrag zu der Petzval-Korrektur groß werden kann (das heißt kleine Radien, die am besten mit kleinen Durchmessern erzielt werden). Diese beiden Anforderungen sind widersprüchlich.
Die widersprüchlichen Anforderungen basieren auf einer Petzval-Korrektur (das heißt einer Korrektur der Bildfeldkrümmung) und die chromatische Korrektur kann durch die Einführung (mindestens) eines weiteren katadioptrischen Teils in das System gelöst werden. Da der erste katadioptrische Objektivteil derart ausgelegt werden kann, daß sowohl die Bildfeldkrümmung als auch die chromatische Längsaberration größtenteils oder vollständig korrigiert werden können, kann das erste Zwischenbild einen definierten Korrekturzustand bezüglich dieser Aberrationen aufweisen, so daß die folgenden Objektivteile ein vorteilhaftes Design besitzen können.
Bei einer Ausführungsform ist der erste Objektivteil ein katadioptrischer Objektivteil mit einem physischen Strahlteiler, der eine polarisationsselektive Strahlteileroberfläche aufweist, die als ein Faltspiegel verwendet wird und gleichzeitig die zu dem konkaven Spiegel des ersten Objektivteils führende Strahlung von der von diesem konkaven Spiegel reflektierten Strahlung trennt.
Bei einigen Ausführungsformen ist ein konkaver Spiegel vorgesehen, der als ein aktiver Spiegel ausgelegt ist, so daß die Gestalt der konkaven Spiegeloberfläche durch einen geeigneten Antrieb variiert werden kann. Damit können verschiedene Abbildungsfehler kompensiert werden.
Einige Ausführungsformen von Projektionsobjektiven gemäß der Erfindung besitzen an wenigstens einem Punkt einen gekreuzten Strahlengang. Zu diesem Zweck sind sie derart ausgelegt, daß eine erste Strahlsektion, die von der Objektebene zu einem konkaven Spiegel verläuft, und eine zweite Strahlsektion, die von dem konkaven Spiegel zu der Bildebene verläuft, erzeugt werden kann, und ein Faltspiegel ist bezüglich des konkaven Spiegels derart angeordnet, daß eine der Strahlsektionen auf dem Faltspiegel gefaltet wird und die andere Strahlsektion ohne irgendwelche Vignettierung den Faltspiegel durchläuft und sich die erste Strahlsektion und die zweite Strahlsektion in einem Kreuzungsbereich überkreuzen.
Der gekreuzte Strahlengang in dem Gebiet eines katadioptrischen Objektivteils gestattet Projektionsobjektive mit einer kompakten und mechanisch robusten Anordnung der optischen Komponenten. In diesem Fall kann ein Strahlengang ohne irgendeine Vignettierung erreicht werden, so daß kein Faltspiegel einen Strahl schneidet, der entweder auf dem Faltspiegel reflektiert wird oder von dem Faltspiegel ohne Reflexion weitergeleitet wird. Auf diese Weise begrenzt nur die Systemblende die Winkelverteilung der Strahlen, die zu der Abbildung beitragen, auf axial symmetrische Weise. Gleichzeitig ist es selbst mit den größten numerischen Aperturen, die mit großen maximalen Strahldurchmessern und möglicherweise stark konvergierenden oder divergierenden Strahlen in dem Gebiet der Feldebenen assoziiert sind, möglich, für das zu korrigierende Gesamtfeld eine moderate Größe zu erzielen. In diesem Fall beschreibt der Ausdruck "Gesamtfeld" den Feldbereich, der von einem kleinsten Kreis um das allgemein rechteckige Feld herum eingeschlossen wird. Die Größe des zu korrigierenden Gesamtfeldes nimmt mit der Feldgröße und dem seitlichen Offset eines axial asymmetrischen Feldes bezüglich der optischen Achse zu und sollte auf ein Minimum reduziert sein, um den Korrekturprozeß zu vereinfachen.
Katadioptrische Projektionsobjektive mit einem gekreuzten Strahlengang werden beispielsweise in WO 2005/040890 oder der veröffentlichten US-Patentanmeldung US2005/0117224 oder der veröffentlichten US-Patentanmeldung US2005/0185269 von dem gleichen Anmelder offenbart.
Bei bevorzugten Ausführungsformen wird ein auf der Objektoberfläche des Projektionsobjektivs angeordnetes außeraxiales effektives Objektfeld auf ein in der Bildoberfläche des Projektionsobjektivs angeordnetes außeraxiales effektives Bildfeld abgebildet. Der Ausdruck "effektives Objektfeld" bezieht sich hier auf das Objektfeld, das von dem Projektionsobjektiv ohne Vignettierung bei einer gegebenen numerischen Apertur effektiv abgebildet werden kann. Der Umfang eines seitlichen Offsets zwischen dem effektiven Objektfeld und dem ersten Teil der optischen Achse, durch den ersten Objektteil definiert, kann durch eine finite Objektmittelhöhe h gekennzeichnet sein. Gleichermaßen ist auf der Bildseite des Projektionsobjektivs das effektive Bildfeld bezüglich des bildseitigen Teils der optischen Achse durch eine finite Bildmittelhöhe h' bezüglich der Objektmittelhöhe h durch das Vergrößerungsverhältnis β des Projektionsobjektivs gemäß h' = |β·h| seitlich versetzt. Bei einigen konventionellen Projektionsobjektiven mit einem brechenden ersten Objektivteil, einem katadioptrischen zweiten Objektivteil und einem brechenden dritten Objektivteil (auch als Typ R-C-R bezeichnet) sind Anstrengungen unternommen worden, die Teile der optischen Achse, durch den objektseitigen brechenden Objektivteil und den bildseitigen brechenden Objektivteil definiert, so auszurichten, daß zwischen diesen Teilen der optischen Achse kein seitlicher Achsenoffset existiert. Unter diesen Bedingungen jedoch kommt es zu einem finiten Wert einer zwischen einer Objektfeldmitte und einer Bildfeldmitte definierten Objekt-Bild-Verschiebung (OIS – object-image-shift). Wenn die Objektoberfläche und die Bildoberfläche des Projektionsobjektivs parallel zueinander sind, kann die Objekt-Bild-Verschiebung als ein seitlicher Offset zwischen einer parallel zu der objektseitigen optischen Achse durch die Mitte des effektiven Objektfelds laufenden Objektfeldmittelachse und einer parallel zu dem bildseitigen Teil der optischen Achse durch die Mitte des effektiven Bildfeldes verlaufenden Bildfeldmittelachse definiert werden. Es hat sich herausgestellt, daß kleine Werte der Objekt-Bild-Verschiebung zum Beispiel dann wünschenswert sein können, wenn das Projektionsobjektiv in ein für Scanoperationen ausgelegtes Projektionsbelichtungssystem integriert werden soll. Außerdem können für die Qualifizierung des Projektionsobjektivs verwendete Meßtechniken bezüglich konventioneller Meßtechniken vereinfacht werden, wenn man kleine Ausmaße an Objekt-Bild-Verschiebung erhält. Deshalb gilt bei bevorzugten Ausführungsformen die folgende Bedingung: 0 ≤ OIS ≤ |h·(1 + |(β|)|.
In Ausführungsformen, die diese Bedingung erfüllen, ist die Objekt-Bild-Verschiebung OIS kleiner als die Objekt-Bild-Verschiebung von Designs, wo der objektseitige Teil der optischen Achse und der bildseitige Teil der optischen Achse koaxial sind. Bei bevorzugten Ausführungsformen liegt keine Objekt-Bild-Verschiebung vor, so daß die Bedingung OIS = 0 erfüllt ist.
Diese Bedingungen können bei Ausführungsformen der Erfindung nützlich sein, bei denen eine Feldlinse mit positiver Brechkraft zwischen dem ersten Zwischenbild und dem konkaven Spiegel in der optischen Nähe des ersten Spiegelbildes angeordnet ist. Kleine Werte für OIS können jedoch ebenfalls für konventionelle Designs nützlich sein, die keine Feldlinse von diesem Typ aufweisen, wie etwa zum Beispiel in WO 2004/019128 A gezeigt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ermöglicht das Entwerfen von Projektionsobjektiven mit einem Potential für sehr hohe bildseitige numerische Aperturen NA > 1,2 oder NA > 1,3, während gleichzeitig die Gesamtbahnlänge (axialer Abstand zwischen Objektoberfläche und Bildoberfläche) auf Werte begrenzt werden kann, die die Integration des Projektionsobjektivs in konventionelle Projektionsbelichtungssysteme gestattet und gleichzeitig die Begrenzung der Maximalgröße (Durchmesser) von Linsen in den brechenden Objektivteilen vor und/oder hinter einem Faltspiegel gestatten. Dazu werden bei bevorzugten Ausführungsformen eine Brechkraft und eine Position der Feldlinse derart eingestellt, daß für einen ersten Hauptstrahlrichtungs-Kosinus CRA₁ bei dem ersten Zwischenbild die folgende Bedingung gilt: |CRA1| < |β1·(YOB)/(LHOA)|wobei β₁ die Vergrößerung des ersten Objektivteils bezeichnet, Y_OB die Objekthöhe des äußersten Feldpunktes ist, für die der Hauptstrahl betrachtet wird, und L_HOA der geometrische Abstand von dem ersten Zwischenbild zu dem konkaven Spiegel (Länge der horizontalen Achse) ist. Mit anderen Worten kann es wünschenswert sein, daß der Hauptstrahl bei einem Zwischenbild telezentrisch oder fast telezentrisch ist. Ein die oben angegebene Bedingung erfüllender Hauptstrahl wird nachfolgend als ein "im wesentlichen telezentrischer Hauptstrahl" bezeichnet. Wenn ein im wesentlichen telezentrischer Hauptstrahl an einem Faltspiegel nahe bei einem derartigen Zwischenbild bereitgestellt wird, gestattet dies, die Größe von Linsen unmittelbar vor und/oder hinter dem Faltspiegel zu begrenzen. Es hat sich außerdem herausgestellt, daß Installationsraum innerhalb des dritten Objektivteils, der für die Bereitstellung einer hohen bildseitigen numerischen Apertur verantwortlich ist, erhalten wird.
Weiterhin hat es sich bei einigen Ausführungsformen als vorteilhaft herausgestellt, um sehr hohe bildseitige numerische Aperturen zu erhalten, wenn eine erste axiale Länge AL1 des ersten Objektivteils kleiner ist als eine dritte axiale Länge AL3 des dritten Objektivteils, wobei die axiale Länge AL1 zwischen der Objektebene und einem Schnittpunkt der optischen Achse mit dem ersten Faltspiegel gemessen wird und die axiale Länge AL3 zwischen dem Schnittpunkt der optischen Achse mit dem zweiten Faltspiegel und der Bildebene gemessen wird. Bei bevorzugten Ausführungsformen gilt die Bedingung AL1/AL3 < 0,9, besonders bevorzugt AL1/AL3 < 0,8.
Systeme gemäß der Erfindung können bevorzugt im Tief-UV-Band verwendet werden, beispielsweise bei 248 nm, 193 nm oder 157 nm oder weniger.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Projektionsbelichtungssystems für die Immersionslithographie mit einer Ausführungsform eines katadioptrischen Projektionsobjektivs gemäß der Erfindung;
2 zeigt eine schematische Darstellung des Designs bevorzugter Ausführungsformen von Projektionsobjektiven gemäß der Erfindung mit einem brechenden ersten Objektivteil, einem katadioptrischen zweiten Objektivteil und einem brechenden dritten Objektivteil;
3 zeigt einen Linsenschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Projektionsobjektivs gemäß der Erfindung;
4 zeigt einen Linsenschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Projektionsobjektivs gemäß der Erfindung;
5 zeigt eine schematische Darstellung des Designs einer Ausführungsform eines Projektionsobjektivs gemäß der Erfindung mit einer anderen Faltgeometrie und einem gekreuzten Strahlengang;
6 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Projektionsobjektivs gemäß der Erfindung mit einem katadioptrischen ersten Objektivteil, einem katadioptrischen zweiten Objektivteil und einem brechenden dritten Objektivteil;
7 zeigt einen Linsenschnitt für eine Ausführungsform eines katadioptrischen ersten Objektivteils mit einem physischen Strahlteiler, der für das in 6 gezeigte Design verwendet werden kann;
8 zeigt verschiedene Spiegelanordnungen für Faltspiegel für Projektionsobjektive gemäß der Erfindung;
9 zeigt einen Linsenschnitt für eine Ausführungsform mit einem koaxialen ersten und dritten Objektivteil;
10 zeigt einen Linsenschnitt für eine andere Ausführungsform mit einem koaxialen ersten und dritten Objektivteil;
11 zeigt einen Linsenschnitt durch eine Ausführungsform mit einem seitlich versetzten ersten und dritten Objektivteil, so daß keine Objekt-Bild-Verschiebung (OIS) vorliegt, wobei 11 die Bedingungen dafür darstellt;
12 zeigt einen Linsenschnitt durch ein Referenzsystem ohne Feldlinse;
13 zeigt einen Linsenschnitt durch eine Ausführungsform mit einem im wesentlichen telezentrischen Hauptstrahl an den Faltspiegeln;
14 zeigt schematische Zeichnungen, die die Bahnen des Hauptstrahls in einem konventionellen System (a) und gemäß Ausführungsformen mit einem im wesentlichen telezentrischen Hauptstrahl an den Faltspiegeln (b) darstellen;
15 zeigt einen Linsenschnitt durch eine andere Ausführungsform mit im wesentlichen telezentrischen Hauptstrahlen an den Faltspiegeln und einer Feldlinse geometrisch nahe bei den Faltspiegeln, wobei die Feldlinse sich optisch sowohl in dem ersten Objektivteil als auch in dem dritten Objektivteil befindet;
16 zeigt einen Linsenschnitt einer Ausführungsform mit einer Feldlinse, die optisch innerhalb des katadioptrischen, zweiten Objektivteils von den Faltspiegeln weiter weg ist und NA = 1,30 aufweist und
17 zeigt eine Variante des Projektionsobjektivs von 16 mit NA = 1,35.
In der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen bedeutet der Ausdruck "optische Achse" eine gerade Linie oder eine Sequenz von geraden Liniensektionen durch die Krümmungsmitten der optischen Komponenten. Die optische Achse wird auf Faltspiegeln (Ablenkspiegeln) oder auf anderen reflektierenden Oberflächen gefaltet. Richtungen und Abstände werden so beschrieben, daß sie auf der "Bildseite" liegen, wenn sie in Richtung der Bildebene oder des Substrats, das sich dort befindet und das belichtet werden soll, gerichtet sind, und als auf der "Objektseite", wenn sie in Richtung der Objektebene oder in Richtung eines dort angeordneten Retikels gerichtet sind, bezüglich der optischen Achse. Das Objekt in den Beispielen ist eine Maske (ein Retikel) mit dem Muster einer integrierten Schaltung, wenngleich es auch ein anderes Muster, beispielsweise ein Gitter, sein kann. Das Bild in den Beispielen wird auf einen Wafer projiziert, der mit einer Photolackschicht versehen ist und als ein Substrat verwendet wird. Es sind auch andere Substrate möglich, beispielsweise Elemente für Flüssigkristalldisplays oder Substrate für optische Gitter.
1 zeigt schematisch ein mikrolithographisches Projektionsbelichtungssystem in Form eines Wafersteppers 1, der zur Produktion von großintegrierten Halbleiterkomponenten mit Hilfe von Immersionslithographie gedacht ist. Das Projektionsbelichtungssystem 1 besitzt einen Excimerlaser 2 als Lichtquelle mit einer Arbeitswellenlänge von 193 nm, wenngleich auch andere Arbeitswellenlängen, beispielsweise 157 nm oder 248 nm, möglich sind. Ein nachgelagertes Beleuchtungssystem 3 erzeugt ein großes, scharf eingeschnürtes, stark homogen beleuchtetes Beleuchtungsfeld, das an die telezentrischen Anforderungen des nachgelagerten Projektionsobjektivs 5 auf seiner Austrittsebene 4 angepaßt ist. Das Beleuchtungssystem 3 besitzt Einrichtungen zur Auswahl des Beleuchtungsmodus und kann bei dem Beispiel zwischen konventioneller Beleuchtung mit einem variablen Kohärenzgrad, einer Ringfeldbeleuchtung und Dipol- oder Quadrupolbeleuchtung umgeschaltet werden.
Eine Einrichtung 40 (Retikelbühne) zum Halten und Manipulieren einer Maske 6 ist hinter dem Beleuchtungssystem derart angeordnet, daß sie sich in der Objektebene 4 des Projektionsobjektivs 5 befindet und zu Scanzwecken in dieser Ebene in einer Abweichrichtung 7 (y-Richtung) bewegt werden kann.
Die Ebene 4, die auch als die Maskenebene bezeichnet wird, wird von dem katadioptrischen Reduktionsobjektiv 5 gefolgt, das ein Bild der Maske in reduziertem Maßstab von 4:1 auf einem Wafer 10 abbildet, der mit einer Photolackschicht bedeckt ist. Andere Verkleinerungsmaßstäbe, beispielsweise 5:1, 10:1 oder 100:1 oder mehr, sind ebenfalls möglich. Der Wafer 10, der als ein lichtempfindliches Substrat verwendet wird, ist so angeordnet, daß die planare Substratoberfläche 11 zusammen mit der Photolackschicht im wesentlichen mit der Bildebene 12 des Projektionsobjektivs 5 zusammenfällt. Der Wafer wird durch eine Einrichtung 50 (Waferbühne) gehalten, die einen Scannerantrieb umfaßt, um den Wafer synchron mit der Maske 6 und parallel zu ihr zu bewegen. Die Einrichtung 50 besitzt auch Manipulatoren, um den Wafer sowohl in der z-Richtung parallel zur optischen Achse 13 des Projektionsobjektivs als auch im rechten Winkel zu dieser Achse in der x- und y-Richtung zu bewegen. Eine Kippeinrichtung ist integriert und besitzt mindestens eine Kippachse, die im rechten Winkel zur optischen Achse 13 verläuft.
Die Einrichtung 50, die für das Halten des Wafers 10 vorgesehen ist, ist für den Einsatz für die Immersionslithographie ausgelegt. Sie besitzt eine Halteeinrichtung 15, die von einem Scannerantrieb bewegt werden kann und deren Basis eine flache Vertiefung oder Ausnehmung zum Halten des Wafers 10 aufweist. Eine flache flüssigkeitsdichte Halterung, die an der Oberseite offen ist, für ein flüssiges Immersionsmedium 20 ist durch einen Umfangsrand 16 ausgebildet, und das Immersionsmedium 20 kann durch nicht gezeigte Einrichtungen in die Halterung eingeleitet und daraus weggetragen werden. Die Höhe des Randes ist derart ausgelegt, daß das gefüllte Immersionsmedium die Oberfläche 11 des Wafers 10 vollständig bedeckt, und der austrittsseitige Endbereich des Projektionsobjektivs 5 kann in die Immersionsflüssigkeit zwischen dem Objektivaustritt und der Waferoberfläche eingetaucht werden, während der Arbeitsabstand korrekt eingestellt wird. Das ganze System wird von einer Zentralcomputereinheit 60 gesteuert.
2 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform von Projektionsobjektiven gemäß der Erfindung. Das Projektionsobjektiv 200 wird zum Abbilden eines Musters (das auf seiner Objektebene 201 angeordnet ist) einer Maske in reduziertem Maßstab auf seine Bildebene 202 verwendet, die parallel zu der Objektebene angeordnet ist. Es besitzt einen ersten brechenden Objektivteil 210, der das Objektfeld abbildet, um ein erstes reelles Zwischenbild 211 zu bilden, einen zweiten katadioptrischen Objektivteil 220, der das erste Zwischenbild abbildet, um ein zweites reelles Zwischenbild 221 zu bilden, und einen dritten brechenden Objektivteil 230, der das zweite Zwischenbild in reduziertem Maßstab auf die Bildebene 202 abbildet. Der katadioptrische Objektivteil 220 weist einen konkaven Spiegel 225 auf. Ein erster Faltspiegel 213 ist in der Nähe des ersten Zwischenbildes unter einem Winkel von 45° zur optischen Achse 204 derart angeordnet, daß er die von der Objektebene kommende Strahlung in Richtung des konkaven Siegels 225 reflektiert. Ein zweiter Faltspiegel 223, dessen planare Spiegeloberfläche im rechten Winkel zur planaren Spiegeloberfläche des ersten Faltspiegels ausgerichtet ist, reflektiert die von dem konkaven Spiegel 225 kommende Strahlung in Richtung der Bildebene 202.
Die Faltspiegel 213, 223 befinden sich jeweils in der optischen Nähe der Zwischenbilder, so daß der Lichtleitwert niedrig gehalten werden kann. Die Zwischenbilder, das heißt das ganze Gebiet zwischen dem paraxialen Zwischenbild und dem Randstrahl-Zwischenbild, befinden sich bevorzugt nicht auf den Spiegeloberflächen, was zu einem finiten Mindestabstand zwischen dem Zwischenbild und der Spiegeloberfläche führt, so daß etwaige Fehler auf der Spiegeloberfläche, beispielsweise Kratzer oder Verunreinigungen, nicht scharf auf die Bildebene abgebildet werden. Der Mindestabstand sollte derart eingestellt sein, daß Teilaperturen der Strahlung, das heißt Bodenflächen von Strahlen, die von einem spezifischen Feldpunkt herrühren oder zu diesem konvergieren, keinen Durchmesser von unter 5 mm oder 10 mm auf der Spiegeloberfläche aufweisen. Es gibt Ausführungsformen, in denen sich sowohl das erste Zwischenbild 211, das heißt auch das zweite Zwischenbild 221, in dem geometrischen Raum zwischen den Faltspiegeln und dem konkaven Spiegel 225 befinden (durchgezogene Pfeile). Dieser Seitenarm wird auch als der horizontale Arm (HOA) bezeichnet. In anderen Ausführungsformen kann sich das erste Zwischenbild 211' in dem Strahlengang vor dem ersten Faltspiegel 213 und das zweite Zwischenbild 221' in dem Strahlengang hinter dem zweiten Faltspiegel befinden (durch gestrichelte Linien dargestellte Pfeile).
Die Faltwinkel betragen bei diesem Ausführungsbeispiel genau 90°. Dies ist für die Leistung der Spiegelschichten der Faltspiegel vorteilhaft. Es sind auch Ablenkungen um mehr oder weniger als 90° möglich, was zu einem schräg positionierten horizontalen Arm führt.
Alle Objektivteile 210, 220, 230 besitzen eine positive Brechkraft. In der schematischen Darstellung sind Linsen oder Linsengruppen mit einer positiven Brechleistung durch Doppelpfeile dargestellt, wobei die Spitzen nach außen zeigen, während Linsen oder Linsengruppen mit einer negativen Brechleistung im Gegensatz durch Doppelpfeile dargestellt sind, deren Köpfe nach innen zeigen.
Der erste Objektivteil 210 umfaßt zwei Linsengruppen 215, 216 mit einer positiven Brechkraft, zwischen denen eine mögliche Blendenposition existiert, wo der durch eine durchgezogene Linie gezeigte Hauptstrahl 203 die optische Achse 204, die durch eine strichgepunktete Linie gezeigt ist, schneidet. Die optische Achse ist am ersten Faltspiegel 213 um 90° gefaltet. Das erste Zwischenbild 211 wird in dem Lichtweg unmittelbar hinter dem ersten Faltspiegel 213 erzeugt.
Das erste Zwischenbild 211 wirkt als ein Objekt für den folgenden katadioptrischen Objektivteil 220. Dieser weist eine positive Linsengruppe 226 nahe bei dem Feld, eine negative Linsengruppe 227 nahe bei der Blende und den konkaven Spiegel 225 auf, der unmittelbar dahinter angeordnet ist und das erste Zwischenbild abbildet, um das zweite Zwischenbild 221 zu bilden. Die Linsengruppe 226, die insgesamt einen positiven Effekt hat, wird als eine "Feldlinse" verwendet und wird durch eine einzelne positive Linse gebildet, deren Effekt jedoch ebenfalls durch zwei oder mehr individuelle Linsen mit einer insgesamt positiven Brechkraft erzeugt werden kann. Die negative Linsengruppe 227 umfaßt eine oder mehrere Linsen mit einem negativen Effekt.
Das zweite Zwischenbild 221, das sich optisch unmittelbar vor dem zweiten Faltspiegel 223 befindet, wird von dem dritten brechenden Objektivteil 230 auf die Bildebene 202 abgebildet. Der brechende Objektivteil 230 weist eine erste positive Linsengruppe 235, eine zweite negative Linsengruppe 236, eine dritte positive Linsengruppe 237 und eine vierte positive Linsengruppe 238 auf. Es gibt eine mögliche Blendenposition zwischen den positiven Linsengruppen 237, 238, wo der Hauptstrahl die optische Achse abfängt.
3 zeigt einen Linsenschnitt durch ein Projektionsobjektiv 300, das im wesentlichen unter Verwendung der unter Bezugnahme auf 2 erläuterten Prinzipien gebildet wird. Identische oder entsprechende Elemente oder Elementegruppen sind mit den gleichen Referenzsymbolen wie in 2 bezeichnet, um 100 erhöht.
Ein spezielles Merkmal des Systems besteht darin, daß eine bikonvexe positive Linse 326, die der Strahl in zwei entgegengesetzten Richtungen durchläuft, geometrisch zwischen den Faltspiegeln 313, 323 und dem konkaven Spiegel 325 in einem Gebiet des Projektionsobjektivs vorgesehen ist, das der Strahl zweimal durchläuft, wobei der Strahl sowohl den Lichtweg zwischen dem ersten Zwischenbild 311 und dem konkaven Spiegel 325 und den Lichtweg zwischen dem konkaven Spiegel und dem Zwischenbild 321 oder der Bildebene 302 in gegenseitig versetzten Linsenbereichen durchläuft. Die positive Linse 326 ist näher an den Faltspiegeln 313, 323 als an dem konkaven Spiegel 325 angeordnet, insbesondere in dem ersten Drittel des axialen Abstands zwischen den Faltspiegeln und dem konkaven Spiegel. Im Gebiet der positiven Linse 326 ist die Höhe des Randstrahls im Vergleich zur Höhe des Hauptstrahls klein, wobei das Verhältnis der Höhe des Randstrahls zur Höhe des Hauptstrahls etwa 0,3 beträgt. Die positive Linse 326 ist somit sowohl bezüglich des ersten Zwischenbilds 311 als auch bezüglich des zweiten Zwischenbilds 321 nahe dem Feld angeordnet und wirkt somit als eine Feldlinse für beide Zwischenbilder. Die positive Brechkraft in dem Lichtweg zwischen dem ersten Zwischenbild 311 und dem konkaven Spiegel 325 stellt unter anderem sicher, daß die Durchmesser der folgenden Linsen 327 und des konkaven Spiegels 325 klein gehalten werden können. Die positive Brechkraft in dem Lichtweg von dem konkaven Spiegel zu dem zweiten Zwischenbild 321 und zu der Bildebene führt zu einer Reduktion bei der Einfallswinkelbandbreite der Strahlung, die ebenfalls an dem zweiten Faltspiegel 323 ankommt und er kann somit mit vorteilhaften Reflexionsschichten beschichtet sein, und zum Begrenzen der Linsendurchmesser in dem brechenden Objektivteil 330, das dem Bildfeld am nächsten liegt und im wesentlichen für die Produktion der großen bildseitigen numerischen Apertur (NA = 1,20) des Immersionsprojektionsobjektivs verantwortlich ist.
Die positive Linse kann gegebenenfalls sehr nahe an die beiden Zwischenbilder bewegt werden, ohne durch die Faltspiegel behindert zu werden, so daß ein starker Korrektureffekt möglich ist. Die positive Brechkraft, die nahe an dem Feld angeordnet ist, gestattet, daß der horizontale Arm länger ist. Wegen der großen Apertur in dem ersten Zwischenbild 311 würde die Länge des horizontalen Arms normalerweise verkürzt sein, so daß der Durchmesser des konkaven Spiegels 325 und der negativen Meniskuslinsen in der negativen Gruppe 327, die unmittelbar davor angeordnet sind, mit der Farbkorrektur verknüpft ist und deshalb nicht indefinit groß sein sollte. Die Einbeziehung einer positiven Linsengruppe 326 nahe dem Feld erhöht auch die Brechkraft der negativen Linsen 327 wegen der Kompensation der Petzval-Krümmung (im Vergleich zum konkaven Spiegel) und vergrößert somit die Korrektur des Farblängsfehlers für relativ kleine Durchmesser in dem Bereich des konkaven Spiegels. Der katadioptrische Objektivteil kann somit kompakt und mit relativ kleinen Linsenabmessungen mit adäquater Farbkorrektur ausgelegt werden.
Die Feldlinse 326, die in der unmittelbaren Nähe der beiden Zwischenbilder 311, 321 angeordnet ist, besitzt auch Hauptvorteile bezüglich der optischen Korrektur, wie im folgenden Text ausführlicher erläutert wird. Prinzipiell ist es vorteilhaft, wenn die Korrektur von Abbildungsfehlern optische Oberflächen in der Nähe von Zwischenbildern aufweist, die größeren Aberrationen unterworfen sind. Der Grund dafür ist folgender: Bei einem großen Abstand von dem Zwischenbild, beispielsweise in der Nähe der Systemblende oder ihrer konjugierten Ebenen besitzen alle öffnenden Strahlen in einem Lichtstrahl eine finite und mit der Pupillenkoordinate monoton zunehmende Höhe, d. h., eine optische Oberfläche wirkt auf alle Öffnungsstrahlen. Öffnungsstrahlen, die weiter außen am Pupillenrand liegen, weisen auch eine zunehmend größere Höhe auf dieser Oberfläche auf (oder korrekter: einen zunehmenden Abstand von dem Hauptstrahl).
In der Nähe eines Zwischenbildes, das starken Aberrationen unterworfen ist, ist dies jedoch nicht länger der Fall. Wenn eines tatsächlich innerhalb der Kaustik des Zwischenbildes liegt, dann ist es möglich, daß die Oberfläche ungefähr in oder nahe bei dem Randstrahlbild liegt, das heißt, sie wirkt effektiv nicht auf die Randstrahlen, sondern hat einen erheblichen optischen Effekt auf die Zonenstrahlen. Es ist somit beispielsweise möglich, einen Zonenfehler in den optischen Aberrationen zu korrigieren. Mit diesem Prinzip kann beispielsweise der sphärische Zonenfehler absichtlich beeinflußt werden.
Die konvexe Linsenoberfläche der positiven Linse 326, die den Zwischenbildern 311, 321 zugewandt ist und in ihrer unmittelbaren Nähe angeordnet ist, ist asphärisch gekrümmt. In Verbindung mit der Anordnung nahe dem Feld gestattet dies, einen sehr großen korrigierenden Effekt zu erzielen.
Mindestens zwei bis drei Linsen, die dem Bild am nächsten liegen, können aus Calciumfluorid hergestellt werden, um Verdichtungsprobleme zu vermeiden. Um eine intrinsische Doppelbrechung zu kompensieren, können die Kristallhauptachsen der Linsen bezüglich einander gedreht sein. Der konkave Spiegel 325 kann auch in Form eines aktiven Spiegels vorliegen, bei dem die Gestalt der Spiegeloberfläche mit Hilfe geeigneter Manipulatoren variiert werden kann. Damit können verschiedene Abbildungsfehler kompensiert werden. Der Strahlengang in der Nähe mindestens eines der Zwischenbilder ist so gut wie telezentrisch.
Tabelle 1 zeigt die Spezifikation des Designs in Tabellenform. In diesem Fall zeigt Spalte 1 die Nummer der Oberfläche, die brechend oder reflektierend ist oder sich auf andere Weise auszeichnet, Spalte 2 den Radius r der Oberfläche (in mm), Spalte 3 den Abstand d zwischen der Oberfläche und der nachfolgenden Oberfläche (in mm), Spalte 4 das Material einer Komponente und Spalte 5 die optisch verwendbaren freien Durchmesser der optischen Komponenten (in mm). Reflektierende Oberflächen sind in Spalte 1 durch "R" bezeichnet. Tabelle 2 zeigt die entsprechenden Asphärendaten, wobei die Pfeilhöhen der asphärischen Oberflächen unter Verwendung der folgenden Regel berechnet werden: p(h) = [((1/r)h2/(1 + SQRT(1 – (1 + K)(1/r)2h2))] + C1·h4 + C2·h6 + ....
In diesem Fall zeigt der Kehrwert (1/r) des Radius die Oberflächenkrümmung am Oberflächenscheitel an und h den Abstand zwischen dem Oberflächenpunkt und der optischen Achse. Die Pfeilhöhe beträgt somit p(h), das heißt der Abstand zwischen dem Oberflächenpunkt und dem Oberflächenscheitel in der z-Richtung, das heißt in der Richtung der optischen Achse. Die Konstanten K, C1, C2 usw. sind in Tabelle 2 gezeigt.
Das Immersionsobjektiv 300 ist für eine Arbeitswellenlänge von etwa 157 nm ausgelegt, bei der das Calciumfluorid, das für alle Linsen verwendet wird, einen Brechungsindex n = 1,5593 aufweist. Dies ist an einen Perfluorpolyether (Fomblin^®), der in der Vakuumtechnologie verwendet wird, als ein Immersionsmedium angepaßt, für das n_i = 1,37 bei 157 nm, und weist einen bildseitigen Arbeitsabstand von etwa 1,5 mm auf. Die bildseitige numerische Apertur NA beträgt 1,2 und der Abbildungsmaßstabreduktionsfaktor 4:1. Das System ist für ein Bildfeld ausgelegt, dessen Größe 26 × 5,0 mm² beträgt, und es ist doppel-telezentrisch.
4 zeigt einen Linsenschnitt durch ein Projektionsobjektiv 400, das eine Variante der in 3 gezeigten Ausführungsform ist und gleichermaßen unter Verwendung der unter Bezugnahme auf 2 erläuterten Prinzipien gebildet worden ist. Identische oder entsprechende Elemente oder Elementegruppen sind mit den gleichen Referenzsymbolen wie in 3 bezeichnet, um 100 erhöht. Die Spezifikationen für dieses Ausführungsbeispiel sind in Tabellen 3 und 4 gezeigt.
Auch bei dieser Ausführungsform ist eine bikonvexe positive Linse 426, die als eine Feldlinse verwendet wird, in dem horizontalen Arm in der unmittelbaren optischen Nähe der Zwischenbilder 411, 421 angeordnet, die zwischen den Faltspiegeln 413, 423 und dem konkaven Spiegel 425 angeordnet sind, was zu dem horizontalen Arm mit kleinen Abmessungen und andererseits zu einem größeren korrigierenden Effekt auf die Zwischenbilder führt.
Ein weiteres spezielles Merkmal dieser Ausführungsform ist das Design des dritten brechenden Objektivteils 430, der eine besonders kompakte Konfiguration mit kleinen Abmessungen und einem kleinen Höchstdurchmesser besitzt. Das Grunddesign mit einer anfänglichen positiven Gruppe 435, gefolgt von der negativen Gruppe 436 und zwei nachfolgenden positiven Gruppen 437, 438 mit einer Aperturblende A dazwischen entspricht dem in 3 gezeigten Design. Die Eintrittsoberfläche E der dritten Linsengruppe 437 befindet sich hinter der bikonkaven negativen Linse 436, die die einzige Linse in der zweiten Linsengruppe 436 ist, in dem Bereich maximaler Divergenz des Strahldurchmessers und in dem Bereich eines Wendepunktes der Höhe des Randstrahls. Es gibt keine negativen Linsen mit einem für das optische Design signifikanten Streueffekt zwischen dieser Eintrittsoberfläche und der Aperturblende A oder zwischen der Aperturblende und der Bildebene. Insbesondere sind zwischen der Eintrittsoberfläche E und der Bildebene nur positive Linsen vorgesehen.
Wenn sich in dem Gebiet, in dem der Strahldurchmesser relativ groß ist, keine negativen Linsen mit einer signifikanten Brechkraft befinden, dann gestattet dies, die Höchstdurchmesser der Linsen auf praktikable Größen in diesem Gebiet zu begrenzen. "Relativ große Strahldurchmesser" treten für die Zwecke dieser Anmeldung insbesondere dann auf, wenn die Höhe des Randstrahles auf einer Linse mindestens so groß ist wie die Hälfte der Höhe des Randstrahles an einer potentiellen Blendenposition, beispielsweise bei der Systemblende. Diese Maßnahme berücksichtigt die Tatsache, daß der Streueffekt einer negativen Linse aus Korrekturgründen zugegebenerweise wünschenswert sein kann, daß aber jeder Streueffekt hinter der negativen Linse eine Tendenz besitzt, zu größeren Linsendurchmessern zu führen, als bei Abwesenheit einer negativen Linse erforderlich sind. Zudem werden die Einzelstrahlen des Strahls in der Richtung der stromabwärts gelegenen Bildebene miteinander verbunden, und dazu ist positive Brechkraft erforderlich. Die positiven Linsen, die für diesen Zweck erforderlich sind, können insgesamt relativ moderat ausgelegt sein, vorausgesetzt, daß auch keine Notwendigkeit besteht, den Streueffekt von negativen Linsen in der Kombination der Strahlen zu kompensieren. Weiterhin kann die Anzahl der Linsen begrenzt werden. Die Erfindung gestattet somit kompakte Projektionsobjektive mit minimalen Linsenabmessungen.
5 zeigt eine Ausführungsform eines Projektionsobjektivs 500, das unter dem optischen Gesichtspunkt auf der Basis der unter Bezugnahme auf 2 erläuterten Prinzipien ausgelegt worden ist. Identische oder entsprechende Elemente oder Elementegruppen sind mit den gleichen Referenzsymbolen wie in 2 bezeichnet, um 300 erhöht.
Ein Vergleich zwischen den Strahlprofilen in den in 2 und 5 gezeigten Systemen zeigt, daß innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung verschiedene Strahlengänge möglich sind. Ein ungekreuzter Strahlengang ist in dem System in 2 gezeigt, da eine erste Strahlsektion, die von der Objektebene zu dem konkaven Spiegel 225 verläuft und eine zweite Strahlsektion, die von diesem konkaven Spiegel zu der Bildebene verläuft, sich nirgendwo schneiden. Die in 5 gezeigte Ausführungsform weist im Gegensatz einen überkreuzten Strahlengang auf. Der erste Faltspiegel 513 ist auf der Seite der optischen Achse 504 angeordnet, die von dem zweiten Faltspiegel 523 weg weist, wobei der zweite Faltspiegel geometrisch näher an der Objektebene liegt. Folglich überkreuzen sich eine erste Strahlsektion 540, die von der Objektebene 501 zu dem konkaven Spiegel 525 verläuft, und eine zweite Strahlsektion 550, die von dem konkaven Spiegel 525 über den zweiten Faltspiegel 523 zu der Bildebene verläuft, in dem Gebiet unmittelbar vor der Spiegeloberfläche des zweiten Faltspiegels 523, in der Nähe der Zwischenbilder 511, 521. In diesem Fall befindet sich das zweite Zwischenbild 521 optisch unmittelbar vor dem zweiten Faltspiegel 523 und geometrisch in der Nähe eines inneren Spiegelrandes 528, der der optischen Achse 504 zugewandt ist, des ersten Faltspiegels. Dieser gekreuzte Strahlengang, bei dem die Strahlung durch den ersten Faltspiegel ohne irgendwelche Vignettierung in der Richtung des zweiten Faltspiegels in dem Gebiet des inneren Spiegelrandes 528 "gezwungen" wird, gestattet eine Optimierung des Lichtleitwerts des Systems. Er stellt auch mehr physischen Raum für die beiden Faltspiegel bereit.
Auch in dieser Ausführungsform befindet sich die positive Feldlinsengruppe 526 in der optischen Nähe beider Zwischenbilder, geometrisch zwischen den Faltspiegeln und dem konkaven Spiegel, wenngleich der zweite Faltspiegel und das zweite Zwischenbild von der positiven Linse 526 etwas weiter weg liegen.
Eine Ausführungsform eines Projektionsobjektivs 600 wird unter Bezugnahme auf 6 erläutert, bei dem ein Muster, das auf seiner Objektebene 601 angeordnet ist, auf die parallel zur Objektebene ausgerichtete Bildebene 602 abgebildet wird, wodurch zwei reelle Zwischenbilder 611, 621 erzeugt werden. Das Projektionsobjektiv weist einen ersten katadioptrischen Objektivteil 610 auf, der ein erstes reelles Zwischenbild 611 des Objektfeldes erzeugt, einen nachfolgenden katadioptrischen zweiten Objektivteil 620, der das erste Zwischenbild abbildet, um ein zweites reelles Zwischenbild 621 zu bilden, und einen nachfolgenden dritten brechenden Objektivteil, der das zweite Zwischenbild 621 direkt, das heißt ohne irgend ein weiteres Zwischenbild, auf die Bildebene 602 abbildet.
Ein Hauptunterschied gegenüber den bisher beschriebenen Ausführungsformen besteht darin, daß der erste Objektivteil 610 ein kompaktes katadioptrisches Teilsystem ist. Der katadioptrische Objektivteil 610 besitzt einen konkaven Spiegel 615, dessen optische Achse im rechten Winkel zur Objektebene verläuft, und einen Polarisationsselektiven Strahlteiler 660 (Beamsplitter Cube, BSC), der zwischen der Objektebene und dem konkaven Spiegel angeordnet ist und eine planare Strahlteileroberfläche 613 aufweist, die unter 45° zur optischen Achse 604 geneigt ist und als ein erster Faltspiegel für das Projektionsobjektiv 610 verwendet wird. Eine λ/4-Platte 661, eine erste positive Gruppe 662, eine zweite positive Gruppe 663, der Strahlteiler 660, eine weitere λ/4-Platte 664 und eine negative Gruppe 665, unmittelbar vor dem konkaven Spiegel angeordnet, sind in dieser Sequenz zwischen der Objektebene und dem konkaven Spiegel angeordnet. Darauf folgt eine weitere λ/4-Platte 666 und eine positive Gruppe 667 in dem Strahlengang hinter dem Faltspiegel 613. Die Grundkonfiguration des zweiten katadioptrischen Objektivteils 620 mit einer positiven Gruppe 626 nahe dem Feld entspricht im wesentlichen dem in 2 gezeigten Grunddesign. Der dritte brechende Objektivteil besitzt nur positive Gruppen, zwischen denen sich eine Blendenposition befindet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel findet das Falten somit innerhalb des ersten katadioptrischen Objektivteils statt, wobei positive Brechkraft in Form mindestens einer positiven Linse 667 zwischen dem Faltspiegel 613, der dafür verantwortlich ist, und dem ersten Zwischenbild 611, das von dem ersten Teilsystem erzeugt wird, angeordnet ist. Das Gesamtsystem wird mit zirkularpolarisiertem Eingangslicht betrieben, was von der ersten λ/4-Platte in linearpolarisierte Strahlung konvertiert wird, die bezüglich der schräg positionierten Strahlteilerschicht 613 p-polarisiert ist und sie somit im wesentlichen vollständig zum konkaven Spiegel 650 durchläuft. Die λ/4-Platte, die zwischen der Strahlteilerschicht und dem konkaven Spiegel liegt, wird von der linearpolarisierten Strahlung zweimal durchlaufen und dreht dabei die polarisationsbevorzugte Richtung um 90°, so daß die von dem konkaven Spiegel an der Polarisationsteilerschicht 613 ankommende Strahlung dazu s-polarisiert ist und in der Richtung der nachfolgenden Objektivteile reflektiert wird. Die dritte λ/4-Platte 666 wandelt die Strahlung in zirkularpolarisierte Strahlung um, die dann durch die nachfolgenden Teilsysteme geschickt wird.
Da der erste katadioptrische Objektivteil 610 so ausgelegt sein kann, daß er in Verbindung mit der Spiegelkrümmung und der negativen Brechkraft vor dem Spiegel sowohl die Bildfeldkrümmung als auch die chromatische Längsaberration größtenteils oder vollständig korrigieren kann, sind die nachfolgenden Teilobjektive durch diese Abbildungsfehler nicht oder nur geringfügig belastet. Diese Anordnung gestattet zudem die Vergrößerung des physischen Raums zwischen der Objektebene und dem horizontal ausgerichteten katadioptrischen Objektivteil 620, was dazu verwendet werden kann, den Lichtleitwert zu reduzieren.
Die Aperturblende A ist bevorzugt in dem dritten Objektivteil 630 angeordnet, der dem Bild am nächsten liegt, wo der Hauptstrahl die optische Achse schneidet. Zwei weitere mögliche Blendenpositionen sind in dem ersten und zweiten Objektivteil gezeigt, in jedem Fall nahe den konkaven Spiegeln 615, 625.
Der erste Objektivteil kann physisch kompakt sein. 7 zeigt eine Ausführungsform eines katadioptrischen Teilsystems, das als der erste Objektivteil 610 für das in 6 gezeigte System verwendet werden kann und dessen Spezifikation in Tabelle 5 gezeigt ist. Identische oder entsprechende Elemente oder Elementegruppen sind mit den gleichen Referenzsymbolen wie in 6 bezeichnet, um 100 erhöht. Alle Linsen sind sphärische Linsen, und alle transparenten Komponenten einschließlich des Strahlteilerblocks 760 bestehen aus synthetischem Quarzglas.
8 zeigt schematisch verschiedene Implementierungsoptionen für die Faltspiegel, die zum Falten des Strahlengangs vorgesehen sind. Die Faltspiegel können beispielsweise in Form von freistehenden planaren Spiegeln vorliegen, insbesondere als Frontoberflächenspiegel (8(a) und (b)). In diesem Fall können bei den in 2 gezeigten Ausführungsformen auch separate Spiegel wie in 8(b) gezeigt zusammen gehalten werden. Die Faltspiegel können auch in Form von freistehenden Prismen vorliegen, wie in 8(c) und (d) gezeigt. Die reflektierenden Prismenoberflächen können gegebenenfalls je nach den Einfallswinkeln, die an ihnen auftreten, als Totalreflexionsoberflächen wirken, oder sie können eine Reflexionsbeschichtung aufweisen. Insbesondere können für die in 2 bis 4 gezeigten Ausführungsformen die Spiegel auch in Form von reflektierenden äußeren Oberflächen eines Spiegelprismas vorliegen, wie in 8(e) gezeigt.
In 9 ist eine weitere Ausführungsform eines Projektionsobjektivs 900 vom R-C-R-Typ wie in Verbindung mit 2 erläutert gezeigt. Es wird auf diese Beschreibung für die Grundkonstruktion Bezug genommen. Ein erster brechender Objektivteil 910 ist so ausgelegt, daß ein außeraxiales effektives Objektfeld OF, das in der Objektoberfläche 901 angeordnet ist, auf ein erstes Zwischenbild 911 abgebildet wird. Ein erster planarer Faltspiegel 913 ist innerhalb des ersten Objektivteils unmittelbar vor dem ersten Zwischenbild angeordnet. Ein zweiter katadioptrischer Objektivteil 920 mit einem konkaven Spiegel 925 ist ausgelegt, das erste Zwischenbild in ein zweites Zwischenbild 921 abzubilden, das unmittelbar vor einem zweiten Faltspiegel 923 in einem Abstand davon positioniert ist. Ein dritter brechender Objektivteil 930, der eine frei zugäugige Aperturblende AS enthält, ist ausgelegt, das zweite Zwischenbild auf die Bildoberfläche 902 abzubilden, wo ein außerhalb der optischen Achse angeordnetes effektives Bildfeld IF erzeugt wird. Der erste Objektivteil 910 dient als ein Übertragungssystem, um das erste Zwischenbild nahe dem ersten Faltspiegel 913 zu plazieren. Der katadioptrische zweite Objektivteil 920 enthält eine einzelne positive Linse (Feldlinse 926) geometrisch nahe an den Faltspiegeln und optisch nahe an beiden Zwischenbildern, was eine effiziente Korrektur von feldbezogenen Abbildungsfehlern gestattet. Der dritte Objektivteil dient als eine Fokussierungslinsengruppe, die den Hauptteil des Reduktionsverhältnisses des Projektionsobjektivs liefert, um die bildseitige numerische Apertur zu erhalten, die bei dieser Ausführungsform bei einer Feldgröße von 26 mm·5,5 mm des effektiven Objektfeldes OF NA = 1,20 beträgt. Die Gesamtbahnlänge (axialer Abstand zwischen Objektoberfläche 901 und Bildoberfläche 902) beträgt 1400 mm. Die Wellenfrontaberration beträgt etwa 4 mλ RMS. Die Spezifikation ist in den Tabellen 9, 9A angegeben. Der Hauptstrahl CR der Abbildung ist fett gezeichnet, um das Verfolgen der Bahn des Hauptstrahls zu erleichtern.
Die Linsen des ersten Objektivteils 910 definieren einen ersten Teil OA1 der optischen Achse, die die Achse der Rotationssymmetrie der Linsen ist und senkrecht zur Objektoberfläche 901 verläuft. Die Achse der Rotationssymmetrie des konkaven Spiegels 925 und die Linsen des zweiten Objektivteils definieren einen zweiten Teil OA2 der optischen Achse, die bei dieser Ausführungsform senkrecht zum objektseitigen ersten Teil OA1 der optischen Achse ausgerichtet ist. Mit anderen Worten wird die optische Achse durch den ersten Faltspiegel 913 unter 90° gefaltet. Die Linsen des dritten Objektivteils 930 definieren einen dritten Teil OA3 der optischen Achse, der parallel zu dem ersten Teil OA1 der optischen Achse und senkrecht zur Bildoberfläche 902 verläuft. Bei dieser Ausführungsform sind der objektseitige erste Teil OA1 der optischen Achse und der bildseitige dritte Teil OA3 der optischen Achse koaxial, so daß zwischen diesen Teilen der optischen Achse kein seitlicher Achsenversatz existiert. Dieser Aufbau kann bezüglich des Anbringens der Linsen der brechenden Objektivteile wünschenswert sein. Ein ähnlicher Aufbau mit koaxialem ersten und dritten Teil OA1, OA3 der optischen Achse ist als Projektionsobjektiv 1000 in 10 gezeigt. Die Spezifikation dieses Designs ist in Tabelle 10, 10A angegeben. Bei beiden Ausführungsformen existiert ein finiter Wert für die Objekt-Bild-Verschiebung OIS.
Bei dem Projektionsobjektiv 900 ist die Linsenoberfläche ASP unmittelbar vor dem ersten Faltspiegel 913 eine asphärische Oberfläche, die sich optisch nahe dem ersten Zwischenbild befindet. Eine effektive Korrektur von feldbezogenen Abbildungsfehlern wird erhalten. Bei dem Projektionsobjektiv 1000 weist die Feldlinse 1026 eine asphärische Linsenoberfläche APS auf, die dem konkaven Spiegel zugewandt ist. Diese asphärische Oberfläche ist die Linsenoberfläche, die sowohl dem ersten als auch zweiten Zwischenbild 1011, 1021 am nächsten liegt und deshalb für die Korrektur an zwei Positionen entlang des Strahlengangs sehr effektiv ist. Die Wellenfrontaberration dieses Designs beträgt etwa 3 mλ RMS.
Die in 11 gezeigte Ausführungsform eines Projektionsobjektivs 1100 (Spezifikation in Tabellen 11, 11A) ist ein Beispiel, um zu demonstrieren, daß bei bevorzugten Ausführungsformen praktische Vorteile erzielt werden können, wenn ein seitlicher Achsenversatz AO zwischen dem ersten Teil OA1 der optischen Achse auf der Objektseite und einem dritten Teil OA3 der optischen Achse auf der Bildseite entsprechend justiert wird. Um das Verständnis der nachfolgend verwendeten Terme zu erleichtern, zeigt 11' eine Schemazeichnung, wo wichtige Merkmale und Parameter gezeigt sind.
Unter einem optischen Gesichtspunkt wird ein außeraxiales effektives Objektfeld OF von dem ersten Objektivteil 1110 in ein erstes Zwischenbild 1111 abgebildet, das zwischen einem ersten Faltspiegel 1113 und einer positiven Feldlinse 1126 des zweiten Objektivteils 1120 angeordnet ist. Der zweite Objektivteil enthält den konkaven Spiegel 1125 und ist als ein Abbildungsteilsystem zum Erstellen eines zweiten Zwischenbildes 1121 ausgelegt, das zwischen einer positiven Linse 1126 und einem zweiten Faltspiegel 1123 angeordnet ist. Der dritte Objektivteil 1130 dient als Fokussierungsgruppe zum Erzeugen des außeraxialen effektiven Bildfeldes IF mit einer sehr hohen bildseitigen numerischen Apertur NA, wobei hier NA = 1,30.
Im Gegensatz zu den Ausführungsformen von 9 und 10 wird das Faltprisma, das mit senkrechten planaren Flächen den ersten und zweiten Faltspiegel bildet, asymmetrisch verwendet, wodurch zwischen dem ersten Teil OA1 der optischen Achse auf der Objektseite und dem dritten Teil OA3 der optischen Achse auf der Bildseite ein seitlicher Achsenversatz AO (siehe 11') erhalten wird. Bei dieser besonderen Ausführungsform ist der Achsenversatz AO derart eingestellt, daß eine parallel zum ersten Teil OA1 der optischen Achse durch die Objektfeldmitte verlaufende Objektfeldmittelachse OFCA und eine durch die Mitte des Bildfeldes IF und parallel zum dritten Teil OA der optischen Achse verlaufende Bildfeldmittelachse IFCA zusammenfallen (koaxial sind). Mit anderen Worten liegt zwischen den Mitten des effektiven Objektfeldes OF und dem Bildfeld IF keine Objekt-Bild-Verschiebung (OIS) vor. Diese Eigenschaft wird in katadioptrischen Projektionsobjektiven mit außeraxialem Objektfeld üblicherweise nicht erhalten, sondern nur in Projektionsobjektiven mit einem um die optische Achse herum zentrierten effektiven Objektfeld (z. B. rein brechende Objektive oder katadioptrische Objektive mit einem physischen Strahlteiler oder Objektive mit Pupillenverdeckung). Wie aus 11' hervorgeht, ist das Ausmaß des seitlichen Achsenversatzes AO so einzustellen, daß die Summe aus dem seitlichen Achsenversatz AO und einer Bildfeldmittenhöhe h' gleich der Objektfeldmittenhöhe h ist, wenn OIS = 0 gewünscht ist. In diesem Fall gilt: |AO| = |h·(1 + |β|)|
Ein weiterer vorteilhafter Aspekt bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung betrifft eine entsprechende Auswahl positiver Brechleistung für die Feldlinse. Wie nachfolgend beispielhaft demonstriert wird, gestattet eine richtige Auswahl von Brechleistung die Herstellung von Projektionsobjektiven mit sehr hohen bildseitigen numerischen Aperturen, wie etwa NA = 1,3 oder NA = 1,35, während gleichzeitig eine Maximalgröße von Linsen vor und/oder hinter den Faltspiegeln und die Gesamtbahnlänge des Projektionsobjektivs moderat gehalten werden. Zu Demonstrationszwecken zeigt 12 eine Variante eines Projektionsobjektivs nach dem Stand der Technik vom Typ R-C-R wie in WO 2004/019128 gezeigt mit einer bildseitigen numerischen Apertur NA = 1,25 und einer Bahnlänge von 1250 mm, was kleiner ist als die Bahnlänge des betreffenden Objektivs nach dem Stand der Technik (1400 mm, 19 in WO 2004/019128 A1 ). Geometrisch befindet sich keine Feldlinse zwischen den Faltspiegeln und dem konkaven Spiegel.
Zum Vergleich zeigt 13 ein Projektionsobjektiv 1300 als eine Ausführungsform der Erfindung mit der gleichen numerischen Apertur (NA = 1,25) und Bahnlänge (1250 mm), wo eine positive Feldlinse 1326 geometrisch zwischen den Faltspiegeln 1313, 1323 und dem konkaven Spiegel 1325 positioniert ist. Zum Erleichtern des Vergleiches zeigt die schematische 14 ein System nach dem Stand der Technik ohne Feldlinse in (a) und eine eine Feldlinse FL enthaltende Ausführungsform der Erfindung in (b). Die Bahn eines Hauptstrahls CR ist in 12 und 13 fett gezeichnet und auch in 14 umrissen, wo außerdem die Bahn eines Randstrahles MR gezeigt ist.
Als nächstes werden einige charakteristische Merkmale von Systemen nach dem Stand der Technik bezüglich der Ausführungsform von 12 unter Verwendung der Referenzidentifikationen von 14(a) zusammengefaßt. Der erste Objektivteil ist eine brechende Übertragungsgruppe L1, die ausgelegt ist, das erste Zwischenbild IMI1 nahe dem ersten Faltspiegel FM1 des Faltprismas zu erzeugen. Ein den konkaven Spiegel CM enthaltender axial kompakter (kurzer) katadioptrischer zweiter Objektivteil erzeugt das zweite Zwischenbild IMI2 nahe dem zweiten Faltspiegel FM2. Eine durch den dritten Objektivteil gebildete rein brechende Hauptfokussierungsgruppe L2 erzeugt das Bild.
Der erste Objektivteil ist in eine erste Linsengruppe LG1 und eine zweite Linsengruppe LG2 (jeweils positive Brechkraft) unterteilt, wobei eine Pupillenoberfläche zwischen diesen Linsengruppen positioniert ist, wo der Hauptstrahl CR die optische Achse OA schneidet. Der dritte Objektivteil enthält in dieser Sequenz eine dritte Linsengruppe LG3 mit positiver Brechkraft, eine vierte Linsengruppe LG4 mit negativer Brechkraft und eine fünfte Linsengruppe LG5 mit positiver Brechkraft. Eine bildseitige Pupillenoberfläche ist in dem dritten Objektivteil positioniert, wo der Hauptstrahl die optische Achse kreuzt. Eine Aperturblende AS ist üblicherweise in dieser Position positioniert. Eine optisch zwischen dem ersten und zweiten Zwischenbild liegende Pupillenoberfläche ist nahe bei oder bei dem konkaven Spiegel CM positioniert.
Alternativ kann eine Aperturblende auch in einer der anderen Pupillenoberflächen positioniert werden, nämlich in der brechenden Übertragungsgruppe L1 oder in der katadioptrischen Gruppe nahe dem konkaven Spiegel.
Der Hauptstrahl CR konvergiert am ersten Zwischenbild IMI1 und dem optisch bei diesem Zwischenbild liegenden ersten Faltspiegel. Hier ist ein konvergenter Hauptstrahl ein Hauptstrahl, wo die Hauptstrahlhöhe CRH, d. h. der radiale Abstand zwischen dem Hauptstrahl und der optischen Achse, in Lichtausbreitungsrichtung abnimmt. Andererseits divergiert der Hauptstrahl (d. h. die Hauptstrahlhöhe nimmt in Lichtausbreitungsrichtung zu) am zweiten Zwischenbild IMI2 und dem zweiten Faltspiegel.
Wegen der Faltgeometrie mit den Zwischenbildern zwischen den Faltspiegeln und dem konkaven Spiegel befinden sich die Linsen der zweiten Linsengruppe LG2 und der dritten Linsengruppe LG3, dem ersten Zwischenbild bzw. dem zweiten Zwischenbild am nächsten liegend, optisch von den Zwischenbildern relativ weit weg, da der Faltspiegel zwischen diesen Linsen und den Zwischenbildern plaziert ist. Als Folge der Konvergenz/Divergenz des Hauptstrahls weisen diese den Faltspiegeln am nächsten liegenden Linsen eine Tendenz auf, groß zu werden (großer Linsendurchmesser). Man beachte, daß dieser Effekt schwächer sein kann, wenn zwischen dem konkaven Spiegel und den Faltspiegeln ein größerer Abstand eingestellt ist, wodurch ein längerer horizontaler Arm (HOA) des Objektivs entsteht.
Bei diesen Bedingungen gibt es eine Tendenz, daß die horizontale optische Achse kürzer wird, wenn die bildseitige numerische Apertur NA erhöht werden soll. Dies kann man wie folgt verstehen. Der Hauptzweck des konkaven Spiegels besteht im Korrigieren der Petzval-Summe (Bildfeldkrümmung) des Projektionsobjektivs. Der Beitrag des konkaven Spiegels für die Korrektur der Petzval-Summe ist direkt proportional zur Krümmung des konkaven Spiegels. Wenn die numerische Apertur des Systems erhöht werden soll und gleichzeitig die Länge des horizontalen Arms HOA konstant bleiben würde, würde der Durchmesser der den konkaven Spiegel enthaltenden katadioptrischen Gruppe zunehmen. Eine potentielle Konsequenz ist, daß die Krümmung des konkaven Spiegels kleiner werden würde, wodurch der Effekt des konkaven Spiegels auf die Korrektur der Petzval-Summe abnehmen würde. Dies wird als weniger wünschenswert angesehen, da die Korrektur der Petzval-Summe dann in anderen Teilen des Projektionsobjektivs vorgesehen werden muß, wodurch das Design komplizierter wird.
Wenn andererseits gewünscht wird, den korrigierenden Effekt der katadioptrischen Gruppe auf die Korrektur der Petzval-Summe beizubehalten, sollte der Durchmesser der den konkaven Spiegel enthaltenden katadioptrischen Gruppe im wesentlichen konstant gehalten werden. Dies entspricht jedoch einer abnehmenden Länge des horizontalen Arms, was wiederum zu relativ großen Hauptstrahlwinkeln an den Zwischenbildern führt, wie schematisch in 14(a) und in dem Projektionsobjektiv 1200 von 12 gezeigt.
Aus 12 geht hervor, daß insbesondere für die zwei oder drei positiven Linsen der zweiten Linsengruppe LG2 unmittelbar vor dem ersten Faltspiegel sehr große Linsendurchmesser erforderlich sind.
Wenn jedoch erwünscht ist, die numerische Apertur zu vergrößern, muß in dem dritten Objektivteil, hauptsächlich in der Nähe der nächstgelegenen Pupillenposition beim Wafer, ausreichend Raum für Linsen vorgesehen werden. Wenn weiterhin gewünscht ist, die Bahnlänge des Objektivs auf vernünftige Werte zu begrenzen, erscheint es, daß es wünschenswert ist, den ersten Objektivteil (Übertragungsgruppe L1) axial kürzer auszulegen und die Durchmesser der Linsen unmittelbar vor dem ersten Faltspiegel herabzusetzen.
Diese Aufgaben können erreicht werden durch Einführen einer Feldlinse mit ausreichend positiver Brechkraft geometrisch zwischen den Faltspiegeln und dem konkaven Spiegel optisch nahe den Zwischenbildern, wie schematisch in 14(b) und beispielhaft in der Ausführungsform 1300 von 13 gezeigt. Wie aus 13 hervorgeht, gestattet die von einer Linse 1326 gelieferte positive Brechkraft, den Hauptstrahl CR fast parallel zur optischen Achse oder geringfügig divergent auf den ersten Faltspiegel 1313 zu führen, wodurch die Durchmesser der zwei oder drei Linsen unmittelbar vor dem ersten Faltspiegel im Vergleich zu dem Design von 12 wesentlich reduziert werden können. Außerdem wird die erste axiale Länge AL1 des ersten Objektivteils 1310 im Vergleich zur entsprechenden Länge des ersten Objektivteils 1210 in 12 wesentlich reduziert. Infolgedessen steht in dem dritten Objektivteil mehr Raum zur Verfügung, um Linsen einzuführen, die zu einer Erhöhung der numerischen Apertur beitragen. Außerdem ist der den konkaven Spiegel enthaltende horizontale Arm wesentlich länger und der konkave Spiegel wesentlich kleiner, wenn eine Feldlinse eingeführt wird.
Bei der Ausführungsform von 13 ist auch ersichtlich, daß sowohl das erste als auch zweite Zwischenbild in einem Raum zwischen der Feldlinse 1326 und der den konkaven Spiegel 1325 enthaltenden Spiegelgruppe positioniert sind. Insbesondere ist ein axialer Abstand zwischen den Zwischenbildern und der nächstgelegenen optischen Oberfläche (Linsenoberfläche der positiven Linse 1326, die dem konkaven Spiegel zugewandt ist) ausreichend groß, so daß die nächstliegende optische Oberfläche außerhalb eines Zwischenbildraums liegt, der axial zwischen dem paraxialen Zwischenbild (durch paraxiale Strahlen gebildetes Zwischenbild) und dem Randstrahlzwischenbild (durch Randstrahlen der Abbildung ausgebildet) liegt. Ein Mindestabstand von mindestens 10 mm wird hier erhalten. Die Feldlinse ist effektiv als eine letzte Linse des ersten Objektivteils 1310 und als eine erste Linse des dritten Objektivteils 1330 (bei Betrachtung in einer Lichtausbreitungsrichtung bei der beabsichtigten Verwendung als Reduktionsprojektionsobjektiv). Deshalb ist es wert anzumerken, daß 13 ein Projektionsobjektiv mit zwei brechenden Abbildungsteil systemen aufweist (durch den ersten Objektivteil 1310 und den dritten Objektivteil 1330 gebildet), wo eine Linse (die Feldlinse 1326) optisch sowohl innerhalb des ersten als auch des dritten Abbildungsteilsystems angeordnet ist. Außerdem ist jeder Faltspiegel innerhalb eines brechenden Abbildungsteilsystems zwischen Linsen des jeweiligen Teilsystems positioniert.
Die Ausführungsformen der folgenden 15 bis 17 (Spezifikationen in Tabellen 15, 15A, 16, 16A bzw. 17, 17A) basieren auf der Ausführungsform von 13 und zeigen beispielhaft, daß ein Grunddesign mit einer Feldlinse mit ausreichender Brechkraft gestattet, bei moderaten Linsengrößen noch höhere bildseitige numerische Aperturen zu erhalten. Die Spezifikationen sind in den Tabellen 15, 15A, 16, 16A bzw. 17, 17A angegeben.
Eine bildseitige numerische Apertur NA = 1,30 wird für das Projektionsobjektiv 1500 in 15 erhalten. Hier verläuft der Hauptstrahl CR fast parallel zur optischen Achse beim ersten und zweiten Faltspiegel. Insbesondere wird ein erster Hauptstrahlrichtungs-Kosinus |CRA1| = 0,055 bei dem ersten Faltspiegel und ein zweiter Hauptstrahlrichtungs-Kosinus CRA2 = 0,058 beim zweiten Faltspiegel erhalten.
Bei den Projektionsobjektiven 1300 und 1500 ist die positive Feldlinse 1326, 1526 im horizontalen Arm sehr nahe an den Faltspiegeln angeordnet, so daß die Zwischenbilder innerhalb eines von optischem Material freien Raums zwischen dieser Feldlinse und dem konkaven Spiegel folgen. Wie aus den sich schneidenden Linsensymbolen hervorgeht, müssen jedoch eine oder mehrere abgeschnittene Linsen nahe den Faltspiegeln verwendet werden, was die Linsenbefestigung komplizierter macht.
Ein derartiges Befestigungsproblem wird für das Projektionsobjektiv 1600 in 16 vermieden, wo die positive Feldlinse 1626 von den Faltspiegeln 1613, 1623 weit weg positioniert ist, meist außerhalb eines zwischen den Linsen unmittelbar vor und hinter den Faltspiegeln definierten zylindrischen Raums. Bei dieser Ausführungsform können kreisförmige Linsen mit einer stabilen Befestigungstechnik verwendet werden. Unter einem optischen Gesichtspunkt sind die Hauptstrahlwinkel bei dem ersten und zweiten Faltspiegel fast null (im wesentlichen telezentrischer Hauptstrahl). Da beide Zwischenbilder 1611 und 1621 im wesentlichen zwischen den Faltspiegeln und der Feldlinse 1626 positioniert sind, ist die Feldlinse nun Teil des den konkaven Spiegel 1625 enthaltenden katadioptrischen zweiten Abbildungsobjektivteils 1620. Bei dieser Variante wird das Installationsraumproblem nahe beim Faltspiegel vermieden. Es wird eine bildseitige numerische Apertur NA = 1,30 erhalten.
Der Designtyp besitzt Potential für noch höhere numerische Aperturen, was aus dem in 17 gezeigten Projektionsobjektiv 1700 mit einer bildseitigen numerischen Apertur NA = 1,35 hervorgeht. Wie bei der Ausführungsform von 16 ist der Hauptstrahl bei den Faltspiegeln fast telezentrisch und sind die Zwischenbilder 1711, 1721 im wesentlichen zwischen den Faltspiegeln und der Feldlinse 1726 positioniert. Die Zunahme bei der numerischen Apertur bezüglich der Ausführungsform von 16 zeigt, daß bei dieser Ausführungsform in dem für das Bereitstellen der hohen numerischen Apertur verantwortlichen dritten Objektivteil ausreichend Raum für weitere und/oder stärkere Linsen zur Verfügung steht.
Wie weiter oben erwähnt, gestattet die Erfindung den Bau katadioptrischer Projektionsobjektive mit hohen numerischen Aperturen, was insbesondere Immersionslithographie bei numerischen Aperturen NA > 1 gestattet, die mit relativ kleinen Mengen optischen Materials gebaut werden können. Das Potential für einen kleinen Materialverbrauch wird nachfolgend unter Berücksichtigung von Parametern demonstriert, wobei die Tatsache beschrieben wird, daß besonders kompakte Projektionsobjektive hergestellt werden können.
Allgemein nehmen die Abmessungen von Projektionsobjektiven mit zunehmender bildseitiger numerischer Apertur NA dramatisch zu. Empirisch hat sich herausgestellt, daß der größte Linsendurchmesser D_max mit einer Zunahme von NA stärker als linear entsprechend D_max ~ NA^k zunimmt, wobei k > 1. Ein Wert k = 2 ist eine für den Zweck dieser Anmeldung verwendete Approximation. Weiterhin hat sich gezeigt, daß der größte Linsendurchmesser D_max proportional zur Bildfeldgröße zunimmt (dargestellt durch die Bildfeldhöhe Y', wobei Y' der größte Abstand zwischen einem Bildfeldpunkt und der optischen Achse ist). Für den Zweck dieser Anmeldung wird eine lineare Abhängigkeit angenommen. Auf der Basis dieser Überlegungen wird ein erster Kompaktheitsparameter COMP1 definiert als: COMP1 = Dmax/(Y'·NA2).
Es ist offensichtlich, daß für gegebene Werte von Bildfeldhöhe und numerischer Apertur der erste Kompaktheitsparameter COMP1 so klein wie möglich sein sollte, wenn ein kompaktes Design gewünscht wird.
Bei Betrachtung des zum Bereitstellen eines Projektionsobjektivs erforderlichen Gesamtmaterialverbrauchs ist auch die absolute Anzahl von Linsen N_L relevant. In der Regel werden Systeme mit einer kleineren Anzahl von Linsen gegenüber Systemen mit größeren Anzahlen von Linsen bevorzugt. Deshalb wird ein zweiter Kompaktheitsparameter COMP2 wie folgt definiert: COMP2 = COMP1·NL.
Wieder zeigen kleine Werte für COMP2 kompakte optische Systeme an.
Weiterhin besitzen Projektionsobjektive gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung mindestens drei Objektivteile zum Abbilden einer eintrittsseitigen Feldoberfläche in eine optisch konjugierte austrittsseitige Feldoberfläche, wo die abbildenden Objektivteile an Zwischenbildern verknüpft sind. In der Regel nehmen die Anzahl an Linsen und das Gesamtmaterial, das zum Bauen eines Projektionsobjektivs erforderlich sind, zu, je höher die Anzahl N_OP von abbildenden Objektivteilen des optischen Systems ist. Es ist wünschenswert, die mittlere Anzahl von Linsen pro Objektivteil, N_L/N_OP, so klein wie möglich zu halten. Deshalb wird ein dritter Kompaktheitsparameter COMP3 wie folgt definiert: COMP3 = COMP1·NL/NOP.
Wiederum sind Projektionsobjektive mit geringem Verbrauch an optischem Material durch kleine Werte von COMP3 gekennzeichnet.
Tabelle 18 faßt die zum Berechnen der Kompaktheitsparameter COMP1, COMP2, COMP3 erforderlichen Werte und die jeweiligen Werte für diese Parameter für jedes der mit einer Spezifikationstabelle vorgestellten Systeme zusammen (die Tabellennummer (entsprechend der gleichen Nummer einer Figur) ist in Spalte 1 von Tabelle 18 angegeben). Um ein kompaktes katadioptrisches Projektionsobjektiv mit mindestens einem konkaven Spiegel und mindestens zwei abbildenden Objektivteilen (d. h. mindestens ein Zwischenbild) zu erhalten, sollte deshalb mindestens eine der folgenden Bedingungen (1) bis (3) eingehalten werden:

(1) COMP1 < 11

Bevorzugt sollte COMP1 < 10,7 eingehalten werden.

(2) COMP2 < 340

Bevorzugt sollte COMP2 < 320, besonders bevorzugt COMP2 < 300, eingehalten werden.

(3) COMP3 < 110

Bevorzugt sollte COMP3 < 100 eingehalten werden.
Bei einigen Ausführungsformen ist COMP1 < 11 und gleichzeitig COMP2 < 340, was besonders kompakte Designs gestattet.
Ein weiterer Aspekt betrifft die Größe des konkaven Spiegels, der in Relation zu den größten Linsen in einigen Ausführungsformen besonders klein ist, wodurch Herstellung und Befestigung erleichtert werden. Bei einigen Ausführungsformen weist der konkave Spiegel einen Spiegeldurchmesser D_M auf, das Projektionsobjektiv einen größten Linsendurchmesser D_max, und die Bedingung D_M < 0,75·D_max gilt. Bevorzugt kann D_M < 0,70·D_max erfüllt sein.
Tabelle 18 zeigt, daß bevorzugte Ausführungsformen gemäß der Erfindung im allgemeinen mindestens eine dieser Bedingungen einhalten, was anzeigt, daß gemäß den in dieser Spezifikation dargelegten Designregeln kompakte Designs mit moderatem Materialverbrauch und/oder kleinem konkaven Spiegel erhalten werden.
Die Erfindung wurde unter Verwendung von Beispielen von katadioptrischen Projektionsobjektiven vom R-C-R-Typ ausführlich beschrieben, die einen ersten Faltspiegel zum Ablenken der von der Objektebene kommenden Strahlung in Richtung des konkaven Spiegels und einen zweiten Faltspiegel zum Ablenken der von dem konkaven Spiegel kommenden Strahlung in Richtung der Bildebene aufweisen. Die Erfindung kann auch in Designs mit anderer Faltgeometrie implementiert werden, beispielsweise jenen, wo von der Objektebene kommende Strahlung direkt auf den konkaven Spiegel gerichtet wird, und zwar vor einer Reflexion an einem ersten Faltspiegel, der zur Ablenkung der von dem konkaven Spiegel in Richtung der Bildebene kommenden Strahlung angeordnet ist. Bei jenen Ausführungsformen ist der zweite Faltspiegel üblicherweise hinter dem ersten Faltspiegel vorgesehen, um eine parallele Anordnung von Objektebene und Bildebene zu gestatten.

Es ist naheliegend, daß alle der oben beschriebenen Systeme vollständige Systeme sein können, das heißt Systeme zum Bilden eines reellen Bildes (beispielsweise auf einem Wafer) eines reellen Objektes (beispielsweise einer Photolithographiemaske). Die Systeme können jedoch auch als Teilsysteme für größere Systeme verwendet werden. Beispielsweise kann das "Objekt" eines der oben beschriebenen Systeme somit ein Bild sein, das von einem Abbildungssystem erzeugt wird (beispielsweise einem Übertragungssystem), das vor der Objektebene positioniert ist. Ein Bild, das durch eines der oben beschriebenen Systeme gebildet wird, kann gleichermaßen als ein Objekt für ein System (beispielsweise ein Übertragungssystem) hinter der Bildebene verwendet werden. Die Aufzählung der Objektivteile mit den Ausdrücken "erster Objektivteil" und "zweiter Objektivteil" usw. bezieht sich auf die Sequenz, in der der Strahl sie durchläuft, wenn sie als ein Reduktionsobjektiv verwendet werden. Die Ausdrücke "erster" und "zweiter" usw. sollten so verstanden werden, daß sie relativ zueinander sind. Der "erste" Objektivteil ist vor dem "zweiten" Objektivteil in der Richtung angeordnet, in der der Strahl sie durchläuft. Dies braucht nicht notwendigerweise der erste Objektivteil in dem Gesamtsystem zu sein, das heißt der Objektivteil, der unmittelbar auf die Bildebene in dem System folgt. Dies ist jedoch bei den dargestellten Ausführungsbeispielen der Fall. Tabelle 1

NA = 1.2		Y = 57,7mm
WL	157.2852	157.2862	157.2842
CAF2	1.55930394	1.55930133	1.55930655
IMM	1.37021435	1.37021206	1.37021665

Oberfläche	Radius	Abstand	Material	½ Durchmesser
0	0.000000000	48.029632171	AIR	57.700
1	0.000000000	39.172776328	AIR	72.768
2	–96.971407438	43.719958386	CAF2	74.418
3	–158.002766036	5.165244231	AIR	98.534
4	781.518257267	56.238731708	CAF2	120.188
5	–253.290501301	4.909571912	AIR	123.211
6	288.016848173	49.396794919	CAF2	124.172
7	–435.168087157	26.736905514	AIR	122.368
8	105.910945049	62.394238960	CAF2	94.783
9	178.598362309	79.753912118	AIR	79.042
10	–274.352911686	15.001130830	CAF2	42.116
11	–481.511902624	46.498544862	AIR	46.787
12	–70.442117850	52.555341121	CAF2	55.942
13	–90.455727573	1.806830035	AIR	78.160
14	3232.255140950	36.176140320	CAF2	91.116
15	–186.488036306	1.000000000	AIR	92.734
16	365.731282758	20.809036457	CAF2	90.268
17	–2611.121142850	101.825417590	AIR	88.935
18	0.000000000	0.000000000	AIR	84.274
19	0.000000000	65.181628952	AIR	84.274
20	258.735107311	37.578859051	CAF2	105.187
21	–1152.159158690	288.921175238	AIR	104.969
22	–129.279458408	15.003276235	CAF2	81.991
23	–2262.350961510	56.312694509	AIR	88.341
24	–117.450410520	15.001009008	CAF2	91.957
25	–309.800170740	28.401147541	AIR	113.929
26 R	–175.988719829	0.000000000	AIR	117.602
27 R	0.000000000	28.401147541	AIR	168.871
28	309.800170740	15.001009008	CAF2	112.745
29	117.450410520	56.312694509	AIR	87.774
30	2262.350961510	15.003276235	CAF2	78.116
31	129.279458408	288.921175238	AIR	70.315
32	1152.159158690	37.578859051	CAF2	91.290
33	–258.735107311	65.181629067	AIR	91.634
34	0.000000000	0.000000000	AIR	84.438
35	0.000000000	95.566202561	AIR	84.438
36	–385.455042894	15.000000000	CAF2	83.816
37	–452.475904634	1.000000003	AIR	97.482
38	254.248242468	32.034900497	CAF2	105.601
39	5899.473023640	1.000023801	AIR	105.353
40	190.848967014	30.278271846	CAF2	104.456
41	621.351654529	138.920391104	AIR	102.039
42	–123.640610032	33.881654714	CAF2	76.579
43	158.155949669	49.867792861	AIR	80.512
44	412.757602921	47.829461944	CAF2	98.825
45	–208.949912656	17.094373280	AIR	103.896
46	–158.641772839	15.212844332	CAF2	105.038
47	–313.678744542	1.052590482	AIR	118.827
48	–829.528825093	55.527291516	CAF2	125.550
49	–184.492343437	11.796257723	AIR	129.573
50	260.696800337	37.374556186	CAF2	132.314
51	497.808165974	65.844307831	AIR	127.088
STO	0.000000000	0.000000000	AIR	127.776
53	0.000000000	–22.615444914	AIR	128.288
54	358.239917958	44.763751865	CAF2	128.404
55	–739.494996855	1.004833255	AIR	127.649
56	242.528908132	44.488018592	CAF2	121.037
57	3949.584753010	1.000094237	AIR	116.970
58	201.527861764	58.711711773	CAF2	103.897
59	–1366.391075450	1.000007100	AIR	89.104
60	62.439639631	63.828426005	CAF2	55.026
61	0.000000000	1.550000000	IMM	17.302
62	0.000000000	0.000000000	AIR	14.425

Tabelle 2

Tabelle 3

NA = 1.1		Y 57.7 mm
WL	157.2852	157.2862	157.2842
CAF2	1.55930394	1.55930133	1.55930655

Oberfläche	Radius	Abstand	Material	½ Durchmesser
0	0.000000000	47.596241819	AIR	57.700
1	0.000000000	21.484078486	AIR	71.361
2	–130.196528296	81.232017348	CAF2	71.411
3	–201.970612192	1.090292328	AIR	102.064
4	0.000000000	43.035190104	CAF2	111.239
5	–219.688636866	1,000008083	AIR	113.511
6	196.835177454	48.64575325	CAF2	112.440
7	–1062.563638620	1.011278327	AIR	109.626
8	102.486371771	51.257817769	CAF2	88.766
9	125.152226832	78.537765316	AIR	72.052
10	–276.036111675	19.246024827	CAF2	35.565
11	–344.559129459	44.417965355	AIR	42.153
12	–73.158562407	46.803238343	CAF2	53.934
13	–81.595671547	1.005611042	AIR	71.774
14	917.859457951	35.862144308	CAF2	83.802
15	–184.688054893	1.002179985	AIR	85.191
16	520.342292054	23.034106261	CAF2	82.478
17	–768.099839930	99.999802859	AIR	80.816
18	0.000000000	0.000000000	AIR	72.928
19	0.000000000	49.999962118	AIR	72.928
20	241.487091044	30.190977973	CAF2	85.575
21	–1164.355916310	264.025266484	AIR	85.757
22	–132.516232462	15.000193519	CAF2	81.831
23	–1356.484422410	61.385058143	AIR	89.265
24	–108.588059874	14.999993604	CAF2	92.698
25	–296.429590341	28.045104017	AIR	119.543
26 R	–171.604551151	0.000000000	AIR	121.617
27 R	0.000000000	28.045104017	AIR	187.566
28	296.429590341	14.999993604	CAF2	118.640
29	108.588059874	61.385058143	AIR	87.692
30	1356.484422410	15.000193519	CAF2	75.436
31	132.516232462	264.025266484	AIR	68.614
32	1164.355916310	30.190977973	CAF2	79.925
33	–241.487091044	49.999914356	AIR	79.985
34	0.000000000	0.000000000	AIR	73.069
35	0.000000000	107.612168038	AIR	73.069
36	–693.184976623	16.117644573	CAF2	81.276
37	–696.986438150	2.228062889	AIR	84.557
38	272.001870523	26.851322582	CAF2	90.453
39	11518.014964700	1.683452367	AIR	90.747
40	204.924277454	41.781211890	CAF2	91.627
41	3033.528484830	106.582128113	AIR	88.228
42	–134.400581416	22.683343530	CAF2	70.595
43	149.085276952	30.111359058	AIR	72.323
44	–1571.459281550	66.592787742	CAF2	74.527
45	–685.256687590	11.096249234	AIR	101.072
46	–661.646567779	85.751986497	CAF2	106.788
47	–157.414472118	1.578582665	AIR	121.872
48	281.442061787	38.097581301	CAF2	126.470
49	2477.671193110	77.916990124	AIR	123.978
50	0.000000000	0.000000000	AIR	117.805
51	0.000000000	–4.224796803	AIR	118.082
52	629.850672554	48.195853438	CAF2	118.380
53	–440.009879814	0.999978780	AIR	118.034
54	243.613408298	52.262412712	CAF2	109.822
55	11973.088705700	1.027491789	AIR	101.920
56	115.269169988	60.712228046	CAF2	83.889
57	372.135519803	1.030688086	AIR	63.468
58	72.776794128	53.208894511	CAF2	48.890
59	0.000000000	0.000000000	CAF2	14.425
60	0.000000000	0.000000000	AIR	14.425

Tabelle 4

Tabelle 5

NAO = 0.27		Y = 56.08 mm
WL	193.3685	193.368	193.3675
SiO22	1.56078491	1.5607857	1.56078649

Oberfläche	Radius	Abstand	Material	½ Durchmesser
0	0.000000000	40.000000000	AIR	56.080
1	700.000000000	30.000000000	SIO2	70.401
2	–700.000000000	1.000000000	AIR	74.095
3	700.000000000	30.000000000	SIO2	75.879
4	–700.000000000	–1.000000000	AIR	77.689
5	500.000000000	30.000000000	SIO2	78.339
6	–1000.000000000	15.000000000	AIR	78.060
7	700.000000000	30.000000000	SIO2	76.609
8	–700.000000000	0.000000000	AIR	74.839
9	0.000000000	75.000000000	SIO2	74.070
10	0.000000000	75.000000000	SIO2	64.964
11	0.000000000	13.000000000	AIR	55.857
12	–300.000000000	10.000000000	SIO2	54.317
13	–500.000000000	5.000000000	AIR	53.682
14	0.000000000	10.000000000	AIR	52.538
15	–290.000000000	0.000000000	AIR	55.162
16	0.000000000	15.000000000	AIR	54.666
17	500.000000000	10.000000000	SIO2	56.801
18	300.000000000	13.000000000	AIR	57.279
19	0.000000000	75.000000000	SIO2	58.589
20	0.000000000	75.000000000	SIO2	66.927
21	0.000000000	30.000000000	AIR	75.266
22	300.000000000	30.000000000	SIO2	82.546
23	–400.000000000	40.000100000	AIR	82.595
24	500.000000000	25.000000000	SIO2	76.453
25	–400.000000000	41.206360088	AIR	74.915
26	0.000000000	0.000000000	AIR	63.567

Tabelle 9

OBERFLÄCHE	RADIUS	DICKE	MATERIAL	INDEX	HALBDURCHM.
0	0,000000	59,209510			64,0
1	6291,598274	23,678332	SILUV	1,560491	85,8
2	–280,600902	1,025405			87,8
3	144,511042	32,290800	SILUV	1,560491	93,4
4	416,821920	57,132926			91,4
5	163,242835	31,337729	SILUV	1,560491	78,6
6	–661,478201	9,882827			75,2
7	85,805375	31,336035	SILUV	1,560491	59,0
8	97,841124	32,157174			46,3
9	–110,558780	50,000185	SILUV	1,560491	43,4
10	–105,568468	7,861299			62,9
11	–95,869843	33,360087	SILUV	1,560491	64,6
12	–396,465160	25,208502			89,8
13	–295,388642	49,666565	SILUV	1,560491	103,3
14	–127,525234	0,999856			109,4
15	–279,794894	36,644817	SILUV	1,560491	118,2
16	–160,830350	0,999370			121,6
17	321,280433	28,683439	SILUV	1,560491	121,8
18	1713,098384	0,999141			120,6
19	249,641678	30,928964	SILUV	1,560491	117,3
20	1775,118866	84,998661			114,7
21	0,000000	–14,998086	REFL		183,2
22	–322,738827	–22,708716	SILUV	1,560491	86,5
23	1794,276655	–198,953288			84,1
24	102,167956	–12,500000	SILUV	1,560491	72,4
25	15297,224085	–58,562725			82,5
26	106,167570	–12,500000	SILUV	1,560491	89,2
27	192,760260	–27,399192			107,8
28	154,038668	27,399192	REFL		115,3
29	192,760260	12,500000	SILUV	1,560491	107,8
30	106,167570	58,562725			89,2
31	15297,224085	12,500000	SILUV	1,560491	82,5
32	102,167958	198,954271			72,4
33	1794,276655	22,708716	SILUV	1,560491	84,1
34	–322,738827	14,999504			86,5
35	0,000000	–84,999766	REFL		179,0
36	665,918045	–20,162556	SILUV	1,560491	112,6
37	332,340267	–0,999827			115,0
38	–545,416435	–30,156611	SILUV	1,560491	121,7
39	972,309758	–0,999891			122,2
40	–239,092507	–40,367741	SILUV	1,560491	122,8
41	–3867,765964	–1,000866			121,0
42	–145,814165	–43,782811	SILUV	1,560491	108,8
43	–475,322286	–20,838629			103,7
44	994,251725	–9,999791	SILUV	1,560491	100,7
45	–102,926902	–38,025955			82,3
46	–666,254624	–9,999917	SILUV	1,560491	82,7
47	–120,991218	–38,125943			83,4
48	–444,529439	–19,995612	SILUV	1,560491	93,9
49	7256,085975	–72,078976			96,0
50	861,320622	–16,316029	SILUV	1,560491	115,4
51	367,114240	–21,532267			118,5
52	–578,781634	–19,544116	SILUV	1,560491	135,3
53	–1539,844110	–1,000064			136,2
54	409,215581	–53,967605	SILUV	1,560491	140,1
55	388,259251	–21,190519			140,0
56	0,000000	–14,363454			131,6
57	–492,744559	–42,747305	SILUV	1,560491	135,3
58	596,175995	–0,999975			134,4
59	–188,727208	–44,971247	SILUV	1,560491	119,1
60	–1267,900423	–0,999664			114,6
61	–118,853763	–29,974419	SILUV	1,560491	90,5
62	–172,286110	–2,720285			82,2
63	–83,065857	–24,574193	SILUV	1,560491	67,0
64	–111,658319	–1,105096			56,0
65	–69,828581	–43,055955	SILUV	1,560491	50,3
66	0,000000	–1,001571	H2OV193	1,436823	20,5
67	0,000000	0,000000			19,0

Tabelle 9A

Tabelle 10

OBERFLÄCHE	RADIUS	DICKE	MATERIAL	INDEX	HALBDURCHM.
0	0,000000	51,000259			64,0
1	1084,670740	20,061470	SILUV	1,560491	84,0
2	–489,591572	8,024505			85,7
3	147,977412	33,265720	SILUV	1,560491	93,2
4	533,607588	60,035648			91,5
5	162,257926	31,487872	SILUV	1,560491	79,2
6	–641,542087	12,321334			75,9
7	88,691635	37,381348	SILUV	1,560491	60,1
8	113,767960	26,723349			45,6
9	–117,888976	42,501530	SILUV	1,560491	42,0
10	–162,865349	13,700402			59,6
11	–116,482373	32,902705	SILUV	1,560491	63,1
12	–306,816392	26,438566			83,9
13	–323,530175	41,085951	SILUV	1,560491	99,9
14	–137,244758	5,556612			105,5
15	–451,636628	44,589731	SILUV	1,560491	115,9
16	–154,769207	0,999820			119,2
17	392,370175	25,008628	SILUV	1,560491	118,0
18	3014,562689	0,999723			117,0
19	289,177591	25,844242	SILUV	1,560491.	114,3
20	925,962044	84,999670			112,1
21	0,000000	–14,999476	REFL		175,2
22	–331,395343	–22,607980	SILUV	1,560491	89,7
23	3332,007318	–230,559976			87,1
24	98,691313	–12,500000	SILUV	1,560491	73,1
25	28881,747267	–55,643371			84,0
26	105,777999	–12,500000	SILUV	1,560491	89,4
27	190,916612	–27,579443			109,5
28	155,323230	27,579443	REFL		118,2
29	190,916612	12,500000	SILUV	1,560491	109,5
30	105,777999	55,643371			89,4
31	28881,747267	12,500000	SILUV	1,560491	84,0
32	98,691313	230,560091			73,1
33	3332,007318	22,607980	SILUV	1,560491	87,1
34	–331,395343	14,999815			897
35	0,000000	–85,031452	REFL		185,4
36	632,234731	–21,937556	SILUV	1,560491	116,1
37	312,776852	–1,989523			118,6
38	–419,317799	–39,548184	SILUV	1,560491	126,0
39	679,933212	–11,879717			126,0
40	–359,055554	–33,826228	SILUV	1,560491	122,0
41	1713,588185	–6,930143			120,4
42	–130,793879	–40,665153	SILUV	1,560491	103,0
43	–297,152405	–4,525611			97,5
44	888,942670	–10,000074	SILUV	1,560491	94,8
45	–95,853886	–38,822971			77,7
46	–1286,530610	–10,502279	SILUV	1,560491	78,3
47	–122,332491	–53,312951			80,5
48	–1046,310490	–29,995767	SILUV	1,560491	98,8
49	–3155,314818	–35,731529			106,3
50	–2635,516216	–38,906996	SILUV	1,560491	121,6
51	253,216058	–1,026566			125,0
52	–477,178385	–27,726167	SILUV	1,560491	136,5
53	–1111,410551	–1,006437			137,0
54	–419,465047	–45,153215	SILUV	1,560491	138,9
55	657,652879	–27,561809			138,4
56	0,000000	11,279146			129,1
57	–1714,364190	–34,463306	SILUV	1,560491	133,1
58	435,051330	–26,422505			131,9
59	–217,425708	–40,030383	SILUV	1,560491	113,2
60	191072,918549	–0,999778			109,6
61	–106,841172	–32,593766	SILUV	1,560491	85,0
62	–202,323930	–0,999427			77,0
63	–79,299863	–25,891843	SILUV	1,560491	63,5
64	–117,061751	–0,998476			52,9
65	–70,340516	–36,868819	SILUV	1,560491	46,7
66	0,000000	–1,001571	H2OV193	1,436823	20,5
67	0,000000	0,000000			19,0

Tabelle 10A

Tabelle 11

OBERFLÄCHE	RADIUS	DICKE	MATERIAL	INDEX	HALBDURCHM.
0	0,000000	42,716567			63,0
1	187,082284	29,074103	SIO2	1,560491	87,7
2	1122,624300	13,704059			87,8
3	257,788495	25,970502	SIO2	1,560491	89,3
4	4087,923719	6,751806			88,2
5	149,090802	9,999268	SIO2	1,560491	84,3
6	112,190840	20,619019			79,4
7	222,671339	39,005001	SIO2	1,560491	79,4
8	–171,486868	0,999098			77,9
9	72,242638	58,534093	SIO2	1,560491	61,0
10	103,263585	23,657309			38,2
11	–120,537552	36,218695	SIO2	1,560491	39,7
12	–79,009690	13,559024			52,6
13	–70,743286	10,000301	SIO2	1,560491	55,6
14	–406,875493	15,578104			72,7
15	–167,014571	41,099022	SIO2	1,560491	76,7
16	–97,881974	0,999302			86,2
17	–289,132352	49,908319	SIO2	1,560491	102,4
18	–127,491717	0,999640			108,2
19	–915,187280	29,128849	SIO2	1,560491	114,2
20	–267,279137	70,000315			116,1
21	0,000000	–99,530888	REFL		163,4
22	–211,224346	–59,634155	SIO2	1,560491	129,3
23	847,318306	–285,786240			127,5
24	108,606993	–12,500000	SIO2	1,560491	68,7
25	–2037,814268	–40,801930			77,3
26	98,650256	–12,500000	SIO2	1,560491	79,4
27	173,699507	–12,863441			95,4
28	147,630649	12,863441	REFL		98,7
29	173,699507	12,500000	SIO2	1,560491	95,4
30	98,650256	40,801930			79,4
31	–2037,814268	12,500000	SIO2	1,560491	77,3
32	108,606993	285,786240			68,7
33	847,318306	59,634155	SIO2	1,560491	127,5
34	–211,224346	81,116047			129,3
35	0,000000	–73,612596	REFL		160,7
36	–389,330139	–33,487696	SIO2	1,560491	114,9
37	1028,934202	–0,999947			113,5
38	–174,265376	–32,363134	SIO2	1,560491	104,3
39	–396,847027	–1,000532			99,8
40	–121,243745	–48,918207	SIO2	1,560491	89,3
41	–131,171270	–29,702617			71,3
42	335,952888	–10,034790	SIO2	1,560491	69,3
43	–82,977553	–43,925742			61,4
44	142,301184	–9,999862	SIO2	1,560491	63,2
45	–263,305242	–23,458962			74,7
46	2291,125201	–61,398344	SIO2	1,560491	84,5
47	165,812687	–1,061241			103,9
48	486,553030	–37,309271	SIO2	1,560491	113,9
49	194,984003	–21,455915			120,7
50	–2153,235102	–50,329924	SIO2	1,560491	142,6
51	291,296473	–0,999132			144,8
52	–443,499291	–44,594835	SIO2	1,560491	146,7
53	1173,500711	–8,577265			145,5
54	0,000000	7,578035			138,4
55	–337,532449	–35,808358	SIO2	1,560491	139,1
56	–1836,960645	–1,165380			136,4
57	–439,395199	–28,616834	SIO2	1,560491	133,5
58	2161,178835	–0,998190			130,3
59	–260,497359	–36,004531	SIO2	1,560491	115,8
60	5382,003743	–0,997164			110,1
61	–122,176927	–36,201583	SIO2	1,560491	86,2
62	–321,548352	–1,000000			76,5
63	–54,686592	–41,835126	SIO2	1,560491	49,5
64	0,000000	–3,000000	H2O	1,436823	25,2
65	0,000000	0,000000			18,8

Tabelle 11A

Tabelle 12

OBERFLÄCHE	RADIUS	DICKE	MATERIAL	INDEX	HALBDURCHM.
0	0,000000	35,040681			61,5
1	210,405327	30,736588	SIO2	1,560491	81,0
2	–829,214191	5,286654			81,6
3	107,948426	51,211605	SIO2	1,560491	82,3
4	81,561700	24,185596			66,5
5	129,355284	38,167801	SIO2	1,560491	67,5
6	–166,842164	0,997639			65,8
7	73,621253	52,812760	SIO2	1,560491	55,2
8	87,502326	23,343983			35,4
9	–63,355137	18,274984	SIO2	1,560491	38,4
10	–64,795456	15,650649			46,8
11	–65,436171	11,477841	SIO2	1,560491	52,6
12	–192,744558	16,904355			69,7
13	–246,808133	48,828721	SIO2	1,560491	85,8
14	–107,969356	0,997713			94,9
15	–447,790890	56,851474	SIO2	1,560491	111,1
16	–133,844748	0,997553			116,8
17	315,857486	38,321196	SIO2	1,560491	120,8
18	–1923,797869	0,996321			119,7
19	232,932637	43,497172	SIO2	1,560491	114,0
20	–887,954229	59,994922			110,5
21	0,000000	–177,093526	REFL		80,1
22	102,645236	–12,500000	SIO2	1,560491	67,0
23	942,361489	–43,357484			77,8
24	90,416551	–12,500000	SIO2	1,560491	79,9
25	149,946360	–13,736983			97,4
26	131,782255	13,736983	REFL		100,5
27	149,946360	12,500000	SIO2	1,560491	97,4
28	90,416551	43,357484			79,9
29	942,361489	12,500000	SIO2	1,560491	77,8
30	102,645236	177,093526			67,0
31	0,000000	–60,055220	REFL		75,6
32	104914,890260	–35,073765	SIO2	1,560491	98,4
33	219,963934	–0,997320			101,4
34	–485,974374	–33,321196	SIO2	1,560491	106,4
35	531,348627	–0,997416			106,7
36	–179,150861	–35,974078	SIO2	1,560491	104,0
37	–726,299833	–0,997789			101,1
38	–143,133378	–31,466370	SIO2	1,560491	92,9
39	–333,246416	–43,619093			87,4
40	149,805913	–9,999074	SIO2	1,560491	78,6
41	–96,090593	42,639692			69,3
42	224,529027	–9,998160	SIO2	1,560491	70,5
43	–264,668390	–13,559760			81,5
44	–938,629305	–29,640517	SIO2	1,560491	87,3
45	304,621140	–22,447192			93,1
46	–943,485170	–40,752283	SIO2	1,560491	115,1
47	271,215785	–2,888195			119,3
48	–456,833471	–43,199885	SIO2	1,560491	132,8
49	693,683615	–0,999609			133,5
50	–281,164030	–30,395117	SIO2	1,560491	132,9
51	–613,816799	–6,979889			131,4
52	0,000000	4,747264			128,8
53	–323,801518	–45,333595	SIO2	1,560491	131,0
54	567,522747	–0,997957			129,5
55	–227,500831	–39,940578	SIO2	1,560491	115,7
56	2013,736081	–0,994433			111,6
57	–127,539619	–33,332450	SIO2	1,560491	88,1
58	–263,904129	–0,995386			79,4
59	–186,455700	–17,466462	SIO2	1,560491	75,0
60	–223,493619	–1,000000			65,7
61	–50,654088	–43,114607	SIO2	1,560491	46,1
62	0,000000	–1,001571	H2O	1,436823	20,2
63	0,000000	0,000000			18,4

Tabelle 12A

Tabelle 13

OBERFLÄCHE	RADIUS	DICKE	MATERIAL	INDEX	HALBDURCHM.
0	0,000000	35,000921			64,0
1	187,873268	27,994570	SIO2	1,560491	84,8
2	1232,241084	0,999905			84,9
3	208,335351	22,691065	SIO2	1,560491	85,8
4	516,062469	36,805573			84,3
5	144,085611	11,684135	SIO2	1,560491	79,4
6	104,200976	18,908624			74,4
7	198,091293	38,252361	SIO2	1,560491	74,7
8	–192,861116	2,099088			73,3
9	68,893595	56,883996	SIO2	1,560491	61,6
10	85,948719	33,744342			40,9
11	–114,007614	22,821973	SIO2	1,560491	45,3
12	–76,222967	9,221322			52,2
13	–67,210067	9,999789	SIO2	1,560491	53,7
14	–429,663877	10,809503			70,6
15	–265,085106	43,979820	SIO2	1,560491	76,7
16	–101,149234	0,999957			85,3
17	–188,336349	61,381983	SIO2	1,560491	94,4
18	–125,228059	0,999649			108,4
19	–831,599269	31,650721	SIO2	1,560491	113,5
20	–227,778209	70,000634			115,5
21	0,000000	–10,976723	REFL		113,6
22	–197,591390	–49,195844	SIO2	1,560491	114,4
23	1113,814097	–282,271651			112,2
24	95,811897	–12,500000	SIO2	1,560491	68,9
25	1585,519591	–38,490833			81,2
26	106,142717	–12,500000	SIO2	1,560491	83,5
27	160,434031	–12,092178			98,0
28	144,603311	12,092178	REFL		101,8
29	160,434031	12,500000	SIO2	1,560491	98,0
30	106,142717	38,490833			83,5
31	1585,519591	12,500000	SIO2	1,560491	81,2
32	95,811897	282,271651			68,9
33	1113,814097	49,195844	SIO2	1,560491	112,2
34	–197,591390	10,976723			114,4
35	0,000000	–70,000758	REFL		113,0
36	–227,942708	–45,666153	SIO2	1,560491	113,9
37	815,467694	–8,857490			111,9
38	–130,706498	–42,732270	SIO2	1,560491	96,7
39	–422,473074	–3,774367			91,0
40	–347,973618	–10,000122	SIO2	1,560491	87,2
41	–187,015492	–26,831797			79,4
42	305,312838	–9,999427	SIO2	1,560491	77,7
43	–96,429310	–63,819408			67,9
44	128,506823	–9,999684	SIO2	1,560491	71,4
45	–306,117569	–15,977415			85,1
46	4806,899558	–32,925545	SIO2	1,560491	89,1
47	230,072868	–16,329646			96,4
48	1322,097164	–30,272168	SIO2	1,560491	111,8
49	252,570224	–1,000013			117,3
50	–862,460198	–42,042752	SIO2	1,560491	133,4
51	448,126973	–5,878180			135,8
52	–378,669699	–51,982596	SIO2	1,560491	142,6
53	730,087868	–26,644994			141,8
54	0,000000	0,211836			130,3
55	–454,237341	–34,638587	SIO2	1,560491	132,4
56	896,710905	–0,999763			131,1
57	–281,292658	–31,904925	SIO2	1,560491	122,1
58	–1508,491985	–0,999650			118,8
59	–157,343378	–32,737319	SIO2	1,560491	105,3
60	–431,549831	–0,998214			98,8
61	–227,748250	–34,282018	SIO2	1,560491	96,4
62	1679,133063	–1,000000			90,0
63	–57,914528	–47,987219	SIO2	1,560491	52,2
64	0,000000	–3,000000	H2O	1,436822	24,4
65	0,000000	0,000000			19,0

Tabelle 13A

Tabelle 15

OBERFLÄCHE	RADIUS	DICKE	MATERIAL	INDEX	HALBDURCHM.
0	0,000000	35,638328			64,5
1	180,670546	28,377083	SIO2	1,560491	86,9
2	823,598018	1,194225			86,9
3	205,952639	21,462318	SIO2	1,560491	87,9
4	398,186838	32,742116			86,4
5	132,286925	9,999671	SIO2	1,560491	82,8
6	105,118100	22,332626			78,4
7	169,334381	39,894990	SIO2	1,560491	78,9
8	–204,634515	0,998375			77,3
9	71,137197	56,763393	SIO2	1,560491	63,5
10	89,028585	28,411826			42,3
11	–109,689407	29,990063	SIO2	1,560491	42,5
12	–79,244543	11,316478			52,9
13	–69,719014	9,999481	SIO2	1,560491	55,1
14	–486,086468	8,908815			72,6
15	–280,858669	63,675056	SIO2	1,560491	77,0
16	–111,752476	0,999172			95,1
17	–263,723959	47,422516	SIO2	1,560491	107,8
18	–134,607968	0,998507			113,2
19	–648,995845	28,867753	SIO2	1,560491	116,3
20	–239,623615	69,998695			118,1
21	0,000000	–9,999382	REFL		115,6
22	–176,982011	–52,138664	SIO2	1,560491	117,7
23	2325,743514	–250,507300			115,3
24	98,260574	–12,500000	SIO2	1,560491	68,0
25	8846,828984	–46,770944			78,6
26	91,149491	–12,500000	SIO2	1,560491	80,6
27	149,955261	–18,614447			98,7
28	143,121066	18,614447	REFL		106,4
29	149,955261	12,500000	SIO2	1,560491	98,7
30	91,149491	46,770944			80,6
31	8846,828964	12,500000	SIO2	1,560491	78,6
32	98,260574	250,507300			68,0
33	2325,743514	52,138664	SIO2	1,560491	115,3
34	–176,982011	9,999382			117,7
35	0,000000	–69,999093	REFL		117,4
36	–198,540813	–50,399536	SIO2	1,560491	120,7
37	96842,830748	–0,998438			118,2
38	–171,973861	–30,749387	SIO2	1,560491	106,4
39	–310,515975	–0,999047			100,9
40	–148,789628	–29,674304	SIO2	1,560491	92,9
41	–216,223375	–29,457017			83,9
42	244,105965	–9,998957	SIO2	1,560491	81,6
43	–94,244903	–51,985700			68,7
44	177,704589	–9,999140	SIO2	1,560491	70,5
45	–255,547186	–23,809565			80,1
46	1016,476754	–31,174795	SIO2	1,560491	85,3
47	185,094367	–0,999190			93,0
48	1691,382932	–25,547970	SIO2	1,560491	105,3
49	356,397350	–45,184652			109,5
50	–673,758971	–45,536220	SIO2	1,560491	137,5
61	386,080342	–0,998330			139,3
52	–725,704793	–34,052538	SIO2	1,560491	143,2
53	1177,576128	–20,729220			143,2
54	0,000000	19,731628			138,3
55	–296,953200	–49,211938	SIO2	1,560491	142,1
56	755,844934	–0,996608			140,3
57	–413,530408	–40,022653	SIO2	1,560491	135,6
58	728,550434	–0,994509			133,1
59	–253,678570	–33,049432	SIO2	1,560491	114,4
60	–3840,733691	–0,992017			108,6
61	–147,857222	–36,663873	SIO2	1,560491	91,0
62	–727,362791	–1,000000			82,4
63	–54,588882	–41,518373	SIO2	1,560491	49,4
64	0,000000	–3,000000	H2O	1,436822	25,6
65	0,000000	0,000000			19,1

Tabelle 15A

Tabelle 16

OBERFLÄCHE	RADIUS	DICKE	MATERIAL	INDEX	HALBDURCHM.
0	0,000000	35,000018			61,5
1	176,014829	27,505489	SIO2	1,560491	83,2
2	841,641338	3,539440			83,3
3	235,708002	18,995896	SIO2	1,560491	84,2
4	435,386108	31,751453			83,2
5	145,827863	9,997737	SIO2	1,560491	81,5
6	108,756276	21,241416			77,5
7	172,246858	43,116768	SIO2	1,560491	78,7
8	–170,835113	1,011739			77,5
9	69,519772	62,982649	SIO2	1,560491	62,1
10	79,357512	24,125307			37,1
11	–105,554185	28,151777	SIO2	1,560491	40,1
12	–75,432491	8,970185			50,0
13	–65,960377	9,998436	SIO2	1,560491	51,6
14	–458,378416	15,879266			68,1
15	–182,010566	40,279435	SIO2	1,560491	74,6
16	–98,619683	0,998823			84,4
17	–298,466841	53,135226	SIO2	1,560491	100,4
18	–121,383228	0,999120			106,3
19	–835,480319	32,135277	SIO2	1,560491	109,9
20	–214,880198	81,470423			111,6
21	0,000000	–104,650759	REFL		105,0
22	–181,003736	–50,001353	SIO2	1,560491	108,2
23	25242,924145	–247,127318			104,9
24	102,272953	–12,500000	SIO2	1,560491	70,6
25	2103,060508	–45,023548			79,1
26	93,409938	–12,500000	SIO2	1,560491	81,3
27	183,538848	–17,774476			102,5
28	145,905578	17,774476	REFL		106,5
29	183,538848	12,500000	SIO2	1,560491	102,5
30	93,409938	45,023548			81,3
31	2103,060508	12,500000	SIO2	1,560491	79,1
32	102,272953	247,127318			70,6
33	25242,924145	50,001353	SIO2	1,560491	104,9
34	–181,003736	104,650759			108,2
35	0,000000	–69,997840	REFL		105,8
36	–274,353554	–38,229015	SIO2	1,560491	110,1
37	1131,690506	–0,997876			108,9
38	–183,833011	–33,580596	SIO2	1,560491	101,6
39	–632,386130	–3,643030			97,6
40	–138,532192	–34,568737	SIO2	1,560491	86,8
41	–189,656554	–26,890307			75,9
42	255,989593	–9,998587	SIO2	1,560491	73,9
43	–92,462677	–50,122191			64,9
44	175,417954	–9,998324	SIO2	1,560491	68,1
45	–239,557458	–20,895117			78,3
46	893,327075	–36,743354	SIO2	1,560491	83,5
47	180,351521	–1,580032			92,3
48	1793,077203	–23,224027	SIO2	1,560491	102,7
49	346,025735	–46,740042			107,1
50	–587,720308	–49,840882	SIO2	1,560491	138,2
51	362,715565	–0,996413			139,9
52	–802,776800	–32,541316	SIO2	1,560491	143,2
53	1200,879163	–20,610535			143,1
54	0,000000	19,614848			138,0
55	–277,707719	–52,291236	SIO2	1,560491	141,8
56	708,666176	–0,995494			139,7
57	–424,462858	–35,408449	SIO2	1,560491	134,6
58	920,517618	–0,994818			131,9
59	–257,650413	–33,302544	SIO2	1,560491	115,0
60	–3892,659133	–0,993481			109,3
61	–150,518437	–37,001664	SIO2	1,560491	91,7
62	–815,328045	–1,000000			83,2
63	–54,709895	–42,146539	SIO2	1,560491	49,5
64	0,000000	–3,000000	H2O	1,436822	24,8
65	0,000000	0,000000			18,4

Tabelle 16A

Tabelle 17

OBERFLÄCHE	RADIUS	DICKE	MATERIAL	INDEX	HALBDURCHM.
0	0,000000	35,062171			61,5
1	160,377892	33,915692	SIO2	1,560491	85,2
2	4339,545820	35,211752			85,0
3	134,501543	9,996831	SIO2	1,560491	83,7
4	111,692176	24,343835			80,0
5	176,022408	44,412851	SIO2	1,560491	81,0
6	–158,125766	1,097941			79,5
7	70,127955	63,281412	SIO2	1,560491	62,6
8	80,899024	23,149420			37,4
9	–104,439732	28,493683	SIO2	1,560491	39,7
10	–76,691544	9,373106			50,2
11	–66,201313	9,999364	SIO2	1,560491	51,9
12	–449,321456	12,356383			69,1
13	–193,830863	41,850652	SIO2	1,560491	73,7
14	–96,808240	0,997395			83,6
15	–309,193570	53,879882	SIO2	1,560491	100,4
16	–121,506051	0,996721			106,4
17	–1347,934891	32,667851	SIO2	1,560491	110,7
18	–232,958167	69,997839			112,2
19	0,000000	–95,009945	REFL		106,8
20	–169,601782	–49,964697	SIO2	1,560491	108,4
21	–2559,597028	–244,909101			104,7
22	94,645450	–12,500000	SIO2	1,560491	70,0
23	2366,726589	–50,185589			83,9
24	96,645650	–12,500000	SIO2	1,560491	86,5
25	158,153978	–11,143815			106,9
26	150,128583	11,143815	REFL		111,0
27	158,153978	12,500000	SIO2	1,560491	106,9
28	96,645650	50,185589			86,5
29	2366,726589	12,500000	SIO2	1,560491	83,9
30	94,645450	244,909101			70,0
31	–2559,597028	49,964697	SIO2	1,560491	104,7
32	–169,601782	95,009945			108,4
33	0,000000	–69,996314	REFL		106,9
34	–281,792007	–41,385881	SIO2	1,560491	110,8
35	657,889902	–0,997396			109,7
36	–174,312217	–32,438650	SIO2	1,560491	100,1
37	–476,477690	–1,935634			95,7
38	–123,498799	–34,625674	SIO2	1,560491	85,0
39	–152,214034	–29,454227			73,4
40	230,398053	–9,988522	SIO2	1,560491	71,5
41	–84,263230	–42,301978			62,8
42	148,358426	–9,995751	SIO2	1,560491	64,2
43	–285,965468	–29,500257			76,2
44	1365,214672	–52,201213	SIO2	1,560491	91,3
45	197,964169	–1,405485			110,1
46	471,452295	–43,072393	SIO2	1,560491	120,4
47	209,873148	–1,120291			130,5
48	–1186,156898	–60,630783	SIO2	1,560491	155,2
49	325,015642	–0,999174			157,9
50	–2211,880008	–27,251892	SIO2	1,560491	162,5
51	1353,381133	–0,997683			163,0
52	–333,578758	–60,245043	SIO2	1,560491	162,7
53	664,853013	–3,960500			160,4
54	0,000000	2,974292			153,2
55	–436,081909	–40,203050	SIO2	1,560491	152,1
56	1058,418471	–0,974875			149,3
57	–242,988440	–46,663567	SIO2	1,560491	127,0
58	1737,489827	–0,944194			120,7
59	–113,935104	–37,162408	SIO2	1,560491	86,5
60	–237,094762	–1,000000			75,1
61	–53,008742	–37,444181	SIO2	1,560491	48,1
62	0,000000	–3,000000	H2O	1,436823	26,7
63	0,000000	0,000000			18,4

Tabelle 17A

Tabelle 18

Tab.	D_max	^DM	D_M/D_max	Y'	NA	N_L	N_OP	COMP1	COMP2	COMP3
1	256,8	235.2	0.92	14.4	1.2	23	3	12.4	284.5	94.8
3	252.9	243.3	0.96	14,4	1.1	25	3	14.5	362.4	120.8
9	270.6	230.6	0.85	16.0	1.2	28	3	11.7	328.9	109.6
10	277,8	236.4	0.85	16.0	1.2	28	3	12.1	337.6	112.5
11	293.4	197.4	0.67	16.0	1.3	27	3	10.9	293.0	97.7
12	267.0	201.0	0.75	16.0	1.25	27	3	10.7	288,4	96.1
13	285.2	203.6	0.71	16.0	1.25	27	3	11.4	308.0	102.7
15	286.4	212.8	0.74	16.1	1.3	27	3	10.5	283.8	94.6
16	286.4	213.0	0.74	15.4	1.3	27	3	11.0	297.6	99.2
17	326.0	222.0	0.68	15.4	1.35	26	3	11.6	302.5	100.8

Claims

Katadioptrisches Projektionsobjektiv (200) zum Abbilden eines Musters, das auf der Objektebene des Projektionsobjektivs angeordnet ist, auf die Bildebene des Projektionsobjektivs, aufweisend: – einen ersten Objektivteil (210) zum Abbilden eines Objektfeldes zum Ausbilden eines ersten reellen Zwischenbildes (211); – einen zweiten Objektivteil (220) zum Erzeugen eines zweiten reellen Zwischenbildes (221) unter Verwendung der von dem ersten Objektivteil kommenden Strahlung; und – einen dritten Objektivteil (230) zum Abbilden des zweiten reellen Zwischenbildes auf die Bildebene; wobei – der zweite Objektivteil ein katadioptrischer Objektivteil mit einem konkaven Spiegel (225) ist; und – ein erster Faltspiegel (213) zum Ablenken der von der Objektebene kommenden Strahlung in der Richtung des konkaven Spiegels und ein zweiter Faltspiegel (223) zum Ablenken der von dem konkaven Spiegel kommenden Strahlung in der Richtung der Bildebene vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß – eine Feldlinse (226) mit positiver Brechkraft zwischen dem ersten Zwischenbild und dem konkaven Spiegel in einem Gebiet in der Nähe des Feldes des ersten Zwischenbildes angeordnet ist.
Projektionsobjektiv nach Anspruch 1, wobei die Feldlinse in der optischen Nähe mindestens eines Zwischenbildes in einem Gebiet angeordnet ist, bei dem die Höhe des Hauptstrahls des Bildes im Vergleich zur Höhe des Randstrahles groß ist.
Projektionsobjektiv nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Feldlinse eine einzelne Linse ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Feldlinse näher an dem ersten Faltspiegel als an dem konkaven Spiegel angeordnet ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der konkave Spiegel einen assoziierten Faltspiegel zum Ablenken der von der Objektebene kommenden Strahlung in der Richtung des konkaven Spiegels oder Ablenken der von dem konkaven Spiegel kommenden Strahlung in der Richtung der Bildebene aufweist und eine Feldlinse mit positiver Brechkraft geometrisch zwischen dem konkaven Spiegel und dem Faltspiegel in einem Gebiet, das der Strahl zweimal durchläuft, derart angeordnet ist, daß ein erster Linsenbereich der Feldlinse in dem Strahlengang zwischen der Objektebene und dem konkaven Spiegel angeordnet ist und ein zweiter Linsenbereich der Feldlinse in dem Strahlengang zwischen dem konkaven Spiegel und der Bildebene angeordnet ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Feldlinse derart angeordnet ist, daß sie nicht nur in der optischen Nähe des ersten Zwischenbilds angeordnet ist, das sich in dem Strahlengang vor dem konkaven Spiegel befindet, sondern auch in der optischen Nähe des zweiten Spiegelbildes, das sich in dem Strahlengang hinter dem konkaven Spiegel befindet.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Feldlinse in einem Gebiet angeordnet ist, das der Strahlengang zweimal durchläuft, und einen ersten Linsenbereich, den der Strahl in einer ersten Richtung durchläuft, und einen zweiten Linsenbereich, den der Strahl in einer zweiten Richtung durchläuft, wobei der erste Linsenbereich und der zweite Linsenbereich einander nicht überlappen, zumindest auf einer Seite der Linse aufweist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Projektionsobjektiv eine bildseitige numerische Apertur von NA > 0,85 und einen bildseitigen Arbeitsabstand von A ≤ 10 mm aufweist, wobei bevorzugt der bildseitige Arbeitsabstand zwischen etwa 1 mm und etwa 8 mm beträgt.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das in der Form eines Immersionsobjektivs vorliegt, derart, daß ein Immersionsmedium mit einem hohen Brechungsindex zwischen einer Austrittsoberfläche des Projektionsobjektivs und einer einkoppelnden Oberfläche des Substrats beim Betrieb eingeleitet wird, wobei bevorzugt das Immersionsmedium einen Brechungsindex von n_i ≥ 1,3 bei einer Arbeitswellenlänge des Projektionsobjektivs aufweist.
Projektionsobjektiv nach Anspruch 9, das in Verbindung mit dem Immersionsmedium eine bildseitige numerische Apertur von NA ≥ 1 oder NA ≥ 1,1 oder NA ≥ 1,2 aufweist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das zwei und nur zwei reelle Zwischenbilder aufweist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei alle Zwischenbilder in der Nähe eines Faltspiegels angeordnet sind und/oder wobei alle Zwischenbilder in einem Abstand von einem Faltspiegel angeordnet sind.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der dritte Objektivteil brechend ist, wobei bevorzugt der dritte Objektivteil eine erste Linsengruppe, die dem zweiten Zwischenbild folgt und eine positive Brechkraft aufweist, eine zweite Linsengruppe, die unmittelbar der ersten Linsengruppe folgt und eine negative Brechkraft aufweist, eine dritte Linsengruppe, die unmittelbar der zweiten Linsengruppe folgt und eine positive Brechkraft aufweist, eine vierte Linsengruppe, die unmittelbar der dritten Linsengruppe folgt und eine positive Brechkraft aufweist, und eine Systemblende, die in einem Übergangsgebiet von der dritten Linsengruppe zu der vierten Linsengruppe angeordnet ist, aufweist.
Projektionsobjektiv nach Anspruch 13, wobei die dritte Linsengruppe eine Eintrittsoberfläche aufweist, die in der Nähe eines Wendepunktes der Höhe eines Randstrahls zwischen der zweiten Linsengruppe und der dritten Linsengruppe liegt, wobei keine negative Linse mit irgendeiner substantiellen Brechkraft zwischen dieser Eintrittsoberfläche und der Systemblende angeordnet ist, wobei bevorzugt nur positive Linsen zwischen der Eintrittsoberfläche und der Bildebene angeordnet sind.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein letztes optisches Element des Projektionsobjektivs unmittelbar vor der Bildebene eine aus Calciumfluorid bestehende plankonvexe Linse mit einer gekrümmten Eintrittsoberfläche und einer im wesentlichen planaren Austrittsoberfläche ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Faltspiegel in dem ersten Objektivteil derart vorgesehen ist, daß die optische Achse zumindest einmal innerhalb des ersten Objektivteils gefaltet wird.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Faltspiegel innerhalb mindestens eines der Objektivteile derart angeordnet ist, daß eine Feldlinse zwischen dem Faltspiegel und einem Zwischenbild, das sich dem Faltspiegel am nächsten befindet, angeordnet ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwei der Objektivteile katadioptrisch sind und jeder einen konkaven Spiegel enthält.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Objektivteil ein katadioptrischer Objektivteil mit einem konkaven Spiegel und einem assoziierten Faltspiegel ist, der als der erste Faltspiegel verwendet wird.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Objektivteil ein katadioptrischer Objektivteil mit einem konkaven Spiegel und einem physischen Strahlteiler ist, der eine polarisationsselektive Strahlteileroberfläche aufweist, die als ein Faltspiegel verwendet wird, und die zu dem konkaven Spiegel des ersten Objektivteils verlaufende Strahlung von der von diesem konkaven Spiegel reflektierten Strahlung trennt.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Faltspiegel derart angeordnet sind, daß eine erste Strahlsektion, die von der Objektebene zu dem konkaven Spiegel verläuft, und eine zweite Strahlsektion, die von dem konkaven Spiegel zu der Bildebene verläuft, erzeugt werden und ein Faltspiegel bezüglich des konkaven Spiegels derart angeordnet ist, daß eine der Strahlsektionen an dem Faltspiegel gefaltet wird und die andere Strahlsektion den Faltspiegel ohne irgendeine Vignettierung passiert und die erste Strahlsektion und die zweite Strahlsektion in einem Kreuzungsbereich überkreuzen, wobei bevorzugt der erste Faltspiegel derart angeordnet ist, daß die erste Strahlsektion auf dem ersten Faltspiegel gefaltet wird und die zweite Strahlsektion den ersten Faltspiegel ohne jegliche Vignettierung passiert.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das einen katadioptrischen Objektivteil aufweist, der einen konkaven Spiegel und einen ersten Faltspiegel, der mit dem konkaven Spiegel assoziiert ist, zum Ablenken der von der Objektebene kommenden Strahlung zum konkaven Spiegel aufweist, wobei ein zweiter Faltspiegel zum Ablenken der von dem konkaven Spiegel reflektierten Strahlung zu der Bildebene vorgesehen ist und sich der zweite Faltspiegel zumindest teilweise in einem axialen Gebiet befindet, das zwischen der Objektebene und dem ersten Faltspiegel in der Richtung der optischen Achse liegt.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Faltspiegel einen inneren Spiegelrand aufweist, der sich nahe der optischen Achse befindet, und ein Zwischenbild in der geometrischen Nähe des inneren Spiegelrandes angeordnet ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das für ultraviolettes Licht aus einem Wellenbereich zwischen etwa 120 nm und etwa 260 nm ausgelegt ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein seitlicher Achsenoffset AO zwischen einem ersten Teil der optischen Achse, definiert durch den ersten Objektivteil, und einem zweiten Teil der optischen Achse, definiert durch den zweiten Objektivteil und parallel zum ersten Teil der optischen Achse ausgerichtet, definiert ist, eine Objekt-Bild-Verschiebung (OIS – object-imageshift) zwischen einer Objektfeldmitte und einer Bildfeldmitte definiert ist, eine finite Objektmittenhöhe h als ein seitlicher Abstand zwischen der Objektfeldmitte eines effektiven Objektfeldes und dem ersten Teil der optischen Achse definiert ist, das Projektionsobjektiv ein Vergrößerungsverhältnis β aufweist, und wobei die folgende Bedingung gilt: 0 ≤ OIS ≤ |h·(1 + |β|)|.
Projektionsobjektiv nach Anspruch 25, wobei die Bedingung OIS = 0 gilt.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Brechkraft und eine Position der Feldlinse derart eingestellt ist, daß für einen ersten Hauptstrahlrichtungs-Kosinus CRA1 bei dem ersten Zwischenbild die folgende Bedingung gilt: |CRA1| < |β1·(YOB)/(LHOA)|wobei β₁ die Vergrößerung des ersten Objektivteils bezeichnet, Y_OB die Objekthöhe des äußersten Feldpunktes ist, für die der Hauptstrahl betrachtet wird, und L_HOA der geometrische Abstand von dem ersten Zwischenbild zu dem konkaven Spiegel (Länge der horizontalen Achse) ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein erster Hauptstrahlrichtungs-Kosinus CRA1 bei dem ersten Zwischenbild und ein zweiter Hauptstrahlrichtungs-Kosinus CRA2 bei einem zweiten Zwischenbild definiert ist und wobei die folgenden Bedingungen erfüllt sind: |CRA1| < |β1·(YOB)/(LHOA)| |CRA2| < |β1·(YOB)/(LHOA)|
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine erste axiale Länge AL1 des ersten Objektivteils kleiner ist als eine dritte axiale Länge AL3 des dritten Objektivteils, wobei die axiale Länge AL1 zwischen der Objektebene und einem Schnittpunkt der optischen Achse mit dem ersten Faltspiegel gemessen wird und die axiale Länge AL3 zwischen dem Schnittpunkt der optischen Achse mit dem zweiten Faltspiegel und der Bildebene gemessen wird, wobei bevorzugt die Bedingung AL1/AL3 < 0,9 gilt.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Zwischenbild sich axial in einem Zwischenbildraum erstreckt, der zwischen einer Position eines paraxialen Zwischenbildes und einer axialen Position eines Randstrahlzwischenbildes definiert ist und wo keine optische Oberfläche innerhalb des Zwischenbildraumes positioniert ist.
Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Projektionsobjektiv einen größten Linsendurchmesser D_max, eine größte Bildfeldhöhe Y', eine bildseitige numerische Apertur NA, eine Anzahl N_L von Linsen und eine Anzahl N_OP von abbildenden Objektivteilen, bei Zwischenbildern verkettet, aufweist; wobei COMP1 = Dmax/(Y'·NA2) COMP2 = Dmax·NL/(Y'·NA2) COMP3 = Dmax·NL/(NOP·Y'·NA2);und wobei mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: (1) COMP1 < 11 (2) COMP2 < 340 (3) COMP3 < 110, wobei bevorzugt COMP1 < 11 und COMP2 < 340.
Projektionsobjektiv nach Anspruch 31, wobei der konkave Spiegel einen Spiegeldurchmesser DM aufweist, das Projektionsobjektiv einen größten Linsendurchmesser D_max aufweist und die Bedingung D_M < 0,75·D_max gilt.
Projektionsbelichtungssystem für Mikrolithographie mit einem Beleuchtungssystem und einem katadioptrischen Projektionsobjektiv zum Abbilden eines Musters, das auf einer Objektebene des Projektionsobjektivs angeordnet ist, auf einer Bildebene des Projektionsobjektivs, aufweisend: einen ersten Objektivteil zum Abbilden eines Objektfeldes zum Ausbilden eines ersten reellen Zwischenbildes; einen zweiten Objektivteil zum Erzeugen eines zweiten reellen Zwischenbildes unter Verwendung der von dem ersten Objektteil kommenden Strahlung; und einen dritten Objektteil zum Abbilden des zweiten reellen Zwischenbildes auf die Bildebene; wobei das Projektionsobjektiv wie in einem der vorhergehenden Ansprüche ausgelegt ist.
Verfahren zum Produzieren von Halbleiterkomponenten und anderen feinstrukturierten Komponenten, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen einer Maske mit einem vorbestimmten Muster in dem Gebiet einer Objektebene eines katadioptrischen Projektionsobjektivs; Beleuchten der Maske mit ultraviolettem Licht bei einer vorbestimmten Wellenlänge; Projizieren eines Bildes des Musters auf ein lichtempfindliches Substrat, das in dem Gebiet der Bildebene eines Projektionsobjektivs angeordnet ist, mit Hilfe eines katadioptrischen Projektionsobjektivs nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei beim Projizieren der Strahl durch ein Immersionsmedium hindurchtritt, das zwischen einer letzten optischen Oberfläche des Projektionsobjektivs und dem Substrat angeordnet ist.