專利名稱：校正顏色的折反射物鏡和包括其的投射曝光設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及折反射物鏡。該物鏡可以配置為可以在微光刻投射曝光設(shè)備中使用的折反射投射物鏡，以利用布置在投射物鏡的物面的區(qū)域中的掩模的圖案的至少一個(gè)像對(duì)布 置在該投射物鏡的像面的區(qū)域中的輻射敏感基底進(jìn)行曝光。本發(fā)明還涉及包括這樣的折反 射物鏡的投射曝光設(shè)備。
背景技術(shù)：
微光刻投射曝光方法和設(shè)備用于制作半導(dǎo)體部件和其他精細(xì)構(gòu)圖的部件。微光刻 曝光工藝涉及利用載有或形成有要成像的結(jié)構(gòu)的圖案的掩模(掩模母版)，例如半導(dǎo)體部 件的層的線性圖案。在投射物鏡投射曝光設(shè)備中，該圖案布置在照明系統(tǒng)和投射物鏡之間 的投射物鏡的物面區(qū)域。來自紫外電磁頻譜(UV輻射)的主輻射由主輻射源提供并被照明 系統(tǒng)的光學(xué)部件改變以產(chǎn)生引導(dǎo)到掩模的圖案的照明輻射。被掩模和圖案改變的輻射經(jīng)過 投射物鏡，該輻射在投射物鏡的像面中形成圖案的像，在投射物鏡的像面布置有要曝光的 基底。諸如半導(dǎo)體晶片的基底通常載有輻射敏感層(光刻膠)。當(dāng)今在微光刻領(lǐng)域中使用各種各樣類型的主輻射源。在一些情況中，激光作用主 輻射源。激光的固有帶寬可以通過適當(dāng)?shù)膸捠照b置來變窄。例如，約為Δ λ = 500pm 的固有帶寬可以減少3個(gè)數(shù)量級(jí)以獲得用于曝光的Δλ 0.5pm的輻射。在具有相對(duì)小 帶寬的輻射用于曝光的情形，投射物鏡的光學(xué)元件產(chǎn)生的色差可以保持相對(duì)小而無需特別 的努力進(jìn)行顏色校正(色差校正)。在具有主輻射源(該主輻射源發(fā)射來自相對(duì)寬的波帶的紫外輻射)的微光刻系統(tǒng) 中，情況有所不同。例如，汞汽燈或發(fā)光二極管(LED)可以用作主輻射源。具體地，具有中心 波長λ = 365.5nm士2nm的投射曝光系統(tǒng)(也稱為i_線系統(tǒng))已經(jīng)使用了很長時(shí)間。那 些系統(tǒng)利用汞蒸汽燈的i_線，借助于濾波器或一些其他方法將該i_線的固有帶寬限制為 約2nm的較窄利用帶寬Δ λ。汞蒸汽燈的其他譜線也可以用于曝光，諸如約為405nm的汞 h-線和約為436nm的汞g-線。每條線的電磁頻譜較寬，從而需要投射物鏡應(yīng)當(dāng)提供較有效 的色差校正，由此即使利用這樣的寬帶輻射在所要求的分辨力下也確保低像差成像。如果 期望利用固有線寬的激光源或者具有僅適度收窄線寬的激光源，那么也需要顏色校正。色差的產(chǎn)生基本上是因?yàn)橥干涔鈱W(xué)材料的折射率η作為波長λ的函數(shù)而變化的 事實(shí)。通常，光學(xué)材料的折射率相比較長波長對(duì)較短波長而言更高。色差可以劃分成不同的 種類。第一類色差包括在不同波長形成的圖像的位置、形狀和/或大小從理想圖像的偏離。 這是由于在近軸區(qū)域中對(duì)于每一波長形成圖像且圖像的位置、形狀和/或大小通常不同的 事實(shí)。第一類色差通常也稱作“軸向色差”(或軸向色彩，AX)和“放大率的顏色差異”(橫 向色彩，LAT)。軸向色差是近軸焦點(diǎn)(或像位置)隨波長的縱向變化。當(dāng)光學(xué)材料的折射率相 比較長波長對(duì)較短波長而言更高時(shí)，在透鏡元件的每一表面，短波長更強(qiáng)烈地被折射，從而 在例如簡單的正透鏡中，相對(duì)較短的波長光線比相對(duì)較長的波長光線具有更靠近透鏡的焦點(diǎn)。沿透鏡光軸的兩個(gè)焦點(diǎn)之間的近軸距離是軸向色差。當(dāng)較短的波長光線具有比較長的波長光線更靠近正透鏡的焦點(diǎn)時(shí)，縱向的軸向色差通常被稱作“欠校正的”或“負(fù)的”。當(dāng)透鏡系統(tǒng)對(duì)不同波長形成不同大小的圖像或者將離軸點(diǎn)的像擴(kuò)散成彩色條紋 (color fringe)時(shí)，不同顏色的近軸像高之間的差通常表示放大率的橫向色彩或顏色差折射率的顏色變化也產(chǎn)生單色像差的變化，其可歸結(jié)為第二類色差。單色像差的 變化包括球差的顏色變化、慧差的顏色變化、像散的顏色變化、畸變的顏色變化和像場(chǎng)曲的 顏色變化。在一些情況中，在使用相對(duì)的寬帶輻射源的物鏡中，已觀察到具體地在延伸像場(chǎng) 的最外邊緣附近的具有低對(duì)比度的模糊圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種可用于微光刻的折反射物鏡，該折反射物鏡可以利 用由寬帶輻射源提供的紫外輻射來工作。本發(fā)明的另一目的是提供一種可用于微光刻的折反射物鏡，當(dāng)利用寬帶輻射源提 供的紫外輻射工作時(shí)，該折反射物鏡產(chǎn)生在整個(gè)像場(chǎng)上具有足夠?qū)Ρ榷鹊膱D像。本發(fā)明的再一目的是提供一種相對(duì)于匹茲伐(Petzval)和的顏色變化具有良好 校正狀態(tài)的折反射物鏡。本發(fā)明的再一目的是提供一種折反射物鏡，其可以利用寬帶輻射源提供的紫外輻 射來工作，其中就用于透射光學(xué)元件的材料選擇和材料的品質(zhì)容限而言使得制造過程更便 利。為了實(shí)現(xiàn)這些和其他的目的，根據(jù)本發(fā)明第一模式，本發(fā)明提供一種具有如權(quán)利 要求1所述的特征的折反射物鏡。在從屬權(quán)利要求中給出優(yōu)選實(shí)施例。所有權(quán)利要求的用 詞通過引用的方式結(jié)合在說明書中。折反射物鏡包括沿光軸布置的多個(gè)光學(xué)元件，以像方數(shù)值孔徑NA，利用來自中心 波長λ附近的波帶的電磁輻射將來自物鏡的物面中的物場(chǎng)的圖案成像到物鏡的像面區(qū)域 中的像場(chǎng)。光學(xué)元件包括凹鏡和多個(gè)透鏡。多個(gè)透鏡包括由具有定義中間阿貝數(shù)的不同阿貝數(shù)的不同材料制成的多個(gè)透鏡， 其中多個(gè)透鏡中的至少一個(gè)是由具有第一阿貝數(shù)的第一材料制成的第一透鏡，第一阿貝數(shù) 等于或大于中間阿貝數(shù)，以及多個(gè)透鏡中的至少一個(gè)是由具有小于中間阿貝數(shù)的阿貝數(shù)的 第二材料制成。投射物鏡對(duì)于波帶的各個(gè)波長λ，在各自的匹茲伐表面中形成圖案的像，對(duì)于不 同波長，匹茲伐表面彼此偏離。在給定波長，在像面區(qū)域中平行于光軸測(cè)量的、在像場(chǎng)的 邊緣場(chǎng)點(diǎn)(在最大像高y')處的、匹茲伐表面從平面基準(zhǔn)面的縱向偏離P根據(jù)dp/cU < (0. 2 λ /NA2) /nm而隨波長λ變化。上面提到的平面基準(zhǔn)面可以是物鏡的近軸像面，時(shí)常表示為高斯像面。近軸圖像 面在形成近軸圖像(由近軸光線形成的圖像)的軸向位置處垂直于光軸延伸。平面基準(zhǔn)面 可以是物鏡的最佳焦平面。通常，最佳焦平面不與近軸像平面重合而相對(duì)于近軸像平面略 微離焦到包括離焦的所有像差都良好平衡的位置處。
每個(gè)光學(xué)系統(tǒng)都與一種基本場(chǎng)曲類型(其通常稱為匹茲伐曲率)相聯(lián)系。當(dāng)不存在像散時(shí)，徑向和切向像面彼此重合并位于匹茲伐表面上。正透鏡(具有正的折射率的透 鏡)對(duì)于系統(tǒng)引入內(nèi)曲的匹茲伐表面，而負(fù)透鏡(具有負(fù)折射率的透鏡)引入后曲。匹茲 伐曲率1/RP由匹茲伐和1/RP給出，其為匹茲伐半徑Rp的倒數(shù)，匹茲伐半徑是匹茲伐表面的 曲率半徑。折光(折射)光學(xué)元件的匹茲伐和由以下等式定義 在該等式中，Rp是像空間中的匹茲伐表面的曲率半徑，Iiimg是像空間中的折射率， 是第i個(gè)系統(tǒng)表面的曲率半徑(如果系統(tǒng)表面朝向入射輻射為凸則為曲率半徑為正)，
以及Iii和IV1是該第i個(gè)系統(tǒng)表面的下游和上游的介質(zhì)的折射率。不存在像散時(shí)，匹茲伐 曲率相應(yīng)于像面的曲率。對(duì)于反射表面(鏡)，滿足條件& = -IV1，從而 其中，Iii是鏡表面周圍的介質(zhì)的折射率。等式(1)和(2)表明條件Rp <0對(duì)正透 鏡滿足，對(duì)應(yīng)于匹茲伐表面的內(nèi)曲。因此，平面物鏡的像朝向輻射方向?qū)⑹前嫉?，該條件通 常稱為場(chǎng)曲的“欠校正”。相反，條件Rp >0對(duì)凹鏡滿足，對(duì)應(yīng)于場(chǎng)曲的過校正。匹茲伐表面和近軸像面在光軸上重合。匹茲伐表面的曲率可以產(chǎn)生其中對(duì)于偏離 光軸的場(chǎng)點(diǎn)，匹茲伐表面偏離理想像面的情形。匹茲伐表面是彎曲的事實(shí)轉(zhuǎn)變成匹茲伐表 面在像場(chǎng)的外邊緣的場(chǎng)點(diǎn)處(最大像場(chǎng)高度y’處)從理想像面的縱向偏離P，該縱向偏離 P在像空間中平行于光軸測(cè)量。術(shù)語“像場(chǎng)曲”通常用于指代在最大像場(chǎng)高度y’處的這樣 的縱向偏離(或下彎部分(sag))，并且不會(huì)與作為像場(chǎng)的曲率半徑的倒數(shù)的“像場(chǎng)的曲率” 混淆。通常，像場(chǎng)曲對(duì)于不同的波長是不同的，對(duì)應(yīng)于光學(xué)系統(tǒng)的“像場(chǎng)曲的顏色變 化”(或匹茲伐和的顏色變化)，換句話說，像場(chǎng)曲(或匹茲伐和)是波長λ的函數(shù)?？紤] 僅具有由一種材料制成的透鏡的光學(xué)系統(tǒng)(單一材料系統(tǒng))，根據(jù)如下等式(3) (3c)，等 式(1)可以利用所有透鏡的折射率參數(shù)ng和透鏡之間的空間中的介質(zhì)的折射率參數(shù)~來 重新表述 等式(3)給出對(duì)系統(tǒng)匹茲伐和的折光貢獻(xiàn)。在等式(3)的右手邊的求和項(xiàng)中，參 數(shù)I^1和巧,2分別表示透鏡的入口表面和出口表面的曲率半徑。顯然，等式(3)的右手邊的 乘積中的求和項(xiàng)(相應(yīng)于等式(3b)定義的求和項(xiàng)G)描述了光學(xué)系統(tǒng)的純幾何性質(zhì)，而等 式(3)中的乘積的第一因數(shù)包括透鏡的折射率，該折射率通常不等于零且隨波長變化。因 此，如果求和項(xiàng)(純幾何項(xiàng)G)不等于零并且如果用于透鏡的透射材料是色散材料(折射率隨波長變化)，那么對(duì)等式(3)中給出的對(duì)匹茲伐和的貢獻(xiàn)隨波長變化，如等式(3c)中給出 的，這里假設(shè)忽略鄰近鏡的介質(zhì)的色散。如從等式(2)明顯的是，只要反射表面位于諸如空氣或其他氣體的基本無色散的 介質(zhì)中，那么對(duì)反射表面的匹茲伐和的貢獻(xiàn)就不取決于波長。因此，折反射光學(xué)系統(tǒng)中的匹 茲伐和的整個(gè)顏色變化等于光學(xué)系統(tǒng)的折光(折射)光學(xué)部件的匹茲伐和的顏色變化。如上所概述的，匹茲伐和是表示其中生成具有最佳品質(zhì)的圖像的像場(chǎng)的曲率(如 果不存在諸如像散的其他像差)。當(dāng)期望確定給定像場(chǎng)曲是否對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)而言是可接受 的，那么問題可以描述如下。在像面區(qū)域中平行于光軸測(cè)量的、在像高y’的像場(chǎng)的邊緣場(chǎng) 點(diǎn)處、匹茲伐表面從基準(zhǔn)像面的縱向偏離ρ可以寫成如下
(4)其中，Rp是匹茲伐半徑(匹茲伐表面的半徑)。像場(chǎng)外邊緣處從基準(zhǔn)面的縱向偏 離P實(shí)際上對(duì)應(yīng)于離焦，基準(zhǔn)面可以是垂直于光軸的平面表面或其他形狀的表面。當(dāng)期望 在整個(gè)像場(chǎng)上獲得衍射受限圖像時(shí)，該離焦(縱向偏離)不能超過焦深(DOF)的預(yù)定分?jǐn)?shù)， 其與瑞利(Rayleigh)單位RU成比例，瑞利單位RU定義為
(5)因此，匹茲伐和產(chǎn)生的離焦不應(yīng)當(dāng)超過依照下式的給定閾值
(6)通常，如果期望衍射受限成像，則應(yīng)當(dāng)滿足條件A < 1。當(dāng)匹茲伐和隨波長變化時(shí)，上面定義的縱向偏離P也隨波長變化，從而P對(duì)于波長 λ的導(dǎo)數(shù)dp/cU具有不等于零的有限值。ρ對(duì)于波長λ的導(dǎo)數(shù)dp/cU可以用于表征光 學(xué)系統(tǒng)中的像場(chǎng)曲的顏色變化的幅值。P對(duì)于波長λ的導(dǎo)數(shù)dp/cU在打算使用的波帶內(nèi) 不應(yīng)超過閾值B，以使
(7)在寬帶應(yīng)用中，當(dāng)期望使用相隔波長差Δ λ的至少兩個(gè)波長入工和入2時(shí)，條件 (6)可以重新表述為
(8)當(dāng)物鏡被配置用作微光刻系統(tǒng)中的投射物鏡時(shí)，可能期望對(duì)于不同波長形成的像 在公用像場(chǎng)區(qū)域中相對(duì)緊密地放置在一起，并且該公共像場(chǎng)區(qū)域在足夠大的面積中基本是 平的以允許經(jīng)濟(jì)地制造部件。在這些實(shí)施例中，物鏡可以被配置為將像區(qū)域中的對(duì)于第一 和第二波長中的每一個(gè)的像場(chǎng)曲減少到小于物鏡的焦深。焦深(DOF)與瑞利單位RU= λ/ NA2成比例。在根據(jù)本發(fā)明第一模式的折反射物鏡中，對(duì)于透鏡使用至少兩種透明光學(xué)材料以
支持顏色校正，尤其匹茲伐曲率的顏色變化校正。在那些實(shí)施例中，多個(gè)透鏡包括由具有不
同阿貝數(shù)的不同材料制成的透鏡。具有(取決于波長λ的)折射率η的材料的阿貝數(shù)ν
通常可以定義為下式
(9)其中入工和λ2> λ是確定用于計(jì)算阿貝數(shù)的帶寬的不同的波長，η是入2和X1之間的波長λ的折射率，ηλ1、ηλ2分別是入工和λ2的折射率。阿貝數(shù)有時(shí)稱作“相對(duì)色散 的倒數(shù)”，這表明一般而言，相對(duì)大的阿貝數(shù)對(duì)應(yīng)于具有相對(duì)低色散的材料，反之亦然，其中 材料的色散是折射率對(duì)于波長的變化率，即是dn/cU。折射光學(xué)系統(tǒng)中校正色差的經(jīng)典理論教導(dǎo)，必須結(jié)合具有不同色散(或阿貝數(shù)) 的至少兩種不同的光學(xué)材料來校正波帶中的兩個(gè)或多個(gè)不同波長的軸向色差。傳統(tǒng)上，兩 個(gè)波長具有共同焦點(diǎn)的光學(xué)系統(tǒng)稱作“消色差透鏡”。三個(gè)波長具有共同焦 點(diǎn)的光學(xué)系統(tǒng)通 常稱作“復(fù)消色差透鏡”。術(shù)語“超復(fù)消色差透鏡”可以用于表示其中四個(gè)或更多波長具有 共同焦點(diǎn)的光學(xué)系統(tǒng)。使用寬帶輻射源時(shí)，盡管軸向色差(AX)的校正可以被認(rèn)為是獲得顏色校正物鏡 的先決條件，但僅校正AX不是在延伸像場(chǎng)區(qū)域中獲得有用像的充分條件?？商娲?，需要 附加措施來校正像場(chǎng)曲率的顏色變化，現(xiàn)在將更具體地解釋這點(diǎn)。對(duì)于利用具有不同阿貝數(shù)的多種不同材料的所有光學(xué)系統(tǒng)，可以定義“中間阿貝 數(shù)”。“中間阿貝數(shù)”可以比擬作在統(tǒng)計(jì)上將樣本分成較大的一半和較低的一半的數(shù)。通過 將有限列表中的所有數(shù)從最低值到最高值排列并選取確定中間值的元素中的中間一個(gè)，可 以獲得數(shù)的有限列表的中點(diǎn)。如果列表上有偶數(shù)個(gè)數(shù)，那么為此申請(qǐng)目的，將中間值定義為 兩個(gè)中間值的平均值。例如，如果多個(gè)透鏡的全部透鏡的60%由一種且相同的第一材料制 成而40%是由第二材料制成，則中間阿貝數(shù)為第一材料的阿貝數(shù)。多個(gè)透鏡中的至少一個(gè)可以由具有等于或大于中間阿貝數(shù)的第一阿貝數(shù)的第一 材料制成，和多個(gè)透鏡中的至少一個(gè)可以由具有小于中間阿貝數(shù)的阿貝數(shù)的第二材料制 成。為此申請(qǐng)目的，第一材料(具有相對(duì)較大的阿貝數(shù)，通常相應(yīng)于相對(duì)較小的色散)將表 示為“相對(duì)的冕材料”或簡單表示為“冕材料”，而具有相對(duì)較小阿貝數(shù)的第二材料(通常相 應(yīng)于相對(duì)較大的色散)將表示為“相對(duì)的燧石材料”或簡單表示為“燧石材料”。 在一些實(shí)施例中，全部透鏡中多于50 %的透鏡由第一材料制成而少于50 %的透 鏡由第二材料制成。在一些實(shí)施例中，全部透鏡中少于30%的透鏡或全部透鏡中少于20% 的透鏡由第二(相對(duì)高色散的)材料制成。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果至少一個(gè)第二透鏡(由第二材料制成)是負(fù)透鏡則有利于校正像場(chǎng) 曲的顏色變化。換句話說與由相對(duì)的冕材料制成的透鏡與由相對(duì)的燧石材料制成的至少 一個(gè)透鏡組合可以是有力的折射部件以校正像場(chǎng)曲的色差。優(yōu)選地，負(fù)透鏡具有相對(duì)強(qiáng)的折射率。因此，盡管負(fù)透鏡可以設(shè)計(jì)為彎月透鏡，但 在一些實(shí)施例中，負(fù)透鏡是雙凹負(fù)透鏡。負(fù)透鏡可以是平凹透鏡。不同于主要提供用于支持軸向色差(AX)的校正的負(fù)透鏡，專門支持像場(chǎng)曲的顏 色變化的校正的負(fù)透鏡應(yīng)當(dāng)具有相對(duì)小的直徑，例如，當(dāng)與相鄰?fù)哥R比較時(shí)。負(fù)透鏡的光學(xué) 自由直徑基本小于直接相鄰該負(fù)透鏡的至少一個(gè)透鏡的光學(xué)自由直徑。例如，負(fù)透鏡可以 布置在兩個(gè)相鄰?fù)哥R之間，其中兩個(gè)相鄰?fù)哥R中的每一個(gè)的光學(xué)自由直徑都基本大于該負(fù) 透鏡的光學(xué)自由直徑，例如大了至少10%或至少20%。在一些實(shí)施例中，負(fù)透鏡的光學(xué)自 由直徑小于物鏡的最大透鏡(具有最大光學(xué)自由直徑的透鏡)的光學(xué)自由直徑的80%。負(fù) 透鏡的光學(xué)自由直徑可以小于物鏡的最大透鏡的光學(xué)自由直徑的70%和/或60%和/或 50%。負(fù)透鏡可以布置在邊緣光線高度相對(duì)低的區(qū)域中。這允許設(shè)計(jì)負(fù)透鏡具有相對(duì)強(qiáng)的負(fù)折射率而同時(shí)該負(fù)透鏡對(duì)物鏡的總體折射率的貢獻(xiàn)保持相對(duì)小，以使不需要提供高折 射率的正透鏡來補(bǔ)償負(fù)透鏡的色散效應(yīng)。在一些實(shí)施例中，物鏡包括至少一個(gè)腰區(qū)域，該腰 區(qū)域中經(jīng)過物鏡的輻射光束的光束直徑具有局部最小值以及負(fù)透鏡位于該腰區(qū)域中。上面提及的負(fù)透鏡也可以位于物鏡的場(chǎng)表面附近，諸如物面或像面。在具有一個(gè) 或多個(gè)實(shí)的中間像的實(shí)施例中，負(fù)透鏡可以位于中間像附近。盡管在一些實(shí)施例中，由相對(duì)的燧石材料制成的一個(gè)單個(gè)負(fù)透鏡可能足以校正像 場(chǎng)曲的顏色變化，但是其他實(shí)施例也具有由第二材料制成的至少兩個(gè)負(fù)透鏡。如果期望的 話，可以提供多于兩個(gè)的第二材料負(fù)透鏡。負(fù)透鏡可以由相同或不同的相對(duì)的燧石材料制 成。在一些實(shí)施例中，大多數(shù)透鏡由熔融石英(SiO2)制成，其基本上不吸收下至約為 190nm的紫外波長并且可以利用已有的工藝以適當(dāng)?shù)某杀局圃?。熔融石英可以與不同的材料相組合。例如，在一些實(shí)施例中，熔融石英透鏡與由具 有比熔融石英高的相對(duì)色散的一種或多種材料制成的透鏡相組合。在這些實(shí)施例中，熔融 石英透鏡可以由“相對(duì)的冕材料”制成，而其他透鏡可以由“相對(duì)的燧石材料”制成。在這 些組合中，諸如H(5、LF5或LLFl (由德國美因茲市的SCHOTT公司出售)的特殊光學(xué)玻璃或 由諸如OHARA的其他制造商提供的具有相似光學(xué)特性的可相比擬的玻璃可以用作相對(duì)的 燧石材料。在其他的材料組合中，熔融石英可以是相對(duì)的燧石材料，具有比物鏡的其他透鏡 相對(duì)高的色散。例如，在設(shè)計(jì)用于193nm工作波長的物鏡的實(shí)施例中，熔融石英透鏡例如可 以與由氟化鈣制成的透鏡相組合。在該材料組合中，氟化鈣用作相對(duì)的冕材料。具有像場(chǎng)曲的顏色變化的足夠控制的可用于寬帶應(yīng)用的折反射物鏡可以配置為 各種各樣的方式。在一些實(shí)施例中，凹鏡布置在物鏡的光瞳表面中或光學(xué)上接近該光瞳表面布置， 以及包括至少一個(gè)負(fù)透鏡的負(fù)組在雙通過區(qū)域中的在凹鏡的反射側(cè)布置在凹鏡的前面，以 使輻射以相反方向至少兩次經(jīng)過負(fù)組。負(fù)組可以直接相鄰光瞳附近區(qū)域中的凹鏡，該區(qū)域 可以根據(jù)如下來表征成像的邊緣光線高度(MRH)大于主光線高度(CRH)。優(yōu)選地，在負(fù)組 的區(qū)域中，邊緣光線高度至少是主光線高度的2倍、具體為5到10倍大。邊緣光線高度大 的區(qū)域中的負(fù)組對(duì)顏色校正、具體地對(duì)軸向色差A(yù)X的校正具有有效的貢獻(xiàn)，由于薄透鏡的 軸向色差A(yù)X與透鏡位置處的邊緣光線高度的平方成比例(且與透鏡的折射率和色散成比 例)。此外，投射輻射以相反的輻射通過方向兩次經(jīng)過布置在凹鏡直接相鄰處的負(fù)組，結(jié)果 兩次利用負(fù)組的顏色過校正效應(yīng)。負(fù)組例如可以由單個(gè)負(fù)透鏡組成或包含至少兩個(gè)負(fù)透
^Ml O以“Schupmarm消色差透鏡”方式工作的、布置在光瞳附近或光瞳處的凹鏡和直接 布置在鏡表面前的負(fù)組的組合(參看US 620，978)在折反射系統(tǒng)中可以各種結(jié)構(gòu)來使用。為了實(shí)現(xiàn)這些和其他的目的，根據(jù)本發(fā)明第二模式，本發(fā)明提供具有如權(quán)利要求 55所述的特征的折反射物鏡。在從屬權(quán)利要求中給出優(yōu)選實(shí)施例。所有權(quán)利要求的用詞通 過引用的方式結(jié)合在說明書中。根據(jù)第二模式的折反射物鏡中，物鏡除包括至少一個(gè)凹鏡外還包括至少一個(gè)凸 鏡，從而物鏡包括具有反射表面的曲率的相反意義的至少兩個(gè)彎曲鏡。凸鏡具有像發(fā)散 (負(fù))鏡的負(fù)光焦度，但沒有色散。凸鏡對(duì)匹茲伐和的貢獻(xiàn)僅取決于彎曲鏡的曲率半徑。凸鏡的匹茲伐和的貢獻(xiàn)相比凹鏡的貢獻(xiàn)具有相反的符號(hào)。如果除至少一個(gè)凹鏡外提供至少一個(gè)凸鏡，那么用于折射光學(xué)元件的材料或多種 材料的選擇可以被簡化，因?yàn)榫哂胁煌⒇悢?shù)的材料的混合不再被要求以獲得足夠的色差 校正，尤其像場(chǎng)曲的顏色變化的校正(匹茲伐和)。在一些實(shí)施例中，多個(gè)透鏡中的至少 90%或多個(gè)透鏡中的全部是由一種或具有基本相同阿貝數(shù)的多種材料制成。阿貝數(shù)的差可 以例如小于20%。在一些實(shí)施例中，多個(gè)透鏡中的全部透鏡是由相同材料制成。相同材料 可以是溶石英(SiO2)、氟化鈣(CaF2)或像BK7或Π(5或者具有相似光學(xué)特性的常見冕玻璃。如果對(duì)于物鏡的全部透鏡僅使用一種光學(xué)材料(一種材料系統(tǒng))，則物鏡的制造 商將較少地依賴于用于諸如不同玻璃類型的色散或部分色散的材料特征的準(zhǔn)確規(guī)范。例 如，如果用于光學(xué)系統(tǒng)的全部透鏡的一種材料的色散或部分色散由于負(fù)載波動(dòng)(charge fluctuations)而變化，則這些變化對(duì)于全部使用的光學(xué)元件基本上相同并從而可以相對(duì) 容易地通過相對(duì)簡單調(diào)整來補(bǔ)償。如果使用多于一種材料，這樣的補(bǔ)償通常可能更難，其中 所使用的材料中的每一個(gè)的光學(xué)特性由于負(fù)載波動(dòng)而以不同方式波動(dòng)而不再允許利用相 對(duì)簡單的調(diào)整來補(bǔ)償。 表征像場(chǎng)曲率的折反射系統(tǒng)的匹茲伐和是全部折光(折射)和全部反光(反射) 系統(tǒng)元件的匹茲伐和的和。如從等式(3c)中可以看到的，對(duì)于折射光學(xué)透鏡，匹茲伐和隨 波長的變化取決于所用的透鏡材料的色散dn/d λ。然而，如從等式(3a)中可以看到的，反 光系統(tǒng)元件的匹茲伐和不隨波長而變化(假設(shè)周圍的介質(zhì)，通常為空氣或其他氣體，不表 現(xiàn)出色散)，因此，匹茲伐和隨波長的總變化通過對(duì)匹茲伐和的折光貢獻(xiàn)給出。當(dāng)期望校正 僅包括一種材料或包括具有非常相似阿貝數(shù)的材料的光學(xué)系統(tǒng)中的像場(chǎng)曲率的顏色變化 時(shí)，所有折射光學(xué)元件的匹茲伐和優(yōu)選基本上為0或者獲得非常小的值，以使其不隨波長 顯著變化。當(dāng)期望在相對(duì)大的場(chǎng)尺寸上具有物鏡的總體匹茲伐和的足夠校正時(shí)，則需要總匹 茲伐和為零，并且對(duì)全部反射部件的匹茲伐和的貢獻(xiàn)也應(yīng)當(dāng)基本為零。這可以通過提供凹 鏡中的每一個(gè)和至少一個(gè)凸鏡具有基本曲率(即，鏡的頂點(diǎn)處的反射表面的曲率，也表示 為頂點(diǎn)曲率)并且其中所有彎曲鏡的基本曲率的和基本上為0來實(shí)現(xiàn)?？梢蕴峁┮粋€(gè)或多 個(gè)凸鏡。根據(jù)另一模式，提供折反射物鏡，該折反射物鏡包括沿光軸布置的多個(gè)光學(xué)元件， 以像方數(shù)值孔徑NA，利用來自中心波長λ附近的波帶的電磁輻射，將來自所述物鏡的物面 中的物場(chǎng)的圖案成像到所述物鏡的像面區(qū)域中的像場(chǎng)。所述光學(xué)元件包括一個(gè)凹鏡和多個(gè) 透鏡。在波帶的第一波長X1CX，所述投射物鏡在第一匹茲伐表面中形成圖案的第一像， 以及在第二波長λ2> λ，所述投射物鏡在第二匹茲伐表面中形成圖案的第二像，該第二波 長與所述第一波長有大于5nm的波長差Δ λ = λ 2-λ i。對(duì)于所述像場(chǎng)中的全部場(chǎng)點(diǎn)而言， 在像面區(qū)域中沿平行于光軸測(cè)量的、所述第一匹茲伐表面與所述第二匹茲伐表面之間的縱 向匹茲伐表面偏離APS小于λ/ΝΑ2。根據(jù)再一模式，提供一種折反射物鏡，該折反射物鏡包括沿光軸布置的多個(gè)光學(xué) 元件，以像方數(shù)值孔徑ΝΑ，利用來自中心波長λ附近的波帶的電磁輻射，將來自所述物鏡 的物面中的物場(chǎng)的圖案成像到所述物鏡的像面區(qū)域中的像場(chǎng)。所述光學(xué)元件包括一個(gè)凹鏡 和多個(gè)透鏡。對(duì)于波帶的各個(gè)波長λ，所述投射物鏡在各自的匹茲伐表面中形成所述圖案的像，對(duì)于不同波長，所述匹茲伐表面彼此偏離。所述多個(gè)透鏡包括由實(shí)質(zhì)上具有不同阿貝 數(shù)的不同材料制成的透鏡。在給定波長，在像面區(qū)域中平行于光軸測(cè)量的、在像場(chǎng)的邊緣場(chǎng) 點(diǎn)(最大像高y’)處、匹茲伐表面從平面基準(zhǔn)面的縱向偏離P根據(jù)dp/cU < (7. 7 λ/NA2)/ nm隨波長λ變化。根據(jù)另一模式，提供一種折反射物鏡，該折反射物鏡沿光軸布置的多個(gè)光學(xué)元件， 以像方數(shù)值孔徑ΝΑ，利用來自中心波長λ < 300nm附近的波帶的電磁輻射，將來自物鏡的 物面中的物場(chǎng)的圖案成像到物鏡的像面區(qū)域中的像場(chǎng)。所述光學(xué)元件包括一個(gè)凹鏡和多個(gè) 透鏡。對(duì)于波帶的各個(gè)波長λ，所述投射物鏡在各自的匹茲伐表面中形成所述圖案的像，對(duì) 于不同波長，所述匹茲伐表面彼此偏離。所述多個(gè)透鏡包括由實(shí)質(zhì)上具有不同阿貝數(shù)的不 同材料制成的透鏡。在給定波長，在像面區(qū)域中平行于光軸測(cè)量的、在像場(chǎng)的邊緣場(chǎng)點(diǎn)(最 大像高y’)處、匹茲伐表面從平面基準(zhǔn)面的縱向偏離P根據(jù)dp/cU < (15 λ/NA2Vnm隨波 長λ變化。下面的特征呈現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明的不同模式的全部實(shí)施例中。在一些實(shí)施例中，所述像場(chǎng)具有由大于3mm的最大像場(chǎng)高y’定義的像場(chǎng)尺寸。兩 倍最大像場(chǎng)高相應(yīng)于實(shí)際可以用于例如光刻目的的像場(chǎng)直徑。最大像場(chǎng)高y’例如可以是 5mm或更大、或者8mm或更大、或者IOmm或更大、或者15mm或更大。
實(shí)施例可以例如具有像方數(shù)值孔徑NA > 0. 2，從而允許在微光刻中使用。在一些 實(shí)施例中，獲得像方數(shù)值孔徑NA > 0. 3或NA > 0. 4或NA彡0. 5。像方數(shù)值孔徑甚至可以 更大，諸如NA彡0. 6或NA彡0. 7或NA彡0. 8。實(shí)施例可以用在浸沒配置中，從而在物鏡配 置用于這樣的浸沒工作的情況中允許NA彡1. 0。波帶可以包括波長λ彡300nm。例如，當(dāng)主輻射由汞蒸汽輻射源提供時(shí)，波帶可 以包括汞g_、h-和i-線中的至少一個(gè)。在一些實(shí)施例中，波帶可以包括至少兩個(gè)汞譜線， 例如汞g-、h-和i-線中的每一個(gè)。波帶可以包括波長λ < 300nm，諸如λ < 260nm或λ < 200nm，例如。波長可以大于IOOnm或大于150nm?？梢杂杉す廨椛湓刺峁┬∮?00nm的 波長。波帶可以僅包括一個(gè)譜線區(qū)域的輻射，其中可以使用該譜線區(qū)域的能量的相當(dāng)大 的量。在一些情況中，波長差Δ λ可以為0. Inm或更大或者Inm或更大或者2nm或更大。 更大的波長差是可能的，諸如Δ λ > 5nm。在一些實(shí)施例中，Δ λ > lOnm、或者Δ λ > 25nm、或者Δ λ > 50nm。例如，當(dāng)波帶包括汞g_、h_和i_線中的每一個(gè)時(shí)，Δ λ可能大于 70nm。Δ λ可以小于200nm或小于lOOnm。不僅在權(quán)利要求中可以看到前述和其他的特征，在說明書和附圖中也可以看到前 述和其他的特征，其中，單個(gè)的特征可以單獨(dú)使用或者以子組合使用作為本發(fā)明的實(shí)施例， 以及在其他領(lǐng)域中使用，并且可以單獨(dú)地代表有益且可專利的實(shí)施例。


圖1示出具有照明系統(tǒng)和投射物鏡的用于微光刻的投射曝光設(shè)備的實(shí)施例的示 意圖；圖2在圖2A中示出具有汞蒸汽輻射源和顏色校正投射物鏡的投射曝光設(shè)備的示 意圖，在圖2B和2C中示出不同的輻射頻譜的示意圖，在圖2D中示出與像場(chǎng)尺寸和形狀有關(guān)的圖示；圖3在圖3A中示出折反射投射物鏡的第一實(shí)施例，在圖3B和3C中示出表示該實(shí) 施例的光學(xué)特性的圖；圖4在圖4A中示出折反射投射物鏡的第二實(shí)施例，在圖4B中示出表示該實(shí)施例 的光學(xué)特性的圖；圖5在圖5A中示出折反射投射物鏡的第三實(shí)施例，在圖5B、5C和5D中示出表示 該實(shí)施例的光學(xué)特性的圖；圖6在圖6A中示出折反射投射物鏡的第四實(shí)施例，在圖6B、6C和6D、6E中示出表 示該實(shí)施例的光學(xué)特性的圖；圖7在圖7A中示出折反射投射物鏡的第五實(shí)施例，在圖7B、7C和7D中示出表示 該實(shí)施例的光學(xué)特性的圖；圖8在圖8A中示出折反射投射物鏡的第六實(shí)施例，在圖8B、8C和8D中示出表示 該實(shí)施例的光學(xué)特性的圖；圖9在圖9A中示出折反射投射物鏡的第七實(shí)施例，在圖9B、9C和9D中示出表示 該實(shí)施例的 光學(xué)特性的圖；圖10在圖IOA中示出折反射投射物鏡的第八實(shí)施例，在圖10B、10CU0D和IOE中 示出表示該實(shí)施例的光學(xué)特性的圖；圖11在圖IlA中示出折反射投射物鏡的第九實(shí)施例，在圖IOB和IOC中示出表示 該實(shí)施例的光學(xué)特性的圖；圖12示出圖IlA中所示的投射物鏡的三個(gè)變體；圖13在圖13A中示出折反射投射物鏡的第十實(shí)施例，在圖13B中示出表示該實(shí)施 例的光學(xué)特性的圖；圖14示出圖13A中的投射物鏡的兩個(gè)變體；和圖15示出根據(jù)一實(shí)施例的顯微物鏡。
具體實(shí)施例方式在優(yōu)選實(shí)施例的下面的描述中，術(shù)語“光軸”指的是經(jīng)過光學(xué)元件曲率中心的直線 或一系列直線段。光軸能夠通過折疊鏡(偏轉(zhuǎn)鏡)來折疊以使光軸的隨后直線段之間產(chǎn)生 角度。在下面給出的示例中，物是載有集成電路的層的圖案或例如光柵圖案的某些其他圖 案的掩模(掩模母版)。物的像被投射到作為基底的晶片上，該基底涂敷有光刻膠層，盡管 諸如液晶顯示器的部件或光學(xué)光柵基底的其他類型基底也可行。在提供表格以公開圖中所示設(shè)計(jì)的規(guī)格的情形，該表和多個(gè)表在各個(gè)圖中用相同 的數(shù)字表示。為了便于理解，用相似或相同的參考標(biāo)識(shí)表示圖中相應(yīng)特征。當(dāng)透鏡被表示 時(shí)，標(biāo)識(shí)L3-2指明第三物鏡部分中的第二透鏡(當(dāng)在輻射方向觀察時(shí))。圖1示意性地示出晶片掃描曝光機(jī)WS形式的微光刻投射曝光設(shè)備，其被設(shè)置用于 生產(chǎn)大尺寸集成半導(dǎo)體部件的特定層，且根據(jù)該設(shè)置允許以達(dá)到R = ISOnm或更低的分辨 能力的曝光。曝光設(shè)備的主輻射源S包括高功率汞弧燈，該高功率汞弧燈發(fā)射一波帶內(nèi)的 紫外輻射，該波帶包括約為436nm的汞g_線、約為405nm的汞h_線和約為365nm的汞i_線 (比較圖2)。在一些實(shí)施例中，三條汞線中每條線的輻射強(qiáng)度都用于曝光，從而主輻射源下游的光學(xué)系統(tǒng)必須配置為利用來自寬波帶的不同波長工作，該寬波帶的最短波長(i-線) 和最長波長(g_線)之間具有約為70nm(或更多)的波長差Δ λ。下游照明系統(tǒng)ILL接收來自主輻射源S的光，并在其出射平面EX中生成大的、銳 利界定的、均勻照明的照明場(chǎng)，該照明場(chǎng)適于投射物鏡PO的遠(yuǎn)心要求并關(guān)于照明系統(tǒng)的光 軸OA1居中。照明系統(tǒng)ILL具有用于設(shè)置照明模式的裝置，并且在示例中，該照明系統(tǒng)ILL 可以在具有可變相干度的傳統(tǒng)照明、環(huán)形照明和雙極或四極照明之間變化。布置在照明系統(tǒng)的出口側(cè)最后光學(xué)元件和投射物鏡的入口之間的是用于支撐和 操縱掩模M的設(shè)備RS，以使布置在掩模上、要生產(chǎn)的半導(dǎo)體部件的指定層的圖案位于投射 物鏡的物平面OS中，所述物平面與照明系統(tǒng)的出口平面EX —致。照明系統(tǒng)的光軸OA1和投 射物鏡PO的光軸OA相對(duì)于彼此橫向偏離，以使產(chǎn)生關(guān)于投射物鏡的光軸OA的離軸場(chǎng)。裝 置RS通常稱作“掩模母板臺(tái)”，用于支撐和操縱掩模，該裝置RS包含掃描驅(qū)動(dòng)器，使掩模能 夠在掃描方向(y_方向)上平行于投射物鏡的物面OS或垂直于投射物鏡和照明系統(tǒng)的光 軸移動(dòng)。投射物鏡PO在輻射路徑中平面EX(也表示為掩模平面)的下游。投射物鏡可以 是縮小物鏡，設(shè)置用于以縮小比例，例如4 1或5 1或10 1的比例將掩模載有的結(jié) 構(gòu)的縮小像成像到涂覆有光致抗蝕劑層的晶片W上。投射物鏡可以是單位放大(1 1)系 統(tǒng)。擔(dān)當(dāng)做光敏感基底的晶片W以其平面基底表面與投射物鏡PO的平面像面(像平面) 相一致的方式布置。由包括掃描驅(qū)動(dòng)器的裝置WST(晶片臺(tái) )支撐晶片，以使以平行于掩模 M的方式與掩模M同步地移動(dòng)晶片。投射物鏡PO具有最后光學(xué)元件LOE作為最靠近像面IS的最后透射光學(xué)部件。最 后光學(xué)元件的出口表面是投射物鏡的最后光學(xué)表面，且布置在晶片的基底表面上幾毫米的 工作距離處，這樣在投射物鏡的出口表面和基底表面之間存在有空氣填充的間隙(干系 統(tǒng))。在其他實(shí)施例中，使用浸沒系統(tǒng)，其中最后光學(xué)元件LOE和晶片之間的工作距離填充 有浸沒液(例如，水)。最后光學(xué)元件LOE可以是平凸透鏡且提供平的出口表面。在一些實(shí) 施例中，最后光學(xué)元件可以由平面平行平板形成且等價(jià)提供投射物鏡的平的出口表面。投 射物鏡的出口表面也可以是彎曲的。這樣的彎曲出口表面可以由形成例如類似雙凸透鏡的 最后光學(xué)元件提供。在一些實(shí)施例中，最后光學(xué)表面(投射物鏡的出口表面)可以是凹的。投射物鏡PO可以設(shè)計(jì)為縮小物鏡或1 1物鏡。除多個(gè)示意示出的透鏡(透鏡 的典型數(shù)量常常為10個(gè)以上或15個(gè))且如果適當(dāng)?shù)脑?，還除其他透射光學(xué)部件外，物鏡還 具有(至少一個(gè))凹鏡CM，在示例的情況中，該凹鏡CM布置在投射物鏡的光瞳表面的附近。 對(duì)于在微光刻領(lǐng)域中的許多應(yīng)用，投射物鏡的像方數(shù)值孔徑為NA > 0. 6，并且在許多實(shí)施 例中，NA近似在NA = 0. 65和NA = 0. 85之間。結(jié)果，在由輻射源S預(yù)定的工作波長，達(dá)到 R= ISOnm以下的典型分辨力是可能的?；旧先Q于像方NA和輻射源的波長的組合，達(dá) 到約150nm、或130nm、或lOOnm、或90nm或更小的典型分辨力也是可能的。為了使得投射物鏡在期望波帶內(nèi)的給定波長或給定的多個(gè)波長正確工作，投射物 鏡必須配置成允許利用來自投射物鏡設(shè)計(jì)所針對(duì)的波帶的光曝光基底。該波帶可以表示為 “設(shè)計(jì)波帶”，并表示包括投射物鏡的光學(xué)性能足夠好以允許具有相對(duì)低像差水平的衍射限 制的成像所針對(duì)的那些波長的波長范圍。例如，當(dāng)投射物鏡的配置使得設(shè)計(jì)波帶包括汞g-、 h-和i-線，投射物鏡可以與作為投射曝光設(shè)備的光源的高功率汞弧燈結(jié)合使用。因此，配置為利用汞弧燈的投射物鏡應(yīng)當(dāng)對(duì)于約365nm (i_線)、約405nm (h-線)和約436nm (g-線) 的汞線中的至少一個(gè)進(jìn)行優(yōu)化，而是，光學(xué)性能在設(shè)計(jì)波帶外顯著下降。典型地，專門對(duì)于 包括汞g_、h-和i_線的設(shè)計(jì)波帶優(yōu)化的投射物鏡在諸如波長小于約260nm的深紫外(DUV) 區(qū)域中的顯著較小波長和/或例如在波長大于約500nm的可見波長范圍內(nèi)不能正確工作。投射物鏡可以被設(shè)計(jì)，使得僅針對(duì)相對(duì)窄的波帶中的一個(gè)波長形成有用像。在本 申請(qǐng)中描述的實(shí)施例經(jīng)校正以在分開波長差△ λ的兩個(gè)或多個(gè)波長工作。波長差可以約 為50pm(50皮米)或更大、或者IOOpm或更大、或者lnm(l納米)或更大、2nm或更大，例如。 波長差可以大到數(shù)十納米或更多，例如根據(jù)條件Δ λ < 0. 25μπι。圖2的示范性實(shí)施例對(duì) 于基本上相應(yīng)于汞g-、h-和i_線的波長的三個(gè)波長在顏色上校正，該三個(gè)波長對(duì)應(yīng)于大于 70nm的波長差Δ λ。在這些情況中，所有汞線都能夠用于曝光，從而主輻射源的輸出功率 的較大部分能夠用于曝光，因而允許較高的每時(shí)間單位的曝光基底的吞吐量。如上所概述的，設(shè)計(jì)用于提供像場(chǎng)區(qū)域中的像的每個(gè)光學(xué)成像系統(tǒng)都與一種基本 場(chǎng)曲相關(guān)聯(lián)，該種基本場(chǎng)曲通常稱作匹茲伐曲率。匹茲伐曲率與匹茲伐和1/RP成比例，其為 匹茲伐半徑Rp的倒數(shù)，匹茲伐半徑Rp是匹茲伐表面的曲率半徑。當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)包括諸如透鏡 Li、L2的折射光學(xué)元件時(shí)，像場(chǎng)曲對(duì)于不同波長可以不同，該效應(yīng)在這里表示為“像場(chǎng)曲的 顏色變化”。換句話物鏡在波帶的第一波長λ工形成第一匹茲伐表面PSl中的圖案的第一 像，并在第二波長λ2> X1形成第二匹茲伐表面PS2中的圖案的第二像，其中第一和第二 匹茲伐表面不重合。在圖2Α中 示意地示出該情況，其中投射物鏡PO對(duì)于λ = 365nm(i-線) 產(chǎn)生第一匹茲伐表面PSl，對(duì)于λ = 436nm(g-線)產(chǎn)生第二匹茲伐表面PS2，以及對(duì)于λ = 405nm(h-線)產(chǎn)生第三匹茲伐表面PS3。在示范性實(shí)施例中，配置投射物鏡的設(shè)計(jì)，使 得中間波長λ = 405nm的匹茲伐表面基本上為平的且與投射物鏡的平的像面IS重合(其 中，光刻工藝中布置基底的平的輻射入口側(cè))。在這些條件下，對(duì)于相對(duì)短波長的匹茲伐表 面PSl向內(nèi)彎(朝向投射物鏡為凹，即，欠校正)，而較大波長(g_線)的匹茲伐表面PS2具 有相反意義的曲率。在圖2A的示范性系統(tǒng)中，全部三個(gè)波長的匹茲伐表面基本上與光軸OA上像面IS 的軸上位置重合。這相應(yīng)于校正態(tài)，在該校正態(tài)中，軸上色差(AX)基本上對(duì)于三個(gè)波長中 的每一個(gè)校正。該類型的物鏡有時(shí)稱作在設(shè)計(jì)波帶中具有三個(gè)公共焦點(diǎn)的系統(tǒng)或稱作復(fù)消 色差系統(tǒng)。然而，對(duì)于相應(yīng)于具有最大像場(chǎng)高度y’的場(chǎng)點(diǎn)的有效像場(chǎng)IF的外邊緣的場(chǎng)點(diǎn)， 情況有所不同。由于匹茲伐表面的彎曲，在邊緣場(chǎng)點(diǎn)給出對(duì)于最大和最小波長中的每一個(gè) 的(平行于光軸測(cè)量的)匹茲伐表面的縱向偏離P (也表示為下彎部分)?？v向偏離P有效 對(duì)應(yīng)于像場(chǎng)IF的外邊緣處從平的像面IS的離焦，平的像面IS是像空間中垂直于光軸延伸 的基準(zhǔn)面。在上面的等式(4)中給出偏離ρ的幅值。從圖2A中可以定性地看到，這樣的縱 向偏離可以導(dǎo)致像質(zhì)量在靠近延伸的像場(chǎng)的外邊緣的區(qū)域中惡化，因?yàn)椴煌ㄩL的匹茲伐 表面不再重合。在進(jìn)一步離開光軸的區(qū)域中因而產(chǎn)生對(duì)比度的顯著損失或模糊像，像場(chǎng)尺 寸(由最大像場(chǎng)高y’表征)越大該效應(yīng)更嚴(yán)重。另一方面，如果通過投射物鏡內(nèi)的適當(dāng)?shù)?技術(shù)措施主動(dòng)地控制像場(chǎng)曲的顏色變化，可以在整個(gè)像場(chǎng)IF中獲得具有足夠質(zhì)量的像。就 此而言，通過為像場(chǎng)IF中的全部場(chǎng)點(diǎn)提供相應(yīng)于投射輻射中所使用的波長的相應(yīng)匹茲伐 表面之間的縱向偏離P小于瑞利單位RU= λ/NA2，可以優(yōu)化多個(gè)實(shí)施例。具體地，當(dāng)全部 相應(yīng)匹茲伐表面位于景深DOF (其與RU成比例)的區(qū)域中，對(duì)于像場(chǎng)IF中的全部場(chǎng)點(diǎn)，像質(zhì)量通常是足夠的以允許衍射限制的曝光。注意，對(duì)于結(jié)合圖2A所討論的任何特征，圖2A是純示意的且未按比例?，F(xiàn)在，將結(jié)合圖2B、2C和2D更詳細(xì)地解釋在本申請(qǐng)中所使用的一些術(shù)語的含義， 諸如術(shù)語“波長差Δ λ ”和“最大像場(chǎng)高度y”’。圖2B示意地示出頻譜內(nèi)存在三條限定頻 譜線的區(qū)域中，輻射源強(qiáng)度I對(duì)于波長λ的依賴性。三條頻譜線例如可以相應(yīng)于汞g_、 h-和i-線。示例中，位于頻譜較低端的頻譜線具有所涉及的頻譜范圍的最大強(qiáng)度值I-。 為了定義相應(yīng)的波長差△ λ，頻譜的下限(即第一波長λ 1)可以定義為當(dāng)來自較短波長時(shí) 強(qiáng)度首先超過強(qiáng)度下限IL的波長，而波帶的上限可以定義為第二波長λ 2，其中在比相應(yīng) 于頻譜線組的上端的頻譜線的波長的更大的波長，強(qiáng)度落到下限IL下?？梢赃x擇強(qiáng)度下限 IL，以滿足條件IL = O. 1ΙΜΧ。在汞g-、h-和i_線的情況中，根據(jù)該定義，波長差Δ λ大于 70nm。用適當(dāng)?shù)臑V波器或其他裝置屏蔽所涉及的波帶附近的其他頻譜線可能是有利的。如圖2C所示意示出的，在僅包括一條頻譜線的波長區(qū)域中應(yīng)用波長差Δ λ的相 似定義。單條譜線例如可以是汞i_線。當(dāng)使用激光輻射源時(shí)，單條譜線的最大強(qiáng)度Imax的 波長可以相應(yīng)于激光輻射源的額定工作波長，諸如例如對(duì)于ArF激光器的約193nm。顯然， 當(dāng)為輻射源提供特定裝置以收窄輻射源的固有帶寬時(shí)，波長差△ λ的相應(yīng)值變得較小。例 如，在使用汞i_線的情況中，干涉濾波器等可以用于收窄 汞i_線的固有帶寬。在激光輻射 源的情況中，具有相對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的帶寬收窄裝置可以用來收窄激光的固有帶寬?，F(xiàn)在結(jié)合圖2D解釋物鏡的像方的情形。在旨在用于微光刻工藝的物鏡的實(shí)施例 中，通常期望相對(duì)大的像場(chǎng)尺寸。就本申請(qǐng)的目的而言，像場(chǎng)尺寸可以由最大像場(chǎng)高度y’ 來表征，最大像場(chǎng)高度y’相應(yīng)于物鏡的(圓形)“設(shè)計(jì)像場(chǎng)”的半徑。設(shè)計(jì)像場(chǎng)IFd包括像 面的全部場(chǎng)點(diǎn)，對(duì)于該全部場(chǎng)點(diǎn)，物鏡的成像保真度對(duì)于所涉及的光刻工藝足夠好。換句話 說，對(duì)于涉及的應(yīng)用，全部成像像差在徑向坐標(biāo)等于或小于最大像場(chǎng)高y’的區(qū)內(nèi)充分被校 正，而對(duì)于設(shè)計(jì)像場(chǎng)IFd外的場(chǎng)點(diǎn)，一個(gè)或多個(gè)像差可以大于所需要的閾值。通常，并非設(shè)計(jì)像場(chǎng)IFd內(nèi)的全部場(chǎng)點(diǎn)都用于光刻工藝。而是，僅利用有效像場(chǎng)IF 內(nèi)的場(chǎng)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)曝光，該有效像場(chǎng)IF應(yīng)當(dāng)在尺寸上足夠大以允許在光刻工藝中曝光合理尺 寸的基底。在許多投射曝光系統(tǒng)中，尤為是對(duì)于掃描工作所設(shè)計(jì)的那些，使用狹縫形的有效 像場(chǎng)IF，并且在投射步驟中，平行于掃描方向同步移動(dòng)要成像的圖案以及要曝光的基底，掃 描方向相應(yīng)于圖1的實(shí)施例中的y方向。圖2D示出有效像場(chǎng)IF1、IF2和IF3的三個(gè)示例， 其可以結(jié)合這里所討論的折反射投射物鏡的實(shí)施例使用。有效像場(chǎng)的尺寸通常用平行于掃 描方向的長度A和垂直于掃描方向的寬度B > A來描述，從而定義縱橫比AR = B/A > 1。 在很多實(shí)施例中，縱橫比可以例如在2 1到10 1的范圍內(nèi)。有效像場(chǎng)必須適于設(shè)計(jì)像場(chǎng)IFD，使得有效像差僅包括物鏡被校正且不存在漸暈 的場(chǎng)點(diǎn)。取決于折反射物鏡的設(shè)計(jì)，有多種方法來使有效像場(chǎng)適于設(shè)計(jì)像場(chǎng)。在一些實(shí)施 例中，可使得用軸上像場(chǎng)(關(guān)于光軸居中的像場(chǎng))。居中的像場(chǎng)例如可以用在具有中心光 瞳遮攔的系統(tǒng)(例如比較圖4或11)中或具有物理分束器的系統(tǒng)中。具有長度A3和寬度 B3的第三有效像場(chǎng)IF3是適于設(shè)計(jì)像場(chǎng)IFd的居中像場(chǎng)的一個(gè)示例。在一些實(shí)施例中，必 須使用全部場(chǎng)點(diǎn)在光軸外的有效像場(chǎng)(所謂離軸場(chǎng))，以便避免漸暈。第一有效場(chǎng)IFl是具 有長度Al和寬度Bl的矩形離軸有效像場(chǎng)的示例。在一些實(shí)施例中，使用諸如第二有效像 場(chǎng)IF2的具有弓形的有效像場(chǎng)(有時(shí)記作環(huán)形場(chǎng)或環(huán)狀場(chǎng))。注意，整體上均位于光軸OA外且距光軸一徑向距離的第一和第二有效像場(chǎng)兩者分別具有相同的長度A1、A2和寬度Bi、 B2。從圖2D顯然，最大像場(chǎng)高度y’(也表示為像場(chǎng)半徑)越大，用于曝光工藝的有效像場(chǎng) 的有用尺寸越大?，F(xiàn)將詳細(xì)描述能夠獲得匹茲伐和的顏色變化的相對(duì)小值的多個(gè)實(shí)施例。圖3示出設(shè)計(jì)用于主UV輻射的折反射投射物鏡300的第一實(shí)施例，該主UV輻射 包括約365nm(i-線)、約405nm(h-線)和約436nm(g-線)的三條汞線，即，波長分開至少 波長差Δ λ =71nm的工作波帶。給定4 1(β =-0.25)的縮小成像比例，投射物鏡在 物方遠(yuǎn)心而在像方具有像方數(shù)值孔徑NA = 0. 5。像場(chǎng)尺寸為26mmX5. 5mm。在表3、3A中 給出規(guī)格。設(shè)計(jì)投射物鏡300以對(duì)于例如4 1的縮小比例將布置在平的物面OS (物平面) 中的掩模母版上的圖案的像投射到平的像面IS(像平面)中，同時(shí)產(chǎn)生精確的兩個(gè)實(shí)中間 像IMI1、IMI2。矩形有效物場(chǎng)OF和像場(chǎng)IF為離軸，S卩，完全在光軸OA外。設(shè)計(jì)第一折射物 鏡部分OPl用于將在物面中提供的圖案成像為第一中間像IMI1。第二、折反射(折射/反 射)物鏡部分0P2以接近1 (-1)的放大率將第一中間像IMIl成像為第二中間像IMI2。 第三、折射物鏡部分0P3以強(qiáng)的縮小比將第二中間像IMI2成像到像面IS上。 投射物鏡300是具有多個(gè)級(jí)聯(lián)的物鏡部分的“連鎖”的投射物鏡，多個(gè)級(jí)聯(lián)的物 鏡部分中的每一個(gè)配置為成像系統(tǒng)并經(jīng)由中間像連接，該像(中間像)由輻射路徑中在前 的成像系統(tǒng)產(chǎn)生，作為輻射路徑中隨后成像系統(tǒng)的物。隨后成像系統(tǒng)能夠產(chǎn)生另一中間像 (如在第二物鏡部分0P2的情況中)或者形成投射物鏡的最后成像系統(tǒng)，該最后成像系統(tǒng)在 投射物鏡的像平面中產(chǎn)生“最后”像場(chǎng)(如第三物鏡部分0P3)。圖3所示的系統(tǒng)類型有時(shí) 也稱作R-C-R系統(tǒng)，其中R表示折射成像系統(tǒng)以及“C”表示折反射(或反射)成像系統(tǒng)。在圖3中加粗離軸物場(chǎng)OF的外場(chǎng)點(diǎn)的主光線CR的路徑，以便容易追隨投射光束 的光束路徑。就本申請(qǐng)的目的而言，術(shù)語“主光線”(還稱為主要光線)表示從有效使用的 物場(chǎng)OF的最外場(chǎng)點(diǎn)(距光軸最遠(yuǎn))延伸到入瞳中心的光線。由于系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，就示 范的目的，可以如圖所示，主光線可以選自子午平面的等價(jià)場(chǎng)點(diǎn)。對(duì)于物方基本遠(yuǎn)心的投射 物鏡中，主光線平行于光軸或以與光軸成非常小角度從物面發(fā)出。成像過程進(jìn)一步由邊緣 光線軌跡表征。這里所使用的“邊緣光線”從軸上物場(chǎng)點(diǎn)(光軸上的物點(diǎn))出發(fā)到孔徑光 闌的邊緣的光線。當(dāng)使用離軸有效物場(chǎng)時(shí)，該邊緣光線由于漸暈而對(duì)像形成無貢獻(xiàn)。選擇 主光線和邊緣光線以表征投射物鏡的光學(xué)特性。在給定軸上位置，這樣選擇的光束和光軸 之間的徑向距離分別表示為“主光線高度”(CRH)和“邊緣光線高度”(MRH)。本申請(qǐng)中，“邊 緣光線高度”(MRH)或“主光線高度”指的是近軸邊緣光線高度和近軸主光線高度。在主光線CR與光軸交叉的位置形成三個(gè)相互共軛的光瞳表面P1、P2和P3。在物 面和第一中間像之間形成第一光瞳表面P1，在第二物鏡部分中在第一和第二中間像之間形 成第二光瞳表面P2，和在第三物鏡部分中在第二中間像和像面IS之間形成第三光瞳表面 P3。第二物鏡部分0P2包括位于第二光瞳表面P2的單個(gè)凹鏡CM。第一平的折疊鏡FMl 以關(guān)于光軸OA成45°的角度，光學(xué)上靠近第一中間像IMIl布置，使得其在凹鏡CM的方向 上反射來自物面的輻射。具有以關(guān)于第一折疊鏡的平的鏡表面成直角取向的平的鏡表面的 第二折疊鏡FM2在平行于物面的像面的方向上反射來自凹鏡CM的輻射。折疊鏡FMl、FM2中的每一個(gè)位于最接近中間像的光學(xué)附近且距該最接近中間像一小距離。由此在偏轉(zhuǎn)鏡 FMl、FM2和凹鏡CM之間幾何上形成其中輻射以相反方向兩次經(jīng)過的雙通過區(qū)域。單個(gè)正 透鏡L2-1布置在幾何上靠近折疊鏡FM1、FM2的雙通過區(qū)域中且光學(xué)上靠近第一和第二中 間像兩者，從而起到正場(chǎng)鏡的作用。具有精確的一個(gè)負(fù)透鏡L2-2的負(fù)組NG布置在靠近凹 鏡具有大的邊緣光線高度的區(qū)域中且與凹鏡共軸，使得輻射以相反方向兩次經(jīng)過負(fù)組。在 負(fù)組和凹鏡之間沒有布置光學(xué)元件。由于使用寬帶輻射源，投射物鏡應(yīng)當(dāng)能夠?qū)⑸顪p少到使得用于光刻應(yīng)用的整個(gè) 像場(chǎng)中多色成像具有足夠的質(zhì)量的程度。例如，需要校正諸如縱向色差(AX)和顏色放大率 像差(LAT)的主色差。這些色差的校正很大程度上通過選擇凹鏡CM和發(fā)散透鏡L2-2(在 凹鏡的上游兩次經(jīng)過該透鏡)的適當(dāng)直徑以及后面的像附近的第三物鏡部分中透鏡的直 徑來影響。這對(duì)于縱向色差的校正很重要。顏色放大率像差LAT基本上通過光瞳位置的上 游和下游的透鏡的折射率分布來影響以及通過有技巧地關(guān)于主光線高度定位透鏡來影響。具有正折射率的總系統(tǒng)中所需要的顏色過校正主要發(fā)生在負(fù)組NG的區(qū)域中，該 負(fù)組NG緊接在第二物鏡部分0P2的凹鏡CM的前面。在該實(shí)施例中，在直徑和折射率方面為 負(fù)組定規(guī)格，從而對(duì)軸上顏色的顏色校正的過校正貢獻(xiàn)的和基本上平衡第一物鏡部分OPl 和折射第三物鏡部分0P3的欠校正貢獻(xiàn)的和，該第一物鏡部分OPl作為延遲系統(tǒng)，而該折射 第三物鏡部分0P3作為聚焦系統(tǒng)?，F(xiàn)將詳細(xì)描述校正像場(chǎng)曲的顏色變化的選擇。該實(shí)施例包括與負(fù)組NG結(jié)合的單 個(gè)凹鏡CM(Schupmarm消色差透鏡)以主要校正諸如軸上色彩(AX)和橫向色彩(LAT)的主 色差。凹鏡提供對(duì)匹茲伐和的過校正貢獻(xiàn)，從而在該方面凹鏡比作負(fù)透鏡。諸如 透鏡的折 光部件貢獻(xiàn)于欠校正效應(yīng)以便獲得基本上平的像。通常，欠校正效應(yīng)的幅度隨著波長減少 而增加。如上所概述的，諸如凹鏡CM的反射部件對(duì)像場(chǎng)曲的變化沒有貢獻(xiàn)。因此，在包含 至少一個(gè)凹鏡的折反射物鏡中用于有效減少匹茲伐和的變化的一種手段是提供至少一個(gè) 過校正的折光(折射)光學(xué)部件，該折光(折射)光學(xué)部件由具有基本上比物鏡中的其他 折射光學(xué)元件高的色散(較小的阿貝數(shù))的材料制成。在來自寬波帶的不同波長被用于成 像的情況中，由相對(duì)高色散材料(相對(duì)燧石材料)制成的這樣的過校正折光元件(或元件) 可以以過校正方式對(duì)匹茲伐和作出貢獻(xiàn)。當(dāng)適當(dāng)選擇過校正元件或多個(gè)元件的色散(或阿 貝數(shù))的幅值和折射率時(shí)，這樣的過校正元件或多個(gè)元件能夠?qū)⑾駡?chǎng)曲的顏色變化減少到 成像性能不再受限于匹茲伐和的顏色變化的程度。在圖3的實(shí)施例中，除了分別在第一和第三物鏡部分0P1、P02中的兩個(gè)相對(duì)小的 負(fù)透鏡L1-7和L3-3外，全部透鏡都由相同材料制成，即合成熔融石英(SiO2)。兩個(gè)相對(duì)小 (小直徑)的負(fù)透鏡L1-7和L3-3由售出標(biāo)識(shí)為LLFl的、德國美因茲市的SCHOTT公司提供 的特殊玻璃制成。在該材料組合中，熔融石英是具有相對(duì)低色散(相對(duì)高阿貝數(shù)，冕玻璃) 的玻璃的典型代表，而LLFl是具有相對(duì)高色散(相對(duì)低阿貝數(shù)，燧石玻璃)的玻璃的典型 代表。下表A總結(jié)了各種透射光學(xué)材料(左欄)的某些相關(guān)特性，諸如折射率和阿貝數(shù)，在 紫外頻譜范圍(第一行中的波長)中，該多個(gè)透射光學(xué)材料可以用于形成光學(xué)系統(tǒng)中的透
^M ο表 A 標(biāo)識(shí)“SILUV”表示熔融石英，標(biāo)識(shí)“CAFUV”表示氟化鈣(CaF2)而標(biāo)識(shí)Π(5、LF5禾口 LLFl表示德國美因茲市的SCHOTT公司出售的特殊光學(xué)玻璃。也可使用由諸如OHARA的其 他提供者提供的具有相似光學(xué)特性的相似或相比擬的玻璃。特殊玻璃冊(cè)5、LF5和LLFl主 要用于λ > 300nm的波長，尤其是用于汞i-線的光學(xué)系統(tǒng)，而熔融石英和氟化鈣下到約 193nm以下基本無吸收。左欄列出根據(jù)下式對(duì)于包 括汞g_、h_和i_線的波帶計(jì)算的、材料 的阿貝數(shù)ν: 其中，n405、n365.5和n436分別是405nm、365nm和436nm的材料的折射率。根據(jù)表A 中的阿貝數(shù)，顯然熔融石英是相對(duì)冕材料(ν = 60. 4)，而LLFl是相對(duì)燧石材料(ν = 35. 9)， 以及阿貝數(shù)差Δ ν相對(duì)大(Δν = 24.5)。由于大多數(shù)透鏡(22個(gè)透鏡中的20個(gè)透鏡)是 由熔融石英制成，中間阿貝數(shù)對(duì)應(yīng)于熔融石英的阿貝數(shù)(ν = 60. 4)。已經(jīng)有利地發(fā)現(xiàn)，主要專門用于校正匹茲伐和的顏色變化的相對(duì)高色散材料的負(fù) 透鏡在尺寸上應(yīng)當(dāng)相對(duì)小且應(yīng)當(dāng)具有相對(duì)大的折射率。這可以理解為如下。如從上面等 式(3) (3a) (3b) (3d)明顯的是，匹茲伐和是由光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的光學(xué)表面的各個(gè)曲率半徑確定 的純幾何特性。然而，透鏡或鏡的曲率半徑確定光學(xué)表面的折射(或反射)光焦度。因此， 曲率半徑和光焦度之間存在相關(guān)。如上所述，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由具有相對(duì)高色散的材料制作的一 個(gè)或多個(gè)負(fù)透鏡有效用以校正匹茲伐和的顏色變化。因此，由相對(duì)燧石材料制成的一個(gè)或 多個(gè)負(fù)透鏡將是期望的。另一方面，對(duì)于諸如可用于微光刻的投射物鏡的成像光學(xué)系統(tǒng)，需 要總體的正光焦度，以形成物的像。為了保持光學(xué)系統(tǒng)簡單，在物鏡內(nèi)應(yīng)當(dāng)盡可能避免負(fù)折 射率。如果由具有相對(duì)小的光學(xué)自由直徑的一個(gè)或多個(gè)負(fù)透鏡提供高色散材料(用于校正 匹茲伐和的顏色變化的變化)中的負(fù)折射率，則可以實(shí)現(xiàn)這些相沖突的需求之間的合理折 中。當(dāng)負(fù)透鏡的光學(xué)自由直徑相對(duì)小時(shí)，由于相對(duì)小的負(fù)透鏡僅在相對(duì)小的邊緣光線高度 的區(qū)域內(nèi)起作用的事實(shí)，負(fù)透鏡可以具有強(qiáng)的負(fù)折射率(光學(xué)表面的相對(duì)小的曲率半徑) 而同時(shí)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的總折射率的貢獻(xiàn)可以保持相對(duì)小。換句話說當(dāng)在小的邊緣高度(相 應(yīng)于負(fù)透鏡的相對(duì)小的所利用的自由直徑)的區(qū)域內(nèi)提供具有強(qiáng)的負(fù)折射率的負(fù)透鏡時(shí)， 這樣的負(fù)透鏡可以對(duì)匹茲伐和的顏色變化的校正有強(qiáng)的影響，而同時(shí)對(duì)總體光學(xué)系統(tǒng)所實(shí) 現(xiàn)的成像的非期望影響可以保持相對(duì)小。圖3A中的實(shí)施例的設(shè)計(jì)利用該基本構(gòu)思。具有近乎平入口表面和凹出口表面的 負(fù)透鏡L1-7非?？拷谝晃镧R部分OPl的第一光瞳表面Pl布置，在輻射光束的直徑在腰 上游的正透鏡組和腰下游的正透鏡組之間形成局部最小值(稱作腰)的區(qū)域中。透鏡L1-7 的光學(xué)自由直徑顯著小于負(fù)透鏡上游的正透鏡L1-6和下游的正透鏡L1-8的光學(xué)自由直徑。負(fù)透鏡L1-7的光學(xué)自由直徑小于光學(xué)系統(tǒng)最大透鏡(諸如，雙凸正透鏡L1-4或形成負(fù)組NG的負(fù)透鏡L2-2)的直徑的50%或甚至小于40%。負(fù)透鏡L1-7的邊緣光線高度僅 是凹鏡CM處獲得的最大邊緣光線高度的約25%。在負(fù)透鏡L3-3上游的負(fù)彎月透鏡L3-2 和下游的雙凸正透鏡L3-4之間的輻射光束的小的腰的區(qū)域中，在第二中間像IMI2和第三 光瞳表面P3之間的第三物鏡部分OP3中提供的雙凹負(fù)透鏡L3-3滿足相似的條件。燧石材 料負(fù)透鏡L3-3的上游和下游的透鏡中的每一個(gè)都具有比負(fù)透鏡大的光學(xué)自由直徑，并且 負(fù)透鏡的邊緣光線高度僅是凹鏡CM的邊緣光線高度的約35%。由于僅小部分(小于10%，即22個(gè)透鏡中的兩個(gè))由具有相對(duì)高色散的第二材料 制成，所以僅使用小量的第二材料，這在成本和制造方面是有利的。根據(jù)上面給出的教導(dǎo)，通過在具有相對(duì)小的邊緣光線高度的另一位置(諸如光學(xué) 上靠近中間像的或光學(xué)上靠近物面或像面的位置)提供由相對(duì)燧石材料制成的至少一個(gè) 負(fù)透鏡(即，以場(chǎng)鏡的方式)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)匹茲伐和的顏色變化的校正的有效貢獻(xiàn)。例如， 由相對(duì)燧石材料制成的小的負(fù)透鏡可以緊接第一中間像的上游布置和/或緊接第二中間 像的下游布置。在光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的其他的光學(xué)位置，對(duì)于燧石材料的小的負(fù)透鏡，可以替代地 或附加地提供這樣的透鏡。替代地，或另外地，可以以這樣的方式利用一般構(gòu)思在相對(duì)小的邊緣光線高度的 區(qū)域(比如接近場(chǎng)表面)中提供由相對(duì)冕材料(比大多數(shù)其他透鏡小的色散)制成的一個(gè) 或多個(gè)正透鏡。例如，在多數(shù)或全部透鏡是由熔融石英制成的投射物鏡中，由氟化鈣制成的 正透鏡光學(xué)上例如可以靠近中間像IMI1、IMI2中的一個(gè)布置。例如，緊接第二中間像IMI2 下游的雙凸正透鏡L3-1可以由氟化鈣而不是熔融石英制成以支持像場(chǎng)曲的顏色變化的校 正。在圖3B和3C中示出圖3A的第一實(shí)施例的一些有關(guān)光學(xué)特性。圖3B的圖示出顏 色焦點(diǎn)偏移，即對(duì)于360nm和440nm之間的不同波長，焦平面相對(duì)于基準(zhǔn)像平面的位置。曲 線在基本上分別相應(yīng)于汞i_、h-和g-線的約380nm、405nm和428nm表現(xiàn)出三個(gè)零交叉點(diǎn)。 換句話說，圖3A的光學(xué)系統(tǒng)在包括汞i-、h-和g_線的波帶中具有三個(gè)公共焦點(diǎn)，這表明對(duì) 于全部汞線校正軸上色差(AX)(復(fù)消色差系統(tǒng))。圖3C示出代表像場(chǎng)曲的顏色變化的圖，其中橫坐標(biāo)代表波長λ和縱坐標(biāo)代表以 瑞利單位RU= λ/NA2為單位的、在最大像高度y’的、在像場(chǎng)的邊緣場(chǎng)點(diǎn)的、匹茲伐表面 從理想像面的縱向偏離P。可以看到，縱向偏離P隨波長的變化率dp/d λ在約365nm和約 440nm之間的整個(gè)波帶上約為0. 0085RU/nm或更小。結(jié)果，對(duì)于由汞弧輻射源提供的全部三 個(gè)波長，匹茲伐表面完全地在光學(xué)系統(tǒng)的焦深內(nèi)，從光軸周圍的像場(chǎng)中心直到像場(chǎng)的外邊 緣，從而允許利用寬帶輻射源進(jìn)行高對(duì)比度成像(比較圖2)。圖4A示出設(shè)計(jì)用于主UV輻射的折反射投射物鏡的第二實(shí)施例(NA = O. 16)，該主 UV輻射包括約365nm(i-線)、約405nm(h-線)和約436nm(g-線)的三條汞線，即具有至 少分開波長差Δ λ = 71nm的波長的工作波帶。投射物鏡是單位放大系統(tǒng)(成像比例| β =1)，該單位放大系統(tǒng)具有與光瞳表面Ρ2—致的對(duì)稱平面的結(jié)構(gòu)對(duì)稱性。在表4、4Α中給 出規(guī)格。設(shè)計(jì)投射物鏡400以將來自平的物面OS的圖案的像投射到平的像面IS，而同時(shí)產(chǎn) 生僅兩個(gè)中間像ΙΜΙ1、ΙΜΙ2。關(guān)于光軸OA居中的像場(chǎng)被成像，具有中心光瞳遮攔。第一折射部分OPl利用來自物面的輻射產(chǎn)生第一中間像IMI1，第二、折反射物部件0P2從第一中間 像IMIl產(chǎn)生第二中間像IMI2，以及折射的第三物部件0P3在平的像面IS上產(chǎn)生來自第二 中間像IMI2的最終像。全部光學(xué)元件沿一個(gè)直的光軸(成直線系統(tǒng))排列。第二物鏡部分包括第一凹鏡CMl和第二凹鏡CM2，第一凹鏡CMl具有面向物面且接 收 來自第一中間像IMIl的輻射的反射表面，第二凹鏡CM2具有面向像面且接收從第一凹鏡 反射的輻射并將這樣的輻射朝向第二中間像IMI2反射的反射表面。凹鏡中的每一個(gè)具有 繞光軸的中心孔(孔或孔徑)以分別允許來自第一中間像IMIl的輻射進(jìn)入第二物鏡部分 并允許輻射從第二物鏡部分離開以形成第二中間像。在孔的區(qū)域中形成兩個(gè)中間像。在第 一和第二凹鏡CM1、CM2之間對(duì)稱布置的大直徑的雙凹負(fù)透鏡形成光學(xué)上靠近凹鏡的負(fù)組 NG。薄且基本上無光焦度的彎月透鏡布置在凹鏡CMl、CM2中的每一個(gè)和負(fù)組NG之間。在 其他實(shí)施例中可以省略那些透鏡。透鏡的多數(shù)(多于75%)由熔融石英制成。圖4A中用陰影指示的31個(gè)透鏡中的 8個(gè)透鏡由具有相對(duì)高色散的第二材料(即，LLF1)制成。來自物面的輻射由第一物鏡部分OPl改變以形成第一中間像，并接著通過負(fù)組NG 朝向第一凹鏡CMl發(fā)散，該第一凹鏡CMl收集輻射并將經(jīng)過負(fù)組NG的輻射光束朝第二凹鏡 CM2反射，該第二凹鏡CM2會(huì)聚輻射光束并在形成第二中間像IMI2之前反射輻射使得其第 三次經(jīng)過負(fù)組NG。輻射接著通過第三物鏡部分0P3再成像以在像面IS中形成最終像。凹 鏡CM1、CM2中的每一個(gè)在大邊緣光線高度的區(qū)域中光學(xué)上布置在靠近第二光瞳表面P2但 距其一小距離。負(fù)組NG精確地定位于第二光瞳表面P2。在靠近第二光瞳表面的大邊緣光線高度的區(qū)域中，凹鏡和負(fù)組NG的組合作用提 供了軸上色差的校正的主要貢獻(xiàn)，以與上面結(jié)合圖3A的第一實(shí)施例中的Schupmarm消色差 透鏡(凹鏡CM和負(fù)組NG)描述的相似方式。圖4B示出對(duì)顏色焦點(diǎn)偏移的效應(yīng)，其表明投 射物鏡是能夠工作在汞燈的全部三個(gè)波長(g_、h-和i-線)的復(fù)消色差光學(xué)系統(tǒng)。像場(chǎng)曲的顏色變化的校正主要通過第一物鏡部分中的相對(duì)高色散透鏡L1-8至 Ll-Il (以及第三物鏡0P3中的對(duì)稱相關(guān)透鏡)實(shí)現(xiàn)。這些透鏡組包括形成該透鏡組的最 小透鏡的雙凹負(fù)透鏡L1-10，該雙凹負(fù)透鏡L1-10由燧石材料的相對(duì)大的透鏡圍繞。負(fù)透 鏡L1-10布置在具有輻射光束直徑的局部最小值的腰區(qū)域中，其位置在邊緣光線高度僅是 負(fù)透鏡上游的正凸起中的邊緣光線高度的約一半，且小于負(fù)組NG或凹鏡CM1、CM2的區(qū)域中 的邊緣光線高度約30 %。盡管相對(duì)燧石材料透鏡組包括一個(gè)正透鏡L1-9，但透鏡組的總體 折射率為負(fù)，以允許將該組上游的透鏡提供的會(huì)聚光束轉(zhuǎn)換成進(jìn)入到透鏡組下游的厚的雙 凸正透鏡L1-12的發(fā)散光束。該示范實(shí)施例示出，結(jié)合第一實(shí)施例描述的總體效應(yīng)也可以通過在兩個(gè)或多個(gè)相 對(duì)小的透鏡上在小的邊緣光線高度的區(qū)域中分布期望的負(fù)折射率來實(shí)現(xiàn)，該兩個(gè)或多個(gè)相 對(duì)小的透鏡具有總體的負(fù)折射率。如果在靠近物面OS的第一較小腰區(qū)域中的負(fù)透鏡L1-2 將由諸如LLFl的相對(duì)高色散材料而不是熔融石英制成，則可以獲得對(duì)像場(chǎng)曲的變化的另 一校正貢獻(xiàn)。像場(chǎng)曲隨波長的變化可以由dp/cU = 0. 0121RU/nm表征。在圖5A中示出具有類似圖3A的投射物鏡300的總體布局的折反射投射物鏡500 的第三實(shí)施例。具有折疊鏡FM1、FM2、和具有單個(gè)凹鏡CM的折反射組以及緊接凹鏡前并兩次被輻射經(jīng)過的負(fù)組NG，就折疊光軸而言的總體設(shè)計(jì)與圖3A的實(shí)施例相類似，因此，參考相應(yīng)描述。投射物鏡500設(shè)計(jì)用于約193nm的來自極深紫外(VUV)頻譜范圍的主UV輻射，該 主UV輻射可以由ArF準(zhǔn)分子激光輻射源提供。場(chǎng)大小為26mmX 5. 5mm,以及在水浸沒中NA =1. 0。約200nm以下的頻譜區(qū)域中，僅一些材料是足夠透明以允許在投射物鏡中用作透 鏡材料。具體地，合成熔融石英和堿土氟化物晶體材料，如氟化鋇或氟化鈣(CaF2),可以用 作透鏡材料。在投射物鏡500中使用熔融石英(沒有陰影的透鏡)和氟化鈣(有陰影且表 現(xiàn)為暗的透鏡)的組合。在該材料組合中，熔融石英是相對(duì)燧石材料(具有較大的色散和 較小的阿貝數(shù))，而氟化鈣是相對(duì)冕材料(一般關(guān)系請(qǐng)參看表A，絕對(duì)值在193nm不同)。從圖5A明顯的是，具有相對(duì)較小色散的材料(CaF2)主要用在正透鏡中。具體地， 緊接第一中間像IMIl上游的正透鏡L1-10和Ll-11、第二物鏡部分0P2中靠近中間像的正 透鏡L2-1、以及緊隨第二中間像IMI2的作為第三物鏡部分0P3的第一透鏡的正透鏡L3-1 由相對(duì)冕材料制成。另一方面，在其他透鏡中使用相對(duì)燧石材料，該其他透鏡包括第一光瞳 表面Pl附近的腰區(qū)域中的小的負(fù)透鏡L1-8或第三物鏡部分0P3中的腰附近的負(fù)透鏡L3-2 和L3-3。組合使用相對(duì)冕材料和相對(duì)燧石材料對(duì)色差的校正有貢獻(xiàn)以提高帶寬。從圖5B明 顯的是，在中心波長193nm附近獲得軸上色差的寬的最小值。通過估計(jì)波前像差和波長之 間的關(guān)系可以確定相應(yīng)的帶寬，如圖5D中示意示出，其中波前誤差的均方根(RMS)值(以 mA為單位)表現(xiàn)為波長λ的函數(shù)。就本申請(qǐng)的目的而言，小于ΙΟπιλ的波前誤差視為界 定有用物鏡。在該條件下，約192. 91和193. 09之間的每一個(gè)波長可以用于形成像。定義 外邊緣界限之間的波長差Δ λ作為有用帶寬，系統(tǒng)的帶寬約為Δ λ = 0. 18nm(約180皮 米)。對(duì)于該實(shí)施例，獲得值dp/cU =5.35RU/nm，這表明實(shí)現(xiàn)像場(chǎng)曲的顏色變化的部分校 正。這基本上是由于VUV區(qū)域中可用材料的色散差異限制了利用純折光手段校正那些像差 的選擇。圖5C示出相對(duì)小的畸變。分別在圖6A、7A、8A和9A中的投射物鏡600、700、800和900的實(shí)施例可以展示通 過使用多于兩個(gè)具有不同色散的不同材料來影響投射物鏡的顏色特性的方式。系統(tǒng)的總布 局與圖3A和5A中的那些相似，因此，引用相應(yīng)描述。分別在表6、6A、7、7A、8、8A和9、9A中 給出規(guī)格。圖6A的投射物鏡600中，組合使用5種不同材料(熔融石英、氟化鈣、H(5、LF5和 LLFl，參看表A)來改進(jìn)色差。在26mmX 5. 5mm的像場(chǎng)中獲得像方數(shù)值孔徑NA = 0. 60。系 統(tǒng)是復(fù)消色差的且工作時(shí)對(duì)于汞燈的每一條譜線幾乎沒有軸上色差(參看圖6B)。像場(chǎng)中 的畸變(圖6C)和波前誤差(圖6D)對(duì)于每條譜線良好校正。如從圖6E明顯的是，對(duì)于中 心波長λ = 405nm良好校正了像方遠(yuǎn)心。對(duì)較短波長(對(duì)于i_線，約7. 5mrad)和較大波 長(對(duì)于g_線，約士5mard)，存在從理想遠(yuǎn)心的偏離。投射物鏡700 (第五實(shí)施例)可以理解為投射物鏡600的變體，由于透鏡的標(biāo)記、 類型和分布類似于那個(gè)實(shí)施例。在26mm X 5. 5mm的像場(chǎng)中獲得像方數(shù)值孔徑NA = 0. 60。然 而，設(shè)計(jì)系統(tǒng)避免使用氟化鈣(其相對(duì)昂貴)和特殊玻璃LLFl以減少所使用材料的總數(shù)， 從而使得容易制造。因此，僅使用三種不同材料(即，熔融石英、Π(5和LF5)用于透鏡。仍實(shí)現(xiàn)復(fù)消色差校正，然而，在畸變校正(圖7C)和波前像差(圖7D)方面作出某些犧牲。圖8A中的投射物鏡800 (第六實(shí)施例)是提供改進(jìn)帶寬的變體，這可以通過使用 如表A所列的5中不同材料來實(shí)現(xiàn)。在26mmX 5. 5mm的像場(chǎng)中獲得像方數(shù)值孔徑NA = 0. 60。 圖8B中的顏色焦點(diǎn)偏移的圖示出在約360nm、380nm、405nm和436nm的四個(gè)零交叉點(diǎn)，這表 明在汞譜線覆蓋的波長范圍中有四個(gè)公共焦點(diǎn)。非常好地校正畸變(圖8C)。對(duì)于360nm 和440nm之間的全部波長獲得明顯小于ΙΟπιλ的波前像差，這表明可以改變投射物鏡以形 成寬帶應(yīng)用的超復(fù)消色差投射物鏡，使用包括汞g_、h-和i_線的連續(xù)頻譜范圍。圖9A中的投射物鏡900 (第七實(shí)施例)僅對(duì)于汞i_線優(yōu)化使用，但對(duì)于i_線的 中心波長附近的帶寬改進(jìn)。在26mmX 5. 5mm的像場(chǎng)中獲得像方數(shù)值孔徑NA = 0.80。投射 物鏡允許使用汞蒸汽輻射源與減少的構(gòu)造復(fù)雜度，由于可以減少例如濾波的花費(fèi)等。如圖 9C和9D所示，光學(xué)系統(tǒng)在約4nm的總帶寬(最小和最大波長之間的波長差)內(nèi)的頻譜范 圍(365nm士2nm)上非常好地校正畸變和波前誤差。像場(chǎng)曲的顏色變化可以由dp/d λ = 0. 036RU/nm 表征。圖5至9中的每一個(gè)實(shí)施例中，配置成將圖案成像為第一中間像的第一物鏡部分 包括具有交替折射率的連續(xù)透鏡組的序列，該連續(xù)透鏡組包括具有正折射率的第一透鏡 組、緊隨第一透鏡的具有負(fù)折射率的第二透鏡組、緊隨第二透鏡組的具有正折射率 的第三 透鏡組、緊隨第三透鏡組的具有負(fù)折射率的第四透鏡組和緊隨第四透鏡組的具有正折射率 的第五透鏡組，從而產(chǎn)生至少兩個(gè)分開的腰區(qū)域，其中經(jīng)過第一物鏡部分的輻射光束的直 徑具有局部最小值。在圖9中，分別用附圖標(biāo)記Wl和W2表示腰。通常在負(fù)透鏡或負(fù)透鏡 附近形成腰。第一(延遲)物鏡部分的雙腰結(jié)構(gòu)支持通過折射裝置校正匹茲伐和。對(duì)于波長或其設(shè)計(jì)所針對(duì)的波長，結(jié)合上面的實(shí)施例給出的投射物鏡中的每一個(gè) 都提供波前誤差和畸變以及色差的良好校正。通過折反射組(包括光瞳或光瞳附近的至少 一個(gè)凹鏡和靠近凹鏡的負(fù)組)和使用具有不同色散的折光材料對(duì)校正作出顯著貢獻(xiàn)。不對(duì) 光瞳成像的顏色軸上像差的校正作出特別強(qiáng)調(diào)。在孔徑光闌具有固定位置的系統(tǒng)中，該像 差可以導(dǎo)致投射物鏡的焦距的固有(欠校正)顏色變化，這繼而轉(zhuǎn)換成入瞳和出瞳位置的 顏色變化且從而轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)心特性的顏色變化。這等價(jià)于光瞳成像的軸上色差的欠校正，優(yōu) 選在光瞳成像的光瞳位置或該光瞳位置附近校正該光瞳成像，該光瞳位置相應(yīng)于靠近投射 物鏡的物面、像面或中間像面的區(qū)域。投射物鏡1000(第八實(shí)施例)包括具體專門用于校正光瞳成像的顏色軸上像差 的折光部件，從而提高物方遠(yuǎn)心。在26mmX5. 5mm的像場(chǎng)中獲得像方數(shù)值孔徑NA = 0. 60。 投射物鏡1000包括第一消色差組AGl以及第二消色差組AG2，該第一消色差組AGl在光學(xué) 上靠近物面的區(qū)域中緊隨物面，該區(qū)域中，主光線高度大于邊緣光線高度，該第二消色差組 AG2光學(xué)上靠近第一和第二中間像IMIl和IMI2，即，光學(xué)上靠近與物面OS光學(xué)共軛的另一 場(chǎng)表面。第一消色差組AGl包括由氟化鈣制成的雙凸正透鏡L1-1、在像方上凹的且由LF5 制成的負(fù)彎月透鏡L1-2、以及由熔融石英制成的雙凸正透鏡L1-3。由氟化鈣制成的雙凸正透鏡L2-1、相對(duì)正透鏡L2-1具有凹表面且由LF5制成的正 透鏡L2-1以及由氟化鈣制成的雙凸正透鏡L2-3形成消色差組AG2。LF5是相對(duì)于氟化鈣 和熔融石英兩者的相對(duì)燧石材料。因此，透鏡Ll-I和L1-2可以被描述成形成雙透鏡，該雙透鏡有由相對(duì)冕材料制成的正透鏡L1-1，布置緊鄰由相對(duì)燧石材料制成的負(fù)透鏡L1-2，從 而產(chǎn)生光瞳成像的軸上色差的顏色過校正。同樣，透鏡L1-2和L1-3的組合可以描述為具 有色散和折射率的這樣相對(duì)關(guān)系的雙透鏡。類似地，第二消色差組AG2可以被描述為包括兩對(duì)緊鄰?fù)哥R，其中透鏡中的一個(gè) 是由相對(duì)冕材料制成的正透鏡，而另一個(gè)透鏡是由相對(duì)燧石材料制成的負(fù)透鏡。由此，消色差組AG1、AG2中的每一個(gè)有效地減少軸上色差。由于消色差透鏡組 AGUAG2靠近投射物鏡的場(chǎng)表面定位，效果是減少光瞳成像的軸上色差，其繼而減少物方的
遠(yuǎn)心誤差。從圖IOB至IOE可以得到有關(guān)性能的效應(yīng)。對(duì)于所涉及的汞譜線附近的三個(gè)波長， 校正像面中的軸上色差。對(duì)于汞譜線中的每一條最小化畸變(圖10C)。對(duì)于每條譜線，波 前校正顯著好于10nm(圖10D)。物方遠(yuǎn)心對(duì)于約405nm是理想的且對(duì)于 較大波長(436nm) 和較短波長(365nm)中的每一個(gè)具有小于約1. 5mrad的絕對(duì)值。從與圖6E的比較中明顯 的是，消色差組AGl和AG2有效地充分減少物方遠(yuǎn)心誤差，從而允許放松照明系統(tǒng)的出口側(cè) 遠(yuǎn)心的規(guī)格。圖11至14示出有利用于微光刻的折反射投射物鏡的實(shí)施例，其中全部透鏡由相 同材料制成(所謂一種材料系統(tǒng))。在該實(shí)施例中，熔融石英用于全部透鏡。通過平衡投 射物鏡的全部折光部件和全部反射部件的貢獻(xiàn)實(shí)現(xiàn)匹茲伐和的顏色變化的校正，以使全部 折光部件(透鏡)的組合匹茲伐和基本為零且全部反射部件(鏡)的組合匹茲伐和基本為 零。為了滿足關(guān)于反射部件的這樣的需要，除結(jié)合負(fù)折射率使用的至少一個(gè)凹鏡外還提供 凸鏡，以校正軸上且橫向顏色的較大部分。形成第九實(shí)施例的投射物鏡1100設(shè)計(jì)用于主UV輻射(即，至少分開了波長差 Δλ =71nm的工作波帶)的折反射投射物鏡300的第一實(shí)施例，該主UV輻射包括約 365nm(i-線)、約 405nm(h-線)和約 436nm(g-線)的三條汞線。給定 4 1(β = -0. 25) 的縮小成像比例，投射物鏡在物方和像方遠(yuǎn)心，且具有像方數(shù)值孔徑NA = 0. 5。像場(chǎng)尺寸為 26_X5. 5_。在表IlUlA中給出規(guī)格。設(shè)計(jì)投射物鏡1100以例如4 1的縮小比例將布置在平的物面OS (物平面)中 的掩模母版上的圖案的像投射到平的像表面IS(像平面)中，同時(shí)產(chǎn)生精確的兩個(gè)實(shí)中間 像ΙΜΙ1、ΙΜΙ2。矩形有效物場(chǎng)OF和像場(chǎng)IF為離軸，S卩，整體上在光軸OA外。設(shè)計(jì)第一折 射物鏡部分0Ρ1，將在物面中提供的圖案成像為第一中間像ΙΜΙ1。第二、折反射(折射/反 射)物鏡部分0Ρ2以接近1 (-1)的放大率將第一中間像IMIl成像為第二中間像ΙΜΙ2。 第三、折反射物鏡部分0Ρ3以強(qiáng)的縮小比將第二中間像ΙΜΙ2成像到像面IS上。第一、純折射物鏡部分OPl具有12個(gè)熔融石英透鏡，該12個(gè)熔融石英透鏡形成折 射單個(gè)腰延遲系統(tǒng)，該延遲系統(tǒng)具有由6個(gè)緊連的正透鏡構(gòu)成的第一正透鏡組LG1、由三個(gè) 緊連的負(fù)透鏡構(gòu)成的第二負(fù)透鏡組、以及由四個(gè)緊連透鏡構(gòu)成的正透鏡組LG3。第二物鏡部分0Ρ2包括位于靠近第二光瞳表面Ρ2的單個(gè)第一凹鏡CMl。第一平的 折疊鏡FMl以關(guān)于光軸OA成45°的角度光學(xué)上靠近第一中間像IMIl布置，以使第一平的 折疊鏡FMl在第一凹鏡CMl的方向反射來自物面的輻射。具有以關(guān)于第一折疊鏡的平的鏡 表面成直角所取向的平的鏡表面的第二折疊鏡FM2在平行于物面的像面的方向上反射來 自第一凹鏡CMl的輻射。折疊鏡FM1、FM2中的每一個(gè)位于最接近中間像的光學(xué)附近處。從而在偏轉(zhuǎn)鏡FM1、FM2和凹鏡CMl之間幾何上形成其中輻射以相反方向兩次經(jīng)過的雙通過區(qū) 域。單個(gè)正透鏡L2-1布置在幾何上靠近折疊鏡FM1、FM2的雙通過區(qū)域中且光學(xué)上靠近第 一和第二中間像兩者，從而起到正場(chǎng)鏡的作用。具有僅一個(gè)負(fù)彎月透鏡L2-2的負(fù)組NG布 置在靠近凹鏡具有大的邊緣光線高度的區(qū)域中，且與凹鏡共軸，以使輻射以相反方向兩次 經(jīng)過負(fù)組。在負(fù)組和凹鏡之間沒有布置光學(xué)元件。第三物鏡部分0P3是折反射物鏡部分，該折反射物鏡部分包括第二凹鏡CM2、凸鏡 CVM和8個(gè)熔融石英透鏡。第二凹鏡CM2在光軸區(qū)域中具有中心孔以及面對(duì)像表面的反射 表面。凸鏡CVM具有面對(duì)第二凹鏡CM2的凸反射表面且布置在第二凸鏡CM2的像方的光軸 上。來自第二中間像IMI2的輻射在通過第二凹鏡CM2中的中心孔進(jìn)入第二凹鏡CM2和凸 鏡CVM之間的空間之前首先經(jīng)過負(fù)-正雙透鏡。輻射經(jīng)過緊鄰布置在第二凹鏡CM2前且具 有相同曲率意義的大的負(fù)彎月透鏡L3-3。經(jīng)負(fù)透鏡L3-3發(fā)散的輻射入射到凸鏡CVM上，該 凸鏡CVM具有負(fù)的光焦度，從而增加朝向負(fù)透鏡L3-3和第二凹鏡CM2引導(dǎo)的反射輻射光束 的發(fā)散角。輻射第二次經(jīng)過負(fù)透鏡L3-3并入射到凹鏡CM2上，該凹鏡CM2具有正的光焦度 并產(chǎn)生朝向像面IS引導(dǎo)的會(huì)聚輻射。經(jīng)凹鏡CM2反射的輻射第三次經(jīng)過負(fù)透鏡L3-3并引 導(dǎo)經(jīng)過凸鏡CVM到透鏡L3-4至L3-8和平行平面平板，朝向像面IS。第二凹鏡CM2和負(fù)透 鏡L3-3光學(xué)上靠近第三光瞳表面P2布置，從而以基本上相似于第二物鏡部分0P2中的負(fù) 組NG和凹鏡CMl的組合的方式對(duì)色差校正作出貢獻(xiàn)。由于第二凹鏡CM2中的孔，產(chǎn)生中心 光瞳遮攔。凸鏡CVM的曲率半徑適于第一和第二凹鏡CMl、CM2的曲率半徑，以使投射物鏡中， 彎曲鏡的基本曲率的和基本為零。如在本申請(qǐng)中所使用的，術(shù)語“基本半徑”指的是彎曲鏡 頂點(diǎn)(即，光軸OA與由各個(gè)反射表面所定義的彎曲表面的交叉點(diǎn))處的彎曲鏡的曲率半 徑。彎曲鏡的基本曲率的和可能正好為零。然而，根據(jù)該規(guī)格也可以接受小的偏離。通常， 如果滿足如下條件，則該和可以認(rèn)為是“基本上零 ”I CM · L| <2(9)在一些實(shí)施例中，上限可以較小，以使|cM·Ll <1或|cM.Ll <0.5，例如。在等 式(9)中，參數(shù)L表示物面OS和像面之間的幾何距離(也表示為軌跡長度)，以及Cm = X^.(10)
Mirrors為投射物鏡中彎曲鏡的基本曲率Ci的和，其中凸基本曲率被記為正而凹基本曲率 記為負(fù)。在圖IlA的實(shí)施例中，Cm-L =0.251。在圖IlB和IlC中示出圖IlA的第九實(shí)施例的一些相關(guān)光學(xué)特性。圖IlB的圖示 出顏色焦點(diǎn)偏移，即對(duì)于360nm和440nm之間的不同波長，焦平面關(guān)于基準(zhǔn)像平面的位置。 曲線在基本上分別相應(yīng)于汞i_、h-和g-線的約380nm、405nm和428nm處表現(xiàn)出三個(gè)零交
點(diǎn)ο圖IlC示出代表像場(chǎng)曲的顏色變化的圖，其中橫坐標(biāo)代表波長λ和縱坐標(biāo)代表以 瑞利單位RU= λ /NA2為單位的、在于最大像高y’的像場(chǎng)的邊緣場(chǎng)點(diǎn)處，匹茲伐表面從平面 基準(zhǔn)面的縱向偏離P?？梢钥吹剑v向偏離ρ隨波長的變化率dp/d λ在約365nm和約440nm 之間的整個(gè)波帶上約為0. 0028RU/nm或更小。圖12示意示出投射物鏡的三個(gè)變體，其中的每一個(gè)都具有兩個(gè)凹鏡和單個(gè)凸鏡。
在示意圖中，彎曲鏡由彎曲線表示，具有總體正折射率的透鏡組由具有向外的箭頭的雙箭頭表示，而具有總體負(fù)折射率的透鏡組由具有向內(nèi)的箭頭的雙箭頭表示。因此，圖 12基本上對(duì)應(yīng)于具有圖IlA的第九實(shí)施例的總布局的設(shè)計(jì)(不具有負(fù)透鏡L3-3)。在根據(jù) 圖12B的實(shí)施例中，第一物鏡部分OPl為折反射，第二物鏡部分0P2為折反射而第三物鏡部 分0P3為折光(C-C-R配置)。第二凹鏡CM2和凸鏡CVM的組合被引入到第一物鏡部分OPl 中，而第三物鏡部分基本上為具有一個(gè)或多個(gè)腰的單腰折射物鏡部分，且根據(jù)第二中間像 處表現(xiàn)的數(shù)值孔徑提供像方數(shù)值孔徑。注意到，在這些實(shí)施例中，沒有透鏡布置在第二凹鏡 CM2和凸鏡CVM之間?？梢栽谕圭RCVM和凹鏡CM2之間提供折光透鏡，如實(shí)施例1100中所 示。同樣，當(dāng)期望時(shí)，可以省略投射物鏡1100中的負(fù)透鏡L3-3。在圖12C的變體中，第二凹鏡CM2和凸鏡CVM的組合被引入到折反射第二物鏡部 分中，以使凸鏡CVM幾何上布置在兩個(gè)凹鏡CM1、CM2之間。在該實(shí)施例中，第一物鏡部分 OPl和第三物鏡部分0P3均是純折射的(R-C-R配置)。如果期望，可以在CVM和CM2之間 插入折光透鏡。投射物鏡1300(第十實(shí)施例)是具有僅兩個(gè)中間像、兩個(gè)凹鏡和一個(gè)凸鏡以及多 個(gè)透鏡的投射物鏡的另一示例，其中全部透鏡由相同材料(熔融石英)制成。第一物鏡部 分OPl為純折射。平的第一折疊鏡FMl位于第一物鏡部分OPl內(nèi)，以使光學(xué)上在第一折疊 鏡FMl后產(chǎn)生第一中間像IMI1?？商娲?，中間像可以位于第一折疊鏡FMl和凹鏡CMl之 間。折反射物鏡部分0P2包括第二光瞳表面P2處的第一凹鏡CMl和直接在第一凹鏡CMl 前的負(fù)組NG。負(fù)場(chǎng)鏡L2-1光學(xué)上靠近兩個(gè)中間像布置，正透鏡L2-2位于中間區(qū)域中。第 三物鏡部分0P3為折反射并包括具有朝物方為凹的鏡表面的第二凹鏡CM2和幾何上布置在 第二折疊鏡FM2和凹鏡CM2之間且面向像面的凸鏡CVM。多個(gè)透鏡光學(xué)上布置在凸鏡CVM 的下游以朝向像面會(huì)聚輻射。設(shè)計(jì)投射物鏡以產(chǎn)生無光瞳遮攔的離軸像場(chǎng)，盡管具有凸鏡CVM和凹鏡CM2的鏡 組被集成到第三物鏡部件中?；⌒挝飯?chǎng)OF和像場(chǎng)用來避免漸暈。來自物面的輻射形成第一 中間像IMI1，該第一中間像IMIl通過第二物鏡部分0P2再次成像以形成第二中間像IMI2。 第二中間像IMI2在幾何上產(chǎn)生在凸鏡CVM的外邊緣附近且距離該邊緣一距離，以使從第二 折疊鏡FM2反射的輻射首先被引導(dǎo)到凹鏡CM2上。通過將反射涂層施加到透射基底L3-1 的凸的背面，將凹鏡CM2形成為Mangin元件。該透射基底L3-1的形狀像正的彎月透鏡，打 到第二凹鏡CM2上并從第二凹鏡CM2反射的輻射兩次經(jīng)過該透射基底L3-1。從第二凹鏡 CM2反射的輻射入射到凸鏡CVM上，凸鏡CVM將經(jīng)過基底L3-1的透鏡部分的輻射朝向透鏡 組反射，該透鏡組幾何上布置在凹鏡CM2和像面IS之間。凸鏡CM2也可以實(shí)現(xiàn)為在其上游 具有透鏡的單個(gè)鏡或者無相鄰?fù)哥R元件的鏡。從圖13B明顯的是，系統(tǒng)為復(fù)消色差，允許三條汞線覆蓋的波帶內(nèi)在約371nm、約 405nm和約420nm處具有三個(gè)公共焦點(diǎn)。像場(chǎng)曲的顏色變化由dp/d λ = 0. 0309RU/nm表 征。圖14示出折反射投射物鏡的兩個(gè)變體，該折反射投射物鏡利用弧形場(chǎng)(環(huán)狀場(chǎng)) 以在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)無漸暈且無光瞳遮攔的像場(chǎng)，在該系統(tǒng)中集成有包括凸鏡CVM和與該凸鏡 共軸的凹鏡CM2的鏡組。在圖14A的實(shí)施例中，共軸鏡組CM2、CVM被引入到第二物鏡部件 中，這類似于圖13A的實(shí)施例。在圖14B的實(shí)施例中，包括共軸的凹鏡CM2和凸鏡CVM的鏡組被引入到第一物鏡部分OPl中，該第一物鏡部分OPl形成第一中間像IMI2。圖15示出折反射物鏡1500的示例，該折反射物鏡1500根據(jù)上面給出的教導(dǎo)具有 匹茲伐和的顏色變化的改進(jìn)校正。當(dāng)物位于無限遠(yuǎn)(相應(yīng)于準(zhǔn)直光束從左手側(cè)進(jìn)入物鏡) 時(shí)，到右的高NA側(cè)獲得數(shù)值孔徑NA = 0.6。當(dāng)在顯微鏡中使用物鏡時(shí)，被放大的物將位于 像面IS中。從低NA側(cè)到高NA側(cè)，物鏡包括產(chǎn)生第一中間像IMIl的第一物鏡部件OPlJg 據(jù)第一中間像產(chǎn)生第二中間像IMI2的第二反射(純反射)物鏡部件0P2、以及將第二中間 像IMI2重新成像到像面上的第三、折射物鏡部分0P3。全部光學(xué)元件沿非折疊的直的光 軸(OA)排列(成直線系統(tǒng))。從物方到像方，第一物鏡部分包括朝向像方為凹的第一凹鏡 CM1、由直接在凹鏡CMl前的單個(gè)負(fù)彎月透鏡形成的負(fù)組NG、薄的彎月透鏡L1-2、具有面向 第一凹鏡CMl的凸反射表面的凸鏡CVM、以及朝向第一中間像IMIl會(huì)聚輻射的透鏡L1-3至 L1-6。第二物鏡部分0P2為純反射(反射的)且包括兩個(gè)凹鏡CM2、CM3，該兩個(gè)凹鏡CM2、 CM3具有面向彼此的非球面反射表面，其中每個(gè)凹鏡具有光軸上的中心孔以允許輻射進(jìn)入 并離開凹鏡之間所包括的空間。在第三凹鏡CM3中的孔或該孔附近形成第一中間像IMI1， 而在第二凹鏡CM2的孔或該孔附近形成第二中間像IMI2。純折射第三物鏡部分0P3將源自 第二中間像IMI2的發(fā)散輻射朝向像面ISl準(zhǔn)直，當(dāng)物鏡從低NA側(cè)到高NA側(cè)傳輸輻射時(shí)。軸上色差的校正主要通過第一物鏡部分OPl中在大邊緣光線高度區(qū)域中提供的 凹鏡CMl和負(fù)鏡NG的組合來支持。由第二物鏡部分0P2中的兩個(gè)凹鏡CM2、CM3提供場(chǎng)曲 的過校正的另一貢獻(xiàn)。由凹鏡提供的場(chǎng)曲的過校正通過具有相反符號(hào)的曲率的 凸鏡CVM補(bǔ) 償。像場(chǎng)曲的顏色變化可以由dp/d λ = 0.0003RU/nm表征。下表B總結(jié)了對(duì)于各個(gè)圖中的每個(gè)設(shè)計(jì)，ρ關(guān)于波長λ的導(dǎo)數(shù)dp/cU (以每納米 瑞利單位(RU)為單位)，以及如上解釋的其他有關(guān)數(shù)據(jù)。表 B圖345678表345678λ [nm]405 405193 405 405 405Δ λ [nm]71710. 18 717171L [mm]1500 1000 1500 1500 1500 1500NA0, 50，1610，6 0，60，6y' [mm]15，5 2015，5 15，5 15，5 15，5λ /NA2 [ μ m] 1,62 15,82 0, 19 1, 13 1, 13 1, 13dp/d λ [RE/nm] 0,0085 0,0121 5,35 0,0081 0,016 0,0019圖910111315表910111315λ [nm]365,5 405405 405 405Δ λ [nm]571717171L[mm]1500 1500 1500 1500 247NA0,80,60，5 0，5 0，6y' [mm]15，5 15，515，5 15，9 0，25λ /NA2 [ μ m] 0，57 1，13 1，62 1，62 1，13
dp/d λ [RE/nm] 0，036 0，0092 0，0028 0，0309 0，0003本發(fā)明各個(gè)方面可以在具有不同構(gòu)造的折反射物鏡中實(shí)現(xiàn)。例如，可以改變具有 至少一個(gè)中間像的折疊折反射投射物鏡，該折疊折反射投射物鏡具有一個(gè)或多個(gè)平的折疊 鏡，結(jié)合以“Schupmarm消色差”方式設(shè)計(jì)的單個(gè)折反射組，基本上如US 6，909，492 B2或US 2004/0160677 Al 或 US2003/0011755 Al 或 US 6，665，126 或 EP 1 480 065 所公開的。具 有多于一個(gè)以“Schupmarm消色差”方式設(shè)計(jì)的折反射組的折疊設(shè)計(jì)也可以被改變，基本上 如在WO 2005/040890所公開的?？梢愿淖兙哂性诠馔浇贾玫陌肩R和具有如例如EP 1 069 448 Al所示的另一凹鏡的無折疊投射物鏡(成直線系統(tǒng))。基本如專利US 6，636，350 或US 6，995，918示出的、部分具有四個(gè)或六個(gè)凹鏡的其他成直線系統(tǒng)可以被改變。在實(shí)施 例的上下文中，進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，原則上可以利用那些系統(tǒng)類型。已經(jīng)通過示例給出優(yōu)選實(shí)施例的上面描述。從給出的公開內(nèi)容，本領(lǐng)域的那些技 術(shù)人員將不僅理解本發(fā)明及其所附優(yōu)勢(shì)，還將獲得所公開的結(jié)構(gòu)和方法的明顯各種變化和 改變。因此，要求保護(hù)落入本發(fā)明的精神和范圍的全部變化和改變，本發(fā)明的精神和范圍由 所附權(quán)利要求和其等價(jià)物限定。全部權(quán)利要求的內(nèi)容通過引用作為本說明書的部分。 下表總結(jié)了上面所描述的實(shí)施例的規(guī)格。在各表中，列1指明折射表面或反射表 面的編號(hào)或者以一些其他方式區(qū)別的表面，列2指明表面的半徑r(曲率半徑)(以mm為單 位)，列3指明表面和隨后表面之間的距離d (也表示作厚度)(以mm為單位)，和列4指明 光學(xué)部件的材料。列5指明材料的折射率，和列6指明透鏡表面或其他表面的光學(xué)自由半 徑(radius)或光學(xué)自由通光半徑(semidiameter)(或透鏡高度)(以mm為單位)。半徑R =0相應(yīng)于平的表面。表或各表用與各個(gè)圖相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示。具有附加標(biāo)記“A”的表表明相應(yīng)的非 球面或其他有關(guān)數(shù)據(jù)。非球面表面根據(jù)以下規(guī)格來計(jì)算ρ (h) = [((1/r) h2) / (1+SQRT (1_ (1+K) (1/r) 2h2) )]+Cl * h4+C2 * h6+..在該情況中，半徑的倒數(shù)(1/r)指明表面曲率以及h指明表面點(diǎn)與光軸之間的距 離(即，光線高度)。因此，p(h)指明所謂下彎部分，也即ζ方向(光軸的方向)表面點(diǎn)與 表面頂點(diǎn)之間的距離。常數(shù)K是圓錐常數(shù)，以及參數(shù)Cl、C2為非球面常數(shù)。在下面的句子中還公開了本發(fā)明的優(yōu)選特征。1、一種折反射物鏡，包括沿光軸布置的多個(gè)光學(xué)元件，以在像方數(shù)值孔徑NA，利用來自中心波長λ附近的 波帶的電磁輻射，將來自物鏡的物面中的物場(chǎng)的圖案成像到物鏡的像面區(qū)域中的像場(chǎng)，所 述光學(xué)元件包括一凹鏡；和多個(gè)透鏡；其中所述投射物鏡在對(duì)于波帶的各個(gè)波長λ的各自的匹茲伐表面中形成圖案的 像，對(duì)于不同波長，所述匹茲伐表面彼此偏離；其中在給定波長、在像場(chǎng)的邊緣場(chǎng)點(diǎn)(最大像高y’)處、在像面區(qū)域中平行于光軸 測(cè)量的、匹茲伐表面從平面基準(zhǔn)面的縱向偏離P根據(jù)dp/cU < (0.2 λ/NA2Vnm隨波長λ 變化。
2、如句子1所述的物鏡，其中，對(duì)于波帶中的各個(gè)波長，所述物鏡將對(duì)于給定波長 的匹茲伐表面在于最大像高r的像場(chǎng)的邊緣場(chǎng)點(diǎn)處從平面基準(zhǔn)面的縱向偏離ρ減少到小 于 λ/ΝΑ2。3、如句子1所述的物鏡，其中，所述像場(chǎng)具有由大于3mm的最大像場(chǎng)高y’定義的 像場(chǎng)尺寸。4、如句子3所述的物鏡，其中，所述最大像場(chǎng)高y’為IOmm或更大。5、如句子1所述的物鏡，其中，所述物鏡具有像方數(shù)值孔徑NA > 0. 2。6、如句子5所述的物鏡，其中，所述物鏡具有像方數(shù)值孔徑NA ^ 0. 6。7、如句子5所述的物鏡，其中，當(dāng)在工作期間物鏡的出口表面和像面之間的像方 工作空間填充氣體時(shí)，所述物鏡是配置為產(chǎn)生像方數(shù)值孔徑NA < 1的干式物鏡。
8、如句子1所述的物鏡，其中，當(dāng)在工作期間結(jié)合該物鏡的出口表面和像面之間 的像方工作空間中的浸沒液體使用時(shí)，所述物鏡是配置為具有像方數(shù)值孔徑NA ^ 1的浸沒 物鏡。9、如句子1所述的物鏡，其中，所述中心波長λ大于300nm且dp/d λ < (0. 2 λ /
NA2) /nm。10、如句子1所述的物鏡，其中，在波帶的第一波長X1CX，所述投射物鏡在第一 匹茲伐表面中形成圖案的第一像，以及在第二波長λ2> λ，所述投射物鏡在第二匹茲伐表 面中形成圖案的第二像，該第二波長與所述第一波長有波長差Δ λ = X2-X1，其 中Δ λ是 2nm或更大。11、如句子1所述的物鏡，其中，所述凹鏡布置在物鏡的光瞳表面中或光學(xué)上靠近 該光瞳表面，以及包括至少一個(gè)負(fù)透鏡的負(fù)組在雙通過區(qū)域中在凹鏡的反射側(cè)布置在凹鏡 的前面，使得輻射以相反方向至少兩次經(jīng)過該負(fù)組。12、如句子1所述的物鏡，其中，所述多個(gè)透鏡包括由具有定義中間阿貝數(shù)的不同 阿貝數(shù)的不同材料制成的透鏡，其中所述多個(gè)透鏡中的至少一個(gè)是由具有等于或大于中間 阿貝數(shù)的第一阿貝數(shù)的第一材料制成的第一透鏡，以及所述多個(gè)透鏡中的至少一個(gè)是由具 有小于中間阿貝數(shù)的阿貝數(shù)的第二材料制成。13、如句子12所述的物鏡，其中，全部透鏡中多于50%的透鏡是由第一材料制成 而少于50%的透鏡是由第二材料制成。14、如句子13所述的物鏡，其中，全部透鏡中少于30%的透鏡是由第二材料制成。15、如句子12所述的物鏡，其中，全部透鏡中多于50%的透鏡是由第二材料制成 而少于50%的透鏡是由第一材料制成。16、如句子12所述的物鏡，其中，由第二材料制成的至少一個(gè)第二透鏡是負(fù)透鏡。17、如句子16所述的物鏡，其中，所述負(fù)透鏡是雙凹負(fù)透鏡。18、如句子16所述的物鏡，其中，所述負(fù)透鏡的光學(xué)自由直徑基本小于直接相鄰 該負(fù)透鏡的至少一個(gè)透鏡的光學(xué)自由直徑。19、如句子16所述的物鏡，其中，所述負(fù)透鏡的光學(xué)自由直徑小于物鏡的最大透 鏡的光學(xué)自由直徑的80%。20、如句子19所述的物鏡，其中，所述負(fù)透鏡的光學(xué)自由直徑小于物鏡的最大透 鏡的光學(xué)自由直徑的50%。
21、如句子16所述的物鏡，其中，所述負(fù)透鏡布置在兩個(gè)相鄰?fù)哥R之間，所述兩個(gè)相鄰?fù)哥R中的每一個(gè)都具有基本大于所述負(fù)透鏡的光學(xué)自由直徑的光學(xué)自由直徑。22、如句子16所述的物鏡，其中，所述物鏡包括至少一個(gè)腰區(qū)域，在該腰區(qū)域中， 經(jīng)過所述物鏡的輻射光束的光束直徑有局部最小值，并且其中所述負(fù)透鏡布置在該腰區(qū)域 中。23、如句子16所述的物鏡，其中，所述負(fù)透鏡布置在所述物鏡的場(chǎng)表面附近。24、如句子23所述的物鏡，其中，所述場(chǎng)表面是所述物面。25、如句子23所述的物鏡，其中，所述場(chǎng)表面是所述像面。26、如句子23所述的物鏡，其中，所述物鏡具有至少一個(gè)中間像并且所述負(fù)透鏡 布置在該中間像附近。27、如句子16所述的物鏡，其中，所述物鏡包括由第二材料制成的至少兩個(gè)負(fù)透
^Mi ο28、如句子1所述的物鏡，其中，全部透鏡中多于50%的透鏡由熔融石英(SiO2)制 成。29、如句子12所述的物鏡，其中，所述第一材料是熔融石英(SiO2)。30、如句子1所述的物鏡，其中，所述多個(gè)透鏡包括由具有三個(gè)基本不同阿貝數(shù)的 至少三種不同材料制成的透鏡。31、如句子1所述的物鏡，其中，所述多個(gè)透鏡包括由具有四個(gè)基本不同阿貝數(shù)的 至少四種不同材料制成的透鏡。32、如句子1所述的物鏡，其中，所述多個(gè)透鏡包括由具有五個(gè)基本不同阿貝數(shù)的 至少五種不同材料制成的透鏡。34、如句子1所述的物鏡，其中，所述多個(gè)透鏡包括由具有至少兩個(gè)不同阿貝數(shù)的 至少兩種不同材料制成的透鏡。35、如句子12所述的物鏡，其中，所述光學(xué)元件包括雙透鏡，該雙透鏡由第一透鏡 和直接相鄰該第一透鏡的第二透鏡組成，其中所述第一透鏡是由第一材料制成的正透鏡而 所述第二透鏡是由第二材料制成的負(fù)透鏡。36、如句子35所述的物鏡，其中，所述雙透鏡布置在光學(xué)上鄰近所述投射物鏡的 場(chǎng)表面的區(qū)域中，該區(qū)域中，主光線高度至少是物鏡中最大主光線高度的50%。37、如句子36所述的物鏡，其中，所述場(chǎng)表面是物面。38、如句子36所述的物鏡，其中，所述場(chǎng)表面是像面。39、如句子36所述的物鏡，其中，布置所述光學(xué)元件，以在所述物面和像面之間的 中間像面中形成至少一個(gè)中間像，且其中所述場(chǎng)面是中間像面。40、如句子35所述的物鏡，其中，所述雙透鏡布置在雙通過區(qū)域中，使得輻射以相 反方向至少兩次經(jīng)過所述雙透鏡。41、如句子35所述的物鏡，其中，由第一材料制成的正透鏡在相對(duì)所述雙透鏡的 第一透鏡的一側(cè)上直接相鄰所述雙透鏡的第二透鏡布置。42、如句子1所述的物鏡，其中，除所述至少一個(gè)凹鏡外，所述物鏡還包括至少一 個(gè)凸鏡。43、如句子42所述的物鏡，其中，所述多個(gè)透鏡中的至少90%的透鏡或所述多個(gè)透鏡中的全部透鏡都是由實(shí)質(zhì)上具有相同阿貝數(shù)的一種或多種材料制成。44、如句子42所述的物鏡，其中，所述多個(gè)透鏡中的全部透鏡都由相同材料制成。45、如句子44所述的物鏡，其中，所述相同材料是熔融石英(SiO2)。46、如句子42所述的物鏡，其中，所述多個(gè)透鏡中的全部透鏡的匹茲伐和基本上 為0，并且其中全部凹鏡和凸鏡的匹茲伐和基本上為0。47、如句子42所述的物鏡，其中，所述物鏡在所述物面和所述像面之間具有幾何 距離L，所述凹鏡和所述凸鏡中的每一個(gè)都具有基本曲率Ci，并且其中全部彎曲鏡的基本曲
率的和Qi = ΣA滿足條件|cM · Ll < 2 Mirrors48、如句子1所述的物鏡，其中，布置所述光學(xué)元件，以在所述物面和像面之間的 中間像面中形成至少一個(gè)中間像。49、如句子48所述的物鏡，其中，所述中間像具有大量的色差，并且其中至少一個(gè) 透鏡布置在光學(xué)上鄰近所述中間像的區(qū)域中。50、如句子49所述的物鏡，其中，鄰近所述中間像布置的透鏡布置在其中成像的 邊緣光線高度(MRH)小于主光線高度(CRH)的區(qū)域中。51、如句子1所述的物鏡，其中，布置所述光學(xué)元件，以在所述物面和所述像面之 間形成僅兩個(gè)中間像。52、如句子1所述的物鏡，其中，所述物鏡包括第一物鏡部分，配置為將所述圖案成像為第一中間像；第二物鏡部分，配置為將所述第一中間像成像為第二中間像；以及第三物鏡部分，配置為將所述第二中間像成像到所述像平面。53、如句子52所述的物鏡，其中，所述第二物鏡部分包括所述至少一個(gè)凹鏡。54、如句子52所述的物鏡，其中，所述第一物鏡部分是折射物鏡部分。55、如句子52所述的物鏡，其中，所述第三物鏡部分是折射物鏡部分。56、如句子52所述的物鏡，進(jìn)一步包括第一偏轉(zhuǎn)鏡，被布置以將來自所述物面的輻射偏轉(zhuǎn)向所述凹鏡或者將來自所述凹 鏡的輻射偏轉(zhuǎn)向所述像面，從而在所述第一偏轉(zhuǎn)鏡和所述凹鏡之間幾何上形成雙通過區(qū) 域。57、如句子56所述的物鏡，進(jìn)一步包括第二偏轉(zhuǎn)鏡，被布置以將來自所述第一偏轉(zhuǎn)鏡的輻射偏轉(zhuǎn)向所述像面，從而所述 像面平行于所述物面。58、如句子52所述的物鏡，其中，配置為將所述第一中間像成像為所述第二中間像 的所述第二物鏡部分具有第二放大率β 2，該第二放大率β 2依照條件0.8 < β2| ^Ll059、如句子52所述的物鏡，其中，配置為將所述圖案成像為第一中間像的所述第 一物鏡部分包括具有交替的折射率的連續(xù)透鏡組序列，包括具有正折射率的第一透鏡組、 緊隨所述第一透鏡組的具有負(fù)折射率的第二透鏡組、緊隨所述第二透鏡組的具有正折射率 的第三透鏡組、緊隨所述第三透鏡組的具有負(fù)折射率的第四透鏡組和緊隨所述第四透鏡組 的具有正折射率的第五透鏡組，使得在經(jīng)過所述第一物鏡部分的輻射的光束直徑具有局部 最小值的位置，產(chǎn)生至少兩個(gè)分開的腰區(qū)域。
60、如句子52所述的物鏡，其中，僅存在一個(gè)凹鏡。61、如句子52所述的物鏡，其中，所述物鏡具有對(duì)于所述物鏡的全部光學(xué)元件所 共有的直的、非折疊光軸。62、如句子52所述的物鏡，其中，布置在光瞳表面或該光瞳表面附近的凹鏡在反 射區(qū)域中包括透射部分，使得產(chǎn)生光瞳遮攔(obscuration)。63、如句子52所述的物鏡，其中，凸鏡布置在所述第一物鏡部分中。64、如句子52所述的物鏡，其中，凸鏡布置在所述第二物鏡部分中。
65、如句子52所述的物鏡，其中，凸鏡布置在所述第三物鏡部分中。66、如句子1所述的物鏡，其中，所述物鏡是包括至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)鏡的折疊物鏡，并 且在工作期間，所述物鏡將弓形有效物場(chǎng)成像到所述像面。67、如句子1所述的物鏡，其中，所述物鏡是包括至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)鏡的折疊物鏡，并 且布置在光瞳表面或該光瞳表面附近的所述凹鏡在反射區(qū)域中包括透射部分，以產(chǎn)生光瞳 遮攔。68、一種折反射物鏡，包括沿光軸布置的多個(gè)光學(xué)元件，以像方數(shù)值孔徑NA，利用來自中心波長λ附近的波 帶的電磁輻射，將來自所述物鏡的物面中的物場(chǎng)的圖案成像到所述物鏡的像面區(qū)域中的像 場(chǎng)，所述光學(xué)元件包括一凹鏡；和多個(gè)透鏡；其中所述物鏡在所述波帶的第一波長λ工< λ，在第一匹茲伐表面中形成所述圖 案的第一像，而在第二波長λ2> λ，在第二匹茲伐表面中形成所述圖案的第二像，該第二 波長與該第一波長有大于5nm的波長差Δ λ = λ 2-λ i ；其中對(duì)于所述像場(chǎng)中的全部場(chǎng)點(diǎn)而言，在像面區(qū)域中沿平行于光軸測(cè)量的、所述 第一匹茲伐表面與所述第二匹茲伐表面之間的縱向匹茲伐表面偏離APS小于λ/ΝΑ2。69、一種折反射物鏡，包括沿光軸布置的多個(gè)光學(xué)元件，以像方數(shù)值孔徑ΝΑ，利用來自中心波長λ附近的波 帶的電磁輻射，將來自該物鏡的物面中的物場(chǎng)的圖案成像到該物鏡的像面區(qū)域中的像場(chǎng)， 所述光學(xué)元件包括一凹鏡；和多個(gè)透鏡；其中對(duì)于波帶的各個(gè)波長λ，所述投射物鏡在各自的匹茲伐表面中形成所述圖案 的像，對(duì)于不同波長，所述匹茲伐表面彼此偏離；其中所述多個(gè)透鏡包括由實(shí)質(zhì)上具有不同阿貝數(shù)的不同材料制成的透鏡；以及其中在給定波長，在像面區(qū)域中平行于光軸測(cè)量的、在像場(chǎng)的邊緣場(chǎng)點(diǎn)(最 大像高y’)處、匹茲伐表面從平面基準(zhǔn)面的縱向偏離P根據(jù)dp/cU < (7. 7 λ/NA2Vnm隨 波長λ變化。70、一種折反射物鏡，包括沿光軸布置的多個(gè)光學(xué)元件，以像方數(shù)值孔徑ΝΑ，利用來自中心波長λ < 300nm 附近的波帶的電磁輻射，將來自物鏡的物面中的物場(chǎng)的圖案成像到物鏡的像面區(qū)域中的像場(chǎng)，所述光學(xué)元件包括一凹鏡；和多個(gè)透鏡；其中對(duì)于波帶的各個(gè)波長λ，所述投射物鏡在各自的匹茲伐表面中形成所述圖案 的像，對(duì)于不同波長，所述匹茲伐表面彼此偏離；其中所述多個(gè)透鏡包括由實(shí)質(zhì)上具有不同阿貝數(shù)的不同材料制成的透鏡；以及其中在給定波長，在像面區(qū)域中平行于光軸測(cè)量的、在像場(chǎng)的邊緣場(chǎng)點(diǎn)(最 大像高y’)處、匹茲伐表面從平面基準(zhǔn)面的縱向偏離P根據(jù)dp/cU < (15 λ/NA2Vnm隨波 長λ變化。 71、一種投射曝光設(shè)備，配置為利用布置在投射物鏡的物面區(qū)域中的掩模的圖案 的至少一個(gè)像，曝光布置在所述投射物鏡的像面區(qū)域中的輻射敏感基底，包括輻射源，發(fā)射來自中心工作波長λ附近的波帶的紫外輻射；照明系統(tǒng)，從所述輻射源接收輻射并整形引導(dǎo)到掩模的圖案上的照明輻射；以及如句子1所述的投射物鏡。72、如句子71所述的投射曝光設(shè)備，其中，λ > 300nm，并且所述波帶包括第一波 長λ工< λ和第二波長λ 2 > λ，該第二波長與該第一波長有大于Inm的波長差Δ λ = λ 2-λ 10表3NA0, 5OBH 62WL 405365,5 436面厚度 材料 折射率1 折射率2 折射率3通光0 0，000000 30，99960662.01 444,210327 19,399644 SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 66,72 -519,098537 133,95019467,03 -115,471793 9,999752 SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 66,44 620,664725 82，83901173,75 -8114,454958 42,716031 SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 103,66 -185,432886 0,999576106,17 759,870106 45,909768 SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 109,08 -223,104448 0,999513109,09 108,556004 44,184151 SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 92,310 226，7584760，99957186，811 87,389465 62,916943 SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 72,712 46,681583 25,93723137,113 -6393,436173 9,999569 LLFl 1,569035 1,579164 1,563301 32,114 64，185307 70，09651226,215 -113,365188 45,892870 SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 48,516 -75，373921 0，99886559，9
17204,09403834,671249SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 65,418-155，35142254，83358466，219-500,0000000,000000SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 56,520-500，00000090，00000056，5210，000000-98,001733REFL47，022-1918,979286-30,000065SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 66,823224,227390-483,32979169，4 24146,188532-15,000000SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 98,225-3322,789744-90,200337114,226303，67435690，200337REFL139，627-3322,78974415,000000SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 106,128146,188532483,32979188,829224,22739030,000065SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 68,530-1918,97928698,00173366,3310，000000-90,000000REFL49，732-500,0000000,000000SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 56,333-500，000000~0，99943456，334-88,613541-40,063824 SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 59,935389，461534~0，99987158，236-85,096736-9,999048SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 52,337-60,357818-43,17589746,638151,005116-9,999800LLFl1,569035 1,579164 1,563301 45.239-154，602510-59,62244546,340-209,277964-25,732855SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 63,641-2668,608907-37,07824964,742-118,939708-25,943557SILUV 1,469595 1.474477 1,466705 68,343-208，205009-32,28718065，744184,455133-14,999433SILUV 1,469596 1,474477 1,466705 65,345-1666,008680-3,97963470,546-1690,411885-42,649332SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 71,547109，373142~0，99929273，748-122,073750-31,195782SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 68,649-428,1737725,05319666,5500,000000-84,67191167,851230,712331-16,783825SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 58,55295，347852-25,30572558，553-118,738065-26,920074 SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 49,854-3094,028810-0,99963246,455-855,681538-66,820809SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 43,5
560,000000-6,000000 19,1570，0000000，000000 15，5表 3A非球面常數(shù)面38151722K00 000
Cl-1,352838E-082,450022E-08 5,831651E-07 -2,714687E-07 1,052250E-08C22,806019E-12 5,467657E-14 -1,445186E-10 2,738411E-11 6,mWE~13C37,585058E-17 -3,444541E-19 4,182731E-14 -4,384S52E-15 -1，137411E—1604-7,477742E-212,901679E-22 -1,166677E-17 6,4S3077E-19 1,982512E-20C55，612990E-24 _1,706015E-26 2，227669E-21 -6,586345E-23 _1,232921E-2406-4，972510E-283，517925E—31 _1,960258E-25 3，070880E-27 _1,927329E-29面252730!Μ41K00 000Cl2,012570E-08 2,012570E-08 1,052250E-08 9,941130E-08 6,010073E-08C2-5,271557E-13 -5,271557E-13 6,694347E-131,079479E-11 6,526446E-12C31,646217E-171,646217E-17 -1，137411E—16 7,576753E-16 4,150062E-1604-1,435199E-22 _1,435199E—22 1，982512E-201，878135E-19 _1,474276E-20C5-1,610015E-26 -1,610015E-26 -1,232921E-24 -1,529136E-23 -4,873680E-24065,321668E-31 5,321668E-31 -1,927329E-29 3,782198E-27 6,53643ffi-28面4447 5254K0000Cl3，107676E-07-3，227235E-08 -5，078522E-07 1，169030E-06C28,839418E-12-4，524537E-12 3,305415E-11 -2，964829E-10C3-1，295508E-15-7，096715E-16 -1，195130E-14 5， 174490E-14C41，086911E-19-2，046307E-22 1，805728E-18 -5，927366E-18C5-1，087279E-22-1，265102E-23 -2，512187E-22 3，571492E-22C61,276003E-261，254945E-27 1，386411E-26 -1，057399E-26表 4NA0， 16OBH20WL405365, 5 436面 厚度材料折射率ι mm 2 mm 3 通光 00,000000 30,00000020,010,0000000,000000 UFl 1,569035 1,579164 1,563301 24,920，0000000，998996 24，9371,505020 17,278950 SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 25,84-135,600697 15,83578525,65-102,466827 10,040269 SIILV 1,469595 1,474477 1,466705 23,8
646,80484923,66674423,77-30,20762911,605794SILUV 1,469595 1,474477 1,46670525,08-40,0373021，77747631,09-48,61598415,261606SILUV 1,469595 1,474477 1,46670532,510-49,9558421,04299837,911237,80636926,314328SILUV 1,469595 1,474477 1,46670544,5
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9691,79132273,161522CAFUV 1,501395 1,501443 1,501347 96,010-141，8605490，999306101，511116,06205246,924402CAFUV 1,501395 1,501443 1,501347 91,512494,2044760,99979587,113102,78331357,100880SILUV 1,560970 1,561050 1,560890 73,01463,96900025,03313642,115-246,8792769,999595SILUV 1,560970 1,561050 1,5608 90 37,916995，97327782，84067941,517-227,14181612,314049SILUV 1,560970 1,561050 1,560890 75,218-297,0813301,00003482,119-432,39239244,994112CAFUV 1,501395 1,501443 1,501347 84,720-113,4196230,99991889,221-2525,15485344,365477CAFUV 1,501395 1,501443 1,501347 94,422-139，684282109，39840296，7230,000000-98,001733REFL73,124-443,052731-30,000907CAFUV 1,501395 1,501443 1,501347 83,125373,578857-362,17849384,226176,909720-15,000000SILUV 1,560970 1,561050 1,560890 90,327563，266306-51,72864297，828119,506240-15,000000SILUV 1,560970 1,561050 1,560890 99,829420,143117-37,416219130,230198，62483237，416219REFL135，731420,14311715,000000SILUV 1,560970 1,561050 1,560890 130,732119,50624051,728642101,333563,26630615,000000SILUV 1,560970 1,561050 1,560890 100,234176,909720362,17849393,235373,57885730,000907CAFUV 1,501395 1,501443 1,501347 93,138-443,05273198，00173392，4370，000000-90,999924REFL71,638-129,776522-48,648200CAFUV 1,501395 1,501443 1,501347 84,839827，646034-63,89975183，040372,011643-9,999744SILUV 1,560970 1,561050 1,560890 68,241-273,104022-28,1213465,942190,398249-14,999809SILUV 1,560970 1,581050 1,560890 66,6431016,184194-168,33169373,244531,087094-56,072211SILUV 1,560970 1,561050 1,560890 131,145177，485817~0，999626137，246-537,586457-56,628557SILUV 1,560970 1,561050 1,560890 140,047397,129639-44,087590138,9
480,00000043,087853 118,449-153,486833-67,057493 SILUV 1,560970 1,561050 1,560890 117,750-249，299442-20,267809 104，851-162,370282-20,842280 CAFUV 1,501395 1,501443 1,501347 92,152-156，733700~9’ 203222 83，753-117,699878-55,240329 CAFUV 1,501395 1,501443 1,501347 77,354-149，805182~0，9989971 55，9
55-62,433321-55,696773 SILUV 1,560970 1,561050 1,560890 47,3560,000000-3,000000 H20V193 1,437468 1,437576 1,437360 18,5570，0000000，000000 15,5表 5A非球面常數(shù)面110172124K00 000Cl-6,708531E-08 2,403412E-08 4,755112E-08 -8,563057E-084,477313E-09C2-1,705483E-12 5，166728E—13 -1,636240E-112，159181E—12 -1，420701E—14C3-7，297932E-17 1，588393E—17 9,465561E-16 -8，271916E—171，771705E—18CA7,204007E-21 1，305430E-21 -1，062161E-197,540861E-21 5，190139E-22C5-1,589172E-24 _1，770637E—26 7，674898E-24 -3，712728E—25 -5，453752E—26069,231898E-29 2，718726E—30 -4,144957E-285,093035E-30 2，236635E—30面2931363841KO0000Cl6,085379E-09 6,085379E-09 4,477313E-09 1,767039E-08 -1,728330E-07C2-8,73595ΘΕ-14 —8，735959E—14 _1，420701E—14 8,316564E-13 _1，025592E—11C32,780158E-18 2,780158E-181,771705E-18 4,937988E-17 -8,277512E-1604-9,170747E-23 -9,170747E-235,190139E-22 5,039321E-21 -4,377410E-20C52，453451E-272，453451E-27 -5,453752E-26 _1，717773E-25 _1，042063E-2306-3,229238E-32 _3，229238E—322,236635E-30 2,891565E-29 3,839128E-28面4447 5054K00 00Cl3,870375E-08_1，633267E-09 3，936289E-08 3，278814E-09C2-6，465213E-13 -4，107714E-14 -1，118071E-122,417322E-11C3-1，535545E-17 _1，794721E-172，312000E-17 -5，059698E-15C4-1，454853E-237，679954E-22 -3，066503E-21 5，143166E-19C52，932144E-26-1，568521E-26 1，702929E-25 -7，127504E-23C6-5，208776E-311，467656E-31 -3, 177511E-30 2，926135E-27表 6NA0，6OBH62
WL405365，5436面判5厚度 材料 折射率1 折射率2 折射率3通光00，00000036，20060262，01171,51854432,339567FK51,498902 1,503934 1,495918 69,82-317,78610479,00813069,33-147,0471149,999748 FK51,498902 1,503934 1,495918 55,1
4342,40505120,14464755,5 5-140,40099611,668079FK51,498902 1,503934 1,495918 55,96557,80794937,48036262,17-682,41900128,287548FK51,498902 1,503934 1,495918 75,68-158,1582010，99964779,592791,08746336,298237FK51,498902 1,503934 1,495918 85,410-163,6126290,99949886,911163,58752734,932650FK51,498902 1,503934 1,495918 83,012-1411,0059876,40763380,61377,01442017,848764 LF51,606590 1,619068 1,599610 63,31474,56220475,24159456,1151709,0166139,999818FK51,498902 1,503934 1,495918 33,01686，34888919，95183334，217-115,13579918,126817FK51,498902 1,503934 1,495918 36,718-84，86584586，51989941,51919952,06516333,257664 CAFUV 1,441484 1,444863 1,439477 67,220-114,4763510,99964669,021-269,87235120,702731LF51,606590 1,619068 1,599610 68,222-138,26723897，47501469,5230，000000-71,735184 REFL50，924-245,337556-29,999844 CAFUV 1,441484 1,444863 1,439477 61,325333,850389-296,94037062,326137,245344-15,000000SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 63,0271268,305030-29，11479967,628132,293526-15,000000FK51,498902 1,503934 1,495918 70,729435,521613-64,44072285,330216,77733464,440722REFL115,731435,52161315,000000FK51,498902 1,503934 1,495918 94,032132,29352629，11479980,7331268,30503015,000000SILUV 1,469595 1,474477 1,466705 79,634137，245344296，94037072，835333,85038929,999844 CAFUV 1,441484 1,444863 1,439477 67,936-245，337556-71,73518466，8
370，000000 -93,381314 REFL50，538-107,581987 -42,026300 SILUV 1,469595 1,4744771,466705 64,539247，652865 ~0，99945963，240-365,522301 -9,999229 LF51,606590 1,6190681,599610 59,341-156，785496 -27,77545755，742215,516764 -9,999346 LF51,606590 1,6190681,599610 54,143-186，416544 -28,69762954，344-3995,126063 -21,876902 FK51,498902 1,50393411,495918 58,745182，926370 -12,59943760，04699,826076 -15,000424 SILUV 1,469595 1,4744771,466705 60,047153,618881 -144,44362764,848-186,191390 -23,831946 CAFUV 1,441484 1,4448631,439477 87,449-476，244153 -42,22844486，650-413,374893 -36,176646CAFUV 1,441484 1,4448631,439477 85,251214,495806_5，02086284,452201,213917 -19,999607LF5 1,606590 1,6190681,599610 83,453358,67134329,88277086,1540，000000 -58,99190185，955-301,790975 -29,667431SILUV 1,469595 1,4744771,466705 86,756640,247261~0，99873285，457-111,315063 -77,785400LF5 1,606590 1,6190681,599610 81,658-111,070627-1,04771957,159-91,910863 -11,770454LF5 1,606590 1,6190681,599610 55,960-58，089956_8，09574947，661-61,321099 -42,499546CAFUV 1,441484 1,4448631,439477 47,462290,536721-0,99950941,663-425,141129 -36,248294LF5 1,606590 1,6190681,599610 37,864-5184,051745-2,05366123,8650,000000-5,000000 SILUV 1,469595 1,4744771,466705 22,3660,000000-6,00000020,0670,0000000,00000015,5表6A非球面常數(shù)面16 21 2429K00 0 00Cl7,821851E-09 2,0199Sffi-07 -8,707918E-081,672282E-081,350610E-08C2-4,052293E-12 _1，334213E-11 -1,886222E-12 -3,595586E-13 -2,922381E-13C33,821805E-16 -9,167908E-16 2,097888E-181,743202E-177,887008E-1804-3,079520E-20 1,911693E-19 -2,628100E-20 4,201755E-22 -1,3324S3E-21
C51,9Μ15ΘΕ-24-1,067121E-234，098Μ4Ε_247,233906Ε-251,160768Ε-2506-7,115391Ε-291,595763Ε-28-3,598416Ε-28-8,373187Ε-29-1,934D82E-30面3136 385658K00 000Cl1,350610Ε-081,672282Ε-08 9,7ffl778E-08-8,550682E-089,791014E-09C2-2,922381E-13-3,5Θ5586Ε-13 3,453391E-12-1,560644E-13-7，781176E-12
C37,887008E-181,743202E-17 2,976442E-16-5,817328E-17-9,884985E-17G4-1,332483E-214,201755E-22 1,726040E-20-2,712719E-216,888650E-21C51,160768E-257,233906E-25-6,1474D9E-26l,429099E-256,352680E-2406-!,934D82E-30-8,373187E-29 !,933603E-28~4,115515E-29-1,260629E-28
權(quán)利要求
一種折反射物鏡，包括沿光軸布置的多個(gè)光學(xué)元件，以在像方數(shù)值孔徑NA，利用來自中心波長λ附近的波帶的電磁輻射，將來自物鏡的物面中的物場(chǎng)的圖案成像到物鏡的像面區(qū)域中的像場(chǎng)，所述光學(xué)元件包括一凹鏡；和多個(gè)透鏡，包括由具有定義中間阿貝數(shù)的不同阿貝數(shù)的不同材料制成的透鏡，其中所述多個(gè)透鏡中的至少一個(gè)是由具有等于或大于中間阿貝數(shù)的第一阿貝數(shù)的第一材料制成的第一透鏡，以及所述多個(gè)透鏡中的至少一個(gè)是由具有小于中間阿貝數(shù)的阿貝數(shù)的第二材料制成，以使所述投射物鏡在對(duì)于波帶的各個(gè)波長λ的各自的匹茲伐表面中形成圖案的像，對(duì)于不同波長，所述匹茲伐表面彼此偏離；其中在給定波長、在像場(chǎng)的邊緣場(chǎng)點(diǎn)(最大像高y’)處、在像面區(qū)域中平行于光軸測(cè)量的、匹茲伐表面從平面基準(zhǔn)面的縱向偏離p根據(jù)dp/dλ＜(0.2λ/NA2)/nm隨波長λ變化。
2.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中，全部透鏡中多于50%的透鏡是由第一材料制成而 少于50%的透鏡是由第二材料制成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的物鏡，其中，全部透鏡中少于30%的透鏡是由第二材料制成。
4.如權(quán)利要求1所述的物鏡，其中，全部透鏡中多于50%的透鏡是由第二材料制成而 少于50%的透鏡是由第一材料制成。
5.如前述權(quán)利要求的任一所述的物鏡，其中，由第二材料制成的至少一個(gè)第二透鏡是 負(fù)透鏡。
6.如權(quán)利要去5所述的物鏡，其中，所述負(fù)透鏡是雙凹負(fù)透鏡。
7.如權(quán)利要求5或6所述的物鏡，其中，所述負(fù)透鏡的光學(xué)自由直徑基本小于直接相鄰 該負(fù)透鏡的至少一個(gè)透鏡的光學(xué)自由直徑。
8.如權(quán)利要求5、6或7所述的物鏡，其中，所述負(fù)透鏡的光學(xué)自由直徑小于物鏡的最大 透鏡的光學(xué)自由直徑的80%。
9.如權(quán)利要求8所述的物鏡，其中，所述負(fù)透鏡的光學(xué)自由直徑小于物鏡的最大透鏡 的光學(xué)自由直徑的50%。
10.如權(quán)利要求5至9的任一所述的物鏡，其中，所述負(fù)透鏡布置在兩個(gè)相鄰?fù)哥R之間， 所述兩個(gè)相鄰?fù)哥R中的每一個(gè)都具有基本大于所述負(fù)透鏡的光學(xué)自由直徑的光學(xué)自由直 徑。
11.如權(quán)利要求5至10的任一所述的物鏡，其中，所述物鏡包括至少一個(gè)腰區(qū)域，在該 腰區(qū)域中，經(jīng)過所述物鏡的輻射光束的光束直徑有局部最小值，并且其中所述負(fù)透鏡布置 在該腰區(qū)域中。
12.如權(quán)利要求5至10的任一所述的物鏡，其中，所述負(fù)透鏡布置在所述物鏡的場(chǎng)表面 附近。
13.如權(quán)利要求12所述的物鏡，其中，所述場(chǎng)表面是所述物面。
14.如權(quán)利要求12所述的物鏡，其中，所述場(chǎng)表面是所述像面。
15.如權(quán)利要求12所述的物鏡，其中，所述物鏡具有至少一個(gè)中間像并且所述負(fù)透鏡布置在該中間像附近。
16.如前述權(quán)利要求的任一所述的物鏡，其中，所述物鏡包括由第二材料的至少兩個(gè)負(fù)透鏡。
17.如前述權(quán)利要求的任一所述的物鏡，其中，全部透鏡中多于50%的透鏡由熔融石 英(SiO2)制成。
18.如前述權(quán)利要求的任一所述的物鏡，其中，所述第一材料是熔融石英(SiO2)。
19.如前述權(quán)利要求的任一所述的物鏡，其中，所述多個(gè)透鏡包括由具有三個(gè)基本不同 阿貝數(shù)的至少三種不同材料制成的透鏡。
20.如前述權(quán)利要求的任一所述的物鏡，其中，所述多個(gè)透鏡包括由具有四個(gè)基本不同 阿貝數(shù)的至少四種不同材料制成的透鏡。
21.如前述權(quán)利要求的任一所述的物鏡，其中，所述多個(gè)透鏡包括由具有五個(gè)基本不同 阿貝數(shù)的至少五種不同材料制成的透鏡。
22.如前述權(quán)利要求的任一所述的物鏡，其中，所述多個(gè)透鏡包括由具有至少兩個(gè)不同 阿貝數(shù)的至少兩種不同材料制成的透鏡，其中至少一種材料不是氟化鈣并且不是熔融石英 (SiO2)。
23.如前述權(quán)利要求的任一所述的物鏡，其中，所述光學(xué)元件包括雙透鏡，該雙透鏡由 第一透鏡和直接相鄰該第一透鏡的第二透鏡組成，其中所述第一透鏡是由第一材料制成的 正透鏡而所述第二透鏡是由第二材料制成的負(fù)透鏡。
24.如權(quán)利要求23所述的物鏡，其中，所述雙透鏡布置在光學(xué)上鄰近所述投射物鏡的 場(chǎng)表面的區(qū)域中，該區(qū)域中，主光線高度至少是物鏡中最大主光線高度的50%。
25.如權(quán)利要求24所述的物鏡，其中，所述場(chǎng)表面是物面。
26.如權(quán)利要求24所述的物鏡，其中，所述場(chǎng)表面是像面。
27.如權(quán)利要求24所述的物鏡，其中，布置所述光學(xué)元件，以在所述物面和像面之間的 中間像面中形成至少一個(gè)中間像，且其中所述場(chǎng)面是中間像面。
28.如權(quán)利要求23所述的物鏡，其中，所述雙透鏡布置在雙通過區(qū)域中，以使輻射以相 反方向至少兩次經(jīng)過所述雙透鏡。
29.如權(quán)利要求23至28的任一所述的物鏡，其中，由第一材料制成的正透鏡在所述雙 透鏡的第一透鏡的相對(duì)側(cè)上直接相鄰所述雙透鏡的第二透鏡布置。
30.如前述權(quán)利要求的任一所述的物鏡，其中，所述凹鏡布置在物鏡的光瞳表面中或靠 近該光瞳表面，以及包括至少一個(gè)負(fù)透鏡的負(fù)組在雙通過區(qū)域中在凹鏡的反射側(cè)布置在凹 鏡的前面，以使輻射以相反方向至少兩次經(jīng)過該負(fù)組。
31.如前述權(quán)利要求的任一所述的物鏡，其中，對(duì)于波帶中的各個(gè)波長，所述物鏡將對(duì) 于給定波長的匹茲伐表面在最大像高r的、在像場(chǎng)的邊緣場(chǎng)點(diǎn)處從平面基準(zhǔn)面的縱向偏離 P減少到小于λ/NA20
32.如前述權(quán)利要求的任一所述的物鏡，其中，所述像場(chǎng)具有由大于3mm的最大像場(chǎng)高 r定義的像場(chǎng)尺寸。
33.如權(quán)利要求32所述的物鏡，其中，所述最大像場(chǎng)高y’為IOmm或更大。
34.如前述權(quán)利要求的任一所述的物鏡，其中，所述物鏡具有像方數(shù)值孔徑NA> 0. 2。
35.如權(quán)利要求34所述的物鏡，其中，所述物鏡具有像方數(shù)值孔徑NA^ 0. 6。
36.如權(quán)利要求34或35所述的物鏡，其中，當(dāng)在工作期間物鏡的出口表面和像面之間 的像方工作空間填充氣體時(shí)，所述物鏡是配置為產(chǎn)生像方數(shù)值孔徑NA < 1的干式物鏡。
37.如前述權(quán)利要求的任一所述的物鏡，其中，當(dāng)在工作期間結(jié)合該物鏡的出口表面 和像面之間的像方工作空間中的浸沒液體使用時(shí)，所述物鏡是配置為具有像方數(shù)值孔徑 NA彡1的浸沒物鏡。
38.如前述權(quán)利要求的任一所述的物鏡，其中，所述中心波長λ大于300nm且dp/dλ < (O. 2 λ/NA2)/nm。
39.如前述權(quán)利要求的任一所述的物鏡，其中，在波帶的第一波長X1< λ，所述投射 物鏡在第一匹茲伐表面中形成圖案的第一像，以及在第二波長λ2> λ，所述投射物鏡在第 二匹茲伐表面中形成圖案的第二像，該第二波長與所述第一波長有波長差Δ λ = λ2-λ” 其中Δ λ是2nm或更大。
40.如前述權(quán)利要求的任一所述的物鏡，其中，布置所述光學(xué)元件，以在所述物面和像 面之間的中間像面中形成至少一個(gè)中間像。
41.如權(quán)利要求40所述的物鏡，其中，所述中間像具有大量的色差，并且其中至少一個(gè) 透鏡布置在光學(xué)上鄰近所述中間像的區(qū)域中。
42.如權(quán)利要求41所述的物鏡，其中，鄰近所述中間像布置的透鏡布置在其中成像的 邊緣光線高度(MRH)小于主光線高度(CRH)的區(qū)域中。
43.如前述權(quán)利要求的任一所述的物鏡，其中，布置所述光學(xué)元件，以在所述物面和所 述像面之間形成僅兩個(gè)中間像。
44.如前述權(quán)利要求的任一所述的物鏡，其中，所述物鏡包括第一物鏡部分，配置為將所述圖案成像為第一中間像；第二物鏡部分，配置為將所述第一中間像成像為第二中間像；以及第三物鏡部分，配置為將所述第二中間像成像到所述像平面。
45.如權(quán)利要求44所述的物鏡，其中，所述第二物鏡部分包括所述至少一個(gè)凹鏡。
46.如權(quán)利要求44或45所述的物鏡，其中，所述第一物鏡部分是折射物鏡部分。
47.如權(quán)利要求44至46的任一所述的物鏡，其中，所述第三物鏡部分是折射物鏡部分。
48.如權(quán)利要求44至47的任一所述的物鏡，進(jìn)一步包括第一偏轉(zhuǎn)鏡，被布置以將來自所述物面的輻射偏轉(zhuǎn)向所述凹鏡或者將來自所述凹鏡的 輻射偏轉(zhuǎn)向所述像面，從而在所述第一偏轉(zhuǎn)鏡和所述凹鏡之間幾何上形成雙通過區(qū)域。
49.如權(quán)利要求48所述的物鏡，進(jìn)一步包括第二偏轉(zhuǎn)鏡，被布置以將來自所述第一偏轉(zhuǎn)鏡的輻射偏轉(zhuǎn)向所述像面，從而所述像面 平行于所述物面。
50.如權(quán)利要求44至49的任一所述的物鏡，其中，配置為將所述第一中間像成像為 所述第二中間像的所述第二物鏡部分具有第二放大率β2，該第二放大率日2依照條件 0. 8 ^ I β2| ^ 1. 1。
51.如權(quán)利要求44至50的任一所述的物鏡，其中，配置為將所述圖案成像為第一中間 像的所述第一物鏡部分包括具有交替的折射率的連續(xù)透鏡組序列，包括具有正折射率的 第一透鏡組、緊隨所述第一透鏡組的具有負(fù)折射率的第二透鏡組、緊隨所述第二透鏡組的 具有正折射率的第三透鏡組、緊隨所述第三透鏡組的具有負(fù)折射率的第四透鏡組和緊隨所述第四透鏡組的具有正折射率的第五透鏡組，以使產(chǎn)生至少兩個(gè)分開的腰區(qū)域，在腰區(qū)域 經(jīng)過所述第一物鏡部分的輻射的光束直徑具有局部最小值。
52.如權(quán)利要求44至51的任一所述的物鏡，其中，僅存在一個(gè)凹鏡。
53.如權(quán)利要求44至47的任一所述的物鏡，其中，所述物鏡具有對(duì)于所述物鏡的全部 光學(xué)元件所共有的直的、非折疊光軸。
54.如權(quán)利要求53所述的物鏡，其中，布置在光瞳表面或該光瞳表面附近的凹鏡在反 射區(qū)域中包括透射部分，以使產(chǎn)生光瞳遮攔。
55.一種折反射物鏡，包括沿光軸布置的多個(gè)光學(xué)元件，以像方數(shù)值孔徑NA，利用來自中心波長λ附近的波帶的 電磁輻射，將來自所述物鏡的物面中的物場(chǎng)的圖案成像到所述物鏡的像面區(qū)域中的像場(chǎng)， 所述光學(xué)元件包括一凹鏡；和多個(gè)透鏡；以及除所述凹鏡外的至少一個(gè)凸鏡，以使對(duì)于波帶的每個(gè)λ，所述投射物鏡在各自的匹茲 伐表面中形成所述圖案的像，對(duì)于不同波長，所述匹茲伐表面彼此偏離；其中在給定波長，在像面區(qū)域中平行于光軸測(cè)量的、在像場(chǎng)的邊緣場(chǎng)點(diǎn)(最大像高y’) 處、匹茲伐表面從平面基準(zhǔn)面的縱向偏離P根據(jù)dp/cU < (0.2 λ/NA2Vnm隨波長λ變化。
56.如權(quán)利要求55所述的物鏡，其中，所述多個(gè)透鏡中的至少90%的透鏡或所述多個(gè) 透鏡中的全部透鏡都是由實(shí)質(zhì)上具有相同阿貝數(shù)的一種或多種材料制成。
57.如權(quán)利要求55或56所述的物鏡，其中，所述多個(gè)透鏡中的全部透鏡都由相同材料 制成。
58.如權(quán)利要求57所述的物鏡，其中，所述相同材料是熔融石英(SiO2)。
59.如權(quán)利要求55至58的任一所述的物鏡，其中，所述多個(gè)透鏡中的全部透鏡的匹茲 伐和基本上為0，并且其中全部凸鏡和凹鏡的匹茲伐和基本上為0。
60.如權(quán)利要求55至59的任一所述的物鏡，其中，所述物鏡在所述物面和所述像面之 間具有幾何距離L，所述凹鏡和所述凸鏡中的每一個(gè)都具有基本曲率Ci，并且其中全部彎曲鏡的基本曲率的和c^ = Σ^,滿足條件|cM · Ll < 2。Mirrors
61.如權(quán)利要求55至60的任一所述的物鏡，其中，所述物鏡包括第一物鏡部分，配置為將所述圖案成像為第一中間像；第二物鏡部分，配置為將所述第一中間像成像為第二中間像；以及第三物鏡部分，配置為將所述第二中間像成像到所述像平面。
62.如權(quán)利要求61所述的物鏡，其中，凸鏡布置在所述第一物鏡部分中。
63.如權(quán)利要求61所述的物鏡，其中，凸鏡布置在所述第二物鏡部分中。
64.如權(quán)利要求61所述的物鏡，其中，凸鏡布置在所述第三物鏡部分中。
65.如權(quán)利要求55至64的任一所述的物鏡，其中，所述物鏡是包括至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)鏡的 折疊物鏡，并且其中在工作期間，所述物鏡將弓形有效物場(chǎng)成像到所述像面。
66.如權(quán)利要求55至64的任一所述的物鏡，其中，所述物鏡是包括至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)鏡的 折疊物鏡，并且其中布置在光瞳表面或該光瞳表面附近的所述凹鏡在反射區(qū)域中包括透射部分，以產(chǎn)生光瞳遮攔。
67.投射曝光設(shè)備，配置為利用布置在投射物鏡的物面區(qū)域中的掩模的圖案的至少一 個(gè)像，曝光布置在所述投射物鏡的像面區(qū)域中的輻射敏感基底，包括輻射源，發(fā)射來自中心工作波長λ附近的波帶的紫外輻射；照明系統(tǒng)，從所述輻射源接收輻射并整形引導(dǎo)到掩模的圖案上的照明輻射；以及如前述權(quán)利要求的任一所述的投射物鏡。
68.如權(quán)利要求67所述的投射曝光設(shè)備，其中，λ> 300nm，并且所述波帶包括第一波 長λ工< λ和第二波長λ 2 > λ，該第二波長與該第一波長有大于Inm的波長差Δ λ = λ 2-λ 10
全文摘要
折反射物鏡包括沿光軸布置的多個(gè)光學(xué)元件，用以像方數(shù)值孔徑NA，利用來自中心波長λ附近的波帶的電磁輻射，將來自物鏡的物面中的物場(chǎng)的圖案成像到物鏡的像面區(qū)域中的像場(chǎng)。光學(xué)元件包括凹鏡和多個(gè)透鏡。投射物鏡對(duì)于波帶的各個(gè)波長λ在各自的匹茲伐表面中形成圖案的像，匹茲伐表面對(duì)于不同波長彼此偏離。在實(shí)施例中，在給定波長，在像面區(qū)域中平行于光軸測(cè)量的、在像場(chǎng)的邊緣場(chǎng)點(diǎn)(在最大像高y′)處的、匹茲伐表面從平面基準(zhǔn)面的縱向偏離p根據(jù)dp/dλ＜(0.2λ/NA2)/nm而隨波長λ變化。
文檔編號(hào)G03F7/20GK101849205SQ200880114710
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2008年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月5日
發(fā)明者亞歷山大·埃普爾 申請(qǐng)人:卡爾蔡司Smt股份公司