校正颜色的折反射物镜和包括其的投射曝光设备的制作方法

专利名称：校正颜色的折反射物镜和包括其的投射曝光设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及折反射物镜。该物镜可以配置为可以在微光刻投射曝光设备中使用的折反射投射物镜，以利用布置在投射物镜的物面的区域中的掩模的图案的至少一个像对布 置在该投射物镜的像面的区域中的辐射敏感基底进行曝光。本发明还涉及包括这样的折反 射物镜的投射曝光设备。
背景技术：
微光刻投射曝光方法和设备用于制作半导体部件和其他精细构图的部件。微光刻 曝光工艺涉及利用载有或形成有要成像的结构的图案的掩模(掩模母版)，例如半导体部 件的层的线性图案。在投射物镜投射曝光设备中，该图案布置在照明系统和投射物镜之间 的投射物镜的物面区域。来自紫外电磁频谱(UV辐射)的主辐射由主辐射源提供并被照明 系统的光学部件改变以产生引导到掩模的图案的照明辐射。被掩模和图案改变的辐射经过 投射物镜，该辐射在投射物镜的像面中形成图案的像，在投射物镜的像面布置有要曝光的 基底。诸如半导体晶片的基底通常载有辐射敏感层(光刻胶)。当今在微光刻领域中使用各种各样类型的主辐射源。在一些情况中，激光作用主 辐射源。激光的固有带宽可以通过适当的带宽收窄装置来变窄。例如，约为Δ λ = 500pm 的固有带宽可以减少3个数量级以获得用于曝光的Δλ 0.5pm的辐射。在具有相对小 带宽的辐射用于曝光的情形，投射物镜的光学元件产生的色差可以保持相对小而无需特别 的努力进行颜色校正(色差校正)。在具有主辐射源(该主辐射源发射来自相对宽的波带的紫外辐射)的微光刻系统 中，情况有所不同。例如，汞汽灯或发光二极管(LED)可以用作主辐射源。具体地，具有中心 波长λ = 365.5nm士2nm的投射曝光系统(也称为i_线系统)已经使用了很长时间。那 些系统利用汞蒸汽灯的i_线，借助于滤波器或一些其他方法将该i_线的固有带宽限制为 约2nm的较窄利用带宽Δ λ。汞蒸汽灯的其他谱线也可以用于曝光，诸如约为405nm的汞 h-线和约为436nm的汞g-线。每条线的电磁频谱较宽，从而需要投射物镜应当提供较有效 的色差校正，由此即使利用这样的宽带辐射在所要求的分辨力下也确保低像差成像。如果 期望利用固有线宽的激光源或者具有仅适度收窄线宽的激光源，那么也需要颜色校正。色差的产生基本上是因为透射光学材料的折射率η作为波长λ的函数而变化的 事实。通常，光学材料的折射率相比较长波长对较短波长而言更高。色差可以划分成不同的 种类。第一类色差包括在不同波长形成的图像的位置、形状和/或大小从理想图像的偏离。 这是由于在近轴区域中对于每一波长形成图像且图像的位置、形状和/或大小通常不同的 事实。第一类色差通常也称作“轴向色差”(或轴向色彩，AX)和“放大率的颜色差异”(横 向色彩，LAT)。轴向色差是近轴焦点(或像位置)随波长的纵向变化。当光学材料的折射率相 比较长波长对较短波长而言更高时，在透镜元件的每一表面，短波长更强烈地被折射，从而 在例如简单的正透镜中，相对较短的波长光线比相对较长的波长光线具有更靠近透镜的焦点。沿透镜光轴的两个焦点之间的近轴距离是轴向色差。当较短的波长光线具有比较长的波长光线更靠近正透镜的焦点时，纵向的轴向色差通常被称作“欠校正的”或“负的”。当透镜系统对不同波长形成不同大小的图像或者将离轴点的像扩散成彩色条纹 (color fringe)时，不同颜色的近轴像高之间的差通常表示放大率的横向色彩或颜色差折射率的颜色变化也产生单色像差的变化，其可归结为第二类色差。单色像差的 变化包括球差的颜色变化、慧差的颜色变化、像散的颜色变化、畸变的颜色变化和像场曲的 颜色变化。在一些情况中，在使用相对的宽带辐射源的物镜中，已观察到具体地在延伸像场 的最外边缘附近的具有低对比度的模糊图像。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种可用于微光刻的折反射物镜，该折反射物镜可以利 用由宽带辐射源提供的紫外辐射来工作。本发明的另一目的是提供一种可用于微光刻的折反射物镜，当利用宽带辐射源提 供的紫外辐射工作时，该折反射物镜产生在整个像场上具有足够对比度的图像。本发明的再一目的是提供一种相对于匹兹伐(Petzval)和的颜色变化具有良好 校正状态的折反射物镜。本发明的再一目的是提供一种折反射物镜，其可以利用宽带辐射源提供的紫外辐 射来工作，其中就用于透射光学元件的材料选择和材料的品质容限而言使得制造过程更便 利。为了实现这些和其他的目的，根据本发明第一模式，本发明提供一种具有如权利 要求1所述的特征的折反射物镜。在从属权利要求中给出优选实施例。所有权利要求的用 词通过引用的方式结合在说明书中。折反射物镜包括沿光轴布置的多个光学元件，以像方数值孔径NA，利用来自中心 波长λ附近的波带的电磁辐射将来自物镜的物面中的物场的图案成像到物镜的像面区域 中的像场。光学元件包括凹镜和多个透镜。多个透镜包括由具有定义中间阿贝数的不同阿贝数的不同材料制成的多个透镜， 其中多个透镜中的至少一个是由具有第一阿贝数的第一材料制成的第一透镜，第一阿贝数 等于或大于中间阿贝数，以及多个透镜中的至少一个是由具有小于中间阿贝数的阿贝数的 第二材料制成。投射物镜对于波带的各个波长λ，在各自的匹兹伐表面中形成图案的像，对于不 同波长，匹兹伐表面彼此偏离。在给定波长，在像面区域中平行于光轴测量的、在像场的 边缘场点(在最大像高y')处的、匹兹伐表面从平面基准面的纵向偏离P根据dp/cU < (0. 2 λ /NA2) /nm而随波长λ变化。上面提到的平面基准面可以是物镜的近轴像面，时常表示为高斯像面。近轴图像 面在形成近轴图像(由近轴光线形成的图像)的轴向位置处垂直于光轴延伸。平面基准面 可以是物镜的最佳焦平面。通常，最佳焦平面不与近轴像平面重合而相对于近轴像平面略 微离焦到包括离焦的所有像差都良好平衡的位置处。
每个光学系统都与一种基本场曲类型(其通常称为匹兹伐曲率)相联系。当不存在像散时，径向和切向像面彼此重合并位于匹兹伐表面上。正透镜(具有正的折射率的透 镜)对于系统引入内曲的匹兹伐表面，而负透镜(具有负折射率的透镜)引入后曲。匹兹 伐曲率1/RP由匹兹伐和1/RP给出，其为匹兹伐半径Rp的倒数，匹兹伐半径是匹兹伐表面的 曲率半径。折光(折射)光学元件的匹兹伐和由以下等式定义 在该等式中，Rp是像空间中的匹兹伐表面的曲率半径，Iiimg是像空间中的折射率， 是第i个系统表面的曲率半径(如果系统表面朝向入射辐射为凸则为曲率半径为正)，
以及Iii和IV1是该第i个系统表面的下游和上游的介质的折射率。不存在像散时，匹兹伐 曲率相应于像面的曲率。对于反射表面(镜)，满足条件& = -IV1，从而 其中，Iii是镜表面周围的介质的折射率。等式(1)和(2)表明条件Rp <0对正透 镜满足，对应于匹兹伐表面的内曲。因此，平面物镜的像朝向辐射方向将是凹的，该条件通 常称为场曲的“欠校正”。相反，条件Rp >0对凹镜满足，对应于场曲的过校正。匹兹伐表面和近轴像面在光轴上重合。匹兹伐表面的曲率可以产生其中对于偏离 光轴的场点，匹兹伐表面偏离理想像面的情形。匹兹伐表面是弯曲的事实转变成匹兹伐表 面在像场的外边缘的场点处(最大像场高度y’处)从理想像面的纵向偏离P，该纵向偏离 P在像空间中平行于光轴测量。术语“像场曲”通常用于指代在最大像场高度y’处的这样 的纵向偏离(或下弯部分(sag))，并且不会与作为像场的曲率半径的倒数的“像场的曲率” 混淆。通常，像场曲对于不同的波长是不同的，对应于光学系统的“像场曲的颜色变 化”(或匹兹伐和的颜色变化)，换句话说，像场曲(或匹兹伐和)是波长λ的函数。考虑 仅具有由一种材料制成的透镜的光学系统(单一材料系统)，根据如下等式(3) (3c)，等 式(1)可以利用所有透镜的折射率参数ng和透镜之间的空间中的介质的折射率参数~来 重新表述 等式(3)给出对系统匹兹伐和的折光贡献。在等式(3)的右手边的求和项中，参 数I^1和巧,2分别表示透镜的入口表面和出口表面的曲率半径。显然，等式(3)的右手边的 乘积中的求和项(相应于等式(3b)定义的求和项G)描述了光学系统的纯几何性质，而等 式(3)中的乘积的第一因数包括透镜的折射率，该折射率通常不等于零且随波长变化。因 此，如果求和项(纯几何项G)不等于零并且如果用于透镜的透射材料是色散材料(折射率随波长变化)，那么对等式(3)中给出的对匹兹伐和的贡献随波长变化，如等式(3c)中给出 的，这里假设忽略邻近镜的介质的色散。如从等式(2)明显的是，只要反射表面位于诸如空气或其他气体的基本无色散的 介质中，那么对反射表面的匹兹伐和的贡献就不取决于波长。因此，折反射光学系统中的匹 兹伐和的整个颜色变化等于光学系统的折光(折射)光学部件的匹兹伐和的颜色变化。如上所概述的，匹兹伐和是表示其中生成具有最佳品质的图像的像场的曲率(如 果不存在诸如像散的其他像差)。当期望确定给定像场曲是否对于光学系统而言是可接受 的，那么问题可以描述如下。在像面区域中平行于光轴测量的、在像高y’的像场的边缘场 点处、匹兹伐表面从基准像面的纵向偏离ρ可以写成如下
(4)其中，Rp是匹兹伐半径(匹兹伐表面的半径)。像场外边缘处从基准面的纵向偏 离P实际上对应于离焦，基准面可以是垂直于光轴的平面表面或其他形状的表面。当期望 在整个像场上获得衍射受限图像时，该离焦(纵向偏离)不能超过焦深(DOF)的预定分数， 其与瑞利(Rayleigh)单位RU成比例，瑞利单位RU定义为
(5)因此，匹兹伐和产生的离焦不应当超过依照下式的给定阈值
(6)通常，如果期望衍射受限成像，则应当满足条件A < 1。当匹兹伐和随波长变化时，上面定义的纵向偏离P也随波长变化，从而P对于波长 λ的导数dp/cU具有不等于零的有限值。ρ对于波长λ的导数dp/cU可以用于表征光 学系统中的像场曲的颜色变化的幅值。P对于波长λ的导数dp/cU在打算使用的波带内 不应超过阈值B，以使
(7)在宽带应用中，当期望使用相隔波长差Δ λ的至少两个波长入工和入2时，条件 (6)可以重新表述为
(8)当物镜被配置用作微光刻系统中的投射物镜时，可能期望对于不同波长形成的像 在公用像场区域中相对紧密地放置在一起，并且该公共像场区域在足够大的面积中基本是 平的以允许经济地制造部件。在这些实施例中，物镜可以被配置为将像区域中的对于第一 和第二波长中的每一个的像场曲减少到小于物镜的焦深。焦深(DOF)与瑞利单位RU= λ/ NA2成比例。在根据本发明第一模式的折反射物镜中，对于透镜使用至少两种透明光学材料以
支持颜色校正，尤其匹兹伐曲率的颜色变化校正。在那些实施例中，多个透镜包括由具有不
同阿贝数的不同材料制成的透镜。具有(取决于波长λ的)折射率η的材料的阿贝数ν
通常可以定义为下式
(9)其中入工和λ2> λ是确定用于计算阿贝数的带宽的不同的波长，η是入2和X1之间的波长λ的折射率，ηλ1、ηλ2分别是入工和λ2的折射率。阿贝数有时称作“相对色散 的倒数”，这表明一般而言，相对大的阿贝数对应于具有相对低色散的材料，反之亦然，其中 材料的色散是折射率对于波长的变化率，即是dn/cU。折射光学系统中校正色差的经典理论教导，必须结合具有不同色散(或阿贝数) 的至少两种不同的光学材料来校正波带中的两个或多个不同波长的轴向色差。传统上，两 个波长具有共同焦点的光学系统称作“消色差透镜”。三个波长具有共同焦 点的光学系统通 常称作“复消色差透镜”。术语“超复消色差透镜”可以用于表示其中四个或更多波长具有 共同焦点的光学系统。使用宽带辐射源时，尽管轴向色差(AX)的校正可以被认为是获得颜色校正物镜 的先决条件，但仅校正AX不是在延伸像场区域中获得有用像的充分条件。可替代地，需要 附加措施来校正像场曲率的颜色变化，现在将更具体地解释这点。对于利用具有不同阿贝数的多种不同材料的所有光学系统，可以定义“中间阿贝 数”。“中间阿贝数”可以比拟作在统计上将样本分成较大的一半和较低的一半的数。通过 将有限列表中的所有数从最低值到最高值排列并选取确定中间值的元素中的中间一个，可 以获得数的有限列表的中点。如果列表上有偶数个数，那么为此申请目的，将中间值定义为 两个中间值的平均值。例如，如果多个透镜的全部透镜的60%由一种且相同的第一材料制 成而40%是由第二材料制成，则中间阿贝数为第一材料的阿贝数。多个透镜中的至少一个可以由具有等于或大于中间阿贝数的第一阿贝数的第一 材料制成，和多个透镜中的至少一个可以由具有小于中间阿贝数的阿贝数的第二材料制 成。为此申请目的，第一材料(具有相对较大的阿贝数，通常相应于相对较小的色散)将表 示为“相对的冕材料”或简单表示为“冕材料”，而具有相对较小阿贝数的第二材料(通常相 应于相对较大的色散)将表示为“相对的燧石材料”或简单表示为“燧石材料”。 在一些实施例中，全部透镜中多于50 %的透镜由第一材料制成而少于50 %的透 镜由第二材料制成。在一些实施例中，全部透镜中少于30%的透镜或全部透镜中少于20% 的透镜由第二(相对高色散的)材料制成。已经发现如果至少一个第二透镜(由第二材料制成)是负透镜则有利于校正像场 曲的颜色变化。换句话说与由相对的冕材料制成的透镜与由相对的燧石材料制成的至少 一个透镜组合可以是有力的折射部件以校正像场曲的色差。优选地，负透镜具有相对强的折射率。因此，尽管负透镜可以设计为弯月透镜，但 在一些实施例中，负透镜是双凹负透镜。负透镜可以是平凹透镜。不同于主要提供用于支持轴向色差(AX)的校正的负透镜，专门支持像场曲的颜 色变化的校正的负透镜应当具有相对小的直径，例如，当与相邻透镜比较时。负透镜的光学 自由直径基本小于直接相邻该负透镜的至少一个透镜的光学自由直径。例如，负透镜可以 布置在两个相邻透镜之间，其中两个相邻透镜中的每一个的光学自由直径都基本大于该负 透镜的光学自由直径，例如大了至少10%或至少20%。在一些实施例中，负透镜的光学自 由直径小于物镜的最大透镜(具有最大光学自由直径的透镜)的光学自由直径的80%。负 透镜的光学自由直径可以小于物镜的最大透镜的光学自由直径的70%和/或60%和/或 50%。负透镜可以布置在边缘光线高度相对低的区域中。这允许设计负透镜具有相对强的负折射率而同时该负透镜对物镜的总体折射率的贡献保持相对小，以使不需要提供高折 射率的正透镜来补偿负透镜的色散效应。在一些实施例中，物镜包括至少一个腰区域，该腰 区域中经过物镜的辐射光束的光束直径具有局部最小值以及负透镜位于该腰区域中。上面提及的负透镜也可以位于物镜的场表面附近，诸如物面或像面。在具有一个 或多个实的中间像的实施例中，负透镜可以位于中间像附近。尽管在一些实施例中，由相对的燧石材料制成的一个单个负透镜可能足以校正像 场曲的颜色变化，但是其他实施例也具有由第二材料制成的至少两个负透镜。如果期望的 话，可以提供多于两个的第二材料负透镜。负透镜可以由相同或不同的相对的燧石材料制 成。在一些实施例中，大多数透镜由熔融石英(SiO2)制成，其基本上不吸收下至约为 190nm的紫外波长并且可以利用已有的工艺以适当的成本制造。熔融石英可以与不同的材料相组合。例如，在一些实施例中，熔融石英透镜与由具 有比熔融石英高的相对色散的一种或多种材料制成的透镜相组合。在这些实施例中，熔融 石英透镜可以由“相对的冕材料”制成，而其他透镜可以由“相对的燧石材料”制成。在这 些组合中，诸如H(5、LF5或LLFl (由德国美因兹市的SCHOTT公司出售)的特殊光学玻璃或 由诸如OHARA的其他制造商提供的具有相似光学特性的可相比拟的玻璃可以用作相对的 燧石材料。在其他的材料组合中，熔融石英可以是相对的燧石材料，具有比物镜的其他透镜 相对高的色散。例如，在设计用于193nm工作波长的物镜的实施例中，熔融石英透镜例如可 以与由氟化钙制成的透镜相组合。在该材料组合中，氟化钙用作相对的冕材料。具有像场曲的颜色变化的足够控制的可用于宽带应用的折反射物镜可以配置为 各种各样的方式。在一些实施例中，凹镜布置在物镜的光瞳表面中或光学上接近该光瞳表面布置， 以及包括至少一个负透镜的负组在双通过区域中的在凹镜的反射侧布置在凹镜的前面，以 使辐射以相反方向至少两次经过负组。负组可以直接相邻光瞳附近区域中的凹镜，该区域 可以根据如下来表征成像的边缘光线高度(MRH)大于主光线高度(CRH)。优选地，在负组 的区域中，边缘光线高度至少是主光线高度的2倍、具体为5到10倍大。边缘光线高度大 的区域中的负组对颜色校正、具体地对轴向色差AX的校正具有有效的贡献，由于薄透镜的 轴向色差AX与透镜位置处的边缘光线高度的平方成比例(且与透镜的折射率和色散成比 例)。此外，投射辐射以相反的辐射通过方向两次经过布置在凹镜直接相邻处的负组，结果 两次利用负组的颜色过校正效应。负组例如可以由单个负透镜组成或包含至少两个负透
^Ml O以“Schupmarm消色差透镜”方式工作的、布置在光瞳附近或光瞳处的凹镜和直接 布置在镜表面前的负组的组合(参看US 620，978)在折反射系统中可以各种结构来使用。为了实现这些和其他的目的，根据本发明第二模式，本发明提供具有如权利要求 55所述的特征的折反射物镜。在从属权利要求中给出优选实施例。所有权利要求的用词通 过引用的方式结合在说明书中。根据第二模式的折反射物镜中，物镜除包括至少一个凹镜外还包括至少一个凸 镜，从而物镜包括具有反射表面的曲率的相反意义的至少两个弯曲镜。凸镜具有像发散 (负)镜的负光焦度，但没有色散。凸镜对匹兹伐和的贡献仅取决于弯曲镜的曲率半径。凸镜的匹兹伐和的贡献相比凹镜的贡献具有相反的符号。如果除至少一个凹镜外提供至少一个凸镜，那么用于折射光学元件的材料或多种 材料的选择可以被简化，因为具有不同阿贝数的材料的混合不再被要求以获得足够的色差 校正，尤其像场曲的颜色变化的校正(匹兹伐和)。在一些实施例中，多个透镜中的至少 90%或多个透镜中的全部是由一种或具有基本相同阿贝数的多种材料制成。阿贝数的差可 以例如小于20%。在一些实施例中，多个透镜中的全部透镜是由相同材料制成。相同材料 可以是溶石英(SiO2)、氟化钙(CaF2)或像BK7或Π(5或者具有相似光学特性的常见冕玻璃。如果对于物镜的全部透镜仅使用一种光学材料(一种材料系统)，则物镜的制造 商将较少地依赖于用于诸如不同玻璃类型的色散或部分色散的材料特征的准确规范。例 如，如果用于光学系统的全部透镜的一种材料的色散或部分色散由于负载波动(charge fluctuations)而变化，则这些变化对于全部使用的光学元件基本上相同并从而可以相对 容易地通过相对简单调整来补偿。如果使用多于一种材料，这样的补偿通常可能更难，其中 所使用的材料中的每一个的光学特性由于负载波动而以不同方式波动而不再允许利用相 对简单的调整来补偿。 表征像场曲率的折反射系统的匹兹伐和是全部折光(折射)和全部反光(反射) 系统元件的匹兹伐和的和。如从等式(3c)中可以看到的，对于折射光学透镜，匹兹伐和随 波长的变化取决于所用的透镜材料的色散dn/d λ。然而，如从等式(3a)中可以看到的，反 光系统元件的匹兹伐和不随波长而变化(假设周围的介质，通常为空气或其他气体，不表 现出色散)，因此，匹兹伐和随波长的总变化通过对匹兹伐和的折光贡献给出。当期望校正 仅包括一种材料或包括具有非常相似阿贝数的材料的光学系统中的像场曲率的颜色变化 时，所有折射光学元件的匹兹伐和优选基本上为0或者获得非常小的值，以使其不随波长 显著变化。当期望在相对大的场尺寸上具有物镜的总体匹兹伐和的足够校正时，则需要总匹 兹伐和为零，并且对全部反射部件的匹兹伐和的贡献也应当基本为零。这可以通过提供凹 镜中的每一个和至少一个凸镜具有基本曲率(即，镜的顶点处的反射表面的曲率，也表示 为顶点曲率)并且其中所有弯曲镜的基本曲率的和基本上为0来实现。可以提供一个或多 个凸镜。根据另一模式，提供折反射物镜，该折反射物镜包括沿光轴布置的多个光学元件， 以像方数值孔径NA，利用来自中心波长λ附近的波带的电磁辐射，将来自所述物镜的物面 中的物场的图案成像到所述物镜的像面区域中的像场。所述光学元件包括一个凹镜和多个 透镜。在波带的第一波长X1CX，所述投射物镜在第一匹兹伐表面中形成图案的第一像， 以及在第二波长λ2> λ，所述投射物镜在第二匹兹伐表面中形成图案的第二像，该第二波 长与所述第一波长有大于5nm的波长差Δ λ = λ 2-λ i。对于所述像场中的全部场点而言， 在像面区域中沿平行于光轴测量的、所述第一匹兹伐表面与所述第二匹兹伐表面之间的纵 向匹兹伐表面偏离APS小于λ/ΝΑ2。根据再一模式，提供一种折反射物镜，该折反射物镜包括沿光轴布置的多个光学 元件，以像方数值孔径ΝΑ，利用来自中心波长λ附近的波带的电磁辐射，将来自所述物镜 的物面中的物场的图案成像到所述物镜的像面区域中的像场。所述光学元件包括一个凹镜 和多个透镜。对于波带的各个波长λ，所述投射物镜在各自的匹兹伐表面中形成所述图案的像，对于不同波长，所述匹兹伐表面彼此偏离。所述多个透镜包括由实质上具有不同阿贝 数的不同材料制成的透镜。在给定波长，在像面区域中平行于光轴测量的、在像场的边缘场 点(最大像高y’)处、匹兹伐表面从平面基准面的纵向偏离P根据dp/cU < (7. 7 λ/NA2)/ nm随波长λ变化。根据另一模式，提供一种折反射物镜，该折反射物镜沿光轴布置的多个光学元件， 以像方数值孔径ΝΑ，利用来自中心波长λ < 300nm附近的波带的电磁辐射，将来自物镜的 物面中的物场的图案成像到物镜的像面区域中的像场。所述光学元件包括一个凹镜和多个 透镜。对于波带的各个波长λ，所述投射物镜在各自的匹兹伐表面中形成所述图案的像，对 于不同波长，所述匹兹伐表面彼此偏离。所述多个透镜包括由实质上具有不同阿贝数的不 同材料制成的透镜。在给定波长，在像面区域中平行于光轴测量的、在像场的边缘场点(最 大像高y’)处、匹兹伐表面从平面基准面的纵向偏离P根据dp/cU < (15 λ/NA2Vnm随波 长λ变化。下面的特征呈现在根据本发明的不同模式的全部实施例中。在一些实施例中，所述像场具有由大于3mm的最大像场高y’定义的像场尺寸。两 倍最大像场高相应于实际可以用于例如光刻目的的像场直径。最大像场高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。
实施例可以例如具有像方数值孔径NA > 0. 2，从而允许在微光刻中使用。在一些 实施例中，获得像方数值孔径NA > 0. 3或NA > 0. 4或NA彡0. 5。像方数值孔径甚至可以 更大，诸如NA彡0. 6或NA彡0. 7或NA彡0. 8。实施例可以用在浸没配置中，从而在物镜配 置用于这样的浸没工作的情况中允许NA彡1. 0。波带可以包括波长λ彡300nm。例如，当主辐射由汞蒸汽辐射源提供时，波带可 以包括汞g_、h-和i-线中的至少一个。在一些实施例中，波带可以包括至少两个汞谱线， 例如汞g-、h-和i-线中的每一个。波带可以包括波长λ < 300nm，诸如λ < 260nm或λ < 200nm，例如。波长可以大于IOOnm或大于150nm。可以由激光辐射源提供小于300nm的 波长。波带可以仅包括一个谱线区域的辐射，其中可以使用该谱线区域的能量的相当大 的量。在一些情况中，波长差Δ λ可以为0. Inm或更大或者Inm或更大或者2nm或更大。 更大的波长差是可能的，诸如Δ λ > 5nm。在一些实施例中，Δ λ > lOnm、或者Δ λ > 25nm、或者Δ λ > 50nm。例如，当波带包括汞g_、h_和i_线中的每一个时，Δ λ可能大于 70nm。Δ λ可以小于200nm或小于lOOnm。不仅在权利要求中可以看到前述和其他的特征，在说明书和附图中也可以看到前 述和其他的特征，其中，单个的特征可以单独使用或者以子组合使用作为本发明的实施例， 以及在其他领域中使用，并且可以单独地代表有益且可专利的实施例。


图1示出具有照明系统和投射物镜的用于微光刻的投射曝光设备的实施例的示 意图；图2在图2A中示出具有汞蒸汽辐射源和颜色校正投射物镜的投射曝光设备的示 意图，在图2B和2C中示出不同的辐射频谱的示意图，在图2D中示出与像场尺寸和形状有关的图示；图3在图3A中示出折反射投射物镜的第一实施例，在图3B和3C中示出表示该实 施例的光学特性的图；图4在图4A中示出折反射投射物镜的第二实施例，在图4B中示出表示该实施例 的光学特性的图；图5在图5A中示出折反射投射物镜的第三实施例，在图5B、5C和5D中示出表示 该实施例的光学特性的图；图6在图6A中示出折反射投射物镜的第四实施例，在图6B、6C和6D、6E中示出表 示该实施例的光学特性的图；图7在图7A中示出折反射投射物镜的第五实施例，在图7B、7C和7D中示出表示 该实施例的光学特性的图；图8在图8A中示出折反射投射物镜的第六实施例，在图8B、8C和8D中示出表示 该实施例的光学特性的图；图9在图9A中示出折反射投射物镜的第七实施例，在图9B、9C和9D中示出表示 该实施例的 光学特性的图；图10在图IOA中示出折反射投射物镜的第八实施例，在图10B、10CU0D和IOE中 示出表示该实施例的光学特性的图；图11在图IlA中示出折反射投射物镜的第九实施例，在图IOB和IOC中示出表示 该实施例的光学特性的图；图12示出图IlA中所示的投射物镜的三个变体；图13在图13A中示出折反射投射物镜的第十实施例，在图13B中示出表示该实施 例的光学特性的图；图14示出图13A中的投射物镜的两个变体；和图15示出根据一实施例的显微物镜。
具体实施例方式在优选实施例的下面的描述中，术语“光轴”指的是经过光学元件曲率中心的直线 或一系列直线段。光轴能够通过折叠镜(偏转镜)来折叠以使光轴的随后直线段之间产生 角度。在下面给出的示例中，物是载有集成电路的层的图案或例如光栅图案的某些其他图 案的掩模(掩模母版)。物的像被投射到作为基底的晶片上，该基底涂敷有光刻胶层，尽管 诸如液晶显示器的部件或光学光栅基底的其他类型基底也可行。在提供表格以公开图中所示设计的规格的情形，该表和多个表在各个图中用相同 的数字表示。为了便于理解，用相似或相同的参考标识表示图中相应特征。当透镜被表示 时，标识L3-2指明第三物镜部分中的第二透镜(当在辐射方向观察时)。图1示意性地示出晶片扫描曝光机WS形式的微光刻投射曝光设备，其被设置用于 生产大尺寸集成半导体部件的特定层，且根据该设置允许以达到R = ISOnm或更低的分辨 能力的曝光。曝光设备的主辐射源S包括高功率汞弧灯，该高功率汞弧灯发射一波带内的 紫外辐射，该波带包括约为436nm的汞g_线、约为405nm的汞h_线和约为365nm的汞i_线 (比较图2)。在一些实施例中，三条汞线中每条线的辐射强度都用于曝光，从而主辐射源下游的光学系统必须配置为利用来自宽波带的不同波长工作，该宽波带的最短波长(i-线) 和最长波长(g_线)之间具有约为70nm(或更多)的波长差Δ λ。下游照明系统ILL接收来自主辐射源S的光，并在其出射平面EX中生成大的、锐 利界定的、均勻照明的照明场，该照明场适于投射物镜PO的远心要求并关于照明系统的光 轴OA1居中。照明系统ILL具有用于设置照明模式的装置，并且在示例中，该照明系统ILL 可以在具有可变相干度的传统照明、环形照明和双极或四极照明之间变化。布置在照明系统的出口侧最后光学元件和投射物镜的入口之间的是用于支撑和 操纵掩模M的设备RS，以使布置在掩模上、要生产的半导体部件的指定层的图案位于投射 物镜的物平面OS中，所述物平面与照明系统的出口平面EX —致。照明系统的光轴OA1和投 射物镜PO的光轴OA相对于彼此横向偏离，以使产生关于投射物镜的光轴OA的离轴场。装 置RS通常称作“掩模母板台”，用于支撑和操纵掩模，该装置RS包含扫描驱动器，使掩模能 够在扫描方向(y_方向)上平行于投射物镜的物面OS或垂直于投射物镜和照明系统的光 轴移动。投射物镜PO在辐射路径中平面EX(也表示为掩模平面)的下游。投射物镜可以 是缩小物镜，设置用于以缩小比例，例如4 1或5 1或10 1的比例将掩模载有的结 构的缩小像成像到涂覆有光致抗蚀剂层的晶片W上。投射物镜可以是单位放大(1 1)系 统。担当做光敏感基底的晶片W以其平面基底表面与投射物镜PO的平面像面(像平面) 相一致的方式布置。由包括扫描驱动器的装置WST(晶片台 )支撑晶片，以使以平行于掩模 M的方式与掩模M同步地移动晶片。投射物镜PO具有最后光学元件LOE作为最靠近像面IS的最后透射光学部件。最 后光学元件的出口表面是投射物镜的最后光学表面，且布置在晶片的基底表面上几毫米的 工作距离处，这样在投射物镜的出口表面和基底表面之间存在有空气填充的间隙(干系 统)。在其他实施例中，使用浸没系统，其中最后光学元件LOE和晶片之间的工作距离填充 有浸没液(例如，水)。最后光学元件LOE可以是平凸透镜且提供平的出口表面。在一些实 施例中，最后光学元件可以由平面平行平板形成且等价提供投射物镜的平的出口表面。投 射物镜的出口表面也可以是弯曲的。这样的弯曲出口表面可以由形成例如类似双凸透镜的 最后光学元件提供。在一些实施例中，最后光学表面(投射物镜的出口表面)可以是凹的。投射物镜PO可以设计为缩小物镜或1 1物镜。除多个示意示出的透镜(透镜 的典型数量常常为10个以上或15个)且如果适当的话，还除其他透射光学部件外，物镜还 具有(至少一个)凹镜CM，在示例的情况中，该凹镜CM布置在投射物镜的光瞳表面的附近。 对于在微光刻领域中的许多应用，投射物镜的像方数值孔径为NA > 0. 6，并且在许多实施 例中，NA近似在NA = 0. 65和NA = 0. 85之间。结果，在由辐射源S预定的工作波长，达到 R= ISOnm以下的典型分辨力是可能的。基本上取决于像方NA和辐射源的波长的组合，达 到约150nm、或130nm、或lOOnm、或90nm或更小的典型分辨力也是可能的。为了使得投射物镜在期望波带内的给定波长或给定的多个波长正确工作，投射物 镜必须配置成允许利用来自投射物镜设计所针对的波带的光曝光基底。该波带可以表示为 “设计波带”，并表示包括投射物镜的光学性能足够好以允许具有相对低像差水平的衍射限 制的成像所针对的那些波长的波长范围。例如，当投射物镜的配置使得设计波带包括汞g-、 h-和i-线，投射物镜可以与作为投射曝光设备的光源的高功率汞弧灯结合使用。因此，配置为利用汞弧灯的投射物镜应当对于约365nm (i_线)、约405nm (h-线)和约436nm (g-线) 的汞线中的至少一个进行优化，而是，光学性能在设计波带外显著下降。典型地，专门对于 包括汞g_、h-和i_线的设计波带优化的投射物镜在诸如波长小于约260nm的深紫外(DUV) 区域中的显著较小波长和/或例如在波长大于约500nm的可见波长范围内不能正确工作。投射物镜可以被设计，使得仅针对相对窄的波带中的一个波长形成有用像。在本 申请中描述的实施例经校正以在分开波长差△ λ的两个或多个波长工作。波长差可以约 为50pm(50皮米)或更大、或者IOOpm或更大、或者lnm(l纳米)或更大、2nm或更大，例如。 波长差可以大到数十纳米或更多，例如根据条件Δ λ < 0. 25μπι。图2的示范性实施例对 于基本上相应于汞g-、h-和i_线的波长的三个波长在颜色上校正，该三个波长对应于大于 70nm的波长差Δ λ。在这些情况中，所有汞线都能够用于曝光，从而主辐射源的输出功率 的较大部分能够用于曝光，因而允许较高的每时间单位的曝光基底的吞吐量。如上所概述的，设计用于提供像场区域中的像的每个光学成像系统都与一种基本 场曲相关联，该种基本场曲通常称作匹兹伐曲率。匹兹伐曲率与匹兹伐和1/RP成比例，其为 匹兹伐半径Rp的倒数，匹兹伐半径Rp是匹兹伐表面的曲率半径。当光学系统包括诸如透镜 Li、L2的折射光学元件时，像场曲对于不同波长可以不同，该效应在这里表示为“像场曲的 颜色变化”。换句话物镜在波带的第一波长λ工形成第一匹兹伐表面PSl中的图案的第一 像，并在第二波长λ2> X1形成第二匹兹伐表面PS2中的图案的第二像，其中第一和第二 匹兹伐表面不重合。在图2Α中 示意地示出该情况，其中投射物镜PO对于λ = 365nm(i-线) 产生第一匹兹伐表面PSl，对于λ = 436nm(g-线)产生第二匹兹伐表面PS2，以及对于λ = 405nm(h-线)产生第三匹兹伐表面PS3。在示范性实施例中，配置投射物镜的设计，使 得中间波长λ = 405nm的匹兹伐表面基本上为平的且与投射物镜的平的像面IS重合(其 中，光刻工艺中布置基底的平的辐射入口侧)。在这些条件下，对于相对短波长的匹兹伐表 面PSl向内弯(朝向投射物镜为凹，即，欠校正)，而较大波长(g_线)的匹兹伐表面PS2具 有相反意义的曲率。在图2A的示范性系统中，全部三个波长的匹兹伐表面基本上与光轴OA上像面IS 的轴上位置重合。这相应于校正态，在该校正态中，轴上色差(AX)基本上对于三个波长中 的每一个校正。该类型的物镜有时称作在设计波带中具有三个公共焦点的系统或称作复消 色差系统。然而，对于相应于具有最大像场高度y’的场点的有效像场IF的外边缘的场点， 情况有所不同。由于匹兹伐表面的弯曲，在边缘场点给出对于最大和最小波长中的每一个 的(平行于光轴测量的)匹兹伐表面的纵向偏离P (也表示为下弯部分)。纵向偏离P有效 对应于像场IF的外边缘处从平的像面IS的离焦，平的像面IS是像空间中垂直于光轴延伸 的基准面。在上面的等式(4)中给出偏离ρ的幅值。从图2A中可以定性地看到，这样的纵 向偏离可以导致像质量在靠近延伸的像场的外边缘的区域中恶化，因为不同波长的匹兹伐 表面不再重合。在进一步离开光轴的区域中因而产生对比度的显著损失或模糊像，像场尺 寸(由最大像场高y’表征)越大该效应更严重。另一方面，如果通过投射物镜内的适当的 技术措施主动地控制像场曲的颜色变化，可以在整个像场IF中获得具有足够质量的像。就 此而言，通过为像场IF中的全部场点提供相应于投射辐射中所使用的波长的相应匹兹伐 表面之间的纵向偏离P小于瑞利单位RU= λ/NA2，可以优化多个实施例。具体地，当全部 相应匹兹伐表面位于景深DOF (其与RU成比例)的区域中，对于像场IF中的全部场点，像质量通常是足够的以允许衍射限制的曝光。注意，对于结合图2A所讨论的任何特征，图2A是纯示意的且未按比例。现在，将结合图2B、2C和2D更详细地解释在本申请中所使用的一些术语的含义， 诸如术语“波长差Δ λ ”和“最大像场高度y”’。图2B示意地示出频谱内存在三条限定频 谱线的区域中，辐射源强度I对于波长λ的依赖性。三条频谱线例如可以相应于汞g_、 h-和i-线。示例中，位于频谱较低端的频谱线具有所涉及的频谱范围的最大强度值I-。 为了定义相应的波长差△ λ，频谱的下限(即第一波长λ 1)可以定义为当来自较短波长时 强度首先超过强度下限IL的波长，而波带的上限可以定义为第二波长λ 2，其中在比相应 于频谱线组的上端的频谱线的波长的更大的波长，强度落到下限IL下。可以选择强度下限 IL，以满足条件IL = O. 1ΙΜΧ。在汞g-、h-和i_线的情况中，根据该定义，波长差Δ λ大于 70nm。用适当的滤波器或其他装置屏蔽所涉及的波带附近的其他频谱线可能是有利的。如图2C所示意示出的，在仅包括一条频谱线的波长区域中应用波长差Δ λ的相 似定义。单条谱线例如可以是汞i_线。当使用激光辐射源时，单条谱线的最大强度Imax的 波长可以相应于激光辐射源的额定工作波长，诸如例如对于ArF激光器的约193nm。显然， 当为辐射源提供特定装置以收窄辐射源的固有带宽时，波长差△ λ的相应值变得较小。例 如，在使用汞i_线的情况中，干涉滤波器等可以用于收窄 汞i_线的固有带宽。在激光辐射 源的情况中，具有相对复杂结构的带宽收窄装置可以用来收窄激光的固有带宽。现在结合图2D解释物镜的像方的情形。在旨在用于微光刻工艺的物镜的实施例 中，通常期望相对大的像场尺寸。就本申请的目的而言，像场尺寸可以由最大像场高度y’ 来表征，最大像场高度y’相应于物镜的(圆形)“设计像场”的半径。设计像场IFd包括像 面的全部场点，对于该全部场点，物镜的成像保真度对于所涉及的光刻工艺足够好。换句话 说，对于涉及的应用，全部成像像差在径向坐标等于或小于最大像场高y’的区内充分被校 正，而对于设计像场IFd外的场点，一个或多个像差可以大于所需要的阈值。通常，并非设计像场IFd内的全部场点都用于光刻工艺。而是，仅利用有效像场IF 内的场点实现曝光，该有效像场IF应当在尺寸上足够大以允许在光刻工艺中曝光合理尺 寸的基底。在许多投射曝光系统中，尤为是对于扫描工作所设计的那些，使用狭缝形的有效 像场IF，并且在投射步骤中，平行于扫描方向同步移动要成像的图案以及要曝光的基底，扫 描方向相应于图1的实施例中的y方向。图2D示出有效像场IF1、IF2和IF3的三个示例， 其可以结合这里所讨论的折反射投射物镜的实施例使用。有效像场的尺寸通常用平行于扫 描方向的长度A和垂直于扫描方向的宽度B > A来描述，从而定义纵横比AR = B/A > 1。 在很多实施例中，纵横比可以例如在2 1到10 1的范围内。有效像场必须适于设计像场IFD，使得有效像差仅包括物镜被校正且不存在渐晕 的场点。取决于折反射物镜的设计，有多种方法来使有效像场适于设计像场。在一些实施 例中，可使得用轴上像场(关于光轴居中的像场)。居中的像场例如可以用在具有中心光 瞳遮拦的系统(例如比较图4或11)中或具有物理分束器的系统中。具有长度A3和宽度 B3的第三有效像场IF3是适于设计像场IFd的居中像场的一个示例。在一些实施例中，必 须使用全部场点在光轴外的有效像场(所谓离轴场)，以便避免渐晕。第一有效场IFl是具 有长度Al和宽度Bl的矩形离轴有效像场的示例。在一些实施例中，使用诸如第二有效像 场IF2的具有弓形的有效像场(有时记作环形场或环状场)。注意，整体上均位于光轴OA外且距光轴一径向距离的第一和第二有效像场两者分别具有相同的长度A1、A2和宽度Bi、 B2。从图2D显然，最大像场高度y’(也表示为像场半径)越大，用于曝光工艺的有效像场 的有用尺寸越大。现将详细描述能够获得匹兹伐和的颜色变化的相对小值的多个实施例。图3示出设计用于主UV辐射的折反射投射物镜300的第一实施例，该主UV辐射 包括约365nm(i-线)、约405nm(h-线)和约436nm(g-线)的三条汞线，即，波长分开至少 波长差Δ λ =71nm的工作波带。给定4 1(β =-0.25)的缩小成像比例，投射物镜在 物方远心而在像方具有像方数值孔径NA = 0. 5。像场尺寸为26mmX5. 5mm。在表3、3A中 给出规格。设计投射物镜300以对于例如4 1的缩小比例将布置在平的物面OS (物平面) 中的掩模母版上的图案的像投射到平的像面IS(像平面)中，同时产生精确的两个实中间 像IMI1、IMI2。矩形有效物场OF和像场IF为离轴，S卩，完全在光轴OA外。设计第一折射物 镜部分OPl用于将在物面中提供的图案成像为第一中间像IMI1。第二、折反射(折射/反 射)物镜部分0P2以接近1 (-1)的放大率将第一中间像IMIl成像为第二中间像IMI2。 第三、折射物镜部分0P3以强的缩小比将第二中间像IMI2成像到像面IS上。 投射物镜300是具有多个级联的物镜部分的“连锁”的投射物镜，多个级联的物 镜部分中的每一个配置为成像系统并经由中间像连接，该像(中间像)由辐射路径中在前 的成像系统产生，作为辐射路径中随后成像系统的物。随后成像系统能够产生另一中间像 (如在第二物镜部分0P2的情况中)或者形成投射物镜的最后成像系统，该最后成像系统在 投射物镜的像平面中产生“最后”像场(如第三物镜部分0P3)。图3所示的系统类型有时 也称作R-C-R系统，其中R表示折射成像系统以及“C”表示折反射(或反射)成像系统。在图3中加粗离轴物场OF的外场点的主光线CR的路径，以便容易追随投射光束 的光束路径。就本申请的目的而言，术语“主光线”(还称为主要光线)表示从有效使用的 物场OF的最外场点(距光轴最远)延伸到入瞳中心的光线。由于系统的旋转对称性，就示 范的目的，可以如图所示，主光线可以选自子午平面的等价场点。对于物方基本远心的投射 物镜中，主光线平行于光轴或以与光轴成非常小角度从物面发出。成像过程进一步由边缘 光线轨迹表征。这里所使用的“边缘光线”从轴上物场点(光轴上的物点)出发到孔径光 阑的边缘的光线。当使用离轴有效物场时，该边缘光线由于渐晕而对像形成无贡献。选择 主光线和边缘光线以表征投射物镜的光学特性。在给定轴上位置，这样选择的光束和光轴 之间的径向距离分别表示为“主光线高度”(CRH)和“边缘光线高度”(MRH)。本申请中，“边 缘光线高度”(MRH)或“主光线高度”指的是近轴边缘光线高度和近轴主光线高度。在主光线CR与光轴交叉的位置形成三个相互共轭的光瞳表面P1、P2和P3。在物 面和第一中间像之间形成第一光瞳表面P1，在第二物镜部分中在第一和第二中间像之间形 成第二光瞳表面P2，和在第三物镜部分中在第二中间像和像面IS之间形成第三光瞳表面 P3。第二物镜部分0P2包括位于第二光瞳表面P2的单个凹镜CM。第一平的折叠镜FMl 以关于光轴OA成45°的角度，光学上靠近第一中间像IMIl布置，使得其在凹镜CM的方向 上反射来自物面的辐射。具有以关于第一折叠镜的平的镜表面成直角取向的平的镜表面的 第二折叠镜FM2在平行于物面的像面的方向上反射来自凹镜CM的辐射。折叠镜FMl、FM2中的每一个位于最接近中间像的光学附近且距该最接近中间像一小距离。由此在偏转镜 FMl、FM2和凹镜CM之间几何上形成其中辐射以相反方向两次经过的双通过区域。单个正 透镜L2-1布置在几何上靠近折叠镜FM1、FM2的双通过区域中且光学上靠近第一和第二中 间像两者，从而起到正场镜的作用。具有精确的一个负透镜L2-2的负组NG布置在靠近凹 镜具有大的边缘光线高度的区域中且与凹镜共轴，使得辐射以相反方向两次经过负组。在 负组和凹镜之间没有布置光学元件。由于使用宽带辐射源，投射物镜应当能够将色差减少到使得用于光刻应用的整个 像场中多色成像具有足够的质量的程度。例如，需要校正诸如纵向色差(AX)和颜色放大率 像差(LAT)的主色差。这些色差的校正很大程度上通过选择凹镜CM和发散透镜L2-2(在 凹镜的上游两次经过该透镜)的适当直径以及后面的像附近的第三物镜部分中透镜的直 径来影响。这对于纵向色差的校正很重要。颜色放大率像差LAT基本上通过光瞳位置的上 游和下游的透镜的折射率分布来影响以及通过有技巧地关于主光线高度定位透镜来影响。具有正折射率的总系统中所需要的颜色过校正主要发生在负组NG的区域中，该 负组NG紧接在第二物镜部分0P2的凹镜CM的前面。在该实施例中，在直径和折射率方面为 负组定规格，从而对轴上颜色的颜色校正的过校正贡献的和基本上平衡第一物镜部分OPl 和折射第三物镜部分0P3的欠校正贡献的和，该第一物镜部分OPl作为延迟系统，而该折射 第三物镜部分0P3作为聚焦系统。现将详细描述校正像场曲的颜色变化的选择。该实施例包括与负组NG结合的单 个凹镜CM(Schupmarm消色差透镜)以主要校正诸如轴上色彩(AX)和横向色彩(LAT)的主 色差。凹镜提供对匹兹伐和的过校正贡献，从而在该方面凹镜比作负透镜。诸如 透镜的折 光部件贡献于欠校正效应以便获得基本上平的像。通常，欠校正效应的幅度随着波长减少 而增加。如上所概述的，诸如凹镜CM的反射部件对像场曲的变化没有贡献。因此，在包含 至少一个凹镜的折反射物镜中用于有效减少匹兹伐和的变化的一种手段是提供至少一个 过校正的折光(折射)光学部件，该折光(折射)光学部件由具有基本上比物镜中的其他 折射光学元件高的色散(较小的阿贝数)的材料制成。在来自宽波带的不同波长被用于成 像的情况中，由相对高色散材料(相对燧石材料)制成的这样的过校正折光元件(或元件) 可以以过校正方式对匹兹伐和作出贡献。当适当选择过校正元件或多个元件的色散(或阿 贝数)的幅值和折射率时，这样的过校正元件或多个元件能够将像场曲的颜色变化减少到 成像性能不再受限于匹兹伐和的颜色变化的程度。在图3的实施例中，除了分别在第一和第三物镜部分0P1、P02中的两个相对小的 负透镜L1-7和L3-3外，全部透镜都由相同材料制成，即合成熔融石英(SiO2)。两个相对小 (小直径)的负透镜L1-7和L3-3由售出标识为LLFl的、德国美因兹市的SCHOTT公司提供 的特殊玻璃制成。在该材料组合中，熔融石英是具有相对低色散(相对高阿贝数，冕玻璃) 的玻璃的典型代表，而LLFl是具有相对高色散(相对低阿贝数，燧石玻璃)的玻璃的典型 代表。下表A总结了各种透射光学材料(左栏)的某些相关特性，诸如折射率和阿贝数，在 紫外频谱范围(第一行中的波长)中，该多个透射光学材料可以用于形成光学系统中的透
^M ο表 A 标识“SILUV”表示熔融石英，标识“CAFUV”表示氟化钙(CaF2)而标识Π(5、LF5禾口 LLFl表示德国美因兹市的SCHOTT公司出售的特殊光学玻璃。也可使用由诸如OHARA的其 他提供者提供的具有相似光学特性的相似或相比拟的玻璃。特殊玻璃冊5、LF5和LLFl主 要用于λ > 300nm的波长，尤其是用于汞i-线的光学系统，而熔融石英和氟化钙下到约 193nm以下基本无吸收。左栏列出根据下式对于包 括汞g_、h_和i_线的波带计算的、材料 的阿贝数ν: 其中，n405、n365.5和n436分别是405nm、365nm和436nm的材料的折射率。根据表A 中的阿贝数，显然熔融石英是相对冕材料(ν = 60. 4)，而LLFl是相对燧石材料(ν = 35. 9)， 以及阿贝数差Δ ν相对大(Δν = 24.5)。由于大多数透镜(22个透镜中的20个透镜)是 由熔融石英制成，中间阿贝数对应于熔融石英的阿贝数(ν = 60. 4)。已经有利地发现，主要专门用于校正匹兹伐和的颜色变化的相对高色散材料的负 透镜在尺寸上应当相对小且应当具有相对大的折射率。这可以理解为如下。如从上面等 式(3) (3a) (3b) (3d)明显的是，匹兹伐和是由光学系统内的光学表面的各个曲率半径确定 的纯几何特性。然而，透镜或镜的曲率半径确定光学表面的折射(或反射)光焦度。因此， 曲率半径和光焦度之间存在相关。如上所述，已经发现由具有相对高色散的材料制作的一 个或多个负透镜有效用以校正匹兹伐和的颜色变化。因此，由相对燧石材料制成的一个或 多个负透镜将是期望的。另一方面，对于诸如可用于微光刻的投射物镜的成像光学系统，需 要总体的正光焦度，以形成物的像。为了保持光学系统简单，在物镜内应当尽可能避免负折 射率。如果由具有相对小的光学自由直径的一个或多个负透镜提供高色散材料(用于校正 匹兹伐和的颜色变化的变化)中的负折射率，则可以实现这些相冲突的需求之间的合理折 中。当负透镜的光学自由直径相对小时，由于相对小的负透镜仅在相对小的边缘光线高度 的区域内起作用的事实，负透镜可以具有强的负折射率(光学表面的相对小的曲率半径) 而同时对光学系统的总折射率的贡献可以保持相对小。换句话说当在小的边缘高度(相 应于负透镜的相对小的所利用的自由直径)的区域内提供具有强的负折射率的负透镜时， 这样的负透镜可以对匹兹伐和的颜色变化的校正有强的影响，而同时对总体光学系统所实 现的成像的非期望影响可以保持相对小。图3A中的实施例的设计利用该基本构思。具有近乎平入口表面和凹出口表面的 负透镜L1-7非常靠近第一物镜部分OPl的第一光瞳表面Pl布置，在辐射光束的直径在腰 上游的正透镜组和腰下游的正透镜组之间形成局部最小值(称作腰)的区域中。透镜L1-7 的光学自由直径显著小于负透镜上游的正透镜L1-6和下游的正透镜L1-8的光学自由直径。负透镜L1-7的光学自由直径小于光学系统最大透镜(诸如，双凸正透镜L1-4或形成负组NG的负透镜L2-2)的直径的50%或甚至小于40%。负透镜L1-7的边缘光线高度仅 是凹镜CM处获得的最大边缘光线高度的约25%。在负透镜L3-3上游的负弯月透镜L3-2 和下游的双凸正透镜L3-4之间的辐射光束的小的腰的区域中，在第二中间像IMI2和第三 光瞳表面P3之间的第三物镜部分OP3中提供的双凹负透镜L3-3满足相似的条件。燧石材 料负透镜L3-3的上游和下游的透镜中的每一个都具有比负透镜大的光学自由直径，并且 负透镜的边缘光线高度仅是凹镜CM的边缘光线高度的约35%。由于仅小部分(小于10%，即22个透镜中的两个)由具有相对高色散的第二材料 制成，所以仅使用小量的第二材料，这在成本和制造方面是有利的。根据上面给出的教导，通过在具有相对小的边缘光线高度的另一位置(诸如光学 上靠近中间像的或光学上靠近物面或像面的位置)提供由相对燧石材料制成的至少一个 负透镜(即，以场镜的方式)也可以实现对匹兹伐和的颜色变化的校正的有效贡献。例如， 由相对燧石材料制成的小的负透镜可以紧接第一中间像的上游布置和/或紧接第二中间 像的下游布置。在光学系统内的其他的光学位置，对于燧石材料的小的负透镜，可以替代地 或附加地提供这样的透镜。替代地，或另外地，可以以这样的方式利用一般构思在相对小的边缘光线高度的 区域(比如接近场表面)中提供由相对冕材料(比大多数其他透镜小的色散)制成的一个 或多个正透镜。例如，在多数或全部透镜是由熔融石英制成的投射物镜中，由氟化钙制成的 正透镜光学上例如可以靠近中间像IMI1、IMI2中的一个布置。例如，紧接第二中间像IMI2 下游的双凸正透镜L3-1可以由氟化钙而不是熔融石英制成以支持像场曲的颜色变化的校 正。在图3B和3C中示出图3A的第一实施例的一些有关光学特性。图3B的图示出颜 色焦点偏移，即对于360nm和440nm之间的不同波长，焦平面相对于基准像平面的位置。曲 线在基本上分别相应于汞i_、h-和g-线的约380nm、405nm和428nm表现出三个零交叉点。 换句话说，图3A的光学系统在包括汞i-、h-和g_线的波带中具有三个公共焦点，这表明对 于全部汞线校正轴上色差(AX)(复消色差系统)。图3C示出代表像场曲的颜色变化的图，其中横坐标代表波长λ和纵坐标代表以 瑞利单位RU= λ/NA2为单位的、在最大像高度y’的、在像场的边缘场点的、匹兹伐表面 从理想像面的纵向偏离P。可以看到，纵向偏离P随波长的变化率dp/d λ在约365nm和约 440nm之间的整个波带上约为0. 0085RU/nm或更小。结果，对于由汞弧辐射源提供的全部三 个波长，匹兹伐表面完全地在光学系统的焦深内，从光轴周围的像场中心直到像场的外边 缘，从而允许利用宽带辐射源进行高对比度成像(比较图2)。图4A示出设计用于主UV辐射的折反射投射物镜的第二实施例(NA = O. 16)，该主 UV辐射包括约365nm(i-线)、约405nm(h-线)和约436nm(g-线)的三条汞线，即具有至 少分开波长差Δ λ = 71nm的波长的工作波带。投射物镜是单位放大系统(成像比例| β =1)，该单位放大系统具有与光瞳表面Ρ2—致的对称平面的结构对称性。在表4、4Α中给 出规格。设计投射物镜400以将来自平的物面OS的图案的像投射到平的像面IS，而同时产 生仅两个中间像ΙΜΙ1、ΙΜΙ2。关于光轴OA居中的像场被成像，具有中心光瞳遮拦。第一折射部分OPl利用来自物面的辐射产生第一中间像IMI1，第二、折反射物部件0P2从第一中间 像IMIl产生第二中间像IMI2，以及折射的第三物部件0P3在平的像面IS上产生来自第二 中间像IMI2的最终像。全部光学元件沿一个直的光轴(成直线系统)排列。第二物镜部分包括第一凹镜CMl和第二凹镜CM2，第一凹镜CMl具有面向物面且接 收 来自第一中间像IMIl的辐射的反射表面，第二凹镜CM2具有面向像面且接收从第一凹镜 反射的辐射并将这样的辐射朝向第二中间像IMI2反射的反射表面。凹镜中的每一个具有 绕光轴的中心孔(孔或孔径)以分别允许来自第一中间像IMIl的辐射进入第二物镜部分 并允许辐射从第二物镜部分离开以形成第二中间像。在孔的区域中形成两个中间像。在第 一和第二凹镜CM1、CM2之间对称布置的大直径的双凹负透镜形成光学上靠近凹镜的负组 NG。薄且基本上无光焦度的弯月透镜布置在凹镜CMl、CM2中的每一个和负组NG之间。在 其他实施例中可以省略那些透镜。透镜的多数(多于75%)由熔融石英制成。图4A中用阴影指示的31个透镜中的 8个透镜由具有相对高色散的第二材料(即，LLF1)制成。来自物面的辐射由第一物镜部分OPl改变以形成第一中间像，并接着通过负组NG 朝向第一凹镜CMl发散，该第一凹镜CMl收集辐射并将经过负组NG的辐射光束朝第二凹镜 CM2反射，该第二凹镜CM2会聚辐射光束并在形成第二中间像IMI2之前反射辐射使得其第 三次经过负组NG。辐射接着通过第三物镜部分0P3再成像以在像面IS中形成最终像。凹 镜CM1、CM2中的每一个在大边缘光线高度的区域中光学上布置在靠近第二光瞳表面P2但 距其一小距离。负组NG精确地定位于第二光瞳表面P2。在靠近第二光瞳表面的大边缘光线高度的区域中，凹镜和负组NG的组合作用提 供了轴上色差的校正的主要贡献，以与上面结合图3A的第一实施例中的Schupmarm消色差 透镜(凹镜CM和负组NG)描述的相似方式。图4B示出对颜色焦点偏移的效应，其表明投 射物镜是能够工作在汞灯的全部三个波长(g_、h-和i-线)的复消色差光学系统。像场曲的颜色变化的校正主要通过第一物镜部分中的相对高色散透镜L1-8至 Ll-Il (以及第三物镜0P3中的对称相关透镜)实现。这些透镜组包括形成该透镜组的最 小透镜的双凹负透镜L1-10，该双凹负透镜L1-10由燧石材料的相对大的透镜围绕。负透 镜L1-10布置在具有辐射光束直径的局部最小值的腰区域中，其位置在边缘光线高度仅是 负透镜上游的正凸起中的边缘光线高度的约一半，且小于负组NG或凹镜CM1、CM2的区域中 的边缘光线高度约30 %。尽管相对燧石材料透镜组包括一个正透镜L1-9，但透镜组的总体 折射率为负，以允许将该组上游的透镜提供的会聚光束转换成进入到透镜组下游的厚的双 凸正透镜L1-12的发散光束。该示范实施例示出，结合第一实施例描述的总体效应也可以通过在两个或多个相 对小的透镜上在小的边缘光线高度的区域中分布期望的负折射率来实现，该两个或多个相 对小的透镜具有总体的负折射率。如果在靠近物面OS的第一较小腰区域中的负透镜L1-2 将由诸如LLFl的相对高色散材料而不是熔融石英制成，则可以获得对像场曲的变化的另 一校正贡献。像场曲随波长的变化可以由dp/cU = 0. 0121RU/nm表征。在图5A中示出具有类似图3A的投射物镜300的总体布局的折反射投射物镜500 的第三实施例。具有折叠镜FM1、FM2、和具有单个凹镜CM的折反射组以及紧接凹镜前并两次被辐射经过的负组NG，就折叠光轴而言的总体设计与图3A的实施例相类似，因此，参考相应描述。投射物镜500设计用于约193nm的来自极深紫外(VUV)频谱范围的主UV辐射，该 主UV辐射可以由ArF准分子激光辐射源提供。场大小为26mmX 5. 5mm,以及在水浸没中NA =1. 0。约200nm以下的频谱区域中，仅一些材料是足够透明以允许在投射物镜中用作透 镜材料。具体地，合成熔融石英和碱土氟化物晶体材料，如氟化钡或氟化钙(CaF2),可以用 作透镜材料。在投射物镜500中使用熔融石英(没有阴影的透镜)和氟化钙(有阴影且表 现为暗的透镜)的组合。在该材料组合中，熔融石英是相对燧石材料(具有较大的色散和 较小的阿贝数)，而氟化钙是相对冕材料(一般关系请参看表A，绝对值在193nm不同)。从图5A明显的是，具有相对较小色散的材料(CaF2)主要用在正透镜中。具体地， 紧接第一中间像IMIl上游的正透镜L1-10和Ll-11、第二物镜部分0P2中靠近中间像的正 透镜L2-1、以及紧随第二中间像IMI2的作为第三物镜部分0P3的第一透镜的正透镜L3-1 由相对冕材料制成。另一方面，在其他透镜中使用相对燧石材料，该其他透镜包括第一光瞳 表面Pl附近的腰区域中的小的负透镜L1-8或第三物镜部分0P3中的腰附近的负透镜L3-2 和L3-3。组合使用相对冕材料和相对燧石材料对色差的校正有贡献以提高带宽。从图5B明 显的是，在中心波长193nm附近获得轴上色差的宽的最小值。通过估计波前像差和波长之 间的关系可以确定相应的带宽，如图5D中示意示出，其中波前误差的均方根(RMS)值(以 mA为单位)表现为波长λ的函数。就本申请的目的而言，小于ΙΟπιλ的波前误差视为界 定有用物镜。在该条件下，约192. 91和193. 09之间的每一个波长可以用于形成像。定义 外边缘界限之间的波长差Δ λ作为有用带宽，系统的带宽约为Δ λ = 0. 18nm(约180皮 米)。对于该实施例，获得值dp/cU =5.35RU/nm，这表明实现像场曲的颜色变化的部分校 正。这基本上是由于VUV区域中可用材料的色散差异限制了利用纯折光手段校正那些像差 的选择。图5C示出相对小的畸变。分别在图6A、7A、8A和9A中的投射物镜600、700、800和900的实施例可以展示通 过使用多于两个具有不同色散的不同材料来影响投射物镜的颜色特性的方式。系统的总布 局与图3A和5A中的那些相似，因此，引用相应描述。分别在表6、6A、7、7A、8、8A和9、9A中 给出规格。图6A的投射物镜600中，组合使用5种不同材料(熔融石英、氟化钙、H(5、LF5和 LLFl，参看表A)来改进色差。在26mmX 5. 5mm的像场中获得像方数值孔径NA = 0. 60。系 统是复消色差的且工作时对于汞灯的每一条谱线几乎没有轴上色差(参看图6B)。像场中 的畸变(图6C)和波前误差(图6D)对于每条谱线良好校正。如从图6E明显的是，对于中 心波长λ = 405nm良好校正了像方远心。对较短波长(对于i_线，约7. 5mrad)和较大波 长(对于g_线，约士5mard)，存在从理想远心的偏离。投射物镜700 (第五实施例)可以理解为投射物镜600的变体，由于透镜的标记、 类型和分布类似于那个实施例。在26mm X 5. 5mm的像场中获得像方数值孔径NA = 0. 60。然 而，设计系统避免使用氟化钙(其相对昂贵)和特殊玻璃LLFl以减少所使用材料的总数， 从而使得容易制造。因此，仅使用三种不同材料(即，熔融石英、Π(5和LF5)用于透镜。仍实现复消色差校正，然而，在畸变校正(图7C)和波前像差(图7D)方面作出某些牺牲。图8A中的投射物镜800 (第六实施例)是提供改进带宽的变体，这可以通过使用 如表A所列的5中不同材料来实现。在26mmX 5. 5mm的像场中获得像方数值孔径NA = 0. 60。 图8B中的颜色焦点偏移的图示出在约360nm、380nm、405nm和436nm的四个零交叉点，这表 明在汞谱线覆盖的波长范围中有四个公共焦点。非常好地校正畸变(图8C)。对于360nm 和440nm之间的全部波长获得明显小于ΙΟπιλ的波前像差，这表明可以改变投射物镜以形 成宽带应用的超复消色差投射物镜，使用包括汞g_、h-和i_线的连续频谱范围。图9A中的投射物镜900 (第七实施例)仅对于汞i_线优化使用，但对于i_线的 中心波长附近的带宽改进。在26mmX 5. 5mm的像场中获得像方数值孔径NA = 0.80。投射 物镜允许使用汞蒸汽辐射源与减少的构造复杂度，由于可以减少例如滤波的花费等。如图 9C和9D所示，光学系统在约4nm的总带宽(最小和最大波长之间的波长差)内的频谱范 围(365nm士2nm)上非常好地校正畸变和波前误差。像场曲的颜色变化可以由dp/d λ = 0. 036RU/nm 表征。图5至9中的每一个实施例中，配置成将图案成像为第一中间像的第一物镜部分 包括具有交替折射率的连续透镜组的序列，该连续透镜组包括具有正折射率的第一透镜 组、紧随第一透镜的具有负折射率的第二透镜组、紧随第二透镜组的具有正折射率 的第三 透镜组、紧随第三透镜组的具有负折射率的第四透镜组和紧随第四透镜组的具有正折射率 的第五透镜组，从而产生至少两个分开的腰区域，其中经过第一物镜部分的辐射光束的直 径具有局部最小值。在图9中，分别用附图标记Wl和W2表示腰。通常在负透镜或负透镜 附近形成腰。第一(延迟)物镜部分的双腰结构支持通过折射装置校正匹兹伐和。对于波长或其设计所针对的波长，结合上面的实施例给出的投射物镜中的每一个 都提供波前误差和畸变以及色差的良好校正。通过折反射组(包括光瞳或光瞳附近的至少 一个凹镜和靠近凹镜的负组)和使用具有不同色散的折光材料对校正作出显著贡献。不对 光瞳成像的颜色轴上像差的校正作出特别强调。在孔径光阑具有固定位置的系统中，该像 差可以导致投射物镜的焦距的固有(欠校正)颜色变化，这继而转换成入瞳和出瞳位置的 颜色变化且从而转换成远心特性的颜色变化。这等价于光瞳成像的轴上色差的欠校正，优 选在光瞳成像的光瞳位置或该光瞳位置附近校正该光瞳成像，该光瞳位置相应于靠近投射 物镜的物面、像面或中间像面的区域。投射物镜1000(第八实施例)包括具体专门用于校正光瞳成像的颜色轴上像差 的折光部件，从而提高物方远心。在26mmX5. 5mm的像场中获得像方数值孔径NA = 0. 60。 投射物镜1000包括第一消色差组AGl以及第二消色差组AG2，该第一消色差组AGl在光学 上靠近物面的区域中紧随物面，该区域中，主光线高度大于边缘光线高度，该第二消色差组 AG2光学上靠近第一和第二中间像IMIl和IMI2，即，光学上靠近与物面OS光学共轭的另一 场表面。第一消色差组AGl包括由氟化钙制成的双凸正透镜L1-1、在像方上凹的且由LF5 制成的负弯月透镜L1-2、以及由熔融石英制成的双凸正透镜L1-3。由氟化钙制成的双凸正透镜L2-1、相对正透镜L2-1具有凹表面且由LF5制成的正 透镜L2-1以及由氟化钙制成的双凸正透镜L2-3形成消色差组AG2。LF5是相对于氟化钙 和熔融石英两者的相对燧石材料。因此，透镜Ll-I和L1-2可以被描述成形成双透镜，该双透镜有由相对冕材料制成的正透镜L1-1，布置紧邻由相对燧石材料制成的负透镜L1-2，从 而产生光瞳成像的轴上色差的颜色过校正。同样，透镜L1-2和L1-3的组合可以描述为具 有色散和折射率的这样相对关系的双透镜。类似地，第二消色差组AG2可以被描述为包括两对紧邻透镜，其中透镜中的一个 是由相对冕材料制成的正透镜，而另一个透镜是由相对燧石材料制成的负透镜。由此，消色差组AG1、AG2中的每一个有效地减少轴上色差。由于消色差透镜组 AGUAG2靠近投射物镜的场表面定位，效果是减少光瞳成像的轴上色差，其继而减少物方的
远心误差。从图IOB至IOE可以得到有关性能的效应。对于所涉及的汞谱线附近的三个波长， 校正像面中的轴上色差。对于汞谱线中的每一条最小化畸变(图10C)。对于每条谱线，波 前校正显著好于10nm(图10D)。物方远心对于约405nm是理想的且对于 较大波长(436nm) 和较短波长(365nm)中的每一个具有小于约1. 5mrad的绝对值。从与图6E的比较中明显 的是，消色差组AGl和AG2有效地充分减少物方远心误差，从而允许放松照明系统的出口侧 远心的规格。图11至14示出有利用于微光刻的折反射投射物镜的实施例，其中全部透镜由相 同材料制成(所谓一种材料系统)。在该实施例中，熔融石英用于全部透镜。通过平衡投 射物镜的全部折光部件和全部反射部件的贡献实现匹兹伐和的颜色变化的校正，以使全部 折光部件(透镜)的组合匹兹伐和基本为零且全部反射部件(镜)的组合匹兹伐和基本为 零。为了满足关于反射部件的这样的需要，除结合负折射率使用的至少一个凹镜外还提供 凸镜，以校正轴上且横向颜色的较大部分。形成第九实施例的投射物镜1100设计用于主UV辐射(即，至少分开了波长差 Δλ =71nm的工作波带)的折反射投射物镜300的第一实施例，该主UV辐射包括约 365nm(i-线)、约 405nm(h-线)和约 436nm(g-线)的三条汞线。给定 4 1(β = -0. 25) 的缩小成像比例，投射物镜在物方和像方远心，且具有像方数值孔径NA = 0. 5。像场尺寸为 26_X5. 5_。在表IlUlA中给出规格。设计投射物镜1100以例如4 1的缩小比例将布置在平的物面OS (物平面)中 的掩模母版上的图案的像投射到平的像表面IS(像平面)中，同时产生精确的两个实中间 像ΙΜΙ1、ΙΜΙ2。矩形有效物场OF和像场IF为离轴，S卩，整体上在光轴OA外。设计第一折 射物镜部分0Ρ1，将在物面中提供的图案成像为第一中间像ΙΜΙ1。第二、折反射(折射/反 射)物镜部分0Ρ2以接近1 (-1)的放大率将第一中间像IMIl成像为第二中间像ΙΜΙ2。 第三、折反射物镜部分0Ρ3以强的缩小比将第二中间像ΙΜΙ2成像到像面IS上。第一、纯折射物镜部分OPl具有12个熔融石英透镜，该12个熔融石英透镜形成折 射单个腰延迟系统，该延迟系统具有由6个紧连的正透镜构成的第一正透镜组LG1、由三个 紧连的负透镜构成的第二负透镜组、以及由四个紧连透镜构成的正透镜组LG3。第二物镜部分0Ρ2包括位于靠近第二光瞳表面Ρ2的单个第一凹镜CMl。第一平的 折叠镜FMl以关于光轴OA成45°的角度光学上靠近第一中间像IMIl布置，以使第一平的 折叠镜FMl在第一凹镜CMl的方向反射来自物面的辐射。具有以关于第一折叠镜的平的镜 表面成直角所取向的平的镜表面的第二折叠镜FM2在平行于物面的像面的方向上反射来 自第一凹镜CMl的辐射。折叠镜FM1、FM2中的每一个位于最接近中间像的光学附近处。从而在偏转镜FM1、FM2和凹镜CMl之间几何上形成其中辐射以相反方向两次经过的双通过区 域。单个正透镜L2-1布置在几何上靠近折叠镜FM1、FM2的双通过区域中且光学上靠近第 一和第二中间像两者，从而起到正场镜的作用。具有仅一个负弯月透镜L2-2的负组NG布 置在靠近凹镜具有大的边缘光线高度的区域中，且与凹镜共轴，以使辐射以相反方向两次 经过负组。在负组和凹镜之间没有布置光学元件。第三物镜部分0P3是折反射物镜部分，该折反射物镜部分包括第二凹镜CM2、凸镜 CVM和8个熔融石英透镜。第二凹镜CM2在光轴区域中具有中心孔以及面对像表面的反射 表面。凸镜CVM具有面对第二凹镜CM2的凸反射表面且布置在第二凸镜CM2的像方的光轴 上。来自第二中间像IMI2的辐射在通过第二凹镜CM2中的中心孔进入第二凹镜CM2和凸 镜CVM之间的空间之前首先经过负-正双透镜。辐射经过紧邻布置在第二凹镜CM2前且具 有相同曲率意义的大的负弯月透镜L3-3。经负透镜L3-3发散的辐射入射到凸镜CVM上，该 凸镜CVM具有负的光焦度，从而增加朝向负透镜L3-3和第二凹镜CM2引导的反射辐射光束 的发散角。辐射第二次经过负透镜L3-3并入射到凹镜CM2上，该凹镜CM2具有正的光焦度 并产生朝向像面IS引导的会聚辐射。经凹镜CM2反射的辐射第三次经过负透镜L3-3并引 导经过凸镜CVM到透镜L3-4至L3-8和平行平面平板，朝向像面IS。第二凹镜CM2和负透 镜L3-3光学上靠近第三光瞳表面P2布置，从而以基本上相似于第二物镜部分0P2中的负 组NG和凹镜CMl的组合的方式对色差校正作出贡献。由于第二凹镜CM2中的孔，产生中心 光瞳遮拦。凸镜CVM的曲率半径适于第一和第二凹镜CMl、CM2的曲率半径，以使投射物镜中， 弯曲镜的基本曲率的和基本为零。如在本申请中所使用的，术语“基本半径”指的是弯曲镜 顶点(即，光轴OA与由各个反射表面所定义的弯曲表面的交叉点)处的弯曲镜的曲率半 径。弯曲镜的基本曲率的和可能正好为零。然而，根据该规格也可以接受小的偏离。通常， 如果满足如下条件，则该和可以认为是“基本上零 ”I CM · L| <2(9)在一些实施例中，上限可以较小，以使|cM·Ll <1或|cM.Ll <0.5，例如。在等 式(9)中，参数L表示物面OS和像面之间的几何距离(也表示为轨迹长度)，以及Cm = X^.(10)
Mirrors为投射物镜中弯曲镜的基本曲率Ci的和，其中凸基本曲率被记为正而凹基本曲率 记为负。在图IlA的实施例中，Cm-L =0.251。在图IlB和IlC中示出图IlA的第九实施例的一些相关光学特性。图IlB的图示 出颜色焦点偏移，即对于360nm和440nm之间的不同波长，焦平面关于基准像平面的位置。 曲线在基本上分别相应于汞i_、h-和g-线的约380nm、405nm和428nm处表现出三个零交
点ο图IlC示出代表像场曲的颜色变化的图，其中横坐标代表波长λ和纵坐标代表以 瑞利单位RU= λ /NA2为单位的、在于最大像高y’的像场的边缘场点处，匹兹伐表面从平面 基准面的纵向偏离P。可以看到，纵向偏离ρ随波长的变化率dp/d λ在约365nm和约440nm 之间的整个波带上约为0. 0028RU/nm或更小。图12示意示出投射物镜的三个变体，其中的每一个都具有两个凹镜和单个凸镜。
在示意图中，弯曲镜由弯曲线表示，具有总体正折射率的透镜组由具有向外的箭头的双箭头表示，而具有总体负折射率的透镜组由具有向内的箭头的双箭头表示。因此，图 12基本上对应于具有图IlA的第九实施例的总布局的设计(不具有负透镜L3-3)。在根据 图12B的实施例中，第一物镜部分OPl为折反射，第二物镜部分0P2为折反射而第三物镜部 分0P3为折光(C-C-R配置)。第二凹镜CM2和凸镜CVM的组合被引入到第一物镜部分OPl 中，而第三物镜部分基本上为具有一个或多个腰的单腰折射物镜部分，且根据第二中间像 处表现的数值孔径提供像方数值孔径。注意到，在这些实施例中，没有透镜布置在第二凹镜 CM2和凸镜CVM之间。可以在凸镜CVM和凹镜CM2之间提供折光透镜，如实施例1100中所 示。同样，当期望时，可以省略投射物镜1100中的负透镜L3-3。在图12C的变体中，第二凹镜CM2和凸镜CVM的组合被引入到折反射第二物镜部 分中，以使凸镜CVM几何上布置在两个凹镜CM1、CM2之间。在该实施例中，第一物镜部分 OPl和第三物镜部分0P3均是纯折射的(R-C-R配置)。如果期望，可以在CVM和CM2之间 插入折光透镜。投射物镜1300(第十实施例)是具有仅两个中间像、两个凹镜和一个凸镜以及多 个透镜的投射物镜的另一示例，其中全部透镜由相同材料(熔融石英)制成。第一物镜部 分OPl为纯折射。平的第一折叠镜FMl位于第一物镜部分OPl内，以使光学上在第一折叠 镜FMl后产生第一中间像IMI1。可替代地，中间像可以位于第一折叠镜FMl和凹镜CMl之 间。折反射物镜部分0P2包括第二光瞳表面P2处的第一凹镜CMl和直接在第一凹镜CMl 前的负组NG。负场镜L2-1光学上靠近两个中间像布置，正透镜L2-2位于中间区域中。第 三物镜部分0P3为折反射并包括具有朝物方为凹的镜表面的第二凹镜CM2和几何上布置在 第二折叠镜FM2和凹镜CM2之间且面向像面的凸镜CVM。多个透镜光学上布置在凸镜CVM 的下游以朝向像面会聚辐射。设计投射物镜以产生无光瞳遮拦的离轴像场，尽管具有凸镜CVM和凹镜CM2的镜 组被集成到第三物镜部件中。弧形物场OF和像场用来避免渐晕。来自物面的辐射形成第一 中间像IMI1，该第一中间像IMIl通过第二物镜部分0P2再次成像以形成第二中间像IMI2。 第二中间像IMI2在几何上产生在凸镜CVM的外边缘附近且距离该边缘一距离，以使从第二 折叠镜FM2反射的辐射首先被引导到凹镜CM2上。通过将反射涂层施加到透射基底L3-1 的凸的背面，将凹镜CM2形成为Mangin元件。该透射基底L3-1的形状像正的弯月透镜，打 到第二凹镜CM2上并从第二凹镜CM2反射的辐射两次经过该透射基底L3-1。从第二凹镜 CM2反射的辐射入射到凸镜CVM上，凸镜CVM将经过基底L3-1的透镜部分的辐射朝向透镜 组反射，该透镜组几何上布置在凹镜CM2和像面IS之间。凸镜CM2也可以实现为在其上游 具有透镜的单个镜或者无相邻透镜元件的镜。从图13B明显的是，系统为复消色差，允许三条汞线覆盖的波带内在约371nm、约 405nm和约420nm处具有三个公共焦点。像场曲的颜色变化由dp/d λ = 0. 0309RU/nm表 征。图14示出折反射投射物镜的两个变体，该折反射投射物镜利用弧形场(环状场) 以在系统中实现无渐晕且无光瞳遮拦的像场，在该系统中集成有包括凸镜CVM和与该凸镜 共轴的凹镜CM2的镜组。在图14A的实施例中，共轴镜组CM2、CVM被引入到第二物镜部件 中，这类似于图13A的实施例。在图14B的实施例中，包括共轴的凹镜CM2和凸镜CVM的镜组被引入到第一物镜部分OPl中，该第一物镜部分OPl形成第一中间像IMI2。图15示出折反射物镜1500的示例，该折反射物镜1500根据上面给出的教导具有 匹兹伐和的颜色变化的改进校正。当物位于无限远(相应于准直光束从左手侧进入物镜) 时，到右的高NA侧获得数值孔径NA = 0.6。当在显微镜中使用物镜时，被放大的物将位于 像面IS中。从低NA侧到高NA侧，物镜包括产生第一中间像IMIl的第一物镜部件OPlJg 据第一中间像产生第二中间像IMI2的第二反射(纯反射)物镜部件0P2、以及将第二中间 像IMI2重新成像到像面上的第三、折射物镜部分0P3。全部光学元件沿非折叠的直的光 轴(OA)排列(成直线系统)。从物方到像方，第一物镜部分包括朝向像方为凹的第一凹镜 CM1、由直接在凹镜CMl前的单个负弯月透镜形成的负组NG、薄的弯月透镜L1-2、具有面向 第一凹镜CMl的凸反射表面的凸镜CVM、以及朝向第一中间像IMIl会聚辐射的透镜L1-3至 L1-6。第二物镜部分0P2为纯反射(反射的)且包括两个凹镜CM2、CM3，该两个凹镜CM2、 CM3具有面向彼此的非球面反射表面，其中每个凹镜具有光轴上的中心孔以允许辐射进入 并离开凹镜之间所包括的空间。在第三凹镜CM3中的孔或该孔附近形成第一中间像IMI1， 而在第二凹镜CM2的孔或该孔附近形成第二中间像IMI2。纯折射第三物镜部分0P3将源自 第二中间像IMI2的发散辐射朝向像面ISl准直，当物镜从低NA侧到高NA侧传输辐射时。轴上色差的校正主要通过第一物镜部分OPl中在大边缘光线高度区域中提供的 凹镜CMl和负镜NG的组合来支持。由第二物镜部分0P2中的两个凹镜CM2、CM3提供场曲 的过校正的另一贡献。由凹镜提供的场曲的过校正通过具有相反符号的曲率的 凸镜CVM补 偿。像场曲的颜色变化可以由dp/d λ = 0.0003RU/nm表征。下表B总结了对于各个图中的每个设计，ρ关于波长λ的导数dp/cU (以每纳米 瑞利单位(RU)为单位)，以及如上解释的其他有关数据。表 B图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图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本发明各个方面可以在具有不同构造的折反射物镜中实现。例如，可以改变具有 至少一个中间像的折叠折反射投射物镜，该折叠折反射投射物镜具有一个或多个平的折叠 镜，结合以“Schupmarm消色差”方式设计的单个折反射组，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 所公开的。具 有多于一个以“Schupmarm消色差”方式设计的折反射组的折叠设计也可以被改变，基本上 如在WO 2005/040890所公开的。可以改变具有在光瞳附近布置的凹镜和具有如例如EP 1 069 448 Al所示的另一凹镜的无折叠投射物镜(成直线系统)。基本如专利US 6，636，350 或US 6，995，918示出的、部分具有四个或六个凹镜的其他成直线系统可以被改变。在实施 例的上下文中，进行相应调整，原则上可以利用那些系统类型。已经通过示例给出优选实施例的上面描述。从给出的公开内容，本领域的那些技 术人员将不仅理解本发明及其所附优势，还将获得所公开的结构和方法的明显各种变化和 改变。因此，要求保护落入本发明的精神和范围的全部变化和改变，本发明的精神和范围由 所附权利要求和其等价物限定。全部权利要求的内容通过引用作为本说明书的部分。 下表总结了上面所描述的实施例的规格。在各表中，列1指明折射表面或反射表 面的编号或者以一些其他方式区别的表面，列2指明表面的半径r(曲率半径)(以mm为单 位)，列3指明表面和随后表面之间的距离d (也表示作厚度)(以mm为单位)，和列4指明 光学部件的材料。列5指明材料的折射率，和列6指明透镜表面或其他表面的光学自由半 径(radius)或光学自由通光半径(semidiameter)(或透镜高度)(以mm为单位)。半径R =0相应于平的表面。表或各表用与各个图相同的附图标记标示。具有附加标记“A”的表表明相应的非 球面或其他有关数据。非球面表面根据以下规格来计算ρ (h) = [((1/r) h2) / (1+SQRT (1_ (1+K) (1/r) 2h2) )]+Cl * h4+C2 * h6+..在该情况中，半径的倒数(1/r)指明表面曲率以及h指明表面点与光轴之间的距 离(即，光线高度)。因此，p(h)指明所谓下弯部分，也即ζ方向(光轴的方向)表面点与 表面顶点之间的距离。常数K是圆锥常数，以及参数Cl、C2为非球面常数。在下面的句子中还公开了本发明的优选特征。1、一种折反射物镜，包括沿光轴布置的多个光学元件，以在像方数值孔径NA，利用来自中心波长λ附近的 波带的电磁辐射，将来自物镜的物面中的物场的图案成像到物镜的像面区域中的像场，所 述光学元件包括一凹镜；和多个透镜；其中所述投射物镜在对于波带的各个波长λ的各自的匹兹伐表面中形成图案的 像，对于不同波长，所述匹兹伐表面彼此偏离；其中在给定波长、在像场的边缘场点(最大像高y’)处、在像面区域中平行于光轴 测量的、匹兹伐表面从平面基准面的纵向偏离P根据dp/cU < (0.2 λ/NA2Vnm随波长λ 变化。
2、如句子1所述的物镜，其中，对于波带中的各个波长，所述物镜将对于给定波长 的匹兹伐表面在于最大像高r的像场的边缘场点处从平面基准面的纵向偏离ρ减少到小 于 λ/ΝΑ2。3、如句子1所述的物镜，其中，所述像场具有由大于3mm的最大像场高y’定义的 像场尺寸。4、如句子3所述的物镜，其中，所述最大像场高y’为IOmm或更大。5、如句子1所述的物镜，其中，所述物镜具有像方数值孔径NA > 0. 2。6、如句子5所述的物镜，其中，所述物镜具有像方数值孔径NA ^ 0. 6。7、如句子5所述的物镜，其中，当在工作期间物镜的出口表面和像面之间的像方 工作空间填充气体时，所述物镜是配置为产生像方数值孔径NA < 1的干式物镜。
8、如句子1所述的物镜，其中，当在工作期间结合该物镜的出口表面和像面之间 的像方工作空间中的浸没液体使用时，所述物镜是配置为具有像方数值孔径NA ^ 1的浸没 物镜。9、如句子1所述的物镜，其中，所述中心波长λ大于300nm且dp/d λ < (0. 2 λ /
NA2) /nm。10、如句子1所述的物镜，其中，在波带的第一波长X1CX，所述投射物镜在第一 匹兹伐表面中形成图案的第一像，以及在第二波长λ2> λ，所述投射物镜在第二匹兹伐表 面中形成图案的第二像，该第二波长与所述第一波长有波长差Δ λ = X2-X1，其 中Δ λ是 2nm或更大。11、如句子1所述的物镜，其中，所述凹镜布置在物镜的光瞳表面中或光学上靠近 该光瞳表面，以及包括至少一个负透镜的负组在双通过区域中在凹镜的反射侧布置在凹镜 的前面，使得辐射以相反方向至少两次经过该负组。12、如句子1所述的物镜，其中，所述多个透镜包括由具有定义中间阿贝数的不同 阿贝数的不同材料制成的透镜，其中所述多个透镜中的至少一个是由具有等于或大于中间 阿贝数的第一阿贝数的第一材料制成的第一透镜，以及所述多个透镜中的至少一个是由具 有小于中间阿贝数的阿贝数的第二材料制成。13、如句子12所述的物镜，其中，全部透镜中多于50%的透镜是由第一材料制成 而少于50%的透镜是由第二材料制成。14、如句子13所述的物镜，其中，全部透镜中少于30%的透镜是由第二材料制成。15、如句子12所述的物镜，其中，全部透镜中多于50%的透镜是由第二材料制成 而少于50%的透镜是由第一材料制成。16、如句子12所述的物镜，其中，由第二材料制成的至少一个第二透镜是负透镜。17、如句子16所述的物镜，其中，所述负透镜是双凹负透镜。18、如句子16所述的物镜，其中，所述负透镜的光学自由直径基本小于直接相邻 该负透镜的至少一个透镜的光学自由直径。19、如句子16所述的物镜，其中，所述负透镜的光学自由直径小于物镜的最大透 镜的光学自由直径的80%。20、如句子19所述的物镜，其中，所述负透镜的光学自由直径小于物镜的最大透 镜的光学自由直径的50%。
21、如句子16所述的物镜，其中，所述负透镜布置在两个相邻透镜之间，所述两个相邻透镜中的每一个都具有基本大于所述负透镜的光学自由直径的光学自由直径。22、如句子16所述的物镜，其中，所述物镜包括至少一个腰区域，在该腰区域中， 经过所述物镜的辐射光束的光束直径有局部最小值，并且其中所述负透镜布置在该腰区域 中。23、如句子16所述的物镜，其中，所述负透镜布置在所述物镜的场表面附近。24、如句子23所述的物镜，其中，所述场表面是所述物面。25、如句子23所述的物镜，其中，所述场表面是所述像面。26、如句子23所述的物镜，其中，所述物镜具有至少一个中间像并且所述负透镜 布置在该中间像附近。27、如句子16所述的物镜，其中，所述物镜包括由第二材料制成的至少两个负透
^Mi ο28、如句子1所述的物镜，其中，全部透镜中多于50%的透镜由熔融石英(SiO2)制 成。29、如句子12所述的物镜，其中，所述第一材料是熔融石英(SiO2)。30、如句子1所述的物镜，其中，所述多个透镜包括由具有三个基本不同阿贝数的 至少三种不同材料制成的透镜。31、如句子1所述的物镜，其中，所述多个透镜包括由具有四个基本不同阿贝数的 至少四种不同材料制成的透镜。32、如句子1所述的物镜，其中，所述多个透镜包括由具有五个基本不同阿贝数的 至少五种不同材料制成的透镜。34、如句子1所述的物镜，其中，所述多个透镜包括由具有至少两个不同阿贝数的 至少两种不同材料制成的透镜。35、如句子12所述的物镜，其中，所述光学元件包括双透镜，该双透镜由第一透镜 和直接相邻该第一透镜的第二透镜组成，其中所述第一透镜是由第一材料制成的正透镜而 所述第二透镜是由第二材料制成的负透镜。36、如句子35所述的物镜，其中，所述双透镜布置在光学上邻近所述投射物镜的 场表面的区域中，该区域中，主光线高度至少是物镜中最大主光线高度的50%。37、如句子36所述的物镜，其中，所述场表面是物面。38、如句子36所述的物镜，其中，所述场表面是像面。39、如句子36所述的物镜，其中，布置所述光学元件，以在所述物面和像面之间的 中间像面中形成至少一个中间像，且其中所述场面是中间像面。40、如句子35所述的物镜，其中，所述双透镜布置在双通过区域中，使得辐射以相 反方向至少两次经过所述双透镜。41、如句子35所述的物镜，其中，由第一材料制成的正透镜在相对所述双透镜的 第一透镜的一侧上直接相邻所述双透镜的第二透镜布置。42、如句子1所述的物镜，其中，除所述至少一个凹镜外，所述物镜还包括至少一 个凸镜。43、如句子42所述的物镜，其中，所述多个透镜中的至少90%的透镜或所述多个透镜中的全部透镜都是由实质上具有相同阿贝数的一种或多种材料制成。44、如句子42所述的物镜，其中，所述多个透镜中的全部透镜都由相同材料制成。45、如句子44所述的物镜，其中，所述相同材料是熔融石英(SiO2)。46、如句子42所述的物镜，其中，所述多个透镜中的全部透镜的匹兹伐和基本上 为0，并且其中全部凹镜和凸镜的匹兹伐和基本上为0。47、如句子42所述的物镜，其中，所述物镜在所述物面和所述像面之间具有几何 距离L，所述凹镜和所述凸镜中的每一个都具有基本曲率Ci，并且其中全部弯曲镜的基本曲
率的和Qi = ΣA满足条件|cM · Ll < 2 Mirrors48、如句子1所述的物镜，其中，布置所述光学元件，以在所述物面和像面之间的 中间像面中形成至少一个中间像。49、如句子48所述的物镜，其中，所述中间像具有大量的色差，并且其中至少一个 透镜布置在光学上邻近所述中间像的区域中。50、如句子49所述的物镜，其中，邻近所述中间像布置的透镜布置在其中成像的 边缘光线高度(MRH)小于主光线高度(CRH)的区域中。51、如句子1所述的物镜，其中，布置所述光学元件，以在所述物面和所述像面之 间形成仅两个中间像。52、如句子1所述的物镜，其中，所述物镜包括第一物镜部分，配置为将所述图案成像为第一中间像；第二物镜部分，配置为将所述第一中间像成像为第二中间像；以及第三物镜部分，配置为将所述第二中间像成像到所述像平面。53、如句子52所述的物镜，其中，所述第二物镜部分包括所述至少一个凹镜。54、如句子52所述的物镜，其中，所述第一物镜部分是折射物镜部分。55、如句子52所述的物镜，其中，所述第三物镜部分是折射物镜部分。56、如句子52所述的物镜，进一步包括第一偏转镜，被布置以将来自所述物面的辐射偏转向所述凹镜或者将来自所述凹 镜的辐射偏转向所述像面，从而在所述第一偏转镜和所述凹镜之间几何上形成双通过区 域。57、如句子56所述的物镜，进一步包括第二偏转镜，被布置以将来自所述第一偏转镜的辐射偏转向所述像面，从而所述 像面平行于所述物面。58、如句子52所述的物镜，其中，配置为将所述第一中间像成像为所述第二中间像 的所述第二物镜部分具有第二放大率β 2，该第二放大率β 2依照条件0.8 < β2| ^Ll059、如句子52所述的物镜，其中，配置为将所述图案成像为第一中间像的所述第 一物镜部分包括具有交替的折射率的连续透镜组序列，包括具有正折射率的第一透镜组、 紧随所述第一透镜组的具有负折射率的第二透镜组、紧随所述第二透镜组的具有正折射率 的第三透镜组、紧随所述第三透镜组的具有负折射率的第四透镜组和紧随所述第四透镜组 的具有正折射率的第五透镜组，使得在经过所述第一物镜部分的辐射的光束直径具有局部 最小值的位置，产生至少两个分开的腰区域。
60、如句子52所述的物镜，其中，仅存在一个凹镜。61、如句子52所述的物镜，其中，所述物镜具有对于所述物镜的全部光学元件所 共有的直的、非折叠光轴。62、如句子52所述的物镜，其中，布置在光瞳表面或该光瞳表面附近的凹镜在反 射区域中包括透射部分，使得产生光瞳遮拦(obscuration)。63、如句子52所述的物镜，其中，凸镜布置在所述第一物镜部分中。64、如句子52所述的物镜，其中，凸镜布置在所述第二物镜部分中。
65、如句子52所述的物镜，其中，凸镜布置在所述第三物镜部分中。66、如句子1所述的物镜，其中，所述物镜是包括至少一个偏转镜的折叠物镜，并 且在工作期间，所述物镜将弓形有效物场成像到所述像面。67、如句子1所述的物镜，其中，所述物镜是包括至少一个偏转镜的折叠物镜，并 且布置在光瞳表面或该光瞳表面附近的所述凹镜在反射区域中包括透射部分，以产生光瞳 遮拦。68、一种折反射物镜，包括沿光轴布置的多个光学元件，以像方数值孔径NA，利用来自中心波长λ附近的波 带的电磁辐射，将来自所述物镜的物面中的物场的图案成像到所述物镜的像面区域中的像 场，所述光学元件包括一凹镜；和多个透镜；其中所述物镜在所述波带的第一波长λ工< λ，在第一匹兹伐表面中形成所述图 案的第一像，而在第二波长λ2> λ，在第二匹兹伐表面中形成所述图案的第二像，该第二 波长与该第一波长有大于5nm的波长差Δ λ = λ 2-λ i ；其中对于所述像场中的全部场点而言，在像面区域中沿平行于光轴测量的、所述 第一匹兹伐表面与所述第二匹兹伐表面之间的纵向匹兹伐表面偏离APS小于λ/ΝΑ2。69、一种折反射物镜，包括沿光轴布置的多个光学元件，以像方数值孔径ΝΑ，利用来自中心波长λ附近的波 带的电磁辐射，将来自该物镜的物面中的物场的图案成像到该物镜的像面区域中的像场， 所述光学元件包括一凹镜；和多个透镜；其中对于波带的各个波长λ，所述投射物镜在各自的匹兹伐表面中形成所述图案 的像，对于不同波长，所述匹兹伐表面彼此偏离；其中所述多个透镜包括由实质上具有不同阿贝数的不同材料制成的透镜；以及其中在给定波长，在像面区域中平行于光轴测量的、在像场的边缘场点(最 大像高y’)处、匹兹伐表面从平面基准面的纵向偏离P根据dp/cU < (7. 7 λ/NA2Vnm随 波长λ变化。70、一种折反射物镜，包括沿光轴布置的多个光学元件，以像方数值孔径ΝΑ，利用来自中心波长λ < 300nm 附近的波带的电磁辐射，将来自物镜的物面中的物场的图案成像到物镜的像面区域中的像场，所述光学元件包括一凹镜；和多个透镜；其中对于波带的各个波长λ，所述投射物镜在各自的匹兹伐表面中形成所述图案 的像，对于不同波长，所述匹兹伐表面彼此偏离；其中所述多个透镜包括由实质上具有不同阿贝数的不同材料制成的透镜；以及其中在给定波长，在像面区域中平行于光轴测量的、在像场的边缘场点(最 大像高y’)处、匹兹伐表面从平面基准面的纵向偏离P根据dp/cU < (15 λ/NA2Vnm随波 长λ变化。 71、一种投射曝光设备，配置为利用布置在投射物镜的物面区域中的掩模的图案 的至少一个像，曝光布置在所述投射物镜的像面区域中的辐射敏感基底，包括辐射源，发射来自中心工作波长λ附近的波带的紫外辐射；照明系统，从所述辐射源接收辐射并整形引导到掩模的图案上的照明辐射；以及如句子1所述的投射物镜。72、如句子71所述的投射曝光设备，其中，λ > 300nm，并且所述波带包括第一波 长λ工< λ和第二波长λ 2 > λ，该第二波长与该第一波长有大于Inm的波长差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非球面常数面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
12-92,8265301,09856545,81363,69972524,305861SILUV 1,469595 1,474477 1,46670543,614268,33462531，93367540,315-78,5534400,00,0200SILUV 1,469595 1,474477 1,46670531,116-124,44923210,19489929,817-67,92909913，230878UFl1，569035 1，579164 1，563301 27，018-71，9765831，00305926，71952，06328715，522656UFl1，569035 1，579164 1，563301 23，220-2603,3600086,69421619,521-52,9117439,999313UFl1,569035 1,579164 1,563301 16,922141,86086311,12009815,623-23,98096218,719479UFl1,569035 1,579164 1,563301 16,224-32，8505920，99800422，42549,47120329,076524SILUV 1,469595 1,474477 1,46670524,626-73，7929211，01239122，827-374,09100210，030736SILUV 1，469595 1，474477 1，46670521，528-133，6619997，97212919，629-155,77911711,461812SILUV 1,469595 1,474477 1,46670517,530-54,1347682,49003616,1310,0000000,000000SILUV 1,469595 1,474477 1,46670514,1320,00000020,00000014,133282,10800840,67656510,334-390,92222220,000015SILUV 1，469595 1，474477 1，46670522，335-280,97787042,92271427,036-211,4576245,775018SILUV 1,469595 1,474477 1,46670540,1370，0000005，775018SILUV 1，469595 1，474477 1，46670542,738211,45762442,92271445,539280,97787020,000015SILUV 1，469595 1，474477 1，46670572，440390,92222240,67656576,741-282,108008-40,676565WFL86,742390,922222-20,000015SILUV 1，469595 1，474477 1.46670584,243280,977870-42,92271483,944211,457624-5,775018SILUV 1,469595 1,474477 1,46670575,8
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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非球面常数面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非球面常数面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
权利要求
一种折反射物镜，包括沿光轴布置的多个光学元件，以在像方数值孔径NA，利用来自中心波长λ附近的波带的电磁辐射，将来自物镜的物面中的物场的图案成像到物镜的像面区域中的像场，所述光学元件包括一凹镜；和多个透镜，包括由具有定义中间阿贝数的不同阿贝数的不同材料制成的透镜，其中所述多个透镜中的至少一个是由具有等于或大于中间阿贝数的第一阿贝数的第一材料制成的第一透镜，以及所述多个透镜中的至少一个是由具有小于中间阿贝数的阿贝数的第二材料制成，以使所述投射物镜在对于波带的各个波长λ的各自的匹兹伐表面中形成图案的像，对于不同波长，所述匹兹伐表面彼此偏离；其中在给定波长、在像场的边缘场点(最大像高y’)处、在像面区域中平行于光轴测量的、匹兹伐表面从平面基准面的纵向偏离p根据dp/dλ＜(0.2λ/NA2)/nm随波长λ变化。
2.如权利要求1所述的物镜，其中，全部透镜中多于50%的透镜是由第一材料制成而 少于50%的透镜是由第二材料制成。
3.如权利要求1或2所述的物镜，其中，全部透镜中少于30%的透镜是由第二材料制成。
4.如权利要求1所述的物镜，其中，全部透镜中多于50%的透镜是由第二材料制成而 少于50%的透镜是由第一材料制成。
5.如前述权利要求的任一所述的物镜，其中，由第二材料制成的至少一个第二透镜是 负透镜。
6.如权利要去5所述的物镜，其中，所述负透镜是双凹负透镜。
7.如权利要求5或6所述的物镜，其中，所述负透镜的光学自由直径基本小于直接相邻 该负透镜的至少一个透镜的光学自由直径。
8.如权利要求5、6或7所述的物镜，其中，所述负透镜的光学自由直径小于物镜的最大 透镜的光学自由直径的80%。
9.如权利要求8所述的物镜，其中，所述负透镜的光学自由直径小于物镜的最大透镜 的光学自由直径的50%。
10.如权利要求5至9的任一所述的物镜，其中，所述负透镜布置在两个相邻透镜之间， 所述两个相邻透镜中的每一个都具有基本大于所述负透镜的光学自由直径的光学自由直 径。
11.如权利要求5至10的任一所述的物镜，其中，所述物镜包括至少一个腰区域，在该 腰区域中，经过所述物镜的辐射光束的光束直径有局部最小值，并且其中所述负透镜布置 在该腰区域中。
12.如权利要求5至10的任一所述的物镜，其中，所述负透镜布置在所述物镜的场表面 附近。
13.如权利要求12所述的物镜，其中，所述场表面是所述物面。
14.如权利要求12所述的物镜，其中，所述场表面是所述像面。
15.如权利要求12所述的物镜，其中，所述物镜具有至少一个中间像并且所述负透镜布置在该中间像附近。
16.如前述权利要求的任一所述的物镜，其中，所述物镜包括由第二材料的至少两个负透镜。
17.如前述权利要求的任一所述的物镜，其中，全部透镜中多于50%的透镜由熔融石 英(SiO2)制成。
18.如前述权利要求的任一所述的物镜，其中，所述第一材料是熔融石英(SiO2)。
19.如前述权利要求的任一所述的物镜，其中，所述多个透镜包括由具有三个基本不同 阿贝数的至少三种不同材料制成的透镜。
20.如前述权利要求的任一所述的物镜，其中，所述多个透镜包括由具有四个基本不同 阿贝数的至少四种不同材料制成的透镜。
21.如前述权利要求的任一所述的物镜，其中，所述多个透镜包括由具有五个基本不同 阿贝数的至少五种不同材料制成的透镜。
22.如前述权利要求的任一所述的物镜，其中，所述多个透镜包括由具有至少两个不同 阿贝数的至少两种不同材料制成的透镜，其中至少一种材料不是氟化钙并且不是熔融石英 (SiO2)。
23.如前述权利要求的任一所述的物镜，其中，所述光学元件包括双透镜，该双透镜由 第一透镜和直接相邻该第一透镜的第二透镜组成，其中所述第一透镜是由第一材料制成的 正透镜而所述第二透镜是由第二材料制成的负透镜。
24.如权利要求23所述的物镜，其中，所述双透镜布置在光学上邻近所述投射物镜的 场表面的区域中，该区域中，主光线高度至少是物镜中最大主光线高度的50%。
25.如权利要求24所述的物镜，其中，所述场表面是物面。
26.如权利要求24所述的物镜，其中，所述场表面是像面。
27.如权利要求24所述的物镜，其中，布置所述光学元件，以在所述物面和像面之间的 中间像面中形成至少一个中间像，且其中所述场面是中间像面。
28.如权利要求23所述的物镜，其中，所述双透镜布置在双通过区域中，以使辐射以相 反方向至少两次经过所述双透镜。
29.如权利要求23至28的任一所述的物镜，其中，由第一材料制成的正透镜在所述双 透镜的第一透镜的相对侧上直接相邻所述双透镜的第二透镜布置。
30.如前述权利要求的任一所述的物镜，其中，所述凹镜布置在物镜的光瞳表面中或靠 近该光瞳表面，以及包括至少一个负透镜的负组在双通过区域中在凹镜的反射侧布置在凹 镜的前面，以使辐射以相反方向至少两次经过该负组。
31.如前述权利要求的任一所述的物镜，其中，对于波带中的各个波长，所述物镜将对 于给定波长的匹兹伐表面在最大像高r的、在像场的边缘场点处从平面基准面的纵向偏离 P减少到小于λ/NA20
32.如前述权利要求的任一所述的物镜，其中，所述像场具有由大于3mm的最大像场高 r定义的像场尺寸。
33.如权利要求32所述的物镜，其中，所述最大像场高y’为IOmm或更大。
34.如前述权利要求的任一所述的物镜，其中，所述物镜具有像方数值孔径NA> 0. 2。
35.如权利要求34所述的物镜，其中，所述物镜具有像方数值孔径NA^ 0. 6。
36.如权利要求34或35所述的物镜，其中，当在工作期间物镜的出口表面和像面之间 的像方工作空间填充气体时，所述物镜是配置为产生像方数值孔径NA < 1的干式物镜。
37.如前述权利要求的任一所述的物镜，其中，当在工作期间结合该物镜的出口表面 和像面之间的像方工作空间中的浸没液体使用时，所述物镜是配置为具有像方数值孔径 NA彡1的浸没物镜。
38.如前述权利要求的任一所述的物镜，其中，所述中心波长λ大于300nm且dp/dλ < (O. 2 λ/NA2)/nm。
39.如前述权利要求的任一所述的物镜，其中，在波带的第一波长X1< λ，所述投射 物镜在第一匹兹伐表面中形成图案的第一像，以及在第二波长λ2> λ，所述投射物镜在第 二匹兹伐表面中形成图案的第二像，该第二波长与所述第一波长有波长差Δ λ = λ2-λ” 其中Δ λ是2nm或更大。
40.如前述权利要求的任一所述的物镜，其中，布置所述光学元件，以在所述物面和像 面之间的中间像面中形成至少一个中间像。
41.如权利要求40所述的物镜，其中，所述中间像具有大量的色差，并且其中至少一个 透镜布置在光学上邻近所述中间像的区域中。
42.如权利要求41所述的物镜，其中，邻近所述中间像布置的透镜布置在其中成像的 边缘光线高度(MRH)小于主光线高度(CRH)的区域中。
43.如前述权利要求的任一所述的物镜，其中，布置所述光学元件，以在所述物面和所 述像面之间形成仅两个中间像。
44.如前述权利要求的任一所述的物镜，其中，所述物镜包括第一物镜部分，配置为将所述图案成像为第一中间像；第二物镜部分，配置为将所述第一中间像成像为第二中间像；以及第三物镜部分，配置为将所述第二中间像成像到所述像平面。
45.如权利要求44所述的物镜，其中，所述第二物镜部分包括所述至少一个凹镜。
46.如权利要求44或45所述的物镜，其中，所述第一物镜部分是折射物镜部分。
47.如权利要求44至46的任一所述的物镜，其中，所述第三物镜部分是折射物镜部分。
48.如权利要求44至47的任一所述的物镜，进一步包括第一偏转镜，被布置以将来自所述物面的辐射偏转向所述凹镜或者将来自所述凹镜的 辐射偏转向所述像面，从而在所述第一偏转镜和所述凹镜之间几何上形成双通过区域。
49.如权利要求48所述的物镜，进一步包括第二偏转镜，被布置以将来自所述第一偏转镜的辐射偏转向所述像面，从而所述像面 平行于所述物面。
50.如权利要求44至49的任一所述的物镜，其中，配置为将所述第一中间像成像为 所述第二中间像的所述第二物镜部分具有第二放大率β2，该第二放大率日2依照条件 0. 8 ^ I β2| ^ 1. 1。
51.如权利要求44至50的任一所述的物镜，其中，配置为将所述图案成像为第一中间 像的所述第一物镜部分包括具有交替的折射率的连续透镜组序列，包括具有正折射率的 第一透镜组、紧随所述第一透镜组的具有负折射率的第二透镜组、紧随所述第二透镜组的 具有正折射率的第三透镜组、紧随所述第三透镜组的具有负折射率的第四透镜组和紧随所述第四透镜组的具有正折射率的第五透镜组，以使产生至少两个分开的腰区域，在腰区域 经过所述第一物镜部分的辐射的光束直径具有局部最小值。
52.如权利要求44至51的任一所述的物镜，其中，仅存在一个凹镜。
53.如权利要求44至47的任一所述的物镜，其中，所述物镜具有对于所述物镜的全部 光学元件所共有的直的、非折叠光轴。
54.如权利要求53所述的物镜，其中，布置在光瞳表面或该光瞳表面附近的凹镜在反 射区域中包括透射部分，以使产生光瞳遮拦。
55.一种折反射物镜，包括沿光轴布置的多个光学元件，以像方数值孔径NA，利用来自中心波长λ附近的波带的 电磁辐射，将来自所述物镜的物面中的物场的图案成像到所述物镜的像面区域中的像场， 所述光学元件包括一凹镜；和多个透镜；以及除所述凹镜外的至少一个凸镜，以使对于波带的每个λ，所述投射物镜在各自的匹兹 伐表面中形成所述图案的像，对于不同波长，所述匹兹伐表面彼此偏离；其中在给定波长，在像面区域中平行于光轴测量的、在像场的边缘场点(最大像高y’) 处、匹兹伐表面从平面基准面的纵向偏离P根据dp/cU < (0.2 λ/NA2Vnm随波长λ变化。
56.如权利要求55所述的物镜，其中，所述多个透镜中的至少90%的透镜或所述多个 透镜中的全部透镜都是由实质上具有相同阿贝数的一种或多种材料制成。
57.如权利要求55或56所述的物镜，其中，所述多个透镜中的全部透镜都由相同材料 制成。
58.如权利要求57所述的物镜，其中，所述相同材料是熔融石英(SiO2)。
59.如权利要求55至58的任一所述的物镜，其中，所述多个透镜中的全部透镜的匹兹 伐和基本上为0，并且其中全部凸镜和凹镜的匹兹伐和基本上为0。
60.如权利要求55至59的任一所述的物镜，其中，所述物镜在所述物面和所述像面之 间具有几何距离L，所述凹镜和所述凸镜中的每一个都具有基本曲率Ci，并且其中全部弯曲镜的基本曲率的和c^ = Σ^,满足条件|cM · Ll < 2。Mirrors
61.如权利要求55至60的任一所述的物镜，其中，所述物镜包括第一物镜部分，配置为将所述图案成像为第一中间像；第二物镜部分，配置为将所述第一中间像成像为第二中间像；以及第三物镜部分，配置为将所述第二中间像成像到所述像平面。
62.如权利要求61所述的物镜，其中，凸镜布置在所述第一物镜部分中。
63.如权利要求61所述的物镜，其中，凸镜布置在所述第二物镜部分中。
64.如权利要求61所述的物镜，其中，凸镜布置在所述第三物镜部分中。
65.如权利要求55至64的任一所述的物镜，其中，所述物镜是包括至少一个偏转镜的 折叠物镜，并且其中在工作期间，所述物镜将弓形有效物场成像到所述像面。
66.如权利要求55至64的任一所述的物镜，其中，所述物镜是包括至少一个偏转镜的 折叠物镜，并且其中布置在光瞳表面或该光瞳表面附近的所述凹镜在反射区域中包括透射部分，以产生光瞳遮拦。
67.投射曝光设备，配置为利用布置在投射物镜的物面区域中的掩模的图案的至少一 个像，曝光布置在所述投射物镜的像面区域中的辐射敏感基底，包括辐射源，发射来自中心工作波长λ附近的波带的紫外辐射；照明系统，从所述辐射源接收辐射并整形引导到掩模的图案上的照明辐射；以及如前述权利要求的任一所述的投射物镜。
68.如权利要求67所述的投射曝光设备，其中，λ> 300nm，并且所述波带包括第一波 长λ工< λ和第二波长λ 2 > λ，该第二波长与该第一波长有大于Inm的波长差Δ λ = λ 2-λ 10
全文摘要
折反射物镜包括沿光轴布置的多个光学元件，用以像方数值孔径NA，利用来自中心波长λ附近的波带的电磁辐射，将来自物镜的物面中的物场的图案成像到物镜的像面区域中的像场。光学元件包括凹镜和多个透镜。投射物镜对于波带的各个波长λ在各自的匹兹伐表面中形成图案的像，匹兹伐表面对于不同波长彼此偏离。在实施例中，在给定波长，在像面区域中平行于光轴测量的、在像场的边缘场点(在最大像高y′)处的、匹兹伐表面从平面基准面的纵向偏离p根据dp/dλ＜(0.2λ/NA2)/nm而随波长λ变化。
文档编号G03F7/20GK101849205SQ200880114710
公开日2010年9月29日 申请日期2008年9月1日 优先权日2007年9月5日
发明者亚历山大·埃普尔 申请人:卡尔蔡司Smt股份公司