DE102005056721A1 - Projection exposure objective e.g., for lithography systems, has central obscuration and forms intermediate images between mirrors - Google Patents

Abstract

A projection objective for imaging an object, has a mirror unit (TS2,TS3;K) which is designed so that within the mirror unit, especially between two opposite facing mirrors (S1,S2), at least one intermediate image (ZB2) is generated. The mirror unit comprises two concave mirrors with their concave surfaces pointing towards one another.

Description

Translated fromGerman

Dievorliegende Erfindung betrifft ein Projektionsobjektiv nach demOberbegriff des Anspruchs 1.TheThe present invention relates to a projection lens afterPreamble of claim 1.

Projektionsobjektivezur Abbildung von Strukturen sind in Lithographiesystemen seit längerem bekannt.Beispielsweise beschreiben dieUS 6,600,608 B1 undUS 6,757,051 B2 derartigeObjektive. In derUS6,600,608 B1 wird ein katadioptrisches obskuriertes Systemmit zwei Zwischenbildern und zwei Negativlinsen zwischen den Spiegelngezeigt, wobei die Negativlinsen in etwa denselben freien Durchmesserwie die Hohlspiegel aufweisen. Eine schematische Darstellung einesentsprechenden Objektivs ist in8 gezeigt.Zwischen den beiden katadioptrischen Subkomponenten des Teilsystems TS2liegt ein im Wesentlichen kollimierter Strahl vor. Vor dem katadioptrischenTeil ist ein verkleinerndes Relaysystem TS1 angeordnet, welchesdas Retikel in ein Zwischenbild ZB1 am Eintritt des katadioptrischenSystems TS2 abbildet. Dem katadioptrischen Teilsystem TS2 nachfolgendist eine erneut verkleinernde Hauptfokusgruppe TS3 angeordnet, welche dasZwischenbild ZB2 auf den Wafer abbildet.Projection objectives for imaging structures have long been known in lithography systems. For example, describe the US 6,600,608 B1 and US 6,757,051 B2 such lenses. In the US 6,600,608 B1 For example, a catadioptric obscured system with two intermediate images and two negative lenses between the mirrors is shown, the negative lenses having approximately the same free diameter as the concave mirrors. A schematic representation of a corresponding objective is shown in FIG 8th shown. Between the two catadioptric subcomponents of subsystem TS2, there is a substantially collimated beam. In front of the catadioptric part, a reducing relay system TS1 is arranged, which images the reticle into an intermediate image ZB1 at the entrance of the catadioptric system TS2. Subsequent to the catadioptric subsystem TS2, a again decreasing main focus group TS3 is arranged, which images the intermediate image ZB2 onto the wafer.

Daszweite Teilsystem TS2 beinhaltet zwei Spiegel die zueinander konkavsind. Vor den Spiegeln und in unmittelbarer Nähe können auch refraktive Linsengruppennegativer Brechkraft eingeordnet werden. Zusammen mit den Spiegelnbilden diese die katadioptrischen Gruppen KG1 und KG2, wie in8 dargestellt. Diese dienenhauptsächlichzur Korrektur des Farblängsfehlersund der Bildfeldkrümmung.The second subsystem TS2 includes two mirrors which are concave to each other. Refractive lens groups of negative refractive power can also be arranged in front of the mirrors and in the immediate vicinity. Together with the mirrors they form the catadioptric groups KG1 and KG2, as in 8th shown. These are mainly used to correct the longitudinal chromatic aberration and field curvature.

DieZwischenbilder sind so positioniert, dass sie einerseits in derNähe desScheitels eines der Spiegel stehen, um die Obskuration klein zuhalten, andererseits stehen sie nahezu in den Brennpunkten der danachbeziehungsweise davor liegenden katadioptrischen Gruppen KG1 undKG2.TheIntermediate images are positioned so that they are in the one handNear theApex of one of the mirrors stand to small the obscurationon the other hand, they are almost in the focal points of the afterwardsor in front lying catadioptric groups KG1 andKG2.

DasTeilsystem TS2 ist quasi symmetrisch aufgebaut mit allen darausbekannten Vorteilen.TheSubsystem TS2 is constructed symmetrically with all of themknown advantages.

DieserObjektivtyp eignet sich vor allem zur chromatischen Korrektur, dieim Wesentlichen durch die jeweils zweimal in Pupillennähe durchtretenen Negativlinsender katadioptrischen Gruppe erreicht wird.ThisLens type is especially suitable for chromatic correction, theessentially by the negative lenses passing twice near the pupil eachthe catadioptric group is reached.

DiePetzvalkorrektur dieses Objektivs wird vornehmlich durch die Hohlspiegelund die Negativlinsen des katadioptrischen Teilsystems TS2 bereit gestellt.ThePetzvalkorrektur this lens is mainly through the concave mirrorand the negative lenses of the catadioptric subsystem TS2 provided.

DerNachteil dieser Objektive besteht darin, dass die Obskuration nurbei großenAperturen der Zwischenbilder klein gehalten werden kann. Dies bedingtwiederum sehr große,materialintensive Negativlinsen zwischen den Spiegeln.Of theDisadvantage of these lenses is that the obscuration onlyat bigApertures of the intermediate images can be kept small. This conditionallyagain very big,material-intensive negative lenses between the mirrors.

Ineinem weiteren AusführungsbeispielderUS 6,600,608 B1 (4 der Schrift) wird ein System dargestellt,welches in der Spiegeleinheit TS2 keine Negativlinsen zeigt. Zwischenden beiden Spiegeln befindet sich ein im Wesentlichen kollimierterStrahlengang.In a further embodiment of the US 6,600,608 B1 ( 4 the font), a system is shown, which does not show any negative lenses in the mirror unit TS2. Between the two mirrors is a substantially collimated beam path.

AuchdieUS 6,169,627 B1 undUS 6,631,036 B2 zeigenobskurierte Systeme, bei denen sich zwischen den Spiegeln keineLinsen befinden. Dementsprechend kann mit diesem System nicht achromatisiertwerden. Die Petzvalkorrektur wird im Wesentlichen von den kleinenNegativlinsen geleistet, die am Ende des vorderen bzw. zu Beginndes hinteren refraktiven Teils stehen. Die Spiegel selber sind sehr flachund liefern damit relativ wenig Petzvalkorrektur.Also the US 6,169,627 B1 and US 6,631,036 B2 show obscured systems where there are no lenses between the mirrors. Accordingly, this system can not be achromatized. The Petzvalkorrektur is essentially done by the small negative lenses, which are at the end of the front or at the beginning of the rear refractive part. The mirrors themselves are very flat and thus provide relatively little Petzvalkorrektur.

Nachteiligist hierbei, dass füreine akzeptable Obskuration sehr große Spiegeldurchmesser und einegroßeBaulängedes Objektivs erforderlich sind.adverselyhere is that foran acceptable obscuration very large mirror diameter and onesizeoverall lengthof the lens are required.

Esist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Nachteile ausdem Stand der Technik zu vermeiden und ein Projektionsobjektiv bereitzu stellen, welches eine geringe Obskuration bei kompakter Bauweisedes Objektivs ermöglicht.Itis therefore an object of the present invention, the disadvantagesTo avoid the prior art and a projection lens readyto provide, which is a small Obskuration in a compact designof the lens.

DieseAufgabe wird gelöstmit einem Projektionsobjektiv mit den Merkmalen des Anspruchs 1. VorteilhafteAusgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.TheseTask is solvedwith a projection lens having the features of claim 1. AdvantageousEmbodiments are the subject of the dependent claims.

DieErfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Position des Zwischenbildesgegenüberden Spiegeln der Spiegeleinheit bzw. der katadioptrischen Gruppeso verändertwird, dass bei gleichem Aperturwinkel des Zwischenbildes die Obskuration verringertwird. Nach einer einfachen Abschätzung derObskuration liegt eine bevorzugte Position des Zwischenbildes 3R/2vom Spiegel entfernt, wobei R der Krümmungsradius des Spiegels ist.Hierbei entsteht ein zusätzlichesZwischenbild zwischen den Spiegeln. Unter Berücksichtigung einer kompakten Bauweisemüssenweiterhin die Spiegel stärkergekrümmtsein.TheInvention is characterized in that the position of the intermediate imageacross fromthe mirrors of the mirror unit or the catadioptric groupso changedis that at the same aperture angle of the intermediate image obscuration reducedbecomes. After a simple estimation ofObscuration is a preferred position of the intermediate image 3R / 2from the mirror, where R is the radius of curvature of the mirror.This creates an additionalIntermediate image between the mirrors. Taking into account a compact designhave tothe mirrors continue to be strongerbentbe.

Nachdem Stand der Technik wird das Zwischenbild vor der Spiegeleinheitdurch den ersten, im wesentlichen parabolischen Spiegel kollimiertund durch den zweiten, wiederum parabolischen Spiegel auf das zweiteZwischenbild abgebildet. Um eine ausreichend kleine Obskurationzu erreichen, müssenbei gegebener Größe der Zwischenbilderdie Spiegel groß sein,d.h. die Scheitelkrümmungsradien derSpiegel sind klein und damit der Beitrag zur Petzvalsumme klein.In the prior art, the intermediate image in front of the mirror unit is collimated by the first, substantially parabolic mirror and imaged by the second, again parabolic mirror on the second intermediate image. In order to achieve a sufficiently small obscuration, for a given size of the intermediate images must Mirrors are large, ie the radii of curvature of the mirrors are small and thus the contribution to the Petzval sum is small.

Positioniertman jedoch ein Zwischenbild zwischen den beiden Spiegeln, so erreichtman eine drastische Erhöhungder Scheitelkrümmungenund damit einen großenBeitrag zur Korrektur der Petzvalsumme. Dies erlaubt den Einsatzvon positiven Linsen starker Brechkraft und somit einen kompakten Aufbaudes gesamten Objektives.positionedHowever, if you get an intermediate image between the two mirrors, soa drastic increasethe vertex curvaturesand therefore a big oneContribution to the correction of the Petzval sum. This allows the useof positive lenses of strong refractive power and thus a compact constructionof the entire lens.

Insgesamtergibt sich somit durch die erfindungsgemäße Ausbildung eines Projektionsobjektivs derVorteil, dass die Obskuration bei gleichzeitiger Vermeidung vonweiteren Abbildungsfehlern klein gehalten werden kann.All in allresults from the inventive design of a projection lens ofAdvantage that the obscuration while avoidingfurther aberrations can be kept small.

Vorzugsweiseweist die Spiegeleinheit zwei Konkavspiegel auf, die mit ihren Spiegelflächen aufeinanderzuweisen und zentral kreisförmige Öffnungenaufweisen. Die Spiegel könnenhierbei sphärisch oderasphärisch,insbesondere elliptisch ausgeführt sein.Außerdemkönnendie Spiegel identisch oder unterschiedlich ausgebildet sein.Preferablythe mirror unit has two concave mirrors, which coincide with their mirror surfacesassign and centrally circular openingsexhibit. The mirrors canhere spherical oraspherical,be executed in particular elliptical.Furthermorecanthe mirrors may be identical or different.

Vorund/oder hinter der Spiegeleinheit sind vorzugsweise Teilobjektivevorgesehen, die insbesondere rein refraktive Linsengruppen umfassen.Die Spiegeleinheit ist insbesondere so angeordnet, dass die Öffnungender Spiegel im Bereich des Zwischenbildes, das von dem vor der Spiegeleinheitvorgesehenen Teilobjektiv erzeugt wird oder durch die Spiegeleinheitinsbesondere fürdie Abbildung durch ein nachgeordnetes Teilobjektiv oder zur direktenAbbildung bereit gestellt wird, vorgesehen sind.In frontand / or behind the mirror unit are preferably partial lensesprovided, in particular, include purely refractive lens groups.The mirror unit is in particular arranged so that the openingsthe mirror in the area of the intermediate image, that of the front of the mirror unitprovided partial lens is generated or by the mirror unitespecially forthe picture by a subordinate sub-objective or to the directFigure provided is provided.

DieSpiegeleinheit kann so ausgebildet werden, dass nicht nur ein Zwischenbildin der Spiegeleinheit, also zwischen zwei gegenüber liegenden Spiegeln entsteht,sondern mehrere, insbesondere n Zwischenbilder bei 2n Reflexionendes Abbildungsstrahls an den Spiegeln, wobei n eine ganze Zahl ist. Hierbeimuss die Brechkraft der Spiegel sukzessive erhöht werden, was günstig für die Korrekturder Bildfeldkrümmungdes gesamten Objektivs ist.TheMirror unit can be designed so that not only an intermediate imagein the mirror unit, ie between two opposite mirrors,but several, in particular n intermediate images at 2n reflectionsof the imaging beam at the mirrors, where n is an integer. in this connectionThe refractive power of the mirror must be successively increased, which is favorable for the correctionthe field curvatureof the entire lens.

Fernerkann die Spiegeleinheit insbesondere durch die Krümmung derSpiegel so gestaltet werden, dass das erste Zwischenbild vor, nachoder in etwa in der Mitte der Spiegeleinheit entsteht. Weiterhinkann die Spiegeleinheit so ausgebildet werden, dass die Zwischenbildersich in oder um die Mitte der Spiegeleinheit konzentrieren.Furtherthe mirror unit can in particular by the curvature of theMirror designed so that the first intermediate image before, afteror arises approximately in the middle of the mirror unit. Fartherthe mirror unit can be formed so that the intermediate imagesconcentrate in or around the center of the mirror unit.

DieSpiegeleinheit kann eine reine Spiegeleinheit, also ein katoptrischesTeilsystem sein oder zusätzlichrefraktive Elemente, wie negativ brechende Linsen oder Linsengruppenumfassen. Zusätzlich können auchdiffraktive Elemente zur Farbkorrektur vorgesehen sein, wobei dieAnordnung auf oder an den Linsen und/oder Spiegeln erfolgt. Darüber hinauskönnendiffraktive Elemente zur Farbkorrektur auch in den vor oder nachgeschalteten Teilobjektiven vorgesehen sein.TheMirror unit can be a pure mirror unit, so a catoptricBe subsystem or in additionRefractive elements, such as negative refractive lenses or lens groupsinclude. In addition, you can alsobe provided diffractive elements for color correction, wherein theArrangement on or on the lenses and / or mirrors takes place. Furthermorecandiffractive elements for color correction even in the before or afterswitched partial lenses may be provided.

Gemäß einerbevorzugten Ausführungsform istdas Projektionsobjektiv axialsymmetrisch, d.h. in Bezug zur Längsachsesymmetrisch ausgebildet. In gleicher Weise kann das Objektiv auchbezüglichder Längserstreckung,also längssymmetrisch,insbesondere mit der Spiegeleinheit als Symmetriezentrum ausgebildetsein, wobei hier nicht unbedingt ein exakt identischer Aufbau dervor und nach der Spiegeleinheit angeordneten Teilobjektive gemeintist, sondern der prinzipielle Aufbau, insbesondere auch mit einerentsprechenden Symmetrie der Spiegeleinheit selbst.According to onepreferred embodimentthe projection lens is axially symmetric, i. in relation to the longitudinal axisformed symmetrically. In the same way, the lens can alsoin terms ofthe longitudinal extent,thus longitudinally symmetric,formed in particular with the mirror unit as a center of symmetrybe, although not necessarily an exactly identical structure ofmeant before and after the mirror unit arranged partial lensesis, but the basic structure, especially with acorresponding symmetry of the mirror unit itself.

Ausden verschiedenen Randbedingungen lassen sich somit den Anforderungenangepasste Projektionsobjektive herstellen, wobei folgende Regelnzu berücksichtigensind:

• • Umdie Obskuration klein zu halten, sollte das Zwischenbild am Eintrittder Spiegelgruppe möglichstklein, d.h. dessen numerische Apertur möglichst groß sein.
• • Umdie Obskuration klein zu halten, sollte die Randstrahlhöhe bei derReflexion an den Spiegeln möglichstgroß sein.
• • Umdie Obskuration mittig in der Pupille zu halten, sollte die Hauptstrahlhöhe bei denReflexionen nicht zu groß sein.Ansonsten wandert der in der Pupille der Wellenfront obskurierteTeil aus der Pupillenmitte aus und stört die Abbildungsleistung,insbesondere bei der im Lithographiebereich üblichen Abbildung mit partiellkohärenter Beleuchtung.
• • Jenäher dieZwischenbilder in der zentralen Spiegeleinheit an den einzelnenSpiegeln liegen, desto kleiner kann die zugehörige Randstrahlhöhe bei derReflexion am Spiegel sein. Bei gleich bleibender Größe der zentralen Öffnung derSpiegel nimmt dabei aber die Obskuration zu. Um die Obskurationklein zu halten, sollten also Varianten in Betracht gezogen werden,bei denen die Zwischenbilder in der Nähe des Spiegelzentrums zu liegenkommen.
• • DieAnzahl der Reflexionen auf den Spiegeln erhöht bei etwa konstanter Spiegelkrümmung den Beitragder Spiegel zur Korrektur der Petzvalsumme.

From the various boundary conditions, projection lenses adapted to the requirements can thus be produced, taking into account the following rules:

• • To keep the obscuration small, the intermediate image at the entrance of the mirror group should be as small as possible, ie its numerical aperture should be as large as possible.
• • In order to keep the obscuration small, the marginal ray height should be as large as possible when reflecting on the mirrors.
• • In order to keep the obscuration centered in the pupil, the principal ray height should not be too large for the reflections. Otherwise, the part obscured in the pupil of the wavefront emanates from the middle of the pupil and disturbs the imaging performance, in particular in the case of the image with partially coherent illumination, which is usual in the lithography field.
• • The closer the intermediate images in the central mirror unit are to the individual mirrors, the smaller the associated edge beam height can be when reflecting on the mirror. If the size of the central opening of the mirrors remains the same, the obscuration increases. In order to keep the obscuration small, variants should be considered in which the intermediate images come to rest in the vicinity of the mirror center.
• • The number of reflections on the mirrors increases at approximately constant mirror curvature the contribution of the mirrors to the correction of the Petzvalsumme.

WeitereVorteile, Kennzeichen und Merkmale der Erfindung werden bei dernachfolgenden detaillierten Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungendeutlich. Die Zeichnungen zeigen hierbei inFurtherAdvantages, characteristics and features of the invention are in thefollowing detailed description with reference to the accompanying drawingsclear. The drawings show here in

1 eineschematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs; 1 a schematic representation of a projection lens according to the invention;

2 eineschematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs; 2 a schematic representation of another projection lens according to the invention;

3 eine schematische Darstellung der Obskuration; 3 a schematic representation of obscuration;

4 eine schematische Darstellung einer Spiegeleinheit; 4 a schematic representation of a mirror unit;

5 eineschematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs mitder Spiegeleinheit aus4; 5 a schematic representation of a projection lens according to the invention with the mirror unit 4 ;

6 eine schematische Darstellung einer weiterenSpiegeleinheit; 6 a schematic representation of another mirror unit;

7 eine schematische Darstellung einer weiterenSpiegeleinheit; und in 7 a schematic representation of another mirror unit; and in

8 eineschematische Darstellung eines Projektionsobjektivs nach dem Standder Technik. 8th a schematic representation of a projection lens according to the prior art.

1 zeigtein erfindungsgemäßes Projektionsobjektivbestehend aus einem ersten Teilsystem TS1, einer Spiegeleinheitmit den Teilsystemen TS2 und TS3 sowie einem vierten TeilsystemTS4. In der Ebene des zweiten Spiegels S2 entsteht in dessen zentraler Öffnung einerstes Zwischenbild ZB1. Dieses wird durch die beiden gegenüberliegendenHohlspiegel S1 und S2 zweimal reflektiert und in der Ebene des erstenSpiegels S1 in dessen zentraler Öffnungals drittes Zwischenbild ZB3 abgebildet. Zwischen den Spiegeln S1,S2 entsteht das zweite Zwischenbild ZB2, welches das einzige Zwischenbildin der Spiegeleinheit ist. Jeweils vor der reflektierenden Oberfläche derSpiegel S1 und S2 könnenNegativlinsen N1 und N2 angeordnet werden, um die katadioptrischenTeilsysteme TS2 und TS3 zu bilden. 1 shows a projection objective according to the invention consisting of a first subsystem TS1, a mirror unit with the subsystems TS2 and TS3 and a fourth subsystem TS4. In the plane of the second mirror S2, a first intermediate image ZB1 is formed in its central opening. This is reflected twice by the two opposite concave mirrors S1 and S2 and imaged in the plane of the first mirror S1 in its central opening as a third intermediate image ZB3. Between the mirrors S1, S2, the second intermediate image ZB2 is formed, which is the only intermediate image in the mirror unit. In each case in front of the reflecting surface of the mirrors S1 and S2, negative lenses N1 and N2 can be arranged to form the catadioptric subsystems TS2 and TS3.

Einder Ausführungsformder1 ähnlichesProjektionsobjektiv ist auch in2 dargestellt, wobeidie Spiegeleinheit hier als rein katoptrisches System K ohne Negativlinsenausgebildet ist. Zur Verdeutlichung, dass die Teilsysteme TS1 undTS4 rein refraktive Systeme sind, sind sie mit R1 und R2 bezeichnet.Die numerische Apertur des gezeigten Systems beträgt 1.10bei einem Abbildungsmaßstab von0.25. Die numerischen Aperturen in den Zwischenbildern betragenetwa 0.6, 0.96 und 0.6. Damit hat R1 und R2 jeweils in etwa einenAbbildungsmaßstab –0.5, während dieSpiegeleinheit K einen Abbildungsmaßstab von nahe 1:1 aufweist.One of the embodiment of the 1 similar projection lens is also in 2 represented, wherein the mirror unit is designed here as a purely catoptric system K without negative lenses. To illustrate that subsystems TS1 and TS4 are purely refractive systems, they are labeled R1 and R2. The numerical aperture of the system shown is 1.10 at a magnification of 0.25. The numerical apertures in the intermediate images are about 0.6, 0.96 and 0.6. Thus, R1 and R2 each have approximately a magnification -0.5, while the mirror unit K has a magnification of near 1: 1.

Sinddie Öffnungender beiden Spiegel zentral kreisförmig, so resultiert die in3 schematisch dargestellte Obskuration,wobei in Teilbild a) die Obskuration der Feldmitte und in Teilbildb) die des meridionalen Feldrandes dargestellt sind. Sie beträgt hieram Feldrand sagittal 15%, meridional etwa 20–25% (linear in der Eintrittspupille).Die längliche Formder Obskuration der Pupille ergibt sich aus der Tatsache, dass derHauptstrahl des Feldrandes den ersten und zweiten Spiegel S1, S2jeweils nicht auf der optischen Achse schneidet. Da zwischen derReflexion an S1 und S2 jedoch ein Zwischenbild liegt, wird einmalein nach oben und dann ein nach unten dezentrierter, in guter Näherung kreisförmiger Bereichausgeschnitten.If the openings of the two mirrors are centrally circular, then the results in 3 schematically illustrated obscuration, wherein in sub-image a) the obscuration of the field center and in sub-image b) of the meridional field edge are shown. Here it is 15% sagittal at the edge of the field, approximately 20-25% meridional (linear in the entrance pupil). The oblong shape of the obscuration of the pupil results from the fact that the main ray of the field edge does not intersect the first and second mirrors S1, S2 respectively on the optical axis. However, since there is an intermediate image between the reflection at S1 and S2, once an upwardly decentered, and then downwardly decentered, to a good approximation circular area is cut out.

DieObskuration kommt offensichtlich daher, dass die beiden Spiegelin den jeweiligen Spiegelscheiteln eine zentrale Öffnung aufweisen.Die Reflexionen auf den Spiegeln sind somit im Wesentlichen pupillennah,die zentrale Öffnungist im Wesentlichen feldnah. Die Pupille des Gesamtsystems weisteine Obskuration auf, das ins Bildfeld abgebildete Objektfeld istvollständig.TheObscuration obviously comes from the fact that the two mirrorshave a central opening in the respective mirror vertices.The reflections on the mirrors are thus essentially close to the pupil,the central openingis essentially close to field. The pupil of the entire system pointsan obscuration, which is the object field imaged in the image fieldCompletely.

Die4 zeigt eine Spiegeleinheit mit vier Reflexionenund zwei Zwischenbildern, wobei das Teilbild a) das volle Feld,das Teilbild b) nur die Randstrahlen (zur Verdeutlichung der Footprintgrößen auf denSpiegeln) und das Teilbild c) Rand- und Hauptstrahlen (zur Verdeutlichungder Pupillenlagen) zeigt. Es handelt sich hierbei demnach um einpupillenobskuriertes System mit vier Reflexionen auf zwei sich zugewandtenHohlspiegeln. Zwischen den Spiegeln befinden sich zwei Randstrahlschnittpunktemit der optischen Achse, d.h. zwei Zwischenbilder. Die Lage derZwischenbilder ist bei etwa 1/3 und 2/3 des Spiegelabstandes relativsymmetrisch zur Mitte der Spiegeleinheit. Insgesamt weist das Design(mindestens) vier Zwischenbilder ZB1 bis ZB4 auf, wie eine Darstellungeines Projektionsobjektivs mit der Spiegeleinheit aus4 in5 zeigt.Die Blende der Spiegeleinheit K wurde so gelegt, dass die Hauptstrahlen anden Reflexionspunkten insgesamt eine minimale Hauptstrahlhöhe haben,um die Obskurationen in der Wellenfront möglichst in der Mitte der Pupillezu halten. Somit erhältman ein Teilsystem K mit hoher Symmetrie, welches dadurch im Wesentlichenfrei von Koma ist. Die Asphärenauf den Spiegeln unterstützendie Korrektur der sphärischenAberration.The 4 shows a mirror unit with four reflections and two intermediate images, the partial image a) the full field, the partial image b) only the marginal rays (to illustrate the footprint sizes on the mirrors) and the partial image c) marginal and principal rays (to clarify the pupil layers) shows. It is therefore a pupil-obscured system with four reflections on two facing concave mirrors. Between the mirrors are two edge beam intersections with the optical axis, ie two intermediate images. The position of the intermediate images is at about 1/3 and 2/3 of the mirror spacing relatively symmetrical to the center of the mirror unit. Overall, the design has (at least) four intermediate images ZB1 to ZB4, such as an illustration of a projection objective with the mirror unit 4 in 5 shows. The aperture of the mirror unit K was placed so that the main rays at the reflection points overall have a minimum main ray height in order to keep the obscurations in the wavefront as close as possible to the center of the pupil. Thus, one obtains a subsystem K with high symmetry, which is thereby substantially free of coma. The aspheres on the mirrors help to correct the spherical aberration.

Denkbarsind demnach weitere Ausführungsbeispielebei denen etwa sechs Reflexionen mit drei Zwischenbildern zwischenden Spiegeln auftreten können.Dies ist entsprechend der4 in der6 dargestellt.Accordingly, further embodiments are conceivable in which approximately six reflections with three intermediate images between the mirrors can occur. This is according to the 4 in the 6 shown.

DiesesPrinzip kann allgemein ausgebaut werden zu einem obskurierten Zweispiegeldesignmit 2n Reflexionen und n Zwischenbildern zwischen den Spiegeln,wobei zu erwarten ist, dass sich die Zwischenbilder etwa äquidistantentlang der optischen Achse anordnen.ThisPrinciple can be generalized to an obscured two-mirror designwith 2n reflections and n intermediate images between the mirrors,where it is to be expected that the intermediate images are approximately equidistantArrange along the optical axis.

Beiden bisher dargestellten Spiegeleinheiten entsteht das erste Zwischenbildin der Spiegeleinheit (z.B. ZB2 in5) vor demMittelpunkt der Spiegeleinheit. Eine weitere Möglichkeit ist nun, das erste Zwischenbildin der Spiegeleinheit hinter dem Mittelpunkt der Spiegeleinheitentstehen zu lassen. Somit kommt man zu einer weiteren Klasse vonmehrfach reflektierenden obskurierten Systemen. In7 ist dieSpiegeleinheit fürden Fall einer Vierfachreflexion mit drei Zwischenbildern dargestellt.Die Zwischenbilder verteilen sich hier nicht gleichmäßig entlangder optischen Achse, sondern häufensich in der Nähe desZentrums der Spiegeleinheit. Hier gilt es zu beachten, dass dieerste Reflexion die numerische Apertur erhöht, d.h. um sich überschneidendeSpiegel zu vermeiden, muss man mit einer verminderten numerischenApertur in dieses System eintreten. Dies wirkt sich aber absehbarnachteilig auf die Obskuration eines Gesamtsystems aus, da die numerischeApertur am Eintritt der Spiegeleinheit über die Konstanz des Lichtleitwertsein größeres Objektvor der Spiegelgruppe bedingt und somit indirekt zu einer größeren Obskurationführt.In the mirror units shown so far, the first intermediate image is formed in the mirror unit (eg ZB2 in FIG 5 ) in front of the center of the mirror unit. Another possibility is to create the first intermediate image in the mirror unit behind the center of the mirror unit. This leads to another class of multi-reflective obscured systems. In 7 the mirror unit is shown in the case of quadreflexing with three intermediate images. The intermediate images are not distributed uniformly along the optical axis, but accumulate near the center of the mirror unit. It should be noted here that the first reflection increases the numerical aperture, ie in order to avoid overlapping mirrors, one must enter this system with a reduced numerical aperture. However, this has a disadvantageous effect on the obscuration of an overall system, since the numerical aperture at the entrance of the mirror unit via the constancy of the light conductance value causes a larger object in front of the mirror group and thus indirectly leads to a larger obscuration.

Claims (14)

Translated fromGerman

Projektionsobjektiv zur Abbildung eines Objekts,insbesondere zur Abbildung einer Struktur in der Lithographie,dadurchgekennzeichnet, dass eine Spiegeleinheit (TS2,TS3;K) vorgesehenist, die so ausgebildet ist, dass innerhalb der Spiegeleinheit, insbesonderezwischen zwei gegenüberliegenden Spiegeln(S1,S2), mindestens ein Zwischenbild (ZB2) erzeugt wird.Projection objective for imaging an object, in particular for imaging a structure in lithography,characterized in that a mirror unit (TS2, TS3; K) is provided, which is designed such that inside the mirror unit, in particular between two opposite mirrors (S1, S2 ), at least one intermediate image (ZB2) is generated.Projektionsobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Spiegeleinheit (TS2,TS3;K) zwei mit ihren konkaven Flächen aufeinanderzuweisende Hohlspiegel (S1,S2) umfasst.Projection objective according to claim 1, characterizedthat the mirror unit (TS2, TS3, K) two with their concave surfaces on each otherassigning concave mirror (S1, S2).Projektionsobjektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurchgekennnzeichnnet, dass objektseitig vor und/oder bildseitig nachder Spiegeleinheit Teilobjektive (TS1,TS4;R1,R2) vorgesehen sind,die vorzugsweise rein refraktive Linsengruppen umfassen.Projection objective according to claim 1 or 2, characterizedgekennnzeichn, that the object side before and / or on the image sidethe mirror unit partial lenses (TS1, TS4; R1, R2) are provided,which preferably comprise purely refractive lens groups.Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass zwei Konkavspiegel (S1,S2) der Spiegeleinheit (TS2,TS3;K)in der Näheder Ebenen angeordnet sind, in der durch ein objektseitig vor derSpiegeleinheit (TS2,TS3;K) angeordnetes Teilobjektive (TS1,R1) einZwischenbild (ZB1) oder durch die Spiegeleinheit (TS2,TS3;K) einBild oder Zwischenbild (ZB3) erzeugt werden.Projection lens according to one of the precedingClaims,characterized in that two concave mirrors (S1, S2) of the mirror unit (TS2, TS3; K)nearthe levels are arranged in by an object before theMirror unit (TS2, TS3; K) arranged partial lenses (TS1, R1)Intermediate image (ZB1) or through the mirror unit (TS2, TS3, K)Image or intermediate image (ZB3) are generated.Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung oder der Radius (R) derSpiegel (S1,S2) der Spiegeleinheit (TS2,TS3;K) so gewählt ist,dass n Zwischenbilder durch 2n Reflexionen an den Spiegeln zwischenden Spiegeln erzeugt werden, wobei n eine ganze Zahl >= 1, insbesondere 1, 2oder 3 ist.Projection lens according to one of the precedingClaims,characterized in that the curvature or radius (R) of theMirror (S1, S2) of the mirror unit (TS2, TS3, K) is selected such thatthat n intermediate images by 2n reflections at the mirrors betweenthe mirrors are generated, where n is an integer> = 1, in particular 1, 2or 3 is.Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegel (S1,S2) elliptisch odersphärischsind.Projection lens according to one of the precedingClaims,characterized in that the mirrors (S1, S2) are elliptical orsphericalare.Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegel (S1,S2) zentrale Öffnungenaufweisen.Projection lens according to one of the precedingClaims,characterized in that the mirrors (S1, S2) have central openingsexhibit.Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegeleinheit (TS2,TS3;K) katoptrischoder katadioptrisch ist, insbesondere Negativlinsen oder negativbrechenden Linsengruppen (N1,N2), insbesondere zwei zwischen denSpiegeln (S1,S2), vorzugsweise in der Nähe der Spiegel aufweist.Projection lens according to one of the precedingClaims,characterized in that the mirror unit (TS2, TS3; K) is catoptricor catadioptric, especially negative lenses or negativerefractive lens groups (N1, N2), in particular two between theMirrors (S1, S2), preferably in the vicinity of the mirror.Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegeleinheit (TS2,TS3;K) so ausgeführt ist, dassdas oder die Zwischenbilder in der Spiegeleinheit in der Nähe der Mitteder Spiegeleinheit entstehen.Projection lens according to one of the precedingClaims,characterized in that the mirror unit (TS2, TS3; K) is designed such thatthe intermediate image (s) in the mirror unit near the centerthe mirror unit arise.Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegeleinheit (TS2,TS3;K) so ausgeführt ist, dassdas erste Zwischenbild in der Spiegeleinheit in Abbildungsrichtungvor, hinter oder auf der Mitte der Spiegeleinheit entsteht.Projection lens according to one of the precedingClaims,characterized in that the mirror unit (TS2, TS3; K) is designed such thatthe first intermediate image in the mirror unit in the imaging directionbefore, behind or in the middle of the mirror unit.Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegel (S1,S2) eine nahezu gleicheForm aufweisen ausgebildet sind.Projection lens according to one of the precedingClaims,characterized in that the mirrors (S1, S2) are almost identicalForm are formed.Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv diffraktive Elemente zurKorrektur von Farbfehlern umfasst, insbesondere im Bereich der Pupillenlageder vor und/oder der Spiegeleinheit (TS2,TS3;K) nach geschaltetenTeilobjektive (TS1,TS4;R1,R2) und/oder an oder auf den Komponentender Spiegeleinheit, insbesondere den Linsen und/oder Spiegeln.Projection lens according to one of the precedingClaims,characterized in that the lens diffractive elements forCorrection of color errors includes, especially in the pupil positionthe before and / or the mirror unit (TS2, TS3, K) connected afterPartial lenses (TS1, TS4; R1, R2) and / or on or on the componentsthe mirror unit, in particular the lenses and / or mirrors.Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegel in der Nähe von Zwischenbildernpositioniert sind.Projection lens according to one of the precedingClaims,characterized in that the mirrors are in the vicinity of intermediate imagesare positioned.Projektionsobjektiv nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenbilder nahezu symmetrischzur Mitte der Spiegeleinheit liegen.Projection lens according to one of the precedingClaims,characterized in that the intermediate images are almost symmetricallie to the center of the mirror unit.