CN101416117B - 微光刻投影光学系统、工具及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种微光刻投影光学系统(1100)包括多个光学元件(1110、1120、1130、1140、1150、1160)，这些元件设置为将具有波长λ的辐射从物平面(103)中的物场成像到像平面(102)中的像场。该多个光学元件(1110、1120、1130、1140、1150、1160)具有位于距物平面大于2.8m的入瞳。穿过该光学系统的辐射路径由具有相对于物平面的法线成3°或更大夹角的主光线表征。这尤其适宜使用相移掩模作为所要成像的物体，尤其适用于EUV波长。

Description

微光刻投影光学系统、工具及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种微光刻投影(microlithography projection)光学系统，尤其涉及一种投影物镜、一种包括这种光学系统的微光刻工具、一种使用该微光刻工具来微光刻制造微结构部件的方法以及由该方法制造的微结构部件。
背景技术
投影物镜广泛用于微光刻术中，通过在衬底上设置的光敏材料层上形成分划板的图像，将图案从分划板转印到衬底上。一般而言，投影物镜分成三种不同的种类：折射物镜；反射物镜；以及折射和反射物镜。折射物镜使用折射元件(例如透镜元件)以将光从物平面成像到像平面。反射物镜使用反射元件(例如反射镜元件)以将光从物平面成像到像平面。折射和反射物镜既使用折射元件也使用反射元件以将光从物平面成像到像平面。
从T.Jewell发表在Proc.SPIE 2437(1995)上的“Optical system designissues in development of projection camera for EUV lithography”中获知了物镜，尤其是用于投影系统中的物镜。从EP0730169A、EP0730179A、EP0730180A、EP0790513A、US5063586A、US6577443A、US6660552A和US6710917A获知了其它物镜。
发明内容
本发明的目的是改善微光刻投影光学系统就所要成像的不同类型的掩模或分划板而言的灵活性。
通过具有权利要求1的特征的光学系统实现上述目的。
根据本发明并且由于光学系统的入瞳位于相距物平面大于2.8m的位置，在物平面处的主光线基本上相互平行。在分划板处主光线方向的一致性能够减少或避免分划板处阴影效应的区域依赖性。这些效应能够导致不想要的投影物镜成像属性的区域依赖性，例如分辨率限制。因此，主光线方向的一致性能够减少这些区域依赖成像属性，从而提供在该区域上具有改善的均匀性的图像。此外，主光线基本上相互平行并且平行于物平面的法线，从而允许使用相移掩模，特别是将要被EUV波长成像的相移掩模。物平面的法线与主光线之间的夹角为3°或更大使得一方面照明光线路径分离并且另一方面使得投影光线路径分离。这有助于使用反射物镜来成像。
一般而言，光学系统的像平面平行于物平面。投影物镜可以包括四个或更多或者六个或更多的反射元件。投影物镜可以包括三个、四个、五个或六个元件，它们是具有位于辐射路径中的非旋转对称表面的反射元件。该光学系统可以在像平面具有一个最小曲率半径为300mm的区域。对于光学系统的子午切面而言，主光线在每个元件的表面上可以具有小于20°、小于18°或者小于15°的最大入射角。由于其在物侧的远心性，该光学系统具有位于无限远的入瞳。成像辐射可以从位于物平面的物镜反射。该物镜可以是相移掩模。一般而言，位于物平面的物镜是分划板，其被多个元件成像到像平面。该光学系统可以具有4X的缩小率。将该多个元件设置为将辐射成像到物平面与像平面之间的中间像平面。在这种情况下，可以提供场阑，将其放置在中间像平面处或其附近。投影物镜可以包括五个元件，并且中间像平面可以位于沿着从物平面到像平面的辐射路径的第四元件和第五元件之间。物体与像平面可以分开约1m或更大的距离L。从物平面到像平面的辐射光路长度可以约为2L、3L、4L或者更大。投影物镜可以包括位于辐射路径中的至少一对相邻元件，其中该对相邻元件分开约0.5L或更大。有利的是，该多个元件中没有任何一个元件会造成对像平面处出瞳的遮挡。该多个元件可以包括四个或更多的元件，它们具有约25mm或更小的干舷(free boards)。该四个或更多的元件可以具有约5mm或更大的干舷。该多个元件可以包括第一反射镜和第二反射镜，该第一和第二反射镜分别具有距物平面为d1和d2的最小距离，其中d1/d2约为2或更大，或者其中d1/d2小于2。该多个元件可以包括位于从物平面到像平面的辐射路径中的第一元件，其中第一元件具有正光焦度。光学系统可以包括位于物平面与像平面之间的孔径光阑。光学系统的多个元件可以包括三个元件，并且该孔径光阑可以位于沿着从物平面到像平面的辐射路径的第二与第三元件之间。可选的是，该孔径光阑可以位于第二元件处或第三元件处，或者投影透镜中的某些其它位置，例如第一与第二元件之间。辐射可以一次或两次穿过该孔径光阑。与根据本发明的光学系统一起使用的辐射源可以是具有约300nm或更小、200nm或更小、100nm或更小的波长的激光辐射源。
在根据权利要求2的远心光学系统中，物平面处的主光线在一定偏离界限内相互平行。例如，该主光线能够在物平面处以约0.5°或更小(例如约0.4°或更小、约0.3°或更小、约0.2°或更小、约0.1°或更小、约0.05°或更小、0.01°或更小)之内相互平行。
根据权利要求3的与物平面法线所成的主夹角提供了照射与投影光线路径之间的良好分离。该角度越大，在给定距离处可能出现更大的分离。有利的是，主光线与物平面法线之间的夹角为5°或更大或者7°或更大。
根据权利要求4的反射物镜，尤其是相移掩模有利地充分开发了该光学系统的可用性。
根据权利要求5，根据本发明的投影物镜是反射投影物镜。这种投影物镜具有专有的反射部件，其能够与超短波长一起使用，尤其是与低于30mm的EUV波长一起使用。
在以下的说明书中，根据本发明的非旋转对称表面还称作自由形状表面。与球面或者非球面反射镜不同，自由形状表面不具有旋转对称轴。根据本发明的自由形状表面与用于EUV投影物镜的已知非球面旋转对称反射镜表面的不同之处在于，这种已知的非球面反射镜表面是通过数学泰勒展开式描述的，即具有由n阶旋转对称多项式给定的垂度。由公共光轴限定了针对所有这些多项式的项的这个泰勒展开式的中心点。这种展开式描述了已知的反射镜表面，这是因为该泰勒展开式易于计算，易于优化并且在制造这种反射镜表面方面现存很多经验。然而，本发明人认识到，具有公共中心的已知泰勒展开式导致了不能够降低到某种水平以下的不想要的畸变。当根据本发明将一个光学表面具体化为自由或者旋转非对称的表面时，便避免了旋转对称光学表面所固有的这种畸变局限性。在特殊的实施方式中，自由形状表面可以是镜面对称于光学系统的子午平面的表面。根据权利要求6的非旋转对称表面相对于最佳拟合旋转对称表面的偏差给出了消除较大像差值、尤其是照射辐射的几个波长数量级的像差的可能性。
根据权利要求7的自由形状表面的数学展开式使得可以良好并可再现地制造该反射表面。在这个展开式中，α可以是66。此外，m可以包括偶数。而且，m+n可以等于或者大于10。
根据权利要求8或9的偏差可以将物镜畸变适当减小到使用旋转对称光学表面可以达到的极限以下。非旋转对称表面可以在一个或多个位置与最优对称表面偏差大约50nm或更大、约100nm或更大、约500nm或更大或者约1000nm或更大。
根据权利要求10的反射镜对称光学表面降低了对于制造自由光学表面的要求。
根据权利要求11的具有光学表面的两个反射元件产生更佳像差最小化的可能性并且给出了达到该像差最小化要求同时使自由形状表面更容易制造的可能性。该光学系统还可以具有三个、四个、五个或者六个自由元件。
根据权利要求12的具有不超过两个反射元件以及正主光线角放大率的光学系统在反射镜上具有较小的入射光线角，由此在开始时产生较低的像差。这种情况尤其是利用根据权利要求13的仅包括一个具有正主光线角放大率的反射元件的光学系统时成立，特别是对于具有至少一个中间图像的系统而言。
根据权利要求14的光学系统的数值孔径可以获得高分辨率。像侧数值孔径可以高达0.25、0.28、0.3、0.35、0.4或更大。
根据权利要求15的像场尺寸使得能够将该光学系统有效用于微光刻投影装置中。矩形场可以具有约2mm的最小尺寸并且可以具有约1mm或更大的第一尺寸以及约1mm或更大的第二尺寸，其中第一和第二尺寸是正交的并且是在像平面中测得的。该第二尺寸可以约为10mm或更大或者约20mm或更大。
根据权利要求16的畸变以及根据权利要求17的波前误差使得投影质量仅可能受到衍射的限制，即受到投影光波长的限制。具有这样低畸变的光学系统尤其是为使用范围在10到30nm的EUV光源而优化的。
在根据权利要求18的低界限内，平行主光线使得在物平面具有高质量的远心光学系统。
根据权利要求19的远心光学系统由于设置在像平面中的非平面晶片表面特征而容许衬底的高度变化，或者允许像平面的散焦而放大率没有任何变化。
根据权利要求20的光学系统产生非常高的分辨率。比值θ/NA可以约为60或更小或者50或更小。
根据权利要求17的具有约75mm或更小的物-像偏移的光学系统产生了体积小的光学系统光学设计。该物-像偏移可以约为50mm或更小或者约25mm或更小。在零物-像偏移的情况下，该光学系统能够围绕与物场和像场中的中心场点相交的轴旋转，而没有中心场点位移。这在所使用的度量和测试工具需要光学系统旋转的情况下是特别有利的。
根据权利要求22的具有辐射光源的光学系统通过利用至少一个自由形状表面有利地获得了像差最小化，同样可以减少该辐射光源波长范围内的像差和畸变。优选的是，该波长在约10nm到约15nm的范围内。
根据权利要求23的光学系统和根据权利要求24和25的微光刻工具的优点对应于以上关于根据权利要求1到22的光学系统所述的优点。对于有关根据权利要求26的制造方法和有关根据权利要求27的部件同样成立。此外，实施方式能够包括以下优点中的一个或多个。例如，实施例包括在像平面为远心的反射投影物镜。这样能够在像侧工作距离范围上提供恒定的或者几乎恒定的图像放大率。
在某些实施例中，反射投影物镜具有极高的分辨率。例如，投影透镜能够具有分辨小于约50nm的结构的能力。具有针对以短波长(例如约10nm到约30nm)工作而设计的高像侧数值孔径的投影物镜能够实现高分辨率。
投影物镜能够提供具有低像差的图像。在某些实施例中，针对大约30mλ或更小的波前误差校正投影物镜。在某些实施例中，针对大约2nm或更小的值以下的畸变校正投影物镜。
实施例包括具有高数值孔径并且提供具有低图像畸变、低波前误差和在较大像场上具有位于像平面的远心性的成像的反射物镜。利用一个或多个自由形状反射镜能够实现这些特征。
在一些实施例中，不论投影物镜是否围绕旋转轴旋转都能够容易地实现投影物镜度量。例如，投影物镜的实施例(例如高NA投影物镜)可以具有较小或者零物-像偏移，这样当该投影物镜围绕该轴旋转时会产生很小的中心场点位移或者没有位移。因此，当使该投影物镜旋转时，在相同场位置能够可重复地实施度量，而无需重新定位该场位置。
实施例还包括根本不具有场依赖光阑遮蔽或者中心光阑遮蔽的反射投影物镜。
投影物镜的实施例能够适用于在各种不同波长下工作，包括可见和紫外(UV)波长。实施例能够适用于在远紫外(EUV)波长下工作。此外，实施例能够适用于在不只一个波长下工作，或者在一定范围波长工作。
反射投影物镜的实施例能够用于光刻工具(例如光刻扫描仪)中，并且能够提供较低的过扫描。例如，利用具有矩形像场的投影物镜实现低过扫描。在这些实施例中，能够对准图像，使得矩形场的边缘平行于模片(die)位置的铅框(leading)边缘，从而无需扫描位于像场边缘之上的模片位置的铅框边缘，以便扫描该位置的角落，当相对于弓形场扫描矩形或方形模片位置时通常是这种情况。
实施例包括具有较高产量的光刻工具。例如，具有较低过扫描的实施例比具有较大过扫描的同等系统更有效。因此，这些低过扫描系统能够比同等的系统提供更高的晶片产量。
在一些实施例中，提供具有低阴影效应场相关性或不具有阴影效应场相关性的反射投影物镜。例如，反射投影物镜能够具有与物平面距离很远的入瞳(例如无限远)，从而在物场上提供均匀的主光线照射角度。这能够减少或避免在物场上的主光线角度变化时出现的场相关阴影效应。此外或可选的是，投影物镜能够具有较小值的主光线入射角和/或投影物镜中每个反射镜的子午切面中很小的光线入射角变化，从而提高了每个反射镜的平均反射率。
根据说明书、附图和权利要求书理解其它特征和优点。
可以将权利要求或从属权利要求的所有或选择的特征组合以形成特别有利的实施例。
附图说明
图1是微光刻工具的实施例的示意图；
图2是表示图1所示的微光刻工具的一部分的示意图；
图3是在子午切面中显示的投影物镜的反射镜的一部分的横截面图；
图4是具有正主光线角放大率的反射镜处光线路径的示意图；
图5是具有负主光线角放大率的反射镜处光线路径的示意图；
图6A是反射镜覆盖区的视图；
图6B是图6A所示的反射镜的横截面图；
图7A是环形段场(ring segment field)的实施例的平面图；
图7B是相对于一对晶片模片(wafer die)位置的环形段场的平面图；
图7C是相对于一对晶片模片位置的矩形场的平面图；
图8是图1所示的微光刻工具的实施例的投影物镜的示意图；
图9是以子午切面表示的投影物镜的部件的横截面图；
图10是以子午切面表示的投影物镜的横截面图；
图11是以子午切面表示的投影物镜的横截面图；
图12是以子午切面表示的投影物镜的横截面图；
图13是包括图12所示投影物镜的光学系统的横截面图。
具体实施方式
在一个方面中，本发明书涉及具有一个或多个反射镜的反射投影物镜，该一个或多个反射镜具有自由形状反射镜表面(称作自由形状反射镜)。具有自由形状反射镜的反射投影物镜能够用于微光刻工具中。参照图1，微光刻工具100一般包括光源110、照明系统120、投影物镜101和台130。示出了笛卡尔坐标系以便参考。光源110生成λ波长的辐射并且将该辐射的光束112引导到照明系统120。照明系统120与该辐射相互作用(例如扩展以及均匀化)并且将辐射的光束122引导到位于物平面103的分划板140。
投影物镜101将从分划板140反射的辐射142成像到位于像平面102的衬底150的表面上。将投影物镜101的像侧的辐射表示为光线152。如图1所示，该光线仅仅是示例性的，无意精确表示辐射相对于例如分划板140的路径。衬底150受到台130的支撑，其将衬底150相对于投影物镜101移动，使得投影物镜101将分划板140成像到衬底150的不同部分。
投影物镜101包括基准轴105。在投影物镜相对于子午切面对称的实施例中，基准轴105垂直于物平面103并且其位于子午切面内。
选择光源110以提供适合于工具100的工作波长λ的辐射。在一些实施例中，光源110是激光光源，例如KrF激光器(例如具有大约248nm的波长)或者ArF激光器(例如具有大约193nm的波长)。能够使用非激光器光源，其包括发光二极管(LED)，例如发射电磁光谱的蓝色或者UV部分(例如大约365nm、大约280nm或者大约227nm)的辐射的LED。
通常，对于设计为在光刻工具中工作的投影物镜而言，波长λ在电磁光谱的紫外部分、远紫外部分或者极远紫外部分中。例如，λ可以是大约400nm或更小(例如大约300nm或更小、大约200nm或更小、大约100nm或更小、大约50nm或更小、大约30nm或更小)。λ可以大于大约2nm(例如大约5nm或更大、大约10nm或更大)。在实施例中，λ可以是大约193nm、大约157nm、大约13nm或者大约11nm。使用较短波长可能是希望的，这是因为一般而言，投影物镜的分辨率近似与波长成比例。因此，较短的波长能够使投影物镜与使用较长波长的同等投影物镜相比分辨图像中更小的特征。然而，在某些实施例中，λ能够在电磁光谱的非UV部分中(例如可见部分)。
照明系统120包括设置为形成具有均匀强度分布的准直辐射光束的光学部件。照明系统120通常还包括光束控制光学器件，以将光束122引导到分划板140。在一些实施例中，照明系统120还包括为辐射光束提供希望的偏振分布的部件。
物平面103与像平面102分开距离L，其还称作投影物镜101的纵向尺寸或者轨道长度。一般而言，该距离取决于投影物镜101的具体设计和工具100的工作波长。在一些实施例中，例如针对EUV光刻术设计的工具中，L在约1m到约3m的范围内(例如在约1.5m到约2.5m的范围内)。在某些实施例中，L小于2m，例如大约1.9m或者更小(例如大约1.8m或更小、大约1.7m或更小、大约1.6m或更小、大约1.5m或更小)。L能够大于约0.2m或者更大(例如大约0.3m或更大、大约0.4m或更大、大约0.5m或更大、大约0.6m或更大、大约0.7m或更大、大约0.8m或更大、大约0.9m或更大、大约1m或更大)。
成像辐射的光路长度与所述轨道长度的比根据投影物镜101的具体设计变化。在一些实施例中，该光路长度与轨道长度的比能够比较大。例如，该光路长度与轨道长度的比例能够为大约2或更大(例如大约2.5或更大、大约3或更大、大约3.5或更大、大约4或更大、大约4.5或更大、大约5或更大)。
投影物镜101具有放大比，这是指物平面103处的场的尺寸与像平面102处的场的相应尺寸的比。通常，用于光刻工具中的投影物镜是缩小投影物镜，这意味着它们减少图像的尺寸或者缩小图像。因此，在一些实施例中，投影物镜101能够在像平面102处生成场，其尺寸与物平面103处的尺寸相比减少了大约2倍或者更多(例如大约3倍或更大、大约4倍或更大、大约5倍或更大、大约6倍或更大、大约7倍或更大、大约8倍或更大、大约9倍或更大、大约10倍或更大)。换句话说，投影物镜101能够具有大约2倍或更大的缩小率(例如大约3倍或更大、大约4倍或更大、大约5倍或更大、大约6倍或更大、大约7倍或更大、大约8倍或更大、大约9倍或更大、大约10倍或更大)。然而，更一般的是，投影物镜能设计为提供放大图像或者与物体相同尺寸的图像。
还参照图2，光线152限定了在像平面102处形成分划板图像的光路锥体。该光线锥体的角度与投影物镜101的像侧数值孔径(NA)相关。像侧NA能够表示为
NA＝n0sinθmax，
其中n0是指与衬底150的表面相邻的沉浸媒质的折射率(例如空气、氮气、水或者真空环境)，θmax是来自投影物镜101的成像光线的最大锥体的半角。
一般而言，投影物镜101能够具有大约0.1或更大的像侧NA(例如大约0.15或更大、大约0.2或更大、大约0.25或更大、大约0.28或更大、大约0.3或更大、大约0.35或更大)。在一些实施例中，投影物镜101具有较大的像侧NA。例如，在一些实施例中，投影物镜101具有大于0.4的像侧NA(例如，大约0.45或更大、大约0.5或更大、大约0.55或更大、大约0.6或更大)。一般而言，投影物镜101的分辨率根据波长λ和像侧NA变化。如果不希望被理论所束缚，能够根据波长和像侧NA依据以下公式来确定投影物镜的分辨率，
R = k λ NA
其中R是能够印刷的最小尺寸，k是称作程序因数的无量钢常数。k根据与辐射(例如偏振属性)、照明属性(例如部分相干性、环形照明、偶极设置、四极设置等)和抗蚀剂材料相关的各种因素而改变。通常，k在大约0.4到大约0.8范围内，但是针对某些用途还能在0.4以下以及高于0.8。
投影物镜101在像平面额定为远心的。例如，在曝光场上的像平面处，主光线能够相对于相互平行的位置偏离大约0.5°或更小(例如大约0.4°或更小、大约0.3°或更小、大约0.2°或更小、大约0.1°或更小、大约0.05°或更小、0.01°或更小、0.001°或更小)。因此，投影物镜101能够在图像尺寸的工作距离范围内提供基本上恒定的放大率。在一些实施例中，主光线额定与像平面102垂直。因此，晶片表面的非平面表面特征或者散焦不会必然导致图像平面中的畸变或者阴影效应。
在某些实施例中，投影物镜101具有较大的分辨率(即R的值能够非常小)。例如，R能够为大约150nm或更小(例如，大约130nm或更小、大约100nm或更小、大约75nm或更小、大约50nm或更小、大约40nm或更小、大约35nm或更小、大约32nm或更小、大约30nm或更小、大约28nm或更小、大约25nm或更小、大约22nm或更小、大约20nm或更小、大约18nm或更小、大约17nm或更小、大约16nm或更小、大约15nm或更小、大约14nm或更小、大约13nm或更小、大约12nm或更小、大约11nm或更小、例如大约10nm)。
投影物镜101所形成的图像的质量能够按照多种不同方式进行量化。例如，能够根据测得或者算得的图像相对于与高斯光学器件相关的理想化条件的偏差来表征图像。这些偏差一般被认为是像差。用于量化波前与理想的或者希望的形状的偏差的一个衡量标准是方均根波前误差(Wrms)。Wrms在Michael Bass(McGraw-Hill，Inc.，1995)编辑的“Handbook ofOptics”Vol.I，第二版的第35.3页中进行了定义，这里通过引用而引入本文。一般而言，物镜的Wrms值越小，波前与其希望或者理想的形状偏差越小，并且图像质量越好。在某些实施例中，投影物镜101对于像平面102处的图像能够具有较小的Wrms。例如，投影物镜101能够具有大约0.1λ或者更小的Wrms(例如，大约0.07λ或更小、大约0.06λ或更小、大约0.05λ或更小、大约0.045λ或更小、大约0.04λ或更小、大约0.035λ或更小、大约0.03λ或更小、大约0.025λ或更小、大约0.02λ或更小、大约0.015λ或更小、大约0.01λ或更小，例如大约0.005λ)。
能够用于评价图像质量的另一个衡量标准称作场弯曲(fieldcurvature)。场弯曲是指焦平面的与场点相关位置的峰谷距离。在一些实施例中，投影物镜101对于像平面102处的图像而言能够具有较小的场弯曲。例如，投影物镜101能够具有大约50nm或更小的像侧场弯曲(例如，大约30nm或更小、大约20nm或更小、大约15nm或更小、大约12nm或更小、10nm或更小)。
能够用于评价光学性能的又一个衡量标准称作畸变。畸变是指像平面中相对于理想像点位置的与场点相关偏差的最大绝对值。在一些实施例中，投影物镜101能够具有较小的最大畸变。例如，投影物镜101能够具有大约50nm或更小的最大畸变(例如，大约40nm或更小、大约30nm或更小、大约20nm或更小、大约15nm或更小、大约12nm或更小、10nm或更小、9nm或更小、8nm或更小、7nm或更小、6nm或更小、5nm或更小、4nm或更小、3nm或更小、2nm或更小，例如1nm)。
此外，在一些实施例中，畸变能够在像场上改变较小的量。例如，畸变能够在像场上改变大约5nm或更小(例如，大约4nm或更小、大约3nm或更小、大约2nm或更小、大约1nm或更小)。
作为反射系统，投影系统101包括多个反射镜，这些反射镜设置为将从分划板140反射的辐射按照在衬底150的表面上形成分划板140的图像的方式引导到衬底150。以下描述投影物镜的具体设计。然而，更一般的是，反射镜的数量、尺寸和结构一般取决于投影物镜101的希望的光学属性和工具100的物理限制。
一般而言，投影物镜101中反射镜的数量可以改变。通常，反射镜的数量涉及与物镜光学性能特性相关的各种性能的平衡，例如希望的产量(例如来自在像平面102形成图像的物体的辐射强度)、希望的像侧NA和相关的图像分辨率，以及希望的最大光瞳遮蔽。
一般而言，投影物镜101具有至少四个反射镜(例如五个或更多个反射镜、六个或更多个反射镜、七个或更多个反射镜、八个或更多个反射镜、九个或更多个反射镜、十个或更多个反射镜、十一个或更多个反射镜、十二个或更多个反射镜)。在希望物镜的所有反射镜均位于物平面和像平面之间的实施例中，物镜101通常具有偶数个反射镜(例如四个反射镜、六个反射镜、八个反射镜、十个反射镜)。在某些实施例中，如果投影物镜的所有反射镜均位于物平面和像平面之间，则能够使用奇数个反射镜。例如，如果一个或多个反射镜以较大角度倾斜，当所有反射镜均位于物平面与像平面之间时，投影物镜能够包括奇数个反射镜。
一般而言，投影物镜101中至少一个反射镜具有自由形状表面。与球面或者非球面反射镜不同，自由形状反射镜表面不具有旋转对称轴。一般，自由形状表面偏离最拟合的旋转对称表面(例如球面或者非球面表面)。如下，能够为自由形状反射镜表面确定旋转对称基准表面。首先，获得表征所考虑的自由形状反射镜表面的信息。在已知反射镜的光学数据的实施例中，该信息包括确定反射镜的基本半径(例如1/c，其中c是顶点曲率)、反射镜的二次曲线常数k和表征反射镜的多项式系数。此外或可选的是，能够通过反射镜表面的表面外形测量来获得表征反射镜的信息(例如使用干涉计获得)。表面形状测量能够提供描述反射镜表面的函数z’(x’，y’)，其中z’是沿着z’轴的反射镜表面在不同(x’，y’)坐标处的垂度，如图2B所示。初始步骤还包括确定反射镜的覆盖区，这是指物镜中实际用于反射成像辐射的反射镜表面的区域。通过使用光线跟踪程序跟踪穿过该物镜的光线并且提取该光线接触的反射镜区域，能够确定该覆盖区。
在获得表征非旋转对称表面的信息之后，建立该表面的局部坐标系，对于该坐标系而言，所述表面的不共心性和倾斜为零。该表面的倾斜和不共心性的设定为优化算法给出了明确的开始点，以确定基准表面并且还确定了轴z’，沿着该轴能够确定反射镜表面与基准表面之间的垂度差。如果已知反射镜表面的光学数据，则根据二次曲线常数k和基本半径1/c来确定z’轴。对于光学数据的旋转对称部分而言，该z’轴是非旋转对称表面的旋转对称部分的对称轴。
在由表面形状测量数据表征反射镜表面的实施例中，该z’轴对应于度量轴(例如干涉计光轴)。图2B表示了旋转非对称反射镜201的二维部分的情况，其中由x’、y’和z’轴表示局部坐标系。对于图2B中所示的横截面图，将旋转非对称反射镜201的覆盖区的边界表示为xmin和xmax。
然后相对于该坐标系建立初始基准表面。该初始基准表面具有零倾斜和零不共心性。该初始基准表面是球面表面或者旋转对称非球面表面。通过指定与旋转非对称反射镜表面近似的旋转对称表面来建立该初始基准表面。该初始基准表面表示优化算法的开始点。一旦建立了该初始基准表面，则确定沿着局部坐标系的z’轴测得的初始基准表面的多个点与该非旋转对称表面覆盖区表面上的点之间的局部距离bi(i＝1......N)。接着，通过使用若干拟合参数和拟合算法确定局部距离(di)的最小值来建立该旋转对称基准表面(图2B中的表面211)。在旋转对称基准表面是球面表面的情况下，这些参数包括球体中心在局部坐标系内的位置、基准表面的半径。在图2B中，由坐标xc和zc表示球体中心与坐标系原点的偏离(图2B中未示出沿着y’轴偏离量yc)。球面表面的半径表示为R。根据以下等式对参数R、xc、yc和zc进行优化以提供局部距离的最小值di：
z’＝(R2-(x’-xc)2-(y’-yc)2)1/2-zc，
上式是半径为R的球面表面且中心在坐标(xc，yc，zc)处的情况下的等式。
如果该旋转对称基准表面是非球面表面，则这些参数包括基准表面的不共心性和倾斜、基本半径、二次曲线常数和非球面系数。根据以下等式能够确定这些参数：
z ′ = c ′ h 2 1 + 1 - ( 1 + k ′ ) c ′ 2 h 2 + Σ j A j ′ h 2 j
上式为描述圆锥和非球面表面的等式。此处，h2＝x’2+y’2，并且A’j是表征旋转对称基准表面与圆锥表面的偏离的系数。一般，用于将基准表面拟合到反射镜表面的非球面系数A’j的数量能够根据用于计算该表面的系统的计算能力、可用时间以及希望的精确度而变化。在一些实施例中，能够使用达到三次项的非球面系数来计算基准表面。在某些实施例中，使用大于三次项的系数(例如四次、六次)。对于有关圆锥和非球面表面的参数确定的其它讨论参见例如可从Optical Research Associates(Pasadena，CA)获得的Code V的产品手册。
一般，能够使用多种优化算法进行拟合。例如，在一些实施例中，能够使用最小二乘拟合算法，例如阻尼最小二乘拟合算法。可以使用市场上可以买到的光学设计软件来完成阻尼最小二乘算法，例如Code V或者ZEMAX(可以从Optima Research，Ltd.，Stansted，United Kingdom买到)。
在确定了旋转对称基准表面之后，能够确定反射镜表面上的其它点之间的局部距离并将之可视化。能够确定旋转对称基准表面的其它特性。例如，能够确定旋转对称基准表面与旋转非对称反射镜表面之间的最大偏差。
例如，自由形状表面能够具有大约λ或更大的相对于最佳拟合球面的最大偏差(例如，大约10λ或更大、大约20λ或更大、大约50λ或更大、大约100λ或更大、大约150λ或更大、大约200λ或更大、大约500λ或更大、大约1000λ或更大、大约10000λ或更大、大约50000λ或更大)。自由形状表面能够具有大约λ或更大的相对于最佳拟合旋转对称球面的最大偏差(例如大约5λ或更大、大约10λ或更大、大约20λ或更大、大约50λ或更大、大约100λ或更大、大约200λ或更大、大约500λ或更大、大约1000λ或更大、大约10000λ或更大)。在一些实施例中，自由形状表面能够具有大约1000λ或更小的相对于最佳拟合旋转对称球面的最大偏差(例如，大约900λ或更小、大约800λ或更小、大约700λ或更小、大约600或更小、大约500λ或更小)。
在某些实施例中，自由形状表面具有10nm或更大的相对于最佳拟合球面的最大偏差(例如，大约100nm或更大、大约500nm或更大、大约1μm或更大、大约5μm或更大、大约10μm或更大、大约50μm或更大、大约100μm或更大、大约200μm或更大、大约500μm或更大、大约1000μm或更大、大约2000μm或更大、大约3000μm或更大)。自由形状表面能够具有大约10mm或更小的相对于最佳拟合球面的最大偏差(例如，大约5mm或更小、大约3mm或更小、大约2mm或更小、大约1mm或更小、大约500μm或更小)。
自由形状表面能够具有10nm或更大的相对于最佳拟合旋转对称非球面的最大偏差(例如，大约100nm或更大、大约500nm或更大、大约1μm或更大、大约5μm或更大、大约10μm或更大、大约50μm或更大、大约100μm或更大、大约200μm或更大、大约500μm或更大、大约1000μm或更大)。自由形状表面能够具有10mm或更小的相对于最佳拟合旋转对称非球面的最大偏差(例如，大约5mm或更小、大约3mm或更小、大约2mm或更小、大约1mm或更小、大约500μm或更小)。
由第一和第二平均主曲率来表征反射镜表面的曲率，该第一和第二平均主曲率是在每个反射镜表面上的反射中心场点的主光线的点处确定的。如I.N.Bronstein等人的Handbook of Mathematics(第四版，Springer，2004)的第567页所述计算第一和第二平均主曲率。一般而言，反射镜的第一主曲率不同于该反射镜的第二主曲率。在一些实施例中，第一与第二主曲率之间的差的绝对值能够为大约10-8或更大(例如，10-7或更大、5×10-7或更大、大约10-6或更大、大约5×10-6或更大、大约10-5或更大、大约5×10-5或更大、大约10-4或更大、大约5×10-4或更大、大约10-3或更大)。
一般而言，第一和/或第二主曲率能够为正的或负的。反射镜表面的第一和/或第二主曲率能够比较小。例如，在一些实施例中，投影物镜101中的一个或多个反射镜的第一主曲率的绝对值为大约10-2或更小(例如，大约5×10-3或更小、大约3×10-3或更小、大约2×10-3或更小、大约10-3或更小)。投影物镜101中的各个反射镜的第一主曲率的和的绝对值能够为大约10-3或更小(例如，大约5×10-4或更小、大约3×10-4、大约2×10-4或更小、大约10-4或更小、5×10-5或更小、10-5或更小)。
在某些实施例中，投影物镜101中的一个或多个反射镜的第二主曲率的绝对值为大约10-2或更小(例如，大约5×10-3或更小、大约3×10-3或更小、大约2×10-3或更小、大约10-3或更小)。投影物镜101中的各个反射镜的第二主曲率的和的绝对值能够为大约10-3或更小(例如，大约5×10-4或更小、大约3×10-4、大约2×10-4或更小、大约10-4或更小、5×10-5或更小、10-5或更小)。
投影物镜101中各反射镜的第一和第二主曲率的和能够比较小。例如，所述各反射镜的第一和第二主曲率的和的绝对值能够为大约10-3或更小(例如，大约5×10-4或更小、大约3×10-4、大约2×10-4或更小、大约10-4或更小、5×10-5或更小、10-5或更小)。
在某些实施例中，能够由以下等式在数学上表述自由形状反射镜表面：
Z = c r 2 1 + 1 - ( 1 + k ) c 2 r 2 + Σ j = 2 66 C j X m Y n
其中
j = ( m + n ) 2 + m + 3 n 2 + 1
并且Z为平行于Z轴的表面的垂度(其可以平行或不平行于投影物镜101的基准轴105，即一般而言其为相对于投影物镜101中的基准轴105偏离并且倾斜的)，c为对应于顶点曲率的常数，k为二次曲线常数，并且Cj为单项式XmYn的系数。通常，根据该反射镜相对于投影物镜101的希望的光学属性确定c、k和Cj的值。此外，单项式m+n的次数可以根据需要改变。一般，更高次的单项式能够提供具有更高像差校正水平的投影物镜设计，然而，确定更高次的单项式通常在计算上更复杂。在一些实施例中，m+n为10或更大(例如15或更大、20或更大)。如下所述，能够使用市场上可以买到的光学设计软件来确定自由形状反射镜等式的参数。在一些实施例中，m+n小于10(例如9或更小、8或更小、7或更小、6或更小、5或更小、4或更小、3或更小)。
一般而言，能够使用不同于上述等式的等式来从数学上表述自由形状表面。例如，在一些实施例中，能够使用泽尔尼克多项式(例如在市场上可以从Optical Research Associates，Pasadena，CA买到的CODE V的手册中所述的)或者使用二维样条表面来数学地表述自由形状表面。二维样条表面的示例是贝塞尔样条或非均匀有理贝塞尔样条(rational Beziersplines)(NURBS)。例如，能够由x-y平面中的点的栅格以及相应的z值或者斜率和这些点来表述二维样条表面。根据样条表面的具体类型，使用例如具有某些有关连续性或者可微性的属性的多项式或者函数(例如解析函数)，由栅格点之间的具体内插来获得完整的表面。
一般而言，投影物镜101中的自由形状反射镜的数量和位置是可变的。实施例包括具有两个或多个自由形状反射镜的投影物镜(例如，三个或更多的自由形状反射镜、四个或更多的自由形状反射镜、五个或更多的自由形状反射镜、六个或更多的自由形状反射镜)。
投影物镜101一般包括具有正光焦度(optical power)的一个或多个反射镜。换句话说，该反射镜的反射部分具有凹面表面并且称作凹面反射镜。投影物镜101能够包括两个或多个(例如，三个或更多、四个或更多、五个或更多、六个或更多)凹面反射镜。投影物镜101还能够包括具有负光焦度的一个或多个反射镜。这意味着一个或多个所述反射镜中具有凸面表面的反射部分(称作凸面反射镜)。在一些实施例中，投影物镜101包括两个或多个(例如，三个或更多、四个或更多、五个或更多、六个或更多)凸面反射镜。
参照图10，投影物镜1100的实施例包括六个反射镜1110、1120、1130、1140、1150和1160，并且具有0.35的像侧数值孔径以及13.5nm的工作波长。反射镜1110、1120、1130、1140、1150和1160全部是自由形状反射镜。以下的表3A和3B中表示了投影物镜1100的数据。表3A表示了光学数据，而表3B表示了每个反射镜表面的自由形状常数。针对表3A和3B，反射镜标记具有如下相关：反射镜1(M1)对应于反射镜1110；反射镜2(M2)对应于反射镜1120；反射镜3(M3)对应于反射镜1130；反射镜4(M4)对应于反射镜1140；反射镜5(M5)对应于反射镜1150；以及反射镜6(M6)对应于反射镜1160。表3A和后面的表中的“厚度”是指辐射路径上相邻元件之间的距离。表3B中提供了自由形状反射镜的单项式系数Cj以及反射镜相对于初始投影物镜设计偏离和旋转(或倾斜)的量。半径R为顶点曲率c的倒数，偏离的单位是mm，旋转的单位是度。所述单项式系数的单位是mmj+1。Nradius为无单位比例因数(例如参见CODE V的手册)。
在图10中，以子午切面表示了投影物镜1100。该子午切面是投影物镜1100的对称平面。当该反射镜仅相对于y轴偏离并且围绕x轴倾斜时，关于该子午平面对称。而且，在x坐标中具有奇数次方的自由形状反射镜的系数(例如x、x3、x5等)为零。
投影物镜1100以4倍的缩小率将来自物平面103的辐射成像到像平面102。投影物镜1100的轨道长度为2000mm，并且成像辐射的光路长度为5337mm。因此，光路长度与轨道长度的比约为2.67。投影物镜1100具有位于反射镜1120处的孔径光阑1106。
投影物镜1100的入瞳位于无限远。物平面103处的中心场点的主光线角度为7°。物平面103处的主光线角度的最大变化小于0.06°。投影物镜1100在物侧是远心的。
投影物镜1100具有矩形场。像侧场宽度dx为26mm。像侧场长度dy为2mm。投影物镜1100具有31mm的物-像偏移。
投影物镜1100的性能包括0.025λ的像侧Wrms。像侧场弯曲为10nm。投影物镜1100在反射镜1140与1150之间提供中间成像。
按照从物平面103到像平面102的辐射路径的顺序，各反射镜的光焦度(optical power)如下：反射镜1100具有正光焦度；反射镜1120具有正光焦度；反射镜1130具有负光焦度；反射镜1140具有正光焦度；反射镜1150具有负光焦度，以及反射镜1160具有正光焦度。
每个反射镜的覆盖区的尺寸由Mx×My给出如下：反射镜1110为291mm×195mm；反射镜1120为159mm×152mm；反射镜1130为157mm×53mm；反射镜1140为295mm×66mm；反射镜1150为105mm×86mm；以及反射镜1160为345mm×318mm。
对于反射镜1110、1120、1130、1140、1150和1160而言，中心场点的主光线入射角分别为4.38°、4.03°、18.37°、7.74°、12.64°和5.17°。对于反射镜1110、1120、1130、1140、1150和1160而言，在子午切面上每个反射镜上的最大入射角θmax分别为6.48°、6.44°、20.05°、9.12°、21.76°、7.22°。反射镜1110、1120、1130、1140、1150和1160的Δθ分别为4.27°、4.92°、4.09°、3.12°、19.37°和4.61°。
反射镜1110、1150和1160具有大于5mm并小于25mm的干舷(freeboard)。反射镜1140具有正的主光线角度放大率，同时反射镜1110、1120、1130和1150具有负的主光线角度放大率。
投影物镜1100的像侧自由工作距离为25mm。物侧自由工作距离为163mm。
在投影物镜1100中，dop-1/dop-2为6.57。此外，相邻反射镜1040和1050之间的间隔大于投影物镜轨道长度的50％。而且，反射镜1110与物平面103之间的距离大于投影物镜轨道长度的50％。
表面 半径(mm) 厚度(mm) 模式
物反射镜1反射镜2光阑反射镜3反射镜4反射镜5反射镜6像 无限远 1070.002-2069.710 -907.1211710.596 0.000无限远 907.500414.111 -319.107618.022 1223.709406.139 -436.552522.609 461.570无限远 0.000 反射反射反射反射反射反射
表3A
以下的表3A和3B中表示了投影物镜1100的数据。表3A表示了光学数据，而表3B表示了每个反射镜表面的非球面常数。针对表3A和表3B，对反射镜的指定有如下相关：反射镜1(M1)对应于反射镜1110；反射镜2(M2)对应于反射镜1120；反射镜3(M3)对应于反射镜1130；反射镜4(M4)对应于反射镜1140；反射镜5(M5)对应于反射镜1150；以及反射镜6(M6)对应于反射镜1160。
表3B
在某些实施例中，投影物镜101中的反射镜设置将来自物平面103辐射成像到一个或多个中间像平面。具有一个或多个中间图像的实施例还包括两个或多个光瞳平面。在一些实施例中，为了将孔径光阑基本上放置在光瞳平面，能够在物理上接近这些光瞳平面中的至少一个。将孔径光阑用于限定投影物镜孔径的尺寸。
投影物镜101中中间图像的彗差可以比较大。彗差能够由在上部和下部光线交叉位置处的主光线与上部和下部光线之间的距离来量化。在一些实施例中，该距离能够为大约1mm或更大(例如，大约2mm或更大、大约3mm或更大、大约4mm或更大、大约5mm或更大、大约6mm或更大，例如大约7mm)。投影物镜中中间图像的彗差可以比较小。在一些实施例中，该距离能够为大约1mm或更小(例如，大约0.1mm或更小、0.01mm或更小)。
一般而言，形成投影物镜101中的反射镜，使得它们反射垂直入射其上或者以一定入射角范围入射到其上的波长为λ的大部分辐射。例如，可以这样形成反射镜，使得它们反射波长为λ的垂直入射辐射的大约50％或更多(例如，大约60％或更多、大约70％或更多、大约80％或更多、大约90％或更多、大约95％或更多、98％或更多)。
在一些实施例中，该反射镜包括不同材料膜的多层叠层，该多层叠层设置为对波长为λ的垂直入射辐射有实质性的反射。该叠层中的每个膜能够具有大约λ/4的光学厚度。
多层叠层能够包括大约20个或更多(例如，大约30个或更多、大约40个或更多、大约50个或更多)的膜。一般而言，根据工作波长λ来选择用于形成该多层叠层的材料。例如，能够使用钼和硅或者钼和铍的多个交替膜来形成用于反射10nm到30nm范围(例如，λ分别为大约13nm或者大约11nm的情况)的辐射的反射镜。一般，对于λ＝11nm，优选使用钼和硅的多个交替膜，并且对于λ＝13nm优选使用钼和铍的多个交替膜。
在某些实施例中，该反射镜由涂敷了单层铝并且外敷了一层或多层介电材料(例如由MgF2、LaF2或者Al2O3形成的层)的石英玻璃制成。能够使用具有介电涂层的由铝形成的反射镜，例如用于波长约为193nm的辐射。
一般而言，由反射镜反射的波长λ的辐射的比例作为反射镜表面上辐射的入射角的函数变化。因为成像辐射沿着多个不同路径通过反射投影物镜传播，所以该辐射在每个反射镜上的入射角会改变。参照图3表示了这种效果，该图以子午切面显示了反射镜400的一部分，其包括凹面反射表面401。成像辐射沿着多个不同路径入射到表面401上，包括光线410、420和430表示的路径。光线410、420和430入射到表面法线不同的表面401上的各个部分。由分别对应于光线410、420和430的线411、421和431表示了这些部分处的表面法线方向。光线410、420和430分别以角度θ410、θ420和θ430入射到表面401上。一般而言，角度θ410、θ420和θ430可以变化。
对于投影物镜101中的每个反射镜而言，能够以多种方式表征成像辐射的入射角。一种表征法是在投影物镜101的子午切面中在每个反射镜上子午光线的最大入射角。子午光线是指位于子午切面中的光线。一般而言，对于投影物镜101中的不同反射镜θmax是变化的。
在一些实施例中，投影物镜101中的所有反射镜的最大值θmax为大约75°或更小(例如，大约70°或更小、大约65°或更小、大约60°或更小、大约55°或更小、大约50°或更小、大约45°或更小)。θmax能够大于约5°(例如，大约10°或更大、大约20°或更大)。在一些实施例中，最大值θmax可以比较小。例如，最大值θmax能够为大约40°或更小(例如，大约35°或更小、大约30°或更小、大约25°或更小、大约20°或更小、大约15°或更小、大约13°或更小、大约10°或更小)。
在一些实施例中，最大值θmax(单位：度)与像侧NA的比能够为大约100或更小(例如，大约80或更小、大约70或更小、68或更小、大约60或更小、大约50或更小、大约40或更小、大约30或更小)。
另一个表征法是投影物镜101的子午切面中对应于每个反射镜上的中心场点的主光线入射角。该角度称作θCR。一般而言，θCR能够改变。在一些实施例中，投影物镜101中的θCR的最大值θCR(max)能够比较小。例如θCR(max)能够为大约35°或更小(例如，大约30°或更小、大约25°或更小、大约20°或更小、大约15°或更小、大约13°或更小、大约10°或更小、大约8°或更小、大约5°或更小)。
在一些实施例中，最大值θCR(max)(单位：度)与像侧NA的比可以是大约100或更小(例如，大约80或更小、大约70或更小、68或更小、大约60或更小、大约50或更小、大约40或更小、大约30或更小)。
投影物镜101中的每个反射镜能够由投影物镜101子午切面中光线的入射角范围Δθ表征。对于每个反射镜而言，Δθ对应于θmax与θmin之差，其中θmin是投影物镜101的子午切面中每个反射镜上的最小光线入射角。一般而言，Δθ对于投影物镜101中的每个反射镜而言可以改变。对于某些反射镜而言，Δθ能够比较小。例如，Δθ能够为大约20°或更小(例如，大约15°或更小、大约12°或更小、大约10°或更小、大约8°或更小、大约5°或更小、大约3°或更小、2°或更小)。或者，对于投影物镜101中的某些反射镜而言，Δθ能够比较大。例如，Δθ对于某些反射镜可以是大约20°或更大(例如，大约25°或更大、大约30°或更大、大约35°或更大、大约40°或更大)。
在一些实施例中，投影物镜101中所有反射镜的Δθ最大值Δθmax能够比较小。例如，Δθmax能够为大约25°或更小(例如，大约20°或更小、大约15°或更小、大约12°或更小、大约10°或更小、大约9°或更小、大约8°或更小、大约7°或更小、大约6°或更小、大约5°或更小，例如3°)。
另一种表征投影物镜101中的辐射路径的方式是每个反射镜处的主光线放大率，这是指在从每个反射镜反射之前和之后主光线(例如在子午切面中)与基准轴105之间的夹角的正切的商。例如，参照图4，其中主光线501在从反射镜510反射之前与基准轴105分开，并且从反射镜510反向朝基准轴105反射，反射镜510具有正主光线角度放大率。或者，参照图5，其中主光线502在从反射镜520反射之前和之后均与基准轴105分开，反射镜520具有负主光线角度放大率。在这两种情况下，该主光线放大率由tan(α)/tan(β)给出。在某些实施例中，具有多个具有正主光线角度放大率反射镜能够对应于投影物镜中一个或多个反射镜上的较大入射角。因此，仅具有一个具有正主光线角度放大率的投影物镜还能够在反射镜上具有较低的入射角。
投影物镜101中各反射镜的相对间隔能够根据投影物镜的具体设计变化。相邻反射镜之间比较大的距离(相对于辐射路径)能够对应于反射镜上比较小的入射光线角。在某些实施例中，投影物镜101能够包括间隔大于投影物镜轨道长度的50％的至少一对相邻反射镜。
在某些实施例中，与辐射路径上物平面与第二反射镜之间的距离dop-2相比，在辐射路径上物平面与第一反射镜之间具有大相对距离dop-1还对应于反射镜上光线的较小入射角。例如，dop-1/dop-2为大约2或更大(例如，大约2.5或更大、大约3或更大、大约3.5或更大、大约4或更大、大约4.5或更大、大约5或更大)的实施例还能够具有较小的光线入射角。
一般而言，投影物镜101中的各反射镜的覆盖区尺寸和形状能够变化。覆盖区形状是指x-y平面上投影的反射镜形状。反射镜的覆盖区可以是圆形、椭圆形、多边形(例如，矩形、方形、六角形)或者不规则的形状。在实施例中，该覆盖区是相对于投影物镜101的子午平面对称的。
在某些实施例中，反射镜能够具有最大尺寸为大约1500mm或更小(例如，大约1400mm或更小、大约1300mm或更小、大约1200mm或更小、大约1100mm或更小、大约1000mm或更小、大约900mm或更小、大约800mm或更小、大约700mm或更小、大约600mm或更小、大约500mm或更小、大约400mm或更小、大约300mm或更小、大约200mm或更小、大约100mm或更小)的覆盖区。反射镜可以具有最大尺寸大于大约10mm(例如，大约20mm或更大、大约50mm或更大)的覆盖区。
图6A表示了具有椭圆形覆盖区的反射镜600的实例。反射镜600具有沿着x方向的最大尺寸Mx。在实施例中，Mx能够为大约1500mm或更小(例如，大约1400mm或更小、大约1300mm或更小、大约1200mm或更小、大约1100mm或更小、大约1000mm或更小、大约900mm或更小、大约800mm或更小、大约700mm或更小、大约600mm或更小、大约500mm或更小、大约400mm或更小、大约300mm或更小、大约200mm或更小、大约100mm或更小)。Mx可以是大于大约10mm(例如，大约20mm或更大、大约50mm或更大)。
反射镜600相对于子午线601对称。反射镜600沿着子午线601的尺寸是My。对于反射镜600而言，My小于Mx，然而更一般的是，My能够小于、等于或者大于Mx。在一些实施例中，My在大约0.1Mx到大约Mx的范围内(例如，大约0.2Mx或更大、大约0.3Mx或更大、大约0.4Mx或更大、大约0.5Mx或更大、大约0.6Mx或更大、大约0.7Mx或更大、大约0.8Mx或更大、大约0.9Mx或更大)。或者，在某些实施例中，My能够为大约1.1Mx或更大(例如，大约1.5Mx或更大)，例如在大约2Mx到大约10Mx范围内。My能够为大约1000mm或更小(例如，大约900mm或更小、大约800mm或更小、大约700mm或更小、大约600mm或更小、大约500mm或更小、大约400mm或更小、大约300mm或更小、大约200mm或更小、大约100mm或更小)。My能够大于大约10mm(例如，大约20mm或更大、大约50mm或更大)。
在一些实施例中，反射镜的底部可以在反射镜表面(既反射成像辐射的反射镜部分)之外沿着一个或多个方向延伸。例如，反射镜的底部能够在光学有效表面之外沿着x和/或y方向延伸大约10mm或更多(例如，大约20mm或更多、大约30mm或更多、大约40mm或更多、大约50mm或更多)。反射镜底部的延伸能够有助于通过提供非光学有效的表面将反射镜安装在投影物镜101中，该非光学有效的表面能够安装到安装装置上。
优选的是，反射镜底部的延伸不应当沿着使投影物镜101中的辐射路径闭塞的方向延伸。反射镜边缘与辐射经过反射镜时的路径之间的距离与称作“干舷”的参数相关，该参数为最接近反射镜边缘的光线与经过反射镜反射的最邻近反射镜边缘的光线之间的最小距离。在一些实施例中，投影物镜101能够包括干舷大约为20mm或更大(例如，大约25mm或更大、大约30mm或更大、大约35mm或更大、大约40mm或更大、大约45mm或更大、大约50mm或更大)的一个或多个反射镜。大的干舷提供了在反射镜制造方面的灵活性，这是因为投影物镜能够容纳延伸的反射镜底部而不会闭塞成像辐射。然而，比较小的干舷能够对应于投影物镜中反射镜上光线的小入射角、在一些实施例中，投影物镜101能够包括干舷约为15mm或更小(例如，大约12mm或更小、大约10mm或更小、大约8mm或更小、大约5mm或更小)的一个或多个反射镜。在某些实施例中，投影物镜101包括具有5mm到25mm之间的干舷的一个或多个反射镜。
一般而言，投影物镜101中的反射镜的厚度可以改变。反射镜厚度是指反射镜沿着z轴的尺寸。反射镜一般应当具有足够的厚度以有助于安装在投影物镜内。参照图6B，可以由最大厚度Tmax和最小厚度Tmin来表征反射镜600的厚度。通常，Tmax与Tmin之间的差取决于反射镜表面的曲率以及反射镜底部的结构。在一些实施例中，Tmax为大约200mm或更小(例如，大约150mm或更小、大约100mm或更小、大约80mm或更小、大约60mm或更小、大约50mm或更小、大约40mm或更小、大约30mm或更小、大约20mm或更小)。在某些实施例中，Tmin为大约1mm或更大(例如，大约2mm或更大、大约5mm或更大、大约10mm或更大、大约20mm或更大、大约50mm或更大、大约100mm或更大)。
在一些实施例中，投影物镜中的任意反射镜的最大尺寸为大约1500mm或更小(例如，大约1400mm或更小、大约1300mm或更小、大约1200mm或更小、大约1100mm或更小、大约1000mm或更小、大约900mm或更小、大约800mm或更小、大约700mm或更小、大约600mm或更小、大约500mm或更小，例如大约300mm)。在某些实施例中，投影物镜中任意反射镜的最大尺寸为大约10mm或更大(例如，大约20mm或更大、大约30mm或更大、大约40mm或更大、大约50mm或更大、大约75mm或更大、大约100nm或更大)。
一般而言，投影物镜101的场的形状可以改变。在一些实施例中，该场具有弓形形状，例如一段环的形状。参照图7A，环段场700能够由x尺寸dx、y尺寸dy以及径向尺寸dr表征。dx和dy分别对应于该场沿着x方向和y方向的尺寸。dr对应于环半径，其是从轴705到场700的内边界测得的。应当强调的是，轴705不是描述光学系统的轴(例如，它不是基准轴)并且尤其不是光轴。轴705仅用于限定环段场700。环段场700相对于平行于y-z平面的由线710表示的平面对称。一般而言，dx、dy和dr的大小根据投影物镜101的设计改变。通常dy小于dx。场尺寸dx、dy和dr在物平面103和像平面处的相对大小根据投影物镜101的放大率或者缩小率而改变。
在一些实施例中，dx在像平面102处比较大。例如，像平面102处的dx能够为大于1mm(例如，大约3mm或更大、大约4mm或更大、大约5mm或更大、大约6mm或更大、大约7mm或更大、大约8mm或更大、大约9mm或更大、大约10mm或更大、大约11mm或更大、大约12mm或更大、大约13mm或更大、大约14mm或更大、大约15mm或更大、大约18mm或更大、大约20mm或更大、大约25mm或更大)。dx可以是大约100mm或更小(例如，大约50mm或更小、大约30mm或更小)。像平面102处的dy可以是大约0.5mm到大约5mm的范围中(例如，大约1mm、大约2mm、大约3mm、大约4mm)。
通常，像平面102处的dr为大约10mm或更大。像平面102处的dr例如可以是大约15mm或更大(例如，大约20mm或更大、大约25mm或更大、大约30mm或更大)。在一些实施例中，dr可以是极大的(例如，大约1m或更大、大约5m或更大、大约10m或更大)。在某些实施例中，该场的形状为矩形并且dr为无限大。
更一般的是，对于其它的场形状，投影物镜101在像平面102处能够具有大于1mm的最大场尺寸(例如，大约3mm或更大、大约4mm或更大、大约5mm或更大、大约6mm或更大、大约7mm或更大、大约8mm或更大、大约9mm或更大、大约10mm或更大、大约11mm或更大、大约12mm或更大、大约13mm或更大、大约14mm或更大、大约15mm或更大、大约18mm或更大、大约20mm或更大、大约25mm或更大)。在某些实施例中，投影物镜具有不大于100mm的最大场尺寸(例如，大约50mm或更小、大约30mm或更小)。
在一些实施例中，像场形状能够对应(例如，在一个或多个尺寸上)于使用该投影物镜101曝光的晶片上的模片位置的形状。例如，能够将该像场成形为在曝光晶片时减少过扫描。过扫描是指在超出模片位置的边缘的范围扫描像场以曝光整个所述位置的需要。一般，这种情况出现在像场的形状与模片位置的形状不一致时。
过扫描能够由所述像场的前边缘与模片位置的后缘之间的最大距离的比(例如，表达为百分比)表征，其中所述模片位置的后缘的位置使得在该模片的后缘的角被曝光。参照图7B，过扫描对应于dos与dy的比，其中dos为像场700的前边缘与模片位置720的处于曝光角721和722位置处的后边缘之间的距离。在某些实施例中，投影物镜能够具有较小的过扫描。例如，投影物镜能够具有大约5％或更小的过扫描(例如，大约4％或更小、大约3％或更小、大约2％或更小、大约1％或更小、大约0.5％或更小、0.1％或更小)。
在某些实施例中，投影物镜101能够具有零过扫描。例如，参照图7C，在将像场730用于曝光方形模片位置740的实施例中，能够以零过扫描实现扫描。
参照图8，一般而言，投影物镜101引起物-像偏移dois，这根据投影物镜的具体设计变化。物-像偏移是指在x-y平面中测得的像场中的点与物场中相应点的距离。对于具有光轴(投影物镜中每个反射镜的旋转对称公共轴)的投影物镜而言，能够利用以下公式计算物-像偏移：
dois＝h0(1-M)
其中h0是指物场中的中心场点与光轴在x-y平面中的距离，M是投影物镜放大比。例如，对于具有4倍的缩小率(即M＝0.25)以及中心场点与光轴相距120mm的投影物镜而言，dois为90mm。
在一些实施例中，投影物镜101能够具有比较小的物-像偏移。例如，投影物镜具有零物-像偏移。具有比较小的物像偏移的投影物镜能够具有比较纤细的光学设计。此外，在具有零物-像偏移的实施例中，投影物镜101能够围绕与物场和像场的中心场点相交的轴旋转，而该中心场点不会相对于例如台130位移。这在例如将用于检查晶片和将晶片对准投影物镜101的度量工具(例如探测光学系统，如US6240158B1中公开的工具)放置在中心场点的标称位置的情况下是有利的，这是因为中心场点没有在投影物镜旋转时相对于该位置位移。因此，在投影物镜工作过程中经历旋转的情况下，零物-像偏移能够有助于更容易的度量并且有助于测试投影物镜101。
在一些实施例中，投影物镜101具有大约80mm或更小(例如，大约60mm或更小、大约50mm或更小、大约40mm或更小、大约30mm或更小、大约20mm或更小、大约15mm或更小、大约12mm或更小、大约10mm或更小、大约8mm或更小、大约5mm或更小、大约4mm或更小、大约3mm或更小、大约2mm或更小、大约1mm或更小)的dois。
投影物镜101的实施例能够具有比较大的像侧自由工作距离。像侧自由工作距离是指像平面102与反射镜最接近像平面102的反射成像辐射的反射镜表面之间的最短距离。如图9所示，该图显示了作为最接近像平面102的反射镜的反射镜810。辐射从反射镜810的表面811反射。像侧自由工作距离表示为dw。在一些实施例中，dw为大约25mm或更大(例如，大约30mm或更大、大约35mm或更大、大约40mm或更大、大约45mm或更大、大约50mm或更大、大约55mm或更大、大约60mm或更大、大约65mm或更大)。在某些实施例中，dw为大约200mm或更小(例如，大约150mm或更小、大约100mm或更小、大约50mm或更小)。例如，投影物镜300具有大约45mm的像侧自由工作距离。可能希望比较大的工作距离，这是因为其能够使衬底150的表面位于像平面102处，而不会接触反射镜810面向像平面102的面。
类似的是，物侧自由工作距离是指物平面103与投影物镜101中反射镜反射侧的最接近物平面103的反射成像辐射的反射镜表面之间的最短距离。在一些实施例中，投影物镜101具有比较大的物侧自由工作距离。例如，投影物镜101能够具有大约50mm或更大(例如，大约100mm或更大、大约150mm或更大、大约200mm或更大、大约250mm或更大、大约300mm或更大、大约350mm或更大、大约400mm或更大、大约450mm或更大、大约500mm或更大、大约550mm或更大、大约600mm或更大、大约650mm或更大、大约700mm或更大、大约750mm或更大、大约800mm或更大、大约850mm或更大、大约900mm或更大、大约950mm或更大、大约1000mm或更大)的物侧自由工作距离。在某些实施例中，物侧自由工作距离不大于大约2000mm(例如，大约1500mm或更小、大约1200mm或更小、大约1000mm或更小)。在希望进入投影物镜101与物平面103之间的空间的实施例中，比较大的物侧自由工作距离可能是有利的。例如，在分划板140为反射分划板的实施例中，必须从面向物镜101的一侧照射该分划板。因此，在投影物镜101与物平面103之间应当存在足够的空间以允许照明系统120以希望的照射角度照射分划板。此外，一般而言，越大的物侧自由工作距离，例如通过提供足够的空间以在投影物镜101与分划板140的支撑结构之间安装其它部件(例如均匀滤光器)，从而在工具的其余部分的设计方面提供了灵活性。
一般而言，投影物镜101能够被设计为，使得主光线在分划板140处会聚、发散或者基本上相互平行。相应地，投影物镜101的入瞳相对于物平面103的位置能够改变。例如，如果主光线在分划板140处会聚，则入瞳位于物平面103的像平面侧上。相反，如果主光线在分划板140处发散，则物平面103位于入瞳与像平面102之间。此外，物平面103与入瞳之间的距离能够变化。在一些实施例中，入瞳与物平面103相距大约1m或更大(例如，大约2m或更大、大约3m或更大、大约4m或更大、大约5m或更大、大约8m或更大、大约10m或更大)(沿着垂直于物平面103的轴测得)。在一些实施例中，入瞳位于相对于物平面103的无限远处。这对应于主光线在分划板140处相互平行的情况。
一般而言，能够使用市场上能够买到的光学设计软件来设计投影物镜101，如ZEMAX、OSLO或者Code V。通常，通过规定初始投影物镜设计(例如反射镜的设置)以及诸如辐射波长、场尺寸和数值孔径的参数来开始设计。然后，编码针对特定的光学性能标准优化该设计，例如波前误差、畸变、远心性和场弯曲。
在某些实施例中，由中心位于光轴上的旋转对称反射镜(例如球面或非球面反射镜)来指定初始投影物镜。然后将每个反射镜偏离光轴到该反射镜满足某些预先建立的规则的位置。例如，能够将每个反射镜偏离光轴一定的量，该量使主光线对于特定场在反射镜上的入射角最小化。在实施例中，能够使反射镜偏轴大约5mm或更大(例如，大约10mm或更大、大约20mm或更大、大约30mm或更大、大约50mm或更大)。在某些实施例中，反射镜偏轴大约200mm或更小(例如，大约180mm或更小、大约150mm或更小、大约120mm或更小、大约100mm或更小)。
此外或可选的是，能够使每个反射镜倾斜到该反射镜满足某些预先建立的规则的位置。倾斜是指每个反射镜对称轴相对于投影物镜初始配置的光轴的走向。反射镜能够倾斜大约1°或更大(例如，大约2°或更大、大约3°或更大、大约4°或更大、大约5°或更大)。在一些实施例中，反射镜倾斜大约20°或更小(例如，大约15°或更小、大约12°或更小、大约10°或更小)。
在偏轴和/或倾斜之后，能够确定每个反射镜的自由形状，从而针对特定光学性能标准优化该投影物镜设计。
除了反射镜之外，投影物镜101能够包括一个或多个其它部件，例如一个或多个孔径光阑。一般而言，该孔径光阑的形状能够改变。孔径光阑的实例包括圆形孔径光阑、椭圆形孔径光阑和/或多边形孔径光阑。还能够定位孔径光阑，使得成像辐射两次穿过或一次穿过该孔径光阑。投影物镜101中的孔径光阑能够被更换和/或孔径光阑可以具有可调整的孔径。
在一些实施例中，投影物镜101包括场阑。例如，在投影物镜包括中间图像的实施例中，能够将该场阑放置在中间图像处或其附近。
实施例能够包括挡板(例如用于为晶片遮挡杂散辐射)。在一些实施例中，投影物镜101能够包括用于监测反射镜在投影物镜内的位置变化的部件(例如干涉计)。该信息能够用于调整各反射镜以校正反射镜之间的任何相对移动。反射镜调整可以是自动的。US6549270B1中描述了用于监测/调整反射镜位置的系统实例。
参照图11，投影物镜1200的实施例包括六个反射镜1210、1220、1230、1240、1250和1260，并且具有0.35的像侧数值孔径和13.5nm的工作波长。反射镜1210、1220、1230、1240、1250和1260均为自由形状反射镜。投影物镜1200以4倍的缩小率将辐射从物平面103成像到像平面102。垂直于物平面103和像平面102的基准轴1205与物场和像场中的相应场点相交。投影物镜1200的轨道长度为1385mm并且成像辐射的光路长度为4162mm。因此，光路长度与轨道长度之比大约为3.01。投影物镜1200具有位于反射镜1220处的孔径光阑。
投影物镜1200的入瞳位于无线远处，并且物平面位于入瞳与反射镜之间。物平面103处的中心场点的主光线角度为7°。物平面103处的主光线角度的最大变化小于0.06°。投影物镜1200在物侧是远心的。
投影物镜1200具有矩形场。像侧场宽度dx为26mm。像侧场长度dy为2mm。投影物镜1200具有零物-像偏移。
投影物镜1200在反射镜1240与1250之间提供中间图像。
按照从物平面103到像平面102的辐射路径的顺序，各反射镜的光焦度如下：反射镜1210具有正光焦度；反射镜1220具有负光焦度；反射镜1230具有正光焦度；反射镜1240具有正光焦度；反射镜1250具有负光焦度；反射镜1260具有正光焦度。
每个反射镜的覆盖区的尺寸以Mx×My给出如下：反射镜1210为250mm×153mm；反射镜1020为70mm×69mm；反射镜1230为328mm×153mm；反射镜1240为325mm×112mm；反射镜1250为87mm×75mm；反射镜1260为269mm×238mm。
中心场点的主光线入射角对于反射镜1210、1220、1230、1240、1250和1260分别为6.13°、10.61°、8.65°、8.26°、14.22°和5.23°。子午切面上每个反射镜上的最大入射角θmax对于反射镜1210、1220、1230、1240、1250和1260分别为6.53°、11.63°、8.91°、11.39°、24.26°和7.44°。反射镜1210、1220、1230、1240、1250和1260的Δθ分别为1.07°、3.64°、1.74°、7.44°、21.70°和4.51°。
反射镜1210、1220、1250和1260具有大于5mm并小于25mm的干舷。反射镜1240具有正主光线角放大率，而反射镜1210、1220、1230和1250具有负主光线角放大率。
投影物镜1200的像侧自由工作距离为40mm。物侧自由工作距离为439mm。
在投影物镜1200中，dop-1/dop-2为1.91。此外，相邻反射镜对1240和1250分隔开大于投影物镜轨道长度的50％。而且，反射镜1210与物平面103之间的距离大于投影物镜轨道长度的50％。
以下的表4A和表4B表示了投影物镜1200的数据。表4A表示了光学数据，而表4B表示了每个反射镜表面的非球面常数。针对表4A和表4B，反射镜标记如下对应：反射镜1(M1)对应于反射镜1210；反射镜2(M2)对应于反射镜1220；反射镜3(M3)对应于反射镜1230；反射镜4(M4)对应于反射镜1240；反射镜5(M5)对应于反射镜1250；反射镜6(M6)对应于反射镜1260。
表面 半径(mm) 厚度(mm) 模式
物反射镜1反射镜2光阑反射镜3反射镜4反射镜5反射镜6像 无限远 836.375-614.878 -397.397-383.358 0.000无限远 655.992-1204.989 -659.6311885.915 909.840302.954 -308.805403.492 348.850无限远 0.000 反射反射反射反射反射反射
表4A
表4B
参照图12，投影物镜1300的实施例包括六个反射镜1310、1320、1330、1340、1350和1360，并且具有0.35的像侧数值孔径和13.5nm的工作波长。反射镜1310、1320、1330、1340、1350和1360均为自由形状反射镜。投影物镜1300以4倍的缩小率将辐射从物平面103成像到像平面102。投影物镜1300的轨道长度为1500mm并且成像辐射的光路长度为4093mm。因此，光路长度与轨道长度的比约为2.73。投影物镜1300具有位于反射镜1320处的孔径光阑。
投影物镜1300的入瞳位于无限远。物平面103处中心场点的主光线角为7°。物平面103处主光线角的最大变化小于0.1°。投影物镜1300在物侧是远心的。
投影物镜1300具有矩形场。像侧场宽度dx为26mm。像侧场长度dy为2mm。投影物镜1000具有119mm的物-像偏移。
投影物镜1300在反射镜1340与1350之间提供中间图像。
按照从物平面103到像平面102的辐射路径顺序，各反射镜的光焦度如下：反射镜1310具有正光焦度；反射镜1320具有负光焦度；反射镜1330具有正光焦度；反射镜1340具有正光焦度；反射镜1350具有负光焦度；反射镜1360具有正光焦度。
每个反射镜的覆盖区的尺寸以Mx×My给出如下：反射镜1310为271mm×173mm；反射镜1320为69mm×65mm；反射镜1330为290mm×115mm；反射镜1340为272mm×66mm；反射镜1350为81mm×67mm；反射镜1360为274mm×243mm。
中心场点的主光线入射角对于反射镜1310、1320、1330、1340、1350和1360分别为9.66°、12.15°、9.10°、5.45°、13.31°和4.60°。子午切面上每个反射镜上的最大入射角θmax对于反射镜1310、1320、1330、1340、1350和1360分别为11.20°、15.46°、9.63°、8.64°、23.31°和6.17°。反射镜1310、1320、1330、1340、1350和1360的Δθ分别为3.25°、7.32°、1.57°、6.92°、21.18°和3.63°。
反射镜1340具有正主光线角放大率，而反射镜1310、1320、1330和1350具有负主光线角放大率。投影物镜1300的像侧自由工作距离为40mm。物侧自由工作距离为582mm。
在投影物镜1300中，dop-1/dop-2为1.63。此外，相邻反射镜对1340和1350分隔开大于投影物镜轨道长度的50％。而且，反射镜1310与物平面103之间的距离大于投影物镜轨道长度的50％。
以下的表5A和表5B中表示了投影物镜1300的数据。表5A表示了光学数据，而表5B表示了每个反射镜表面的非球面常数。针对表5A和表5B，反射镜标记有如下相关：反射镜1(M1)对应于反射镜1310；反射镜2(M2)对应于反射镜1320；反射镜3(M3)对应于反射镜1330；反射镜4(M4)对应于反射镜1340；反射镜5(M5)对应于反射镜1350；反射镜6(M6)对应于反射镜1360。
表面 半径(mm) 厚度(mm) 模式
物反射镜1反射镜2光阑反射镜3反射镜4反射镜5反射镜6像 无限远 946.404-605.890 -364.901-368.417 0.000无限远 626.468-1202.217 -556.4411949.768 808.432276.499 -313.562401.291 353.600无限远 0.000 反射反射反射反射反射反射
表5A
表5B
参照图13，投影物镜1300能够用于光学系统1401中，该光学系统包括光源1405和照明光学器件，其包括集光器单元1415、光谱纯度滤光器1425、场面元(field facet)反射镜1435、瞳面(pupil facet)反射镜1445和聚焦反射镜1455。光源1405是配置为向投影物镜提供13.5nm的辐射的EUV光源。集光器单元1415收集来自光源1405的辐射并且将辐射朝光谱纯度滤光器1415引导，该滤光器过滤出波长为13.5nm的入射辐射并且将所述13.5nm的辐射朝场面元反射镜1435引导。连同瞳面反射镜1445和聚焦反射镜1455，场面元反射镜以13.5nm的辐射照射位于物平面103处的反射分划板。
其它实施例在权利要求书中。

Claims (24)

1.一种微光刻投影光学系统：
-包括多个光学元件，该光学元件设立为将来自物平面中的物场的波长为入的辐射成像到像平面中的像场，
-该光学系统具有位于距物平面大于2.8m的入瞳，
-其中该光学系统的辐射路径具有与物平面处的法线成3°或更大夹角的主光线，
该光学系统在物平面处为远心的，
该多个元件包括两个元件，所述两个元件是位于辐射路径中的具有非旋转对称表面的反射元件。
2.根据权利要求1所述的光学系统，其中该主光线与物平面处的法线成4°或更大的夹角。
3.根据权利要求1所述的光学系统，包括位于物场中的将要成像的反射物体。
4.根据权利要求1所述的光学系统，具有反射投影物镜。
5.根据权利要求1所述的光学系统，其中该非旋转对称表面在一个或多个位置与最佳拟合旋转对称表面偏离入或更大。
6.根据权利要求5所述的光学系统，其中该最佳拟合非旋转对称表面相对于对应于以下等式的表面偏离0.1λ或更小：
Z = cr 2 1 + 1 - ( 1 + k ) c 2 r 2 + Σ j = 2 a C j X m Y n
其中
j = ( m + n ) 2 + m + 3 n 2 + 1 ,
Z为平行于Z轴的表面的垂度，c为顶点曲率，
X、Y为彼此垂直且垂直于Z轴的坐标；
r为距Z轴的距离，r2＝X2+Y2，并且k为圆锥常数，Cj为单项式XmYn的系数，m、n为0或正整数，并且α为整数。
7.根据权利要求5所述的光学系统，其中该非旋转对称表面在一个或多个位置与最佳拟合旋转对称表面偏离10λ或更大。
8.根据权利要求5所述的光学系统，其中该非旋转对称表面在一个或多个位置与最佳拟合旋转对称表面偏离20nm或更大。
9.根据权利要求1所述的光学系统，其中该多个元件限定了子午平面并且这些元件相对于该子午平面镜像对称。
10.根据权利要求1所述的光学系统，其中该多个元件中的不超过两个具有正主光线角放大率。
11.根据权利要求1所述的光学系统，其中该多个元件中的不超过一个具有正主光线角放大率。
12.根据权利要求1所述的光学系统，其中该微光刻投影光学系统具有0.2或更大的像侧数值孔径。
13.根据权利要求1所述的光学系统，其中该光学系统具有位于像平面的矩形场，其中该矩形场在所述像平面中的每个正交方向上的最小尺寸为1mm或更大。
14.根据权利要求1所述的光学系统，其中在所述像场处的静畸变为10nm或更小。
15.根据权利要求1所述的光学系统，其中在所述像场处的波前误差为λ/14或更小。
16.根据权利要求1所述的光学系统，其中在所述物平面处各主光线在0.05°范围内相互平行。
17.根据权利要求1所述的光学系统，其中该多个元件在像平面处为远心的。
18.根据权利要求1所述的光学系统，其中由主光线表征穿过该光学系统的辐射路径，并且对于该光学系统的子午切面而言，中心场点的主光线在每个所述元件的表面上具有θ度的最大入射角，该光学系统具有大于0.3的像侧数值孔径NA，并且比值θ/NA小于68°。
19.根据权利要求1所述的光学系统，其中该光学系统具有75mm或更小的物-像偏移。
20.根据权利要求1所述的光学系统，还包括配置为向物平面提供波长为λ的辐射的辐射源。
21.根据权利要求20所述的光学系统，还包括照明系统，该照明系统包括设置为将来自所述辐射源的辐射引导到位于所述物平面的物体的一个或多个元件，其中该照明系统包括位于对应于该光学系统入瞳的位置的元件。
22.一种微光刻工具，包括：
根据权利要求21所述的光学系统；
第一可移动台，其配置为将分划板定位在所述物平面处，使得该光学系统将该分划板成像到像平面；以及
第二可移动台，其配置为将物品定位在所述像平面处，使得所述分划板的像位于该物品的表面处。
23.一种用于微光刻制造微结构部件的方法，包括以下步骤：
-提供具有至少一层辐射敏感材料的衬底，
-提供具有所要投影的结构的掩模，
-提供根据权利要求22所述的微光刻工具，
-使用该微光刻工具在所述层的一个区域上投影所述掩模的至少一部分。
24.一种利用根据权利要求23所述的方法制造的微结构部件。
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