CN102033299A - 折反射投射物镜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于微光刻的折反射投射物镜(1)，该折反射投射物镜(1)用于将物面(5)中的物场(3)成像到像面(9)中的像场(7)，且包括第一分物镜(11)，用于将物场成像到实的第一中间像(13)上；第二分物镜(15)，用于将第一中间像成像到实的第二中间像(17)上；以及第三分物镜(19)，用于将第二中间像成像到所述像场(7)上。第二分物镜(15)恰具有一个凹面镜(21)和至少一个透镜(23)。凹面镜(21)的镜表面的光学利用区域与邻近该凹面镜的透镜(23)的面对该凹面镜的表面(25)的光学利用区域之间的最小距离大于10mm。

Description

折反射投射物镜
技术领域
本发明涉及一种用于将物面中的物场成像到像面中的像场且包括三个分物镜(partial objective)的用于微光刻的折反射投射物镜，涉及包括用于提供至少一种照明模式的照明系统以及用于将物面中的物场成像到像面中的像场且包括三个分物镜的折反射投射物镜的用于微光刻的投射曝光设备，并且涉及操作投射曝光设备的方法，该投射曝光设备包括用于提供至少一种照明模式的照明系统以及用于将物面中的物场成像到像面中的像场且包括三个分物镜的折反射投射物镜。
背景技术
物场通过折反射投射物镜的第一分物镜成像在实的第一中间像上，第一中间像通过第二分物镜成像在实的第二中间像上，而第二中间像通过第三分物镜最终成像在像面中的像场上。第二分物镜是具有恰好一个凹面镜以及至少一个透镜的折反射物镜。而且，折反射投射物镜具有两个折叠镜(folding mirror)，其中第一折叠镜使来自物面的投射光偏向第二分物镜的凹面镜的方向，而第二折叠镜使来自第二分物镜的凹面镜的投射光偏向像面的方向。投射物镜恰具有两个实的中间像。
这种类型的折反射投射物镜从US2009/0059358A1获知。
该投射物镜在像面中具有大于1.0的数值孔径。
这种类型的折反射投射物镜例如从US2009/0034061A1和US2005/0248856A1获知。
因为第二分物镜恰具有一个凹面镜，所以投射光两次通过第二分物镜的透镜，确切地，第一次在从第一折叠镜到凹面镜的出射光路上，第二次在投射光被凹面镜反射之后从凹面镜到第二折叠镜的返回光路上。由于两次通过，所以与单次通过相比，如果这些透镜的同一区域在其的出射光路和返回光路上均被投射光辐照，则这些透镜的局部辐照载荷会翻倍。
在这种情况下，辐照载荷整体较高，光源的辐射光功率越高，则投射光束的范围越小。光源功率的增加以及投射光束在投射物镜的近光瞳区域中的范围的减小是投射曝光设备的当前需求。这意味着光源光功率的增加伴随着微光刻投射曝光设备的光通过量的增加。为了增加分辨率，投射物镜的入瞳仅在与入瞳的范围相比较小的光瞳区域(所谓的照明极)中被照明。在这种情况下，入瞳中照明光的强度分布特征化照明模式。照明极表示入瞳的强度分布中的连续区域，其中强度不会低于最大强度的10％。而且，这些照明极通常位于入瞳的边缘处。在这种情况下，入瞳是限定入射到投射物镜的光束的虚或实开口。通过利用在光的方向上位于孔径光阑上游的透镜或反射镜的折射表面或反射表面成像投射物镜的该孔径光阑而构建入瞳。因此，入瞳表示投射物镜的孔径光阑的物侧像。如果衍射照明光的承载结构的掩模布置在投射物镜的物场内，则在结构宽度接近投射物镜的分辨率极限的情况下，以零衍射级和更高衍射级(不包括第一衍射级在内)为特征的投射光分布出现在后续的光瞳面中。在这种情况下，零衍射级投射光分布对应于入瞳中的照明分布。提供在投射物镜的入瞳中的这样的照明极因此也显现在投射物镜的后续光瞳面中。与入瞳共轭的光瞳面位于第二分物镜的凹面镜上或者至少位于第二分物镜的凹面镜附近。具有这样的由照明系统在投射物镜的入瞳中产生的照明极的照明因此也出现于第二分物镜的凹面镜或布置在该凹面镜附近的透镜上。因此，分辨率的增加导致布置在凹面镜附近的透镜的局部辐照载荷的增加。
通过减小投射光的波长，分辨率同样也增加。因此，波长在深紫外波长范围内(也就是说，例如，波长为248nm、193nm或157nm)的激光光源用于投射曝光设备。在此波长范围内，例如，诸如石英或氟化钙的典型的透镜材料表现出被辐照损伤。因此，对于石英，会发生材料紧致、材料稀疏、由此引起的应力以及继而由此引起的应力双折射。偏振导致双折射的效应也同样地被已知，在该效应中材料根据投射光的偏振状态而改变。而且，由于色心(colour centre)的形成辐照会导致传输损耗。上述效应非线性地部分依赖于辐照度，从而辐照载荷的翻倍会导致明显更大的损伤，如同该效应线性依赖于辐照度的情况。
两次经过邻近凹面镜的透镜、为了增加光通过量而增加的光源的光功率、利用小范围的照明极照明入瞳且从而照明邻近凹面镜的透镜、深紫外光的采用以及会由于辐照载荷而被损伤的透镜材料的使用具有这样的效果：在此类投射物镜中，第二分物镜的邻近凹面镜布置的透镜尤其具有被投射曝光设备的操作损伤的风险。
发明内容
这样，本发明的目标是提供一种折反射投射物镜、包括照明系统和该折反射投射物镜的投射曝光设备以及操作包括照明系统和折反射投射物镜的投射曝光设备的方法，尽管有这些边界条件，其也能够光刻生产具有均匀品质的半导体部件。
该目标通过这样的折反射投射物镜而实现，该折反射投射物镜用于微光刻且用于将物面中的物场成像到像面中的像场，且包括：第一分物镜，用于将物场成像到实的第一中间像上；第二分物镜，用于将第一中间像成像到实的第二中间像上；以及第三分物镜，用于将第二中间像成像到像场上，其中第二分物镜恰具有一个凹面镜和至少一个透镜，其中投射物镜具有第一折叠镜和第二折叠镜，第一折叠镜用于将来自物面的辐射偏向凹面镜的方向，第二折叠镜用于将来自凹面镜的辐射偏向像面的方向，其中投射物镜恰具有两个实的中间像，并且其中投射物镜在像面中具有大于1.0的数值孔径，其中凹面镜的光学利用区域与邻近凹面镜的透镜的面对凹面镜的表面的光学利用区域之间的最小距离大于10mm。
反射镜表面或透镜表面的光学利用区域理解为意指这样的区域，基于物场范围且在最大开口的孔径光阑的情况下，所有光线的可能相交点位于该区域中。相反，由于制造公差以及透镜或反射镜的机械安装所需，透镜或反射镜的物理范围通常大于该光学利用区域。凹面镜在光学利用区域内的镜表面上的点与邻近凹面镜的透镜的面对该凹面镜的表面上的在所述表面的光学利用区域内的点之间的距离被确定。在这种情况下，最小距离就是所有可能的距离值中的最小值。
然而，在凹面镜的镜表面与相邻透镜表面之间的距离较小的情况下，扩展光束的光线在总体交叠的区域中在出射光路和返回光路上通过透镜表面，如果凹面镜的镜表面与相邻透镜表面之间的距离增加则这种情况可以避免。这样，邻近凹面镜布置的透镜无可否认地仍被两次通过，但现在却在空间分离的路径上被两次经过。结果，辐照载荷在任何区域中都不翻倍。
光束在朝向凹面镜的出射光路以及来自凹面镜的返回光路的空间分离由这样的事实所导致，该事实为：此类投射物镜具有离轴布置的物场。也就是说，光轴与物面的相交点位于物场外。因此，第一中间像和第二中间像也离轴布置，具体地，布置在光轴的相对侧。第一中间像和第二中间像因此而彼此空间分离。相反，光瞳面中以及第二分物镜的布置在该光瞳面附近的凹面镜上的照明是场独立的，也就是，独立于物场的形状和位置。然而，出射光路和返回光路上的辐照光束因此而以空间分离的方式行进在离轴布置的中间像面区域中，而辐照光束在出射光路和返回光路上的交叠以及辐照载荷因此而翻倍发生在凹面镜的区域中。
从投射物镜的入瞳中的照明极出射的光线是否在空间分离的区域中在出射光路和返回光路上通过面对凹面镜的透镜表面，取决于入瞳中所谓的y方向上的照明极范围。在这种情况下，y方向平行于一直线，所述直线垂直于投射物镜的各个光轴且位于所述投射物镜的对称面内。该对称面被三个分物镜的三个光轴跨越。在这种情况下，分物镜的光轴表示一连续直线，该分物镜的该光学元件的光学表面关于该连续直线具有旋转对称的数学表面描述，即使该光学元件的边界不是必须被实施为关于该光轴旋转对称。从第一光轴转换到第二光轴通过第一折叠镜而发生。从第二光轴转换到第三光轴通过第二折叠镜而发生。因此，y方向根据光轴方向的改变而在每个折叠镜处改变其方向。根据此折叠几何结构，尽管物场关于对称面对称地布置，但其也关于第一分物镜的光轴在y方向上以离心的方式布置。因此，第一中间像和第二中间像也关于该光轴以离心的方式布置在y方向上。从而，仅当辐照光束取决于透镜表面与凹面镜之间的距离而不超过y方向上的一范围时，才出现在邻近凹面镜的透镜表面上辐照光束在出射光路和返回光路上的分离。该范围继而直接取决于入瞳中y方向上的照明极范围。
如果凹面镜的光学利用区域与邻近该凹面镜的透镜的面对该凹面镜的表面的光学利用区域之间的最小距离大于10mm，则例如y方向上的照明极范围为入瞳的光瞳半径的1％的投射光束在空间分离的区域中行进在出射光路和返回光路上。
在本发明的一个实施例中，该距离大于20mm。在这种情况下，例如，投射物镜的入瞳中y方向上的照明极范围为入瞳的光瞳半径的2％的投射光束在空间分离的区域中行进在出射光路和返回光路上。
在本发明的一个实施例中，该距离大于30mm。在这种情况下，例如，投射物镜的入瞳中y方向上的照明极范围为入瞳的光瞳半径的4％的投射光束在空间分离的区域中行进在出射光路和返回光路上。
在本发明的一个实施例中，该距离大于40mm。在这种情况下，例如，投射物镜的入瞳中y方向上的照明极范围为入瞳的光瞳半径的5％的投射光束在空间分离的区域中行进在出射光路和返回光路上。
通常，对于此类投射物镜，为了更好的校正像场弯曲，凹面镜与相邻透镜表面相比具有更大的弯曲。这便具有这样的效果，该效果为：凹面镜与相邻透镜表面之间的距离在凹面镜边缘处最小。因此，当光束对准凹面镜的边缘，也就是说，光束源自入瞳的边缘处的照明极时，在出射光路和返回光路上的光束在相邻透镜表面上尤其难以空间分离。这样，为了减小邻近凹面镜的透镜的面对凹面镜的透镜表面上的辐照载荷，凹面镜与邻近凹面镜的透镜之间的距离被选择为足够大，以使得从入瞳中的照明极出射且在物场内的中心物点处与物面相交的所有光线，在朝向凹面镜的光路以及在离开凹面镜的光路上在空间分离的区域中通过透镜的面对凹面镜的表面，其中照明极布置在入瞳的边缘，且其中在y方向上的照明极范围大于入瞳的光瞳半径的2％。当在距入瞳的边缘为入瞳处的光瞳半径的5％的最大距离的照明极相对于照明极的最大强度具有至少10％的强度时，则照明极布置在入瞳的边缘处。通过沿y方向获取通过照明极的强度分布的截面且确定两个10％的点之间的距离，y方向上的照明极范围被确定，其中在10％的点处，来自最大值的强度分布减小到最大值的10％。在这种情况下，y方向上的照明极范围表示对于此照明极10％的点之间的距离的最大可能值。中心物点理解为意指一物点，该物点位于物面与对称面的相交直线上且在y方向上距上物场边缘和下物场边缘距离相等。
在本发明的实施例中，假定其他边界条件相同，y方向上的照明极范围大于入瞳的光瞳半径的5％，其中所有光线仍在光学分离的区域中在出射光路和返回光路上通过透镜的面对凹面镜的表面。
在本发明的实施例中，假定其他边界条件相同，y方向上的照明极范围大于入瞳的光瞳半径的8％，其中所有光线仍在光学分离的区域中在出射光路和返回光路上通过透镜的面对凹面镜的表面。
第二分物镜的凹面镜对像场弯曲的校正贡献显著。在这种情况下，凹面镜的曲率越大，该贡献整体越大。如果具有负的光学屈光力的透镜(所谓的负透镜)在光的方向上布置在凹面镜的上游，则凹面镜的曲率可以进一步增加，其中所述负透镜对光束施加发散效应。为了保持凹面镜的直径尽可能地小，负透镜通常仅设置在距凹面镜的小距离处。当像面中的数值孔径具体地大于1.0时，这尤其必要，因为一方面凹面镜的直径由于其布置在光瞳面附近而随着投射物镜的数值孔径而增加，另一方面凹面镜的曲率仅通过像场弯曲的校正被给出。从而，当直径增加时，凹面镜的孔径，也就是，反射镜的半直径与顶点半径的比增加，且对于大于1.0的数值孔径，可导致接近半球的反射镜几何学。为了确保负透镜与凹面镜之间的有限的边缘距离，有必要增加负透镜与凹面镜之间的表面顶点的距离。在凹面镜具有半球形状的极端情况下，负透镜将位于弯曲的中心附近。因为凹面镜本质上进行1∶1成像，所以负透镜因而布置在两个中间像附近。在这种情况下，凹面镜与负透镜之间的距离不可能进一步增加。相反，当数值孔径小于1.0时，情况明显缓和。为了对像场弯曲进行同样的校正，则反射镜具有显著较小的张角，因此会更简单地实现凹面镜与负透镜之间的较大的边缘距离。在数值孔径大于1.0的情况下，如果凹面镜和相邻的负透镜之间的距离增加，但是凹面镜对像场弯曲的校正的贡献没有同时被降低，则反射镜直径增加，凹面镜呈现半球形状，负透镜位于中间像附近。具有大的直径且具有半球形状的凹面镜从生产工程学的角度来看是不利的。从而，对于大于1.0的像面中的数值孔径，凹面镜与相邻透镜之间的较小距离对于像场弯曲的校正以及生产工程学来说是有利的。与此矛盾的是：为了通过分开投射光束而降低辐照载荷，需要增加凹面镜与相邻透镜之间的距离。因此，凹面镜与相邻透镜之间的距离仅被增加到对于降低邻近凹面镜的透镜的辐照载荷是必要的程度，但另一方面，仍要确保像场弯曲的校正，如果必要，另一方面，由投射物镜的其他光学元件对像场弯曲的校正起额外的贡献。
投射物镜具有三个分物镜，该三个分物镜恰具有两个实的中间像。三个分物镜中没有进一步的中间像。在本发明的一个实施例，仅第二分物镜实施为恰具有一个凹面镜的折反射分物镜，而第一分物镜和第三分物镜实施为纯粹的折射形式，也就是，不具有成像镜。因而，第二分物镜的凹面镜对像场弯曲的校正起主要的贡献。
在本发明的一个实施例中，凹面镜的表面顶点与邻近该凹面镜的透镜的表面顶点之间的距离小于凹面镜的顶点半径。在这种情况下，凹面镜的顶点半径表示凹面镜的表面顶点处的半径。否则，实的中间像进一步形成在凹面镜与邻近该凹面镜的透镜之间。在这种情况下，表面顶点表示表面与光轴的相交点。从而，表面顶点之间的距离沿光轴被测量。
在本发明的一个实施例中，凹面镜的表面顶点与邻近该凹面镜的透镜的表面顶点之间的距离小于凹面镜的顶点半径的70％。
在本发明的一个实施例中，两个折叠镜实施为分开的反射镜。
在本发明的另一个实施例中，两个折叠镜实现为单块主体的反射涂敷侧表面，例如，具有三角形基底表面的棱镜。
在本发明的一个实施例中，第二分物镜的凹面镜具有小于200mm的顶点半径。凹面镜以2/r的负贡献作用于佩兹伐和值，其中r是凹面镜的顶点半径。佩兹伐和值是对像场弯曲的度量。对于被校正的像场弯曲，佩兹伐和值成为零。因为具有正屈光力的透镜使佩兹伐和值增加而凹面镜使佩兹伐和值降低，所以具有小于200mm的顶点半径的凹面镜由于其的较大的负贡献而有利于像场弯曲的校正，尤其具体地，当投射物镜具有大于1.0的像面中的数值孔径时，因为然后使用具有大的正屈光力的透镜。
在本发明的一个实施例中，第二分物镜的凹面镜具有直径小于260mm的光学利用区域。因此，实现的是凹面镜可以以合理的费用被生产且是合格的。
在本发明的一个实施例中，邻近凹面镜的透镜由石英构成。在高辐照载荷的情况下，石英表现出已经提及的损伤。如果在由石英构成透镜的情况下，确保凹面镜和所述透镜之间的距离增大到使得在照明极在y方向上具有小范围的情况下在出射光路和返回光路上被辐照的区域空间上彼此分离的程度，则可以避免所述损伤。
在本发明的一个实施例中，投射物镜的所有透镜由石英构成。
在本发明的一个实施例中，投射物镜的除了在光的方向上布置在像面上游的透镜之外的所有透镜由石英构成。在本发明的一个实施例中，在光的方向上布置在像面上游的透镜由折射率高于石英的材料构成，尤其由折射率高于1.8的材料构成。在本发明的一个实施例中，在光的方向上布置在像面上游的透镜由尖晶石构成。尽管采用具有高折射率的材料，但像面中的数值孔径可以增加为大于1.4的值。
第二分物镜的被两次经过的透镜的辐照载荷的降低使得可以提供这样的投射曝光设备，该投射曝光设备容许投射物镜的入瞳由至少一个照明极照明，该照明极在y方向上的最大范围小于投射物镜的入瞳的光瞳半径的8％。在这种情况下，用于微光刻的投射曝光设备包括：照明系统，提供至少一种照明模式；以及折反射投射物镜，用于将物面中的物场成像到像面中的像场上，且包括：第一分物镜，用于将物场成像到实的第一中间像上；第二分物镜，用于将第一中间像成像到实的第二中间像上；以及第三分物镜，用于将第二中间像成像到像场上，其中第二分物镜恰具有一个凹面镜和至少一个透镜，其中投射物镜具有第一折叠镜和第二折叠镜，该第一折叠镜用于将来自物面的辐射偏向凹面镜的方向，该第二折叠镜用于将来自凹面镜的辐射偏向像面的方向，其中投射物镜恰具有两个实的中间像，并且其中投射物镜在像面中具有大于1.0的数值孔径。
在这种情况下，照明系统构造为使得，在可能的照明模式之一中，其采用至少一个在y方向上的最大极范围小于投射物镜的入瞳的光瞳半径的8％的照明极照明投射物镜的入瞳。
为了提供该至少一种照明模式，该照明系统具有例如适当的衍射光学元件或者可倾斜反射镜的二维布置。后者操控照明光，使得在照明系统的出瞳中或者在照明系统之后的投射物镜的入瞳中提供期望的照明模式。所述照明模式具有例如至少一照明极，该照明极在y方向上的最大范围小于入瞳的光瞳半径的8％。
在本发明的一个实施例中，照明系统被构造为使得至少一个照明极照明入瞳的中心。在这种情况下，入瞳的中心由第一分物镜的光轴与入瞳面的交点给出。入瞳仅在中心被具有小范围的单个照明极照明的照明模式产生所谓的相干照明，当使用相移掩模时尤其采用该相干照明。
在本发明的另一实施例中，照明系统构造为使得所有的照明极布置在入瞳的边缘处。照明极被布置在入瞳的中心之外的照明模式根据照明极的数量被称为双极照明、四极照明或者多极照明。如果具有布置在物场内的结构的图像作为零衍射级与第一衍射级干涉的结果而出现，则当零衍射级与第一衍射级在物镜光瞳的边缘处位于物镜光瞳的相对侧时达到分辨极限。这预示：投射物镜的入瞳由布置在入瞳边缘处的至少一个照明极照明。
在本发明的一个实施例中，入瞳被关于入瞳的中心相对设置的成对的照明极照明。因为投射物镜内的零衍射级和第一衍射级具有不同的强度，所以作为具有关于入瞳的中心相对设置的成对的照明极的照明结构作为有效的光源的结果，出现投射物镜的像面中的对称曝光条件。
第二分物镜的被两次经过的透镜是否因辐照载荷而损伤的事实依赖于照射在透镜表面上的最大表面功率密度。在第二分物镜的被两次经过的透镜中，邻近凹面镜的透镜的面对该凹面镜的表面因为此表面最邻近光瞳面布置而具有最大的载荷。在这种情况下，所产生的最大表面功率密度取决于由投射曝光设备的照明系统提供的照明模式。如果具体的照明模式仅通过重分配投射物镜的入瞳中的光而设定，则照明随后的投射物镜中的透镜表面的总功率实质上保持为独立于照明模式。相反，随着照明极范围变小，单独照明极中的表面功率密度增加。因此，照明系统被构造为使得对于所有的照明模式，在邻近凹面镜的透镜的面对该凹面镜的表面上，最大表面功率密度小于0.6W/cm2，而物面中照明光的总功率大于1.5W。这是例如通过此事实而实现的，该事实为：根据预定的照明模式，该透镜表面上的最大表面功率密度被获知，而仅当最大表面功率密度小于预定阈值时才设定该照明模式。在这种情况下，表面功率密度可以事先例如通过基于入瞳照明的适当的模拟计算而确定。模拟计算的结果可以以一形式存储在例如投射曝光设备的中央计算机中，该形式容许投射曝光设备的控制程序确定期望的照明模式是否容许被设定。
本发明也涉及用于微光刻的投射曝光设备的操作方法，该用于微光刻的投射曝光设备包括：照明系统，用于提供至少一种照明模式；以及折反射投射物镜，用于将物面中的物场成像到像面中的像场，其包括：第一分物镜，用于将物场成像到实的第一中间像上；第二分物镜，用于将第一中间像成像到实的第二中间像上；以及第三分物镜，用于将第二中间像成像到像场上，其中第二分物镜恰具有一个凹面镜和至少一个透镜，其中该投射物镜具有第一折叠镜和第二折叠镜，第一折叠镜用于将来自物面的辐射偏向凹面镜的方向，第二折叠镜用于将来自凹面镜的辐射偏向像面的方向，其中该投射物镜恰具有两个实的中间像，并且其中投射物镜在像面中具有大于1.0的数值孔径。
在该方法中，该照明系统根据照明模式以不同数量的照明极以及不同形式的照明极照明投射物镜的入瞳。在这种情况下，在一种照明模式中，y方向上的最大照明极范围小于或等于入瞳的光瞳半径的8％。
本发明也涉及用于微光刻的投射曝光设备的操作方法，该用于微光刻的投射曝光设备包括：照明系统，用于提供至少一种照明模式；以及折反射投射物镜，用于将物面中的物场成像到像面中的像场，其包括：第一分物镜，用于将物场成像到实的第一中间像上；第二分物镜，用于将第一中间像成像到实的第二中间像上；以及第三分物镜，用于将第二中间像成像到像场上，其中第二分物镜恰具有一个凹面镜和至少一个透镜，其中该投射物镜具有第一折叠镜和第二折叠镜，第一折叠镜用于将来自物面的辐射偏向凹面镜的方向，第二折叠镜用于将来自凹面镜的辐射偏向像面的方向，其中该投射物镜恰具有两个实的中间像，并且其中投射物镜在像面中具有大于1.0的数值孔径。
在该方法中，所述照明系统提供照明模式，使得在邻近所述凹面镜的所述透镜的面对所述凹面镜的表面上，最大表面功率密度小于0.6W/cm2，同时所述物面中照明光的总功率大于1.5W。
附图说明
下面，基于图中示出的示范性实施例更全面地解释本发明的细节，具体地，附图中：
图1示出折反射投射物镜的透镜部；
图2示出对于第一照明模式摘选自图1的投射物镜的透镜部的部分；
图3示出对于第二照明模式摘选自图1的投射物镜的透镜部的部分；
图4示出微光刻投射曝光设备的示意图；
图5示出用两个照明极照明入瞳；
图6示出，对于图1的投射物镜，邻近凹面镜的透镜表面上的最大表面功率密度作为照明极在y方向上的照明极范围的函数；
图7示出折反射投射物镜的透镜部；
图8示出根据现有技术的折反射投射物镜的透镜部；
图9示出对于第一照明模式摘选自图8的投射物镜的透镜部的部分；
图10示出对于第二照明模式摘选自图8的投射物镜的透镜部的部分。
具体实施方式
图1示出折反射投射物镜1的透镜部。投射物镜1的光学数据编制在表1中。远离相邻于像面的透镜的所有透镜所采用的透镜材料是波长为193.306nm时折射率n＝1.5603261的石英(SiO2)，而相邻于像面的透镜所采用的透镜材料是波长为193.306nm时折射率n＝1.91的尖晶石(MgAl2O4)。非球面表面可以由下面的矢高公式(sagitta formula)描述：
p ( h ) = 1 R h 2 1 + 1 - ( 1 + K ) ( 1 R ) 2 h 2 + Σ k = 1 C k h 2 k + 2
在这种情况下，p表示径向距离是h[mm]时，非球面表面距垂直于光轴且通过非球面表面顶点的平面的轴向距离(单位为[mm])，R表示顶点半径，单位为[mm]，K表示锥形常数，而Ck表示阶数k的单独非球面系数，其单位为
Figure BSA00000292395300112
投射物镜1将物面5中的物场3成像在像面9中的像场7上。投射物镜1包括：第一分物镜11，将物场3成像在实的第一中间像13上；第二分物镜15，将第一中间像13成像在实的第二中间像17上；以及第三分物镜19，将第二中间像17成像在像场7上。第二分物镜15实施为具有凹面镜21和三个透镜的折反射物镜。在这种情况下，透镜23邻近凹面镜布置。透镜23的透镜表面25面对凹面镜21。折叠镜27布置在第一中间像13的区域中，所述折叠镜将来自物面5的投射光偏向凹面镜21的方向。折叠镜29布置在第二中间像17区域中，所述折叠镜将来自凹面镜21的投射光偏向像面9的方向。
第一分物镜11具有第一光轴33，第二分物镜15具有第二光轴35，而第三分物镜19具有第三光轴37。光轴33、35和37跨越与附图面重合的对称面。在分物镜11、15和19的每个中，y方向被定义为：平行于位于对称面中的直线行进且垂直于相应的光轴33、35和37。
在每种情况中，描述物场3中y＝-10mm和y＝-32mm处的两个物点的主光线和两个边缘光线。主光线在孔径光阑31的区域中与光轴37相交且在物面9中远心行进，也就是说，平行于光轴37行进。边缘光线在对称面中行进且由孔径光阑31的边缘定义。
第一分物镜11由表面编号为1到20的表面形成，第二分物镜15由表面编号为22到34的表面形成，而第三分物镜19由表面编号为36到60的表面形成。具有表面编号21和35的折叠镜27和29未分配给三个分物镜11、15和19中的任一个，因为折叠镜27和29作为平面镜对成像没有影响，而是仅使投射光偏转。即使折叠镜27和29被实施为平面镜，但原则上，其也可以具有校正表面。折叠镜27和29可以实施为分开的反射镜或者由单块主体的反射涂敷侧表面(例如，具有三角形基底表面的棱镜)而形成。
投射物镜1在像面9中具有NA＝1.55的数值孔径。工作波长(operating wavelength)是193.306nm。矩形像场7的范围为26.0mm×5.5mm。像场7位于距光轴33的最小距离2.51mm处。投射物镜1具有绝对值为0.25的成像比例。投射物镜1可以是浸没式投射物镜，其中在工作期间，萘烷(decahydronaphthalene)作为浸没液体位于最后的透镜表面与待曝光的物体之间，该浸没液体在193.306nm波长具有1.65的折射率。
凹面镜21的光学利用区域与邻近凹面镜21布置的透镜23的透镜表面25的光学利用区域之间的最小距离是44.6mm。凹面镜21的光学利用区域具有250.6mm的直径，透镜表面25的光学利用区域具有199.8mm的直径。因为凹面镜21的曲率大于透镜表面25的曲率，所以最小距离在对称面中出现在凹面镜21的光学利用区域边缘与透镜表面25的光学利用区域边缘之间。
凹面镜21的表面顶点与邻近凹面镜21的透镜23的表面顶点之间的距离为72.9mm。凹面镜21的顶点半径为175.7mm。这样，顶点距离小于顶点半径，具体地，小于顶点半径的70％。
凹面镜21具有175.7mm的顶点半径，而光学利用区域的直径为250.6mm。凹面镜21对佩兹伐(petzval)和值的贡献因此为2/175.68mm-1＝0.011mm-1。
邻近凹面镜21的透镜23由石英构成，在高辐照载荷的情况下，其表现出诸如材料紧致、材料稀疏以及偏振导致双折射的效应。
图2示出摘选自图1的透镜部的部分，但是具有不同于图1所示的光线。该示意图示出了凹面镜21和邻近凹面镜21布置的透镜23。此外，该图示还示出了两束孔径光线(aperture ray)39和41，其在对称面中限定从投射物镜的入瞳中的圆形照明极出射且在(x，y)＝(0 mm，-20.89mm)的中心场点与物面5相交的光束。照明极布置在入瞳的中心且在y方向上其范围为入瞳的光瞳半径的9.6％。两束孔径光线39和41具有表2列出的光线坐标。
表2
  孔径光线   xf[mm]   yf[mm]   xp   yp
  39   0   -20.89   0   +0.048
  41   0   -20.89   0   -0.048
在这种情况下，xf和yf表示孔径光线与物面5的交点，xp和yp表示孔径光线在投射物镜1的入瞳中的相对光瞳坐标。在这种情况下，相对光瞳坐标与入瞳的光瞳半径相关，其由投射物镜1的数值孔径NA＝1.55定义。在(xp，yp)＝(0，0)处，孔径光线与主光线重合。在(xp，yp)＝(0，1)处，孔径光线变为边缘光线。这样，其通过孔径光阑31的边缘且因此在像面9中具有相对于主光线的角度，对应于投射物镜1的数值孔径。在第二分物镜15的完全彼此分离的透镜中，由两束孔径光线39和41限定的光束行进在关于凹面镜21的出射光路和返回光路上。因此，光束在区域43中的出射光路上通过透镜表面25，而其在区域45中的返回光路上通过透镜表面25，其中区域45不与区域43交叠。由于光束在出射光路和返回光路上不交叠，所以在第二分物镜15的被两次经过的透镜中不发生辐照载荷翻倍。由此，凹面镜21和透镜23之间的距离被选择为大到使得从这样的照明极出射且在物场3内的中心物点处与物面5相交的所有光线在空间分离的区域43和45中的出射光路和返回光路上通过表面25，其中该照明极在入瞳的中心且该照明极在y方向上的范围小于入瞳的光瞳半径的9.6％。因此，从入瞳中心的在y方向上的照明极范围小于入瞳的光瞳半径的8.0％的照明极出射且在物场3内的中心物点处与物面5相交的所有光线也在空间分离的区域中的出射光路和返回光路上通过表面25。
图3示出了与图2一样摘选自图1的透镜部的部分，但是这里具有四束孔径光线47、49、51和53，其限定从对称面中投射物镜的入瞳中的两个照明极出射的且在(x，y)＝(0mm，-20.89mm)的中心场点与物面5相交的两个光束。该两个照明极关于入瞳的中心，中心对称地布置在入瞳的边缘且具有在y方向上为入瞳的光瞳半径的8％的照明极范围。四个孔径光线47、49、51和53具有在表3中列出的光线坐标。
表3
  孔径光线   xf[mm]   yf[mm]   xp   yp
  47   0   -20.89   0   +1.00
  49   0   -20.89   0   +0.92
  51   0   -20.89   0   -0.92
  53   0   -20.89   0   -1.00
在第二分物镜15的透镜中，分别由孔径光线47和49以及51和53定义的光束在关于凹面镜21的出射光路和返回光路上彼此完全分离地行进。因此，在区域55和59中光束在出射光路上通过透镜表面25，而在区域57和61中其在返回光路上通过透镜表面25，其中区域57和61不与区域55和59交叠。由于出射光路和返回光路上的光束不交叠，所以在第二分物镜15的被两次经过的透镜中不发生辐照载荷翻倍。由此，凹面镜21和透镜23之间的距离被选择为大到使得从关于入瞳的中心中心对称地布置在入瞳的边缘的两个照明极出射且在物场3内的中心物点处与物面5相交的所有光线在空间分离的区域55和57以及区域59和61中的出射光路和返回光路上通过表面25，其中该两个照明极在y方向上的范围小于入瞳的光瞳半径的8％。
图4示意性地示出用于微光刻的投射曝光设备401，其用于生产半导体部件或者其他的精细结构部件。投射曝光设备401具有工作波长为193nm的受激准分子激光器403作为光源，尽管也可以采用例如工作波长为157nm或248nm的其他受激准分子激光器。照明系统405设置在下游，产生具有尖锐的边界且被均匀地照明的照明场，该照明场就其角分布而言同时适合于设置在下游的投射物镜413的需要。
照明系统405具有用于提供至少一种照明模式的装置，因此，例如可以在照明系统405的出瞳或者在设置在下游的投射物镜413的入瞳产生具有可变光瞳填充率σ的所谓传统照明、环形照明、二极照明、四极照明或多极照明。在该传统照明的情况下，投射物镜的入瞳由相对于入瞳的中心以位于中心的方式布置的理想圆形照明极而照明，该照明极的相对于入瞳的光瞳半径的半径标定为光瞳填充率σ。照明极在y方向上的照明范围由此对应于光瞳填充率σ的两倍。在环形照明的情况下，投射物镜的入瞳由相对于入瞳的中心以位于中心的方式布置的照明环而照明。在二极照明的情况下，入瞳由相对于入瞳的中心中心对称地布置的两个照明极而照明。在四极照明的情况下，入瞳由以成对地方式相对于入瞳的中心中心对称地布置的四个照明极而照明。在多极照明的情况下，入瞳由以成对地方式相对于入瞳的中心中心对称地布置的偶数个照明极而照明。
用于提供至少一种照明模式的装置例如从US 2007/0165202A1或WO 2009/080231A1获知。在US 2007/0165202A1或WO 2009/080231A1中，采用单独可驱动反射镜的二维布置，从而在设置在下游的投射物镜的入瞳中提供了可变照明。仅通过利用可倾斜反射镜的二维布置而重分配该光源的照明光，每种照明模式具有大致相同的总功率。从而，如果照明极的范围减小，则照明极内的表面功率密度相应地增加。
或者，照明模式也可以通过调换照明系统中的衍射光学元件而设定。衍射元件产生角分布，该角分布可以通过傅立叶透镜布置被转换成设置在下游的投射物镜的入瞳中的照明分布。这样的用于设定至少一种照明模式的装置从例如US 7,551,261B2而获知。仅通过利用调换衍射光学元件而重分配该光源的照明光，每种照明模式具有大致相同的总功率。因此，以与当采用可驱动反射镜布置类似的方式，如果照明极的范围减小，则照明极内的表面功率密度增加。
用于夹持和操控掩模母版(reticle)407的装置409在光的方向上布置在照明系统405的下游。掩模母版407，也称为掩模(mask)，具有将被成像的结构。利用装置409，掩模母版407可以在物面411中为了扫描的目的沿扫描方向移动。
投射物镜413是折反射投射物镜，例如如同图1所示出的。折反射投射物镜413将掩模母版407的由照明系统405照明的部分以缩小的方式成像在晶片415上。晶片415具有光敏层，当被投射光辐照时光敏层被曝光。
晶片415由装置419夹持，装置419允许晶片415与掩模母版的扫描移动同步地平行移动。装置419也具有将晶片415最佳地定位在投射物镜413的像面417中的操纵器。装置419被设计用于投射物镜的浸没使用。其具有夹持单元421，该夹持单元421具有用于夹持晶片415的浅凹陷或凹进。夹持单元421具有周界边缘423，从而防止浸没介质425流走。在备选实施例中，夹持单元不具有周界边缘。在这种情况下，仅投射物镜的最后的光学元件与晶片之间的光学利用区域被浸没液体浸润。这使得浸没液体能够定期地更换。
投射曝光设备由中央计算机单元427控制。
因此，为了利用投射曝光设备401生产半导体部件和其他精细结构部件，在折反射投射物镜413的物面411中提供具有预定图案的掩模母版407，在折反射投射物镜413的像面中提供具有光敏层的晶片415，掩模母版407利用照明系统405被照明，最后，掩模母版407的照明区域通过折反射投射物镜413成像在晶片415上。在这种情况下，照明模式依赖于待成像的图案而选择且由照明系统405提供。作为示例，基本由平行线构成的图案以这样的照明模式被照明，在该照明模式中投射物镜413的入瞳由二极照明而照明。如果物面411中的线平行于x方向，则两个照明极将布置在入瞳的y轴上。如果纯相移掩模用作掩模母版，则该相移掩模以其中投射物镜413的入瞳被相干照明而照明的照明模式来照明。
图5示出了一照明模式，其中投射物镜2的入瞳的二极照明具有两个照明极563和565。照明极关于入瞳的中心567中心对称地布置在入瞳的边缘处。入瞳由被标准化为1.0的光瞳半径569照明。照明极563和565具有阶跃状(step-like)的强度分布，这样照明极内部的强度是最大强度的100％，而照明极外部的强度是0％。因此，10％的点也位于照明极的边界线上，从而y方向上的范围表明y方向上的边界线之间的最大距离。照明极563和565的每个都具有环状段的形式。该段围住30°的角且在y方向上的范围为入瞳的光瞳半径的8.5％。两个照明极563和565的总功率为1.5W。
照明系统405能够根据照明模式而改变y方向上的照明极范围。照明模式实质上没有任何损失地被改变，从而投射曝光设备401的光通过量独立于照明模式。从而，当照明模式改变时，在整个照明场上积分的总功率实质上保持恒定。然而，这就具有这样的效果：随着y方向上照明极范围的减小，表面功率密度相应地增加。图6示出，对于诸如y方向上的照明极范围为入瞳的光瞳半径的8.5％的图5所示的二极照明，图1的透镜表面25的最大表面功率密度分布671，其作为y方向上的照明极范围的函数。
物面5中的照明场是矩形且具有拐角点(x＝-52mm，y＝-9.89mm)、(x＝+52mm，y＝-9.89mm)、(x＝-52mm，y＝-31.89mm)和(x＝-52mm，y＝-31.89mm)。物面5中的强度分布在x方向上不变，而在y方向上相对于最大强度在y＝-9.89mm到y＝-20.89mm之间从0％线性增加到100％，而在y＝-20.89mm到y＝-31.89mm之间从100％线性减小到0％。从而，y方向上的强度分布是三角形。在整个照明场上积分的总功率为1.5W。在物面5与透镜表面25之间，由于材料中的吸收损耗、透镜表面处以及平面镜的镜表面处的反射损耗而造成的强度损失为大约20％，从而在透镜表面25上的积分的总功率为1.2W。对于曲线671的单个数据点，二极照明仅在y方向上的照明极范围上有所不同。30°角的段以及照明极布置在它们入瞳边缘处的事实则不改变。在照明极在y方向上的范围为入瞳的光瞳半径的7.5％的情况下，最大表面功率密度的分布671表现出显著降低。所述显著降低是由这样的事实所引起的，该事实为：对于小于入瞳的光瞳半径的7.5％的y方向上的极范围，出射光路和返回光路上的光束开始分离。示出为带有三角形的实线的分布673显示出出射光路上的最大表面功率密度，而示出为虚线的分布675显示出与两个照明极相关联的光束在返回光路上的最大表面功率密度。两个分布实际上彼此交叠。曲线677代表这两个曲线之和。如果在出射光路和返回光路上光束交叠，则最大表面功率密度也相加，如y方向上照明极范围达到入瞳光瞳半径的7.5％的分布671所示。对于小于入瞳的光瞳半径的5.5％的y方向上的极范围，光束在出射光路和返回光路上完全分离，从而分布671与分布673重合，并且相应地与675重合。y方向上的照明极范围为入瞳的光瞳半径的7.5％与5.5％之间的流畅转变由扩展的照明场引起，因此光束仅逐渐地在出射光路和返回光路上分离。这也解释了为什么对于中心场点，在y方向上的照明极范围为8％的入瞳的光瞳半径时，出射光路和返回光路上的光束已经分离(参考图3)，而对于扩展场照明的情况，当y方向上的照明极范围为7.5％的入瞳的光瞳半径时，这种分离才变得可见。
表面功率密度的分布671显示出如何通过增加凹面镜21与邻近该凹面镜的透镜23之间的距离，对于y方向上的极范围小于或等于入瞳的光瞳半径的8％的光瞳照明，可以减小透镜表面25上的表面功率密度。从而可以进一步减小y方向上的极范围，而没有最大表面功率密度的进一步增加以及对透镜23的损伤发生。仅通过此方法，便可以利用照明系统提供这样的照明模式，而不用担心投射物镜将遭受辐照损伤。
在掩模母版面中的照明光的总功率为1.5W的情况下，对于y方向上的全部极范围达到最小值2.1％的情况，透镜表面23的最大表面功率密度保持为小于0.6W/cm2。对于甚至更小的y方向上的极范围，由于总功率集中在较小的照明极上的事实，表面功率密度超过值0.6W/cm2。
图7示出了折反射投射物镜701的进一步示范性实施例的透镜部。图7中的与图1中相对应的元件用图1中的附图标记加上数字700表示。对于这些元件的描述，参考图1的相关描述。投射物镜701的光学数据编辑在表4中。石英(SiO2)用作所有透镜的透镜材料。
第一分物镜711由表面编号为1到22的表面形成，第二分物镜715由表面编号为24到32的表面形成，而第三分物镜719由表面编号为34到64表面形成。
投射物镜701在像面709中具有NA＝1.2的数值孔径。工作波长为193.306nm。矩形像场707的范围为22.0mm×5.0mm。像场707位于距光轴733的最小距离4.2mm处。投射物镜701具有绝对值为0.25的成像比例。在浸没式投射物镜的情况下，在工作期间，超纯水作为浸没液体位于最后的透镜表面与将被曝光的物体之间。
凹面镜721的光学利用区域与邻近凹面镜721布置的透镜723的透镜表面725的光学利用区域之间的最小距离为44.8mm。在这种情况下，凹面镜721的光学利用区域具有252.0mm的直径，透镜表面725的光学利用区域具有198.2mm的直径。因为凹面镜721具有大于透镜表面725的曲率，所以最小距离在对称面中出现在凹面镜721的光学利用区域边缘与透镜表面725的光学利用区域边缘之间。
凹面镜721的表面顶点与邻近凹面镜的透镜723的表面顶点之间的距离为60.8mm。凹面镜721的顶点半径为179.4mm。这样，顶点距离小于顶点半径，具体地，小于顶点半径的70％。
凹面镜721具有179.4mm的顶点半径以及直径为252mm的光学利用区域。凹面镜721对佩兹伐(petzval)和值的贡献因此为2/179.4mm-1＝0.011mm-1。
邻近凹面镜的透镜723由石英构成。
由于凹面镜721与透镜723之间的距离，从入瞳中心中这样的照明极出射且在物场703内的(x＝0mm，y＝-26.8mm)的中心物点处与物面705相交的所有光线在空间分离的区域中在出射光路和返回光路上通过表面725，其中该照明极在y方向上的照明极范围小于入瞳的光瞳半径的15.6％。
如果光线从关于入瞳的中心在入瞳的边缘中心对称地布置的两个照明极(在y方向上的照明极范围小于入瞳的光瞳半径的10％)出射，且如果这些光线在物场703内的中心物点处与物面705相交，则这些光线同样地在空间分离的区域中在出射光路和返回光路上通过表面725。
为了对比，图8示出由现有技术已知的折反射投射物镜801的透镜部。投射物镜801的光学设计取自2005年11月10日公开的Omura的专利申请US 2005/0248856A1，且对应于本文的图19。光学设计数据在US 2005/0248856A1中表明在表9和10中。因此，对于投射物镜1的光学设计的更详细的描述，参考US 2005/0248856A1。
图8中的与图1中相对应的元件用图1中的附图标记加上数字800表示。对于这些元件的描述，参考图1的相关描述。
投射物镜801在像面809中具有NA＝1.25的数值孔径。工作波长为193.306nm。矩形像场807的范围为26.0mm×4.0mm。像场807位于距光轴833的最小距离3.5mm处。投射物镜801具有绝对值为0.25的成像比例。
凹面镜821的光学利用区域与邻近凹面镜821布置的透镜823的透镜表面825的光学利用区域之间的最小距离仅为3.5mm。
凹面镜821的表面顶点与邻近凹面镜821的透镜823的表面顶点之间的距离仅为26.2mm。
邻近凹面镜的透镜823由石英构成，在高辐照载荷的情况下，例如，其表现出诸如材料紧致、材料稀疏以及偏振导致的双折射的效应。
图9示出了摘选自图8的透镜部的部分，但是具有不同于图8所示的光线。该示意图示出了凹面镜821和邻近凹面镜布置的透镜823。此外，该图示还示出了两束孔径光线839和841，其限定在对称面中从投射物镜的入瞳中的圆形照明极出射的且在(x，y)＝(0mm，-22mm)的中心场点与物面805相交的光束。照明极布置在入瞳的中心且在y方向上其范围为入瞳的光瞳半径的2％。两束孔径光线839和841具有表5表明的光线坐标。
表5
  孔径光线   xf[mm]   yf[mm]   xp   yp
  839   0   -22.0   0   +0.01
  841   0   -22.0   0   -0.01
因此在传统照明的情况下，仅当y方向上的照明极范围小于入瞳的光瞳半径的2％时，由两束孔径光线839和841限定的光束完全彼此分离地在第二分物镜815的透镜中行进在关于凹面镜821的出射光路和返回光路上。相反，如果y方向上的照明极范围大于入瞳的光瞳半径的2％，则出射光路和返回光路上的光束交叠。这使得透镜表面825上的最大表面功率密度翻倍。
图10示出与图9一样摘选自图8的透镜部的部分，但是这里具有四束孔径光线847、849、851和853，其限定在对称面中从投射物镜的入瞳中的两个照明极出射且在(x，y)＝(0mm，-22mm)的中心场点与物面805相交的两个光束。该两个照明极关于入瞳的中心中心对称地布置在入瞳的边缘且在y方向上具有为入瞳的光瞳半径的仅0.3％的照明极范围。四个孔径光线847、849、851和853具有在表6中表明的光线坐标。
表6
  孔径光线   xf[mm]   yf[mm]   xp   yp
  847   0   -22.0   0   +1.00
  849   0   -22.0   0   +0.997
  851   0   -22.0   0   -0.997
  853   0   -22.0   0   -1.00
由于y方向上的非常小的照明极范围，分别限定两个光束的孔径光线847与849以及851与853在图10中不能分辨，而是看上去彼此叠置。在二极照明的情况下，仅当y方向上的照明极范围小于入瞳的光瞳半径的0.3％时，分别由孔径光线847和849以及851和853定义的光束从而在第二分物镜815的透镜中完全彼此分离地行进在关于凹面镜821的出射光路和返回光路上。这样，在区域855和859中光束在出射光路上通过透镜表面825，而在区域857和861中光束在返回光路上通过透镜表面825，其中区域857和861不与区域855和859交叠。相反，如果y方向上的照明极范围大于入瞳的光瞳半径的0.3％，则光束在出射光路和返回光路上交叠。从而，这导致透镜表面825上的最大表面功率密度翻倍。如果由现有技术已知的图8中的投射物镜与图1中的投射物镜或者图7中的投射物镜相比，则在y方向上的照明极范围为入瞳的光瞳半径的8％到0.3％之间的情况下，图8中的投射物镜的邻近凹面镜的透镜表面上的最大表面功率密度为图1中的投射物镜或者图7中的投射物镜的大致两倍。
即使基于具体的实施例描述了本发明，但例如，通过单个实施例的特征的结合和/或交换，各种改变和备选实施例对本领域的技术人员而言也是明显的。因此，对于本领域的技术人员不用说的是，这样的修改和备选实施例也被本发明所包括，且本发明的范围仅限制在所附权利要求和其等同物的涵义中。
表1
Figure BSA00000292395300211
Figure BSA00000292395300221
表4
Figure BSA00000292395300222
Figure BSA00000292395300231

Claims (14)

1.一种用于微光刻的折反射投射物镜(1，701)，用于将物面(5，705)中的物场(3，703)成像到像面(9，709)中的像场(7，707)上，包括：
第一分物镜(11，711)，用于将所述物场成像到实的第一中间像(13，713)上；
第二分物镜(15，715)，用于将所述第一中间像成像到实的第二中间像(17，717)上；以及
第三分物镜(19，719)，用于将所述第二中间像成像到所述像场(7，707)上，
其中所述第二分物镜(15，715)恰具有一个凹面镜(21，721)和至少一个透镜(23，723)，
其中所述投射物镜具有第一折叠镜(27，727)和第二折叠镜(29，729)，所述第一折叠镜(27，727)用于将来自所述物面的辐射偏向所述凹面镜的方向，所述第二折叠镜(29，729)用于将来自所述凹面镜的辐射偏向所述像面的方向，
其中所述投射物镜恰具有两个实的中间像(13，17；713，717)，并且
其中所述投射物镜在所述像面(9，709)中具有大于1.0的数值孔径，
其特征在于：
所述凹面镜(21，721)的镜表面的光学利用区域与邻近所述凹面镜的透镜(23，723)的面对所述凹面镜的表面(25，725)的光学利用区域之间的最小距离大于10mm。
2.一种用于微光刻的折反射投射物镜(1，701)，用于将物面(5，705)中的物场(3，703)成像到像面(9，709)中的像场(7，707)上，包括：
第一分物镜(11，711)，具有第一光轴(33，733)且用于将所述物场成像到实的第一中间像(13，713)上；
第二分物镜(15，715)，具有第二光轴(35，735)且用于将所述第一中间像成像到实的第二中间像(17，717)上；以及
第三分物镜(19，719)，具有第三光轴(37，737)且用于将所述第二中间像成像到所述像场(7，707)上，
其中所述第二分物镜(15，715)恰具有一个凹面镜(21，721)和至少一个透镜(23，723)，
其中所述投射物镜具有第一折叠镜(27，727)和第二折叠镜(29，729)所述第一折叠镜(27，727)用于将来自所述物面的辐射偏向所述凹面镜的方向，所述第二折叠镜(29，729)用于将来自所述凹面镜的辐射偏向所述像面的方向，
其中所述投射物镜恰具有两个实的中间像(13，17；713，717)，并且
其中所述投射物镜在所述像面(9，709)中具有大于1.0的数值孔径，
其特征在于：
所述凹面镜(21，721)与邻近所述凹面镜的透镜(23，723)之间的距离如此大，使得从入瞳中的照明极(563，565)出射且在所述物场(3，703)内的中心物点处与所述物面相交的所有光线(47，49，51，53)在空间分离的区域中(55，57，59，61)在朝向所述凹面镜的光路上及在离开所述凹面镜的光路上通过所述透镜的面对所述凹面镜的表面，
其中所述照明极代表所述入瞳的强度分布内的强度不低于最大强度的10％的连续区域，
其中所述照明极(563，565)布置在所述入瞳的边缘(569)，
其中在y方向上所述照明极(563，565)的范围大于所述入瞳的光瞳半径的2％，
其中所述y方向平行于一直线，所述直线垂直于所述第一分物镜的所述光轴(33，723)且位于对称面内，并且
其中所述对称面被所述第一光轴(33，723)、所述第二光轴(35，735)和所述第三光轴(37，737)跨越。
3.根据权利要求2所述的投射物镜，
其中所述照明极(563，565)在所述y方向上的范围小于或等于所述入瞳的所述光瞳半径的8％。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的投射物镜，
其中所述凹面镜(21，721)的表面顶点与邻近所述凹面镜的所述透镜(23，723)的表面顶点之间的距离小于所述凹面镜的顶点半径。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的投射物镜，
其中所述凹面镜(21，721)具有小于200mm的顶点半径。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的投射物镜，
其中所述凹面镜(21，721)的光学利用区域具有小于260mm的直径。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的投射物镜，
其中邻近所述凹面镜的所述透镜(23，723)由石英构成。
8.一种用于微光刻的投射曝光设备(401)，包括：
照明系统(405)，用于提供至少一种照明模式；以及
根据权利要求1到7中任一项所述的折反射投射物镜(413，1，701)，
其中所述第一分物镜(11，711)具有第一光轴(33，733)，所述第二分物镜(15，715)具有第二光轴(35，735)，所述第三分物镜(19，719)具有第三光轴(37，737)，
其中所述照明系统(405)构造为使得在一照明模式中以至少一个照明极(563，565)照明所述投射物镜(413，1，701)的入瞳，
其中所述照明极代表所述入瞳的强度分布内的强度不低于最大强度的10％的连续区域，
其中，对于所述照明模式的所有所述照明极，所述照明极在y方向上的最大范围小于或等于所述入瞳的所述光瞳半径的8％，并且
其中所述y方向平行于一直线，所述直线垂直于所述第一分物镜的所述光轴(33，723)且位于对称面内，并且
其中所述对称面被所述第一光轴(33，723)、所述第二光轴(35，735)和所述第三光轴(37，737)跨越。
9.根据权利要求8所述的投射曝光设备，
其中所述照明系统构造为所述至少一个照明极照明所述入瞳的中心。
10.根据权利要求8所述的投射曝光设备，
其中所述照明系统构造为所有所述照明极(563，565)布置在所述入瞳的边缘(569)。
11.根据权利要求8或10所述的投射曝光设备，
其中所述照明系统构造为利用相对于所述入瞳的中心(567)相对布置的成对的照明极(563，565)照明所述入瞳。
12.根据权利要求8到11中任一项所述的投射曝光设备，
其中所述照明系统构造为对于所有的所述照明模式，在邻近所述凹面镜的所述透镜的面对所述凹面镜的表面上，最大表面功率密度小于0.6W/cm2，同时所述物面中照明光的总功率大于1.5W。
13.一种用于微光刻的投射曝光设备(401)的操作方法，该用于微光刻的投射曝光设备(401)包括：
照明系统(405)，用于提供至少一种照明模式；以及
根据权利要求1到7中任一项所述的折反射投射物镜(413，1，701)，
其中所述第一分物镜(11，711)具有第一光轴(33，733)，所述第二分物镜(15，715)具有第二光轴(35，735)，所述第三分物镜(19，719)具有第三光轴(37，737)，
其中根据所述照明模式，所述照明系统(405)以不同数量的照明极和不同形状的照明极照明所述投射物镜的入瞳，
其中所述照明极表示所述入瞳的强度分布内的强度不低于最大强度的10％的连续区域，
其中所述照明系统提供一照明模式，在所述照明模式中所述照明极在y方向上的最大范围小于或等于所述入瞳的光瞳半径的8％，
其中所述y方向平行于一直线，所述直线垂直于所述第一分物镜的所述光轴(33，723)且位于对称面内，并且
所述对称面被所述第一光轴(33，723)、所述第二光轴(35，735)和所述第三光轴(37，737)跨越。
14.一种用于微光刻的投射曝光设备(401)的操作方法，该用于微光刻的投射曝光设备(401)包括：
照明系统(405)，用于提供至少一种照明模式；以及
根据权利要求1到7中任一项所述的折反射投射物镜(413，1，701)，
其中所述第一分物镜(11，711)具有第一光轴(33，733)，所述第二分物镜(15，715)具有第二光轴(35，735)，所述第三分物镜(19，719)具有第三光轴(37，737)，
其中根据所述照明模式，所述照明系统(405)以不同数量的照明极以及不同形状的照明极照明所述投射物镜的入瞳，
其中所述照明极表示所述入瞳的强度分布内的强度不低于最大强度的10％的连续区域，
其中所述照明系统提供照明模式，使得在邻近所述凹面镜的所述透镜的面对所述凹面镜的表面上，最大表面功率密度小于0.6W/cm2，同时所述物面中照明光的总功率大于1.5W。
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