CN103038690A - 成像光学系统以及具有该类型成像光学系统的用于微光刻的投射曝光设备 - Google Patents

Abstract

一种成像光学系统(7)，其具有将物平面(5)中的物场(4)成像于像平面(9)中的像场(8)中的多个反射镜(M1至M8)。该成像光学系统(7)具有光瞳遮拦。在物场(4)和像场(8)之间的成像光(3)的光路中的最后一个反射镜(M8)具有用于成像光(3)通过的通孔(18)。该成像光学系统(7)的、在物场(4)和像场(8)之间的成像光(3)的光路中的倒数第二个反射镜(M7)没有用于成像光(3)通过的通孔。该成像光学系统(7)正好具有八个反射镜(M1至M8)。结果是形成一种成像光学系统，利用该成像光学系统，可实现小成像误差、易管理的生产及对于成像光的良好通量的可操纵组合。

Description

成像光学系统以及具有该类型成像光学系统的用于微光刻的投射曝光设备

技术领域

本发明涉及一种成像光学系统，其具有多个反射镜，该多个反射镜将物平面(object plane)中的物场(object field)成像于像平面(image plane)中的像场(image field)中。此外，本发明涉及一种具有该类型成像光学系统的投射曝光设备(projection exposure installation)、一种用该类型投射曝光系统制造微结构化(microstructured)或纳米结构化(nanostructured)组件的方法，以及涉及一种利用该方法制造的微结构化或纳米结构化组件。

背景技术

从WO2010/006678A1、US2006/0232867A1及US2008/0170310A1可获知在开始时所提类型的成像光学系统。

发明内容

本发明的一个目的在于开发在开始时所提类型的成像光学系统，以实现小的成像误差(imaging error)、易管理的生产及用于成像光(imaging light)的良好通量(throughput)的可操纵组合。

根据本发明第一方面，以具有权利要求1所述特征的成像光学系统达成此目的。

根据本发明，已知在成像质量(imaging quality)没有相对大损失的情况下，在光瞳遮拦的系统(pupil-obscured system)中，亦即在具有光瞳遮拦(pupilobscuration)的成像光学系统中，可构造具有连续反射面的倒数第二个反射镜，亦即在倒数第二个反射镜的光学使用区域(optically used region)中没有通孔(through-opening)。这有助于制造该具有足够反射镜厚度的倒数第二个反射镜，且亦允许在倒数第二个反射镜的面对像平面的一侧和像平面之间有足够大的间隔，而同时将光瞳遮拦的大小(size)减到最小。如果该倒数第二个反射镜布置在比其它反射镜薄的反射镜体(mirror body)及/或反射镜载体(mirrorcarrier)上，该制造上的简易化尤其重要。

根据本发明第二方面，利用一种具有权利要求2所公开的特征的成像光学系统，实现在开始时所提目的。

由出瞳(exit pupil)中因光瞳遮拦所遮蔽的面积相对于成像光学系统的出瞳的总面积的比率，产生光瞳遮拦的数值(numerical value)。小于10％的光瞳遮拦使得光瞳遮拦的成像光学系统可具有特别高的光通量。此外，根据本发明的小的遮拦可对成像光学系统的成像质量，尤其是对成像对比度(imagingcontrast)，造成小的或可忽略的影响。光瞳遮拦可以小于8％且可以是7.8％。光瞳遮拦可以小于7％，可以是6.3％；可以小于5％，可以是4.4％；可以小于4％，可以是3.3％，并且可以小于3％。成像光学系统的光瞳遮拦可由一个反射镜预先决定，例如由其通孔或由其外缘预先决定，或由布置在物场和像场之间的成像光的光路中的遮挡光阑或光圈(obscuration stop or diaphragm)预先决定。

根据上述两个方面的一个的成像光学系统的至少一个反射镜可具有反射面，其被设计成不能以旋转对称函数(rotationally symmetrical function)描述的自由形式表面(free-form face)。

在物场和像场间之间的成像光的光路中的最后一个反射镜的反射可用表面(reflective useful surface)区域的外边界内的面积和最后一个反射镜的通孔面积的比率可大于20。这种比率具有与上文参考低光瞳遮拦所论述的优点对应的优点。

根据权利要求4所述的数值孔径(numerical aperture)允许成像光学系统的高分辨率(resolution)。数值孔径可高于0.5并且可等于0.7或甚至更高。

另外，根据权利要求5所述的、倒数第二个反射镜的工作间隔(workingspace)和成像光学系统的像方数值孔径(image side numerical aperture)的乘积高于10mm更有助于其制造。工作间隔可以是14mm，可以是17.5mm，可以是至少20mm，可以是21.7mm，以及可以是24.5mm。甚至更大的工作间隔值也是可能的。将工作间隔定义为在像平面和最接近的反射镜(换言之，投射光学系统的倒数第二个反射镜)的使用的反射面(used reflectionface)的最接近像平面的部分之间的间隔。像平面是成像光学系统的、接近倒数第二个反射镜的场平面(field plane)。

根据权利要求6所述的至少一个中间像(intermediate image)导致可引导物场和像场之间的成像光的光路的成像光路区段(imaging beam path section)靠近地经过成像光学系统的其它组件。尤其是，中间像可布置在最后一个反射镜的通孔附近，使得小光瞳遮拦成为可能。成像光学系统可正好具有一个中间像。成像光学系统亦可具有多于一个中间像，以及尤其是在物场和像场之间的成像光的光路中可具有两个中间像。多个中间像亦可用于校正成像误差或简化所涉及的反射镜形式的设计。可存在正好两个中间像。

根据权利要求7所述的倒数第二个反射镜上的平均入射角小于25度(deg)，有助于在成像光学系统的反射镜上构造高反射涂层。小于25度的平均入射角在使用具有小波长的成像光时尤其有利，例如，具有深紫外(DeepUltraviolet，DUV)、真空紫外(Vacuum Ultraviolet，VUV)、或极紫外(ExtremeUltraviolet，EUV)波长的成像光。从而，尤其可使用具有小入射角接受带宽(acceptance bandwidth)及相应高反射的多层涂层。倒数第二个反射镜上的平均入射角可小于24度、小于23度、小于22度，并且可等于21.7度。

根据权利要求8所述的带宽/最大场尺寸比率(bandwidth/maximum fielddimension ratio)可帮助实现设计高反射涂层，其具有表面部分，该表面部分适配于被这些涂层部分所覆盖的反射表面部分上的单独入射角带宽。该比率可小于0.90deg/mm(度/mm)、小于0.80deg/mm、小于0.70deg/mm、小于0.60deg/mm并且可等于0.595deg/mm。

根据权利要求9所述的在中心物场点(central object field point)的主光线(chief ray)和物平面的法线之间的角度帮助实现了反射物体的照明而没有遮蔽。依赖于在成像光学系统物方(object side)的数值孔径，在主光线和法线之间的所述角度可大于6°、大于8°、可为11°或甚至可大于11°。对于所有反射镜，物场中心场点的主光线入射角(中心CRA)可小于25度、可等于23.1度、可等于20.7度、可小于20度、可等于18.0度、可等于17.2度、可小于15度以及甚至可等于13.0度。此亦帮助在成像光学系统的反射镜上设计高反射涂层。

根据权利要求10所述的凸的倒数第二个反射镜将此反射镜保持为小的。这可避免反射镜厚度问题。

本发明不同方面的上述特征的其它组合也是可能的。

根据权利要求11，当使用成像光学系统作为投射光学系统时，尤其突显出其优点。

根据本发明的投射曝光设备的优点对应于以上关于根据本发明的成像光学系统所述的优点。投射曝光设备的光源在设计上可为宽带，以及具有例如大于0.1nm、大于1nm、大于10nm或大于100nm的带宽。此外，可将投射曝光设备设计成可用不同波长的光源来操作。所使用的用于其它波长(尤其是用于微光刻)的光源，可结合根据本发明的成像光学系统而被使用，例如，具有以下波长的光源：365nm、248nm、193nm、157nm、126nm、109nm，尤其还有小于100nm的波长，例如，在5nm与30nm之间。

投射曝光设备的光源可构造为产生具有在5nm与30nm之间的波长的照明光。该类型光源需要反射镜上的反射涂层，其为了实现最小反射率，仅有小入射角接受带宽。结合根据本发明的成像光学系统，可实现小入射角接受带宽的这种需求。

相应优点适用于根据本发明的制造方法与藉此制造的微结构化或纳米结构化组件。

附图说明

借助于附图，下面将更详细地说明本发明的实施例，其中：

图1示意地显示了用于EUV微光刻的投射曝光设备；

图2以子午截面(meridional section)显示了成像光学系统的实施例，该成像光学系统可用作根据图1的投射曝光设备中的投射透镜系统，(虚拟地)显示了主光束的成像光路，并显示了多个选定场点的上部及下部彗差光束(coma beam)的成像光路；

图3至6以类似于图2的视图显示了成像光学系统的其它实施例。

具体实施方式

用于微光刻的投射曝光设备1具有用于照明光(illumination light)或成像光3的光源2。光源2为EUV光源，其产生例如在5nm与30nm之间，尤其是在5nm与15nm之间的波长范围中的光。光源2尤其可以是波长为13.5nm的光源或波长为6.9nm的光源。其它EUV波长也是可能的。一般而言，可在微光刻中使用且对于适合的激光光源及/或LED光源是可得的任何波长，例如，可见波长或其它波长(例如，365nm、248nm、193nm、157nm、129nm、109nm)，甚至可用于在投射曝光设备1中引导的照明光3。在图1中，非常示意性地显示了照明光3的光路。

使用照明光学系统6将照明光3从光源2导向物平面5中的物场4。使用投射光学系统或成像光学系统7，以预定的缩小比例将物场4成像在像平面9中的像场8中。像场8在x-方向上具有26mm的范围，且在y-方向上具有2mm的范围。替代地，像场9在x-方向上可具有13mm的范围，且在y-方向上具有3mm或甚至4mm的范围。物场4与像场8为矩形。替代地，物场4和像场8可具有环形区段(ring section)或弧形(arc)的形状。这种场形状被认为是环形场。

在图2等中示出的实施例之一可用于投射光学系统7。根据图2的投射光学系统7可缩小4倍。也可能存在其它缩小比例，例如5x、8x或大于8x的其他缩小比例。在根据图2等的实施例中，投射光学系统7中的像平面9布置为平行于物平面5。这里，在使用投射曝光设备1期间被成像的是反射掩模(mask)10(又称为掩模母版(reticle))的与物场4重合的部分。反射掩模10由未显示的掩模母版保持器支撑。

利用投射光学系统7的成像发生于基板11的表面上，基板11的形式为晶片，由基板保持器12支撑。图1示意地显示了在掩模母版10和投射光学系统7之间、在其中传播的照明光3的光束13，以及在投射光学系统7和基板11之间、离开投射光学系统7的照明光3的光束14。在根据图2的实施例中，投射光学系统7在像场一方的数值孔径(NA)为0.70。这在图1中未按比例描绘。

为了有助于说明投射曝光设备1和投射光学系统7的各种实施例，在附图中提供笛卡尔xyz-坐标系统，从中显现出图中所示组件的各自位置参考。在图1，x-方向垂直于附图平面并向图中延伸。y-方向向右延伸，而z-方向向下延伸。

投射曝光设备1属于扫描曝光机(scanner)类型。在投射曝光设备1的操作期间，在y-方向上扫描掩模母版10与基板11二者。投射曝光设备1也可以是步进曝光机(stepper)类型，其中在基板11的单独(individual)曝光之间，在y-方向上发生掩模母版10与基板11的步进式位移。

图2显示了投射光学系统7的第一实施例的光学设计。图2显示了三个单独光束15各自的光路，在图2，这些光束分别从三个在y-方向上彼此隔开的物场点发出。属于这三个物场点的一个的三个单独光束或光线15，分别与三个物场点的三个不同照明方向相关联。主光束或主光线16传播通过投射光学系统7的光瞳平面(pupil plane)17中的光瞳中心，在图2中仅为了图解原因而描绘主光束或主光线16，因为这些光束并非真实的，而是由于投射光学系统7的中心光瞳遮拦所造成的投射光学系统7的虚拟成像光路。从物平面5发出的这些主光束16首先发散地传播。这在下文中又称为投射光学系统7的入瞳(entry pupil)的负的后焦距(negative back focal distance)。根据图2的投射光学系统7的入瞳不位于投射光学系统7中，而是位于物平面5前方的光路中。这使得能够，例如将照明光学系统6的光瞳组件布置在投射光学系统7前方的光路中的投射光学系统7的入瞳中，而在该光瞳组件和物平面5之间不需要有其它的成像光学组件。

物场4的中心场点的主光束16包括相对于物平面5的法线N的为11°的角度α。因此，在入射于反射掩模10上的单独光束15和从反射掩模10反射的单独光束15之间没有重叠区域。因此，投射光学系统7的单独光束15在反射掩模10处没有重叠。

根据图2的投射光学系统7总共有八个反射镜，按照其在单独光束15的光路中的布置顺序，从物场4开始将其连续编号为M1至M8。图2显示了反射镜M1至M8的计算出的反射面(calculated reflection face)或反射表面。在涉及反射镜时，术语“面(face)”及“表面(surface)”可交换使用。如从图2的视图可见，仅使用这些计算出的反射面的小的区域。仅反射面的该实际使用区域确实存在于真实的反射镜M1至M8中。按已知方式由反射镜体支撑这些有用的反射面。

光瞳平面17位于反射镜M2附近。

将投射光学系统7的八个反射镜M1至M8的所有反射表面设计为不能以旋转对称函数描述的自由形式表面。也可以存在投射光学系统7的其它实施例，其中反射镜M1至M8的至少一个具有该类型的自由形式反射面。

此外，可从旋转对称参考面产生该类型的自由形式表面。从US2007-0058269A1可知用于微光刻的投射曝光设备的投射光学系统的反射镜的反射面的该类型自由形式表面。

自由形式表面在数学上可由以下等式描述：

$Z=\frac{{\mathrm{cr}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{r}^2}}+\underset{j-2}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{C_j}{R^{n+m}}{X}^m{Y}^n---\left(1\right)$

其中应用了：

$j=\frac{{(m+n)}^2+m+3n}{2}+1---\left(2\right)$

Z是自由形式表面在点(x，y)(x²+y²＝r²)处的上升高度(矢高(sagitta))。R(N半径)是点坐标(x，y)的标准化半径，这对系统的优化有用。

c为常数，其对应于相应非球面的顶点曲率(vertex curvature)。k对应于相应非球面的锥形常数(conical constant)。C_j为单项式X^mYⁿ的系数。典型地，基于投射光学系统7中的反射镜所要的光学性质，决定c、k及C_j的值。单项式的阶次(order)m+n可以视需要而变化。较高阶单项式可导致具有改良的图像误差校正的投射光学系统的设计，但计算比较复杂。m+n可采用在3与大于20之间的数值。

自由形式表面在数学上亦可用Zernike多项式描述，这例如于光学设计程序CODE

的手册中得到描述。替代地，可借助二维样条曲面(two-dimensional spline surface)来描述自由形式表面。其范例为贝塞尔曲线(Bezier curve)或非均匀有理b样条(non-uniform rational basis spline，NURBS)。二维样条曲面例如可由xy-平面中的点网络与相关联的z-值来描述，或由这些点及与其相关联的梯度来描述。依赖于样条曲面的各自类型，通过在网点之间使用例如多项式或函数(其具有关于其连续性与可微性的特定性质)的插值法，可获得完全表面。其范例为解析函数(analytical function)。

反射镜M1至M8具有多个反射层以优化其对照射的EUV照明光3的反射。单独光束15在反射镜表面上的照射角度与垂直入射(＝入射角0°)越接近，反射可被优化得更好。整体而言，对于所有的单独光束15，投射光学系统7分别具有小入射角或小入射角带宽。

可从下表推出投射光学系统7的反射镜M1至M8的反射面的光学设计数据。这些表的第一个针对光学组件的光学表面并针对孔径光阑，提供了顶点曲率的各自倒数值(半径)与间隔数值(厚度)，间隔数值对应于始于物平面的光路中的相邻组件的z-间隔。第二个表(分为两个子表)提供以上针对反射镜M1至M8给出的自由形式表面等式中的单项式X^mYⁿ的系数C_j。在该情况下，N半径(Nradius)为标准化因子。根据下表的最后一个，源自于反射镜参考设计(mirror reference design)，各个反射镜已经偏心(Y-偏心)并旋转(X-旋转)一数量，该数量仍以mm为单位。这对应于自由形式表面设计方法中的平行位移及倾斜(tilting)。在此，位移发生于y-方向上，而倾斜则关于x-轴。旋转角度在此以度(degree)为单位。

反射镜M3和M6以及反射镜M5和M8就其反射面的取向而言背对背布置。

反射镜M1至M3、M5和M6具有负的主光线放大率(chief raymagnification)。参数“主光线放大率”的定义请见US7,414,781。反射镜M4和M7具有正的主光线放大率。

反射镜M1至M6的光学使用区域在光学使用区域中没有用于成像光通过的通孔，换言之，反射镜M1至M6的光学使用区域未被遮拦。反射镜M7，亦即在物场4和像场8之间的照明光3的光路中的倒数第二个反射镜，也没有用于成像光或照明光3通过的通孔。换言之，反射镜M7可设有未被中断的可用反射面。

在反射镜M6和M7之间的成像光路中，单独光束15通过反射镜M8中的通孔18。在通孔18周围使用反射镜M8。反射镜M8因而是被遮拦的反射镜。

光瞳平面17位于物场4和反射镜M8的通孔18之间的成像光路中。用于投射光学系统7的光瞳的中心遮蔽(central shading)的遮拦光阑或光圈可布置在光瞳平面17中，并且尤其可布置在反射镜M2上。遮拦光圈因此遮蔽成像光3在光瞳平面17中的中心区域，其由于通孔18而不会贡献于物场4的成像。

投射光学系统7的中间像平面(intermediate image plane)19位于反射镜M6和M7之间的成像光路中。相关联的中间像位于接近反射镜M8中的通孔18。因此，可以使该通孔18变得比反射镜M8的使用的反射面小。

中心光瞳遮拦，亦即由通孔18或投射光学系统7的出瞳中的光瞳平面17内的遮拦光阑所遮住的区域相对于该出瞳的整个面或相对于反射镜M8的反射使用表面的外边界内的区域的比率，在投射光学系统7中为4.0％。

在像平面9和反射镜M7的使用的反射面的最接近像平面的部分之间的工作间隔d_w为20mm。

该工作间隔d_w与投射光学系统7的总长度(亦即在物场4和像场8之间的间隔)的比率为0.8％。该工作间隔dw和像方数值孔径NA的乘积为20mmx0.7＝14mm。

投射光学系统7的另一光瞳平面20位于反射镜M7附近的成像光路中。光阑亦可布置在此。

在其整个反射使用表面上，反射镜M1所经历的入射的单独光束15的平均入射角在17.3度和18.5度之间的范围中。在反射使用表面的给定点上，反射镜M1所经历的的单独光束15的单独入射角带宽BWi在0.014度和0.562度之间的范围中。这些单独入射角带宽的中心分别由上文所提的平均入射角给定。

在其整个反射使用表面上，反射镜M2所经历的入射的单独光束的平均入射角在6.52度和19.6度之间的范围中。在反射使用表面的给定点上，反射镜M2所经历的入射的单独光束的单独入射角带宽BWi在0.122度和3.17度之间的范围中。这些单独入射角带宽的中心分别由上文所提的平均入射角给定。

在其整个反射使用表面上，反射镜M3所经历的入射的单独光束15的平均入射角在8.57度和19.7度之间的范围中。在反射使用表面的给定点上，反射镜M3所经历的入射的单独光束15的单独入射角带宽BWi在0.06度和3.96度之间的范围中。这些单独入射角带宽的中心分别由上文所提的平均入射角给定。

在其整个反射使用表面上，反射镜M4所经历的入射的单独光束15的平均入射角在5.43度和10.8度之间的范围中。在反射使用表面的给定点上，反射镜M4所经历的入射的单独光束15的单独入射角带宽BWi在0.03度和1.07度之间的范围中。这些单独入射角带宽的中心分别由上文所提的平均入射角给定。

在其整个反射使用表面上，反射镜M5所经历的入射的单独光束15的平均入射角在8.81度和23.9度之间的范围中。在反射使用表面的给定点上，反射镜M5所经历的入射的单独光束15的单独入射角带宽BWi在0.04度和2.54度之间的范围中。这些单独入射角带宽的中心分别由上文所提的平均入射角给定。

在其整个反射使用表面上，反射镜M6所经历的入射的单独光束15的平均入射角在8.71度和21.5度之间的范围中。在反射使用表面的给定点上，反射镜M6所经历的入射的单独光束15的单独入射角带宽BWi在0.05度和4.93度之间的范围中。这些单独入射角带宽的中心分别由上文所提的平均入射角给定。

在其整个反射使用表面上，反射镜M7所经历的入射的单独光束15的平均入射角在5.11度和21.7度之间的范围中。因此，在光学场4和像场8之间的光路中的该倒数第二个反射镜M7上的单独点的平均入射角对于该反射镜M7的使用的反射表面的所有点来说均小于25度。在反射使用表面的给定点上，反射镜M7所经历的入射的单独光束15的单独入射角带宽BWi在0.13度和15.6度之间的范围中。这些单独入射角带宽的中心分别由上文所提的平均入射角给定。对于该倒数第二个反射镜M7的使用的反射表面上的所有点，在该倒数第二个反射镜M7的单独点上的入射角的该带宽BWi与像场8的最大场尺寸的比率小于1.00deg/mm，且甚至小到15.5deg/26mm＝0.60deg/mm。由于像场8的尺寸为2mmx26mm，因而存在26mm的最大场尺寸。

在其整个反射使用表面上，反射镜M8所经历的入射的单独光束15的平均入射角在2.24度和6.26度之间的范围中。在反射使用表面的给定点上，反射镜M8所经历的入射的单独光束15的单独入射角带宽BWi在0.07度和1.80度之间的范围中。这些单独入射角带宽的中心分别由上文所提的平均入射角给定。

对于反射镜M1至M8，下表给出了物场的中心点的主光线16的入射角“中心CRA”的值及出现在这些反射镜上的最大入射角“最大AOI”的值。

成像光路区段21在成像光路中的倒数第三个反射镜M6和成像光路中的倒数第二个反射镜M7之间传播。该成像光路区段21开始于反射镜M6上的反射，并结束于反射镜M7上的反射。一方面，投射光学系统7中的在成像光路区段21前方的成像光路区段，亦即在反射镜M5和反射镜M6之间的成像光路，以及，另一方面，在像场8附近的成像光束22，皆被引导在成像光路区段21的相同侧上。因此，倒数第四个反射镜M5和倒数第二个反射镜M7布置在主要平面(main plane)23的不同侧上，主要平面23中心地延伸通过像场8且垂直于子午面(meridional plane)，亦即图2至4的图的平面。

图3显示了投射光学系统7的另一实施例。与根据图2的投射光学系统7的组件相应的组件具有相同的参考数字且不再被详细论述。

物场4的中心场点的主光束16在图3的实施例中包括相对于物平面5的法线N的角度α，该角度为8°。

根据图3的投射光学系统7的反射镜M1至M8的自由形式表面在数学上可由以下等式描述：

$z(x,y)=\frac{\mathrm{CUX}\·x^2+\mathrm{CUY}\·y^2}{1+\sqrt{1-(1+\mathrm{KX}){\mathrm{CUX}}^2\·X^2-(1+\mathrm{KY}){\mathrm{CUY}}^2\·y^2}}+\underset{i,j}{\mathrm{\Σ}}{c}_{x^i{y}^i}{x}^i{y}^j$

同样地，Z是自由形式表面在点(x，y)处的上升高度(矢高)。

CUX是常数，其对应于xz-平面中相应非球面的顶点曲率。

CUY是常数，其对应于yz-平面中相应非球面的顶点曲率。

KX和KY对应于非球面的相应锥形常数(conical constant)。

是单项式xⁱy^j的系数。

可从以下表中推出根据图3的投射光学系统7的光学设计数据，这些表在其结构上对应于根据图2的投射光学系统7的表。

对于反射镜M1至M8，下表给出了物场的中心点的主光线16的入射角CRA的值及出现在这些反射镜上的最大入射角AOI的值。

根据图3的投射光学系统7具有的像方数值孔径NA为0.50。

倒数第二个反射镜M7和倒数第四个反射镜M5的主要部分布置在主要平面23的相同侧上。一方面，在倒数第四个反射镜M5和倒数第三个反射镜M6之间的成像光路，以及，另一方面，根据图3的投射光学系统7的像场8附近的成像光束22，被引导在成像光路区段21的不同侧上。

在根据图3的投射光学系统7中，将反射镜M1、M3、M5、M6及M8构造为凹反射镜(concave mirror)。将反射镜M2、M4及M7构造为凸反射镜(convex mirror)。

反射镜M1至M5全都具有负的主光线放大率(negative chief raymagnification)。反射镜M6和M7具有正的主光线放大率。

根据图3的投射光学系统7亦正好具有一个中间像。在物场4和该位于中间像平面19中的中间像之间的光瞳平面17，位于反射镜M3及M4之间的成像光路中正好被成像光路贯穿(intersect)一次的位置处。这意味着在光瞳平面17处，可在反射镜M3和M4之间设置孔径光阑，该孔径光阑被成像光路正好通过一次。

反射镜M5与M8关于其反射面的取向背对背布置。

根据图3的投射光学系统7的中心光瞳遮拦为3.3％。

在像平面9和反射镜M7的使用的反射面的最接近像平面的部分之间的工作间隔d_w为40mm。该工作间隔d_w与根据图3的投射光学系统7的总长度的比率为2.4％。该工作间隔d_w和像方数值孔径NA的乘积为40mm x0.50＝20mm。

图4显示了投射光学系统7的另一实施例。与上文参考图2及图3的投射光学系统7而已经说明的组件相应的组件具有相同的参考数字且不再被详细论述。

将根据图4的投射光学系统7的反射镜M1至M8设计为自由形式表面，其在数学上可根据上文参考图2的投射光学系统7给出的等式来描述。

可从以下表中推出根据图4的投射光学系统7的光学设计数据，这些表在其结构上对应于根据图2的投射光学系统7的表。

对于反射镜M1至M8，下表给出了物场的中心点的主光线16的入射角CRA的值及出现在这些反射镜上的最大入射角AOI的值。

根据图4的投射光学系统7具有的像方数值孔径NA为0.70。

反射镜M5和反射镜M7布置在主要平面23的不同侧上。

在根据图4的投射光学系统7中，一方面，反射镜M3和M8，以及另一方面，反射镜M5和M8，均背对背布置。

反射镜M3和M8以及反射镜M5和M8就其反射面的取向背对背布置。

图4的投射光学系统正好具有一个中间像。

反射镜M1至M4及M6具有负的主光线放大率。反射镜M5和M7具有正的主光线放大率。

根据图4的投射光学系统7的中心光瞳遮拦为6.3％。在根据图4的投射光学系统中，在像平面9和反射镜M5的使用的反射面的最接近像平面的部分之间的工作间隔d_w为25mm。该工作间隔d_w与根据图4的投射光学系统7的总长度的比率为1.5％。该工作间隔d_w和像方数值孔径NA的乘积为25mmx0.70＝17.5mm。

图5显示了投射光学系统7的另一实施例。与上文参考图2至图4的投射光学系统7而已经说明的组件相应的组件具有相同的参考数字且不再被详细论述。

可从以下表中推出根据图5的投射光学系统7的光学设计数据，这些表在其结构上对应于根据图2的投射光学系统7的表。

对于反射镜M1至M8，下表给出了物场中心点的主光线16的入射角CRA的值及出现在这些反射镜上的最大入射角AOI的值。

在根据图5的投射光学系统7的成像光路中，成像光路在反射镜M4和M5之间的部分，如同在像场8附近的成像光束22一样，位于成像光路区段21的同一侧上。在根据图5的实施例中，光瞳平面17位于反射镜M3附近，并且中间像平面19位于反射镜M6及M7之间。

反射镜M3和M8以及反射镜M5和M8就其反射面的取向背对背布置。

成像光路区段21传播通过在相邻反射镜M3和M5之间的空间。

图5的投射光学系统正好具有一个中间像。

反射镜M1至M3具有负的主光线放大率。反射镜M4具有正的主光线放大率。

根据图5的投射光学系统7的中心光瞳遮拦为4.4％。在像平面9和反射镜M7的使用的反射面的最接近像平面的部分之间的工作间隔d_w为35mm。该工作间隔d_w与根据图5的投射光学系统的总长度的比率为2.0％。该工作间隔d_w和像方数值孔径NA的乘积为35mmx0.70＝24.5mm。

根据图5的投射光学系统7具有的在像方的数值孔径NA为0.7。

图6显示了投射光学系统7的另一实施例。与上文参考图2至图5的投射光学系统7，以及尤其是参考图3的投射光学系统7而已经说明的组件相应的组件具有相同参考数字且不再被详细论述。

可从以下表中推出根据图6的投射光学系统7的光学设计数据，这些表在其结构上对应于根据图2的投射光学系统7的表。

对于反射镜M1至M8，下表给出了物场中心点的主光线16的入射角CRA的值及出现在这些反射镜上的最大入射角AOI的值。

在根据图6的投射光学系统7中，在物场4和像场8之间的成像光路与根据图3的实施例中的成像光路相当(comparable)。根据图6的投射光学系统7的像方的数值孔径NA为0.70。

根据图5的投射光学系统7在物场4和反射镜M5之间的成像光路，与反射镜M7一样，位于主要平面23的同一侧上。关于成像光路区段21，一方面在物场4和反射镜M5之间的成像光路，以及在像场8附近的成像光束22位于不同侧上。

根据图6的投射光学系统7正好具有两个中间像。第一中间像位于中间像平面24中，中间像平面24位于反射镜M1和M2之间的成像光路中。第二中间像位于反射镜M5和M7之间的光路中。

根据图6的投射光学系统7的第一内部光瞳平面(internal pupil plane)25位于反射镜M1和中间像平面24之间。该光瞳平面25位于成像光路的被成像光束正好贯穿一次的位置处。

另一光瞳平面位于根据图6的投射光学系统7的两个中间像之间，在反射镜M5附近。

反射镜M5及M8背对背布置。

反射镜M1至M5具有负的主光线放大率。反射镜M6和M7具有正的主光线放大率。

根据图6的投射光学系统7的中心光瞳遮拦为7.8％。在根据图6的投射光学系统中，在像平面9和反射镜M5的使用的反射面的最接近像平面的部分之间的工作间隔d_w为31mm。该工作间隔d_w与根据图6的投射光学系统7的总长度的比率为1.7％。该工作间隔d_w和像方数值孔径NA的乘积为31mmx0.70＝21.7mm。

为制造微结构化或纳米结构化组件，如下使用投射曝光设备1：首先提供反射掩模10(或掩模母版)和基板(或晶片)11。然后，借助投射曝光设备，将掩模10上的结构投射至晶片11的感光层上。通过显影感光层，微结构或纳米结构接着在晶片11上产生，并且因此微结构化组件产生。

Claims (15)

1.一种成像光学系统(7)，其具有多个反射镜(M1至M8)，该多个反射镜将物平面(5)中的物场(4)成像于像平面(9)中的像场(8)中，在所述物场(4)和所述像场(8)之间的成像光(3)的光路中的最后一个反射镜(M8)具有用于所述成像光(3)通过的通孔(18)，

其特征在于：

-所述成像光学系统(7)的、在所述物场(4)和所述像场(8)之间的所述成像光(3)的光路中的倒数第二个反射镜(M7)布置在所述像场(8)前方的成像光束(22)的外侧；

-所述倒数第二个反射镜(M7)的、在所述倒数第二个反射镜(M7)的光学使用区域中的反射面没有用于所述成像光(3)通过的通孔；

-其中所述成像光学系统(7)的所述多个反射镜(M1至M8)正好包含八个反射镜。

2.一种成像光学系统(7)，其具有多个反射镜(M1至M8)，该多个反射镜将物平面(5)中的物场(4)成像于像平面(9)的像场(8)中，

其特征为所述成像光学系统(7)的光学组件的布置使得产生小于10％的光瞳遮拦；

其中所述成像光学系统(7)的所述多个反射镜(M1至M8)正好包含八个反射镜。

3.根据权利要求2所述的成像光学系统，其中所述成像光学系统(7)的所述光学组件的布置使得产生小于5％的光瞳遮拦。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的成像光学系统，其特征在于，像方数值孔径(NA)至少为0.5。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的成像光学系统，其特征在于，所述成像光学系统(7)在所述成像光(3)的光路中的倒数第二个反射镜(M7)离所述像场(8)的工作间隔(d_w)和像方数值孔径(NA)的乘积至少为10mm。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的成像光学系统，其特征在于，在所述物场(4)和所述像场(8)之间的所述成像光(3)的光路中出现至少一个中间像。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的成像光学系统，其中，对于所述物场(4)和所述像场(8)之间的光路中的所述倒数第二个反射镜(M7)的使用的反射表面上的所有点，所述倒数第二个反射镜(M7)上的单独点上的平均入射角小于25度。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的成像光学系统，其中

-在所述物场(4)和所述像场(8)之间的光路中的所述倒数第二个反射镜(M7)上的单独点上的入射角带宽(BW_i)

-与所述像场(8)的最大场尺寸

的比率对于该反射镜(M7)的使用的反射表面上的所有点来说小于1.00度/mm。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的成像光学系统，其特征在于，中心物场点的主光线(16)包括相对于所述物平面(5)的法线(N)的角度(α)，该角度(α)大于5度。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的成像光学系统，其特征在于，所述成像光学系统(7)的倒数第二个反射镜(M7)为凸的。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的成像光学系统，其特征在于，所述成像光学系统(7)构造为用于微光刻的投射光学系统。

12.一种用于微光刻的投射曝光设备，

-具有根据权利要求11所述的投射光学系统(7)；

-具有用于照明及成像光(3)的光源(2)；

-具有用于将所述照明光(3)引导至所述成像光学系统(7)的物场(4)的照明光学系统(6)。

13.根据权利要求12所述的投射曝光设备，其特征在于，所述光源(2)构造为产生波长在5nm与30nm之间的照明光(3)。

14.一种用于制造结构化组件的方法，具有以下方法步骤：

-提供掩模母版(10)及晶片(11)，

-借助根据权利要求12或13所述的投射曝光设备，将所述掩模母版(10)上的结构投射至所述晶片(11)的感光层上，

-在所述晶片(11)上制造微结构或纳米结构。

15.一种以根据权利要求14所述的方法制造的结构化组件。

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