CN106873135A - 成像光学系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于投射曝光系统的成像光学系统(9)，其具有至少一个变形成像光学元件(M1至M6)。这允许以第一方向上的大物方数值孔径在该方向上完全照明像场，而不必扩大要被成像的掩模母版的范围，并且不减小投射曝光系统的生产能力。

Description

成像光学系统
本申请是申请日为2011年9月13日且发明名称为“成像光学系统”的中国专利申请No.201180044617.8的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于投射曝光系统的成像光学系统，用于投射曝光系统的照明光学系统和具有该类型成像光学系统的光学系统。本发明还涉及具有该类型光学系统的投射曝光系统，用于投射曝光系统的掩模母版，借助于该投射曝光系统而制造微结构化组件的方法和通过该方法制造的组件。
背景技术
从DE 10 2007 062 198 A1、US 7,414,781 B2、US 7,682,031 B2，以及从WO2010/091 800 A1可获知成像光学系统。从US 2008/0036986 A1可获知光刻系统。
发明内容
本发明的目的是开发用于投射曝光系统的成像光学系统，使得进一步改进成像质量。
根据本发明，意识到，随着物方数值孔径的增加，物方主光束角度必须增大，这可导致由吸收体结构引起的遮蔽效应，以及导致层传输(layer transmission)方面的问题，尤其是由掩模母版涂层引起的强切趾效应。根据本发明，进一步意识到，可以通过变形(anamorphically)成像光学系统，尤其是通过变形成像投射镜(lens)系统，以预定成像比例，将预定尺寸的掩模母版从物场成像至预定的照明场上，在第一成像比例的方向上，照明场被完全照明，同时第二方向上的减小成像比例对投射曝光系统的生产能力(throughput)不具有负面效应，而是能够通过合适的措施来补偿该减小成像比例。
因此，变形镜系统允许在第一方向上以大物方数值孔径完全照明像面，而不必在此第一方向上扩大要被成像的掩模母版的范围，且不发生投射曝光系统的生产能力的减小，并且还允许最小化照明光的倾斜入射所引起的成像质量的损失。
通过在两个主平面的方向上具有符号相同的成像比例，来避免像翻转。光学系统，尤其是在两个主平面的方向上，具有正的成像比例。
优选地，所述至少一个变形成像投射镜系统具有至少两个部分镜系统，其中至少一个变形地成像。具有至少两个部分镜系统(其中至少一个变形地成像)的成像光学系统特别有利于构造，并且允许成像性质对各个要求的特别灵活的适配。特别地，第一(即物方)部分镜系统变形地成像。这可确保入射至物场上和因此反射的辐射不重叠。第二部分镜系统也是变形的(anamorphic)。它也可以是非变形的(non-anamorphic)。
优选的，投射镜系统具有圆形的出瞳。像方数值孔径因此与方向无关。这确保了与取向无关的分辨率。因此，特别地，根据本发明的变形镜系统具有椭圆形状的入瞳。因此，椭圆的半轴彼此之间的关系与不同成像比例或不同物方数值孔径彼此之间的关系相同或相反。
优选地，所述至少一个变形成像投射镜系统包含至少一个反射镜，尤其是所述反射镜的至少一个具有自由形状表面。由此，变形成像投射镜系统包含至少一个反射镜。这里，较小数量的反射镜引起较小的传输损耗(transmission loss)。较大数量的反射镜允许对成像误差更灵活且改进的校正，并且允许更高的数值孔径。根据本发明，投射镜系统包含至少一个，尤其是多个，尤其是至少四个，尤其是至少六个，尤其是八个反射镜。特别地，反射镜可构造为反射EUV辐射的反射镜。
具有自由形状表面的光学元件允许对成像性质的特别灵活的设计。特别是在成像光学系统的给定数量反射镜的情况下，这给出了用于校正成像误差的进一步的自由度。
优选地，在第一方向上的成像比例至少为第二方向上的成像比例的一倍半大。尤其是，其至少为第二方向上的成像比例的两倍大。这里以及下文中，成像比例被用于指由成像尺寸与物体尺寸(即，要在投射镜系统的像场中成像的结构的尺寸与要在物场中成像的结构的尺寸)的比值给出的成像比例的绝对值。因此，确保了可垂直于扫描方向，在整个宽度上曝光具有预定宽度的照明场，该照明场具有预定掩模母版，尤其是具有预定尺寸的掩模母版。否则，可以补偿与照明场的宽度垂直的方向上的较小成像比例，即较强的缩小率，尤其是通过增加的扫描速度，因此该较小成像比例不具有不利的效应。特别地，与扫描方向垂直的方向上的减少的成像比例不导致生产能力的损失。
优选地，方向依赖性的不同物方数值孔径允许成像光学系统的有利设计。特别是，由此可避免关于掩模上的遮蔽效应和层传输的问题。特别地，特定方向上的物方数值孔径(NAO)至少是垂直于该方向的方向上的物方数值孔径一倍半，尤其是至少两倍。
优选地，照明系统具有出瞳，其形状构造为与投射镜系统的入瞳对应。根据本发明，因此提供了具有椭圆形出瞳的照明系统。
特别地，这由椭圆形瞳分面反射镜或由瞳分面反射镜上的瞳分面的椭圆形布置来实现，该布置为所有瞳分面的包络形成椭圆形的布置。
特别地，椭圆形构造的瞳分面反射镜或照明系统的出瞳的半轴彼此之间的关系与投射镜系统的不同成像比例或其入瞳的半轴彼此之间关系相同。
具有大像方数值孔径、小主光束角度、和大像方扫描缝(slot)宽度的成像光学系统，允许将掩模母版的结构特别好地投射至像场中。
本发明还提供一种用于投射曝光系统的照明光学系统，其包含至少一个瞳分面反射镜(18)，特征在于椭圆形的出瞳，该出瞳的半轴长度彼此相差至少10％。该具有椭圆形出瞳的照明光学系统特别好地适合于变形成像投射镜系统。利用瞳分面反射镜的椭圆构造，可特别容易地实现照明光学系统的椭圆出瞳。
根据本发明的光学系统具有根据本发明的成像光学系统，以及照明光学系统，其用于将来自辐射源的辐射传输至物场。根据本发明的投射曝光系统根据本发明的光学系统，以及辐射源。根据本发明的光学系统和本发明的投射曝光系统的优点对应于上文结合成像光学系统已经描述的那些。优选地，上述投射曝光系统具有能够在扫描方向上位移的掩模母版保持器，以保持掩模母版，其特征在于，成像光学系统在扫描方向上的成像比例小于与扫描方向垂直的方向上的成像比例。借由该投射曝光系统，其中成像光学系统在扫描方向上的成像比例小于与该方向垂直的方向上的成像比例，可以通过较高的扫描速度完全补偿扫描方向上的生产能力损失。特别地，成像光学系统9在扫描方向上的成像比例最多为垂直于该方向的方向上的成像比例的一半。扫描方向上的成像比例和与该方向垂直的方向上的成像比例的比率尤其是1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶8、1∶10、2∶3、2∶5或3∶4。辐射源可为EUV(极紫外)光源，例如LPP(激光产生的等离子体)光源或GDP(气体放电产生的等离子体)光源。
扫描方向上的临界尺寸(critical dimension)与垂直于该方向的方向上的临界尺寸不同的掩模母版特别适合与变形成像投射光学系统一起使用。优选地依照扫描方向上和与该方向垂直的方向上的不同成像比例，构造要成像在掩模母版上的结构及其总尺寸二者。为了考虑更大的缩小率，相应地将掩模母版构造得更大，尤其是在扫描方向上。
本发明还提供一种用于制造微结构化的组件的方法，其具有以下方法步骤：提供掩模母版和具有辐射敏感层的晶片；借助于上述投射曝光系统将掩模母版上的结构投射至晶片上的辐射敏感层。本发明还提供上述方法制造的组件。根据本发明的制造方法和根据本发明的组件的优点与上文参考根据本发明的投射曝光系统而已经描述的那些相应。
附图说明
借助于附图，本发明的进一步的优点和细节自多个实施例的说明中出现，其中：
图1示意地示出了穿过用于EUV光刻的投射曝光系统的子午截面；
图2示意地示出了根据图1的投射曝光系统的部分图，以示出在根据第一实施例的成像光学系统中的光路；
图3依照图2示出了与图2中的平面垂直的平面中的视图；
图4和5依照图2和3示出了另外的实施例的视图；
图6和7示出了第三实施例的相应视图；以及
图8和9示出了第四实施例的相应视图。
具体实施方式
图1以子午截面示意地示出了用于微光刻的投射曝光系统1的组件。投射曝光系统1的照明系统2包含辐射源3，以及用于曝光物平面6中的物场5的照明光学系统4。布置在物场5中且由掩模母版保持器8(仅被部分示出)保持的掩模母版7在此被曝光。
图1中仅示意地示出的投射光学系统9用于将物场5成像于像平面11中的像场10中。因此，投射光学系统9也称为成像光学系统。掩模母版7上的结构被成像于晶片12的光敏层上，晶片12布置于像平面11中的像场10的区域中，并由也被示意地示出的晶片保持器13保持。
辐射源3为EUV辐射源，其发射EUV辐射14。EUV辐射源3发射的有用辐射的波长在从5nm至30nm的范围内。用于光刻且可从合适的光源获得的其他波长也是可以的。辐射源3可为等离子体源，例如DPP源或LPP源。基于同步加速器的辐射源也可用作辐射源3。本领域技术人员可从例如US 6 859 515 B2中获得该类型辐射源的信息。提供聚光器(collector)15，以使来自EUV辐射源3的EUV辐射14成束。
EUV辐射14也称为照明光或成像光。
照明光学系统4包含场分面反射镜16，其具有大量的场分面(facet)17。场分面反射镜16布置在照明光学系统4的、与物平面6光学共轭的平面中。EUV辐射14被场分面反射镜16反射至照明光学系统4的瞳分面反射镜18。瞳分面反射镜18具有大量的瞳分面19。借助于瞳分面反射镜18，将场分面反射镜16的场分面17成像于物场5中。
对于场分面反射镜16上的每一个场分面17，都正好在瞳分面反射镜18上存在一个关联的瞳分面19。在场分面17和瞳分面19之间，都分别构造有光通道。分面反射镜16、18的至少一个的分面17、19是可转变的(switchable)。为了该目的，可提供微机电系统(MEMS)。特别地，分面17、19可以可倾斜地布置在分面反射镜16、18上。这里，可以仅将分面17、19的一部分，例如至多30％、至多50％、或至多70％构造为是可倾斜的。也可设置为所有的分面17、19都是可倾斜的。特别地，可转变的分面17、19是场分面17。通过倾斜场分面17，其向相应瞳分面19的分配以及因此光通道的构造可被改变。为了了解具有可倾斜的分面17、19的分面反射镜16、18的详情以及照明光学系统4的详情，参考DE 10 2008 009 600 A1。
照明光学系统4还可包含另外的反射镜20、21和22，反射镜20、21和22形成传输光学系统23。传输光学系统23的最后一个反射镜22为掠入射反射镜。瞳分面反射镜18和传输光学系统23形成随后的光学系统，用于将照明光14传输至物场5中。特别地，当瞳分面反射镜18布置在投射光学系统9的入瞳中时，可省略传输光学系统23。
照明光学系统4具有出瞳，其形状适配于投射光学系统9的入瞳的形状，尤其是与后者明确一致。特别地，照明光学系统4的出瞳是椭圆的。这尤其可通过椭圆形构造的瞳分面反射镜18来实现。作为其的替代，瞳分面19也可布置在瞳反射镜18上，使得瞳分面具有椭圆形构造的包络。
特别地，椭圆形瞳分面反射镜18的半轴具有两个不同的半轴长度，较大的半轴长度尤其是第一半轴长度的至少一点五倍，尤其是至少两倍。特别地，半轴长度具有1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶8、1∶10、2∶3、2∶5或3∶4的比例。
因此，照明光学系统4的出瞳的半轴具有两个不同的半轴长度，较大的半轴长度尤其与第一半轴长度的至少一点五倍，尤其是至少两倍一样大。特别地，半轴长度具有1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶8、1∶10、2∶3、2∶5或3∶4的比例。
为了更简单地描述位置关系，在附图中分别绘制了笛卡尔xyz-坐标系统。图1中的x-轴垂直于附图的平面并朝内延伸。y-轴朝右延伸。z-轴向下延伸。物平面6和像平面11二者都平行于xy-平面延伸。
可以受控制的方式位移掩模母版保持器8，使得在投射曝光系统中，掩模母版7可在物平面6中位移方向上位移。从而，可以受控制的方式位移晶片保持器13，使得晶片12可在像平面11中位移方向上位移。结果，可以一方面扫描掩模母版7穿过物场5，且另一方面晶片12穿过像场10，。附图中的位移方向平行于y-方向。下文中，这也称为扫描方向。优选地，掩模母版7和晶片12在扫描方向上的位移关于彼此同步进行。
图2和3示出了投射光学系统9的第一构造的光学设计。示出了辐射14的从中心物场点和从限定物场5的两个相对边的两个相应物场点延伸的单独光束的光路。根据图2和3的投射光学系统9总共具有六个反射镜，其在光路的方向上自物场5开始被连续地编号为M1至M6。图中示出了在投射光学系统9的设计中计算的反射镜M1至M6的反射面。仅示出的面的一部分实际上部分地用于辐射14的反射，如从附图所看到的。换句话说，与图中所示相比，反射镜M1至M6的实际构造可能更小，尤其是仅包含附图所示的计算的反射面的一部分。
瞳面24位于反射镜M2和反射镜M3之间。瞳面24不是必须为平的。其可为弯曲的。此外，中间像面位于反射镜M4和反射镜M5之间。中间像面25不是必须为平的。其可为弯曲的。因此，反射镜M1至M4形成第一部分镜系统26。反射镜M5和M6形成第二部分镜系统27。
第一部分镜系统26为变形镜，即其变形地成像。第二部分镜系统27也是变形镜，即其变形地成像。然而，同样可能的是，第二部分镜系统27可构造为非变形的。
反射镜M1至M6中的至少一个被构造为变形成像光学元件。特别地，投射光学系统9包含至少一个，尤其是多个，尤其是至少两个，尤其是至少三个，尤其是至少四个，尤其是至少五个，尤其是至少六个，尤其是至少七个，尤其是至少八个变形成像反射镜。
因此，投射光学系统9在第一方向上具有第一成像比例，而在第二方向上具有不同于第一成像比例的第二成像比例。特别地，第二成像比例为第一成像比例的至少一点五倍，尤其是至少两倍大。
特别地，投射光学系统9构造为使得在扫描方向上的成像比例的量小于与该方向垂直的方向上的成像比例。特别地，在扫描方向上的成像比例的量是与该方向垂直的方向上的成像比例的至多四分之三，尤其是至多三分之二，尤其是至多一半。
投射光学系统9具有方向依赖性的物方数值孔径(NAO)，即入瞳与圆形形状偏离。特别地，在特定方向，即在大的成像比例方向上的物方数值孔径(NAO)，是与该方向垂直的方向上的物方数值孔径的至少一点五倍，尤其是至少两倍。
反射镜M6具有用于辐射14通过的通孔28。位于反射镜M5和M6之间的是另一瞳面29。瞳面29不是必须为平的。其可为弯曲的。
反射镜M1至M6被构造为反射EUV辐射。特别地，它们承载多个反射层，用于优化它们对于照射的EUV照明光14的反射。在反射镜表面上的单独光束的照射角度越接近垂直入射，反射可被优化得更好。
反射镜M1至M5具有反射面，其为闭合的，即没有通孔。
反射镜M1、M4和M6具有凹的反射面。反射镜M2、M3和M5具有凸的反射面。
投射光学系统9的反射镜M1至M6被构造为不能由旋转对称函数描述的自由形状表面。投射光学系统9的其他构造也是可能的，其中反射镜M1至M6的至少一个具有该类型的自由形状反射表面。可从旋转对称参考面制造该类型的自由形状表面。从US 2007-0058269A1获知用于微光刻的投射曝光系统的投射光学系统的反射镜的反射面的该类型的自由形状表面。
数学上可通过以下等式来描述自由形状表面：
其中应用了：
Z是自由形状表面在点x，y处的矢高，其中x2+y2＝r2。
c为常数，其对应于相应非球面的顶点曲率。k对应于相应非球面的锥形常数。Cj为单项式xmyn的系数。典型地，基于投射光学系统9中的反射镜的期望的光学特性，决定c、k和Cj的值。N半径是系数Cj的标准化因子。单项式的阶数m+n可按需要变化。较高阶数的单项式可导致具有更好成像误差校正的投射光学系统的设计，但是计算更复杂。m+n可选择在3和大于20之间的值。
自由形状表面在数学上可由泽尼克多项式来描述，例如在光学设计程序CODE的手册中所描述的。替代地，可借助于二维样条曲面来描述自由形状表面。其示例为贝塞尔曲线或非均匀有理B样条(NURBS)。二维样条曲面例如可由在xy平面中的点的网络和关联的z值描述，或由这些点和关于这些点的梯度来描述。依赖于样条曲面的各个类型，使用例如关于其连续性和微分性具有特殊性质的多项式或函数，通过在网络点之间插值，获得完整的表面。函数的示例为解析函数。
下面，在表中将总结投射光学系统9的光学设计数据，借助于光学设计程序已经获得了所述数据。
以下表的第一个针对光学组件的光学表面以及针对孔径光阑分别给出了顶点曲率的倒数值(半径)和厚度，该厚度对应于相邻元件在从像平面11起的光路(换句话说，就是与光的方向相反)上的z间隔。第二个表给出了上文针对反射镜M1至M6给出的自由形状表面中的单项式xmyn的系数Cj。
在另一表中，也给出了以mm为单位的量，各个反射镜从反射镜参考设计开始偏心(Y-偏心)和旋转(X-旋转)该量。这对应于自由形状表面设计方法中的平行位移和倾斜。这里，该位移发生于y方向上，而倾斜是关于x轴的。这里，旋转角度以度为单位。
表面 半径 厚度 工作模式
像平面 无限大 852.884
M6 -889.919 -802.884 反射
M5 -219.761 1800.787 反射
M4 -999.946 -434.619 反射
M3 -1033.356 483.832 反射
M2 2464.083 -947.116 反射
M1 1323.688 1047.116 反射
物平面 无限大 0.000
系数 M6 M5 M4
K 3.303831E-03 2.041437E-02 -1.056546E-01
Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2 1.106645E+00 4.620513E+00 1.065419E+00
Y2 1.316656E+00 4.632819E+00 2.089523E+00
X2Y -6.987016E-02 6.244905E-02 2.322141E-01
Y3 -1.544816E-01 -2.303227E-01 -2.158981E-01
X4 3.297744E-02 9.371547E-02 7.579352E-02
X2Y2 6.476911E-02 1.671737E-01 8.744751E-02
Y4 5.431530E-02 7.743085E-02 2.360575E-01
X4Y -7.040479E-04 4.607809E-03 3.961681E-03
X2Y3 -6.159827E-03 -1.034287E-02 9.782459E-03
Y5 -4.061987E-03 -3.840440E-03 -1.297054E-01
X6 1.398226E-03 3.085471E-03 6.847894E-03
X4Y2 2.977799E-03 8.906352E-03 6.372742E-03
X2Y4 4.433992E-03 8.678073E-03 -2.569810E-02
Y6 1.255594E-03 1.683572E-03 9.106731E-02
X6Y 2.969767E-04 1.881484E-04 1.342374E-03
X4Y3 -2.820109E-04 -1.123168E-03 -5.896992E-03
X2Y5 -3.654895E-04 -5.949903E-04 1.660704E-03
Y7 8.966891E-05 -3.952323E-04 -3.764049E-02
2.899772E+02 6.300046E+01 2.064580E+02
系数 M3 M2 M1
K 5.744686E-01 -3.325393E+02 -1.583030E-02
Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2 3.551408E-01 3.277030E-01 -2.811984E-02
Y2 2.123536E+00 1.609563E+00 -4.135835E-01
X2Y 2.013521E-01 -6.948142E-01 -3.866470E-02
Y3 -1.210907E-02 3.694447E-01 -1.853273E-02
X4 5.478320E-02 1.369729E-01 1.349339E-03
X2Y2 7.482002E-02 1.984843E-01 3.032808E-03
Y4 8.327949E-02 -1.227576E-01 -2.824781E-03
X4Y -2.048831E-03 -4.568931E-02 -4.300195E-04
X2Y3 -4.029059E-03 -1.713508E-02 -6.501645E-04
Y5 -1.415756E-02 6.185385E-03 3.144628E-03
X6 1.998416E-04 -1.834856E-02 6.906841E-05
X4Y2 -1.979383E-03 -3.309794E-02 5.274081E-05
X2Y4 -5.943296E-03 -5.169942E-02 -1.330272E-03
Y6 1.246118E-03 -1.603819E-01 -1.363317E-02
X6Y 1.584327E-04 7.876367E-03 -2.377257E-05
X4Y3 -3.187207E-04 -1.244804E-02 -2.251271E-04
X2Y5 -5.566691E-04 -5.746055E-02 -9.996573E-04
Y7 -1.399787E-03 -3.870909E-02 4.001012E-03
8.132829E+01 7.472082E+01 1.311311E+02
系数 M6 M5 M4 M3 M2 M1 像平面
Y-偏心 -51.252 -99.408 123.654 215.631 528.818 512.855 0.000
X-旋转 0.323 7.067 -2.444 10.483 16.940 3.488 0.000
在y方向上，即在扫描方向上，投射光学系统9具有1∶8的成像比例，即物场5中的掩模母版7在扫描方向上是其在像场10中的像的八倍大。在x方向上，即在垂直于扫描方向的方向上，投射光学系统9具有1∶4的成像比例。因此，投射光学系统9具有缩小效果。投射光学系统9的像方数值孔径是0.5。投射光学系统9的像方数值孔径尤其是至少0.4。像场10具有2mmx 26mm的尺寸，其中2mm在扫描方向上，而26mm在垂直于扫描方向的方向上。特别地，在扫描方向上，像场10也可具有不同的尺寸。像场10的尺寸至少为1mmx10mm。垂直于扫描方向，像场10尤其具有大于13mm的宽度。特别地，像场10为矩形。特别地，投射光学系统9具有至少13mm，尤其是大于13mm，尤其是至少26mm的像方扫描缝宽度。对于场中心点，投射光学系统9具有6°的物方主光束角度。特别地，对于场中心点的物方主光束角度至多为7°。该投射光学系统具有2000mm的光学总长度。
该实施例中的物场5具有16mmx104mm的尺寸。在该情况下，16mm在扫描方向上，而104mm在垂直于扫描方向的方向上。
掩模母版7在扫描方向和与其垂直的方向上也适配于不同的成像比例。其具有这样的结构，该结构在扫描方向上和在与该方向垂直的方向上具有不同的最小结构尺寸。特别地，掩模母版7上的结构在扫描方向上和在与该方向垂直的方向上可具有分别是这些最小结构尺寸的整数倍的尺寸。在扫描方向上和在与该方向垂直的方向上的最小结构尺寸的比率正好与在这些方向上的成像比例的比率成反比例。特别地，在扫描方向上和在与该方向垂直的方向上的最小结构尺寸彼此相异至少10％，尤其是至少20％，尤其是至少50％。
掩模母版7在与扫描方向垂直的方向上具有至少104mm的宽度。特别地，掩模母版7在扫描方向上具有适配于更大缩小率的长度。特别地，掩模母版7具有104mm的宽度和264mm的长度。特别地，掩模母版的长度大于132mm。其尤其是至少140mm，尤其是至少165mm，尤其是至少198mm。
图4和5示出了可用于投射曝光系统1中的、投射光学系统9的另一构造。与上文参考图2和3所描述的组件相应的组件具有相同的参考数字，并且不再被详细论述。
反射镜M3在光学使用区域中不具有通孔。然而，可选择反射镜M3的机械构造，使得从反射镜M4传播至反射镜M5的光通过M3的单体构造的镜体的反射镜开孔。
反射镜M1、M3、M4和M6具有凹的反射面。反射镜M2和M5具有凸的反射面。
在该实施例中，在反射镜M2和M3之间的光路与在反射镜M4和M5之间的光路交叉。
在该实施例中，在扫描方向上，相对于像场10，反射镜M5布置在与物场5相同的一侧上。
在以下表中，将依次总结根据图4和5的投射光学系统9的光学设计数据。自由形状表面的数学描述对应于上文参考根据图2和3的构造而已经描述的那些。关于根据图4和5的构造的表的结构也对应于关于根据图2和3的构造的表的结构。
表面 半径 厚度 工作模式
像平面 无限大 689.272
M6 -731.552 -639.272 反射
M5 -241.671 1420.179 反射
M4 -1500.000 -580.907 反射
M3 1422.356 1010.728 反射
M2 661.083 -1110.728 反射
M1 1384.311 1210.728 反射
物平面 无限大 0.000
系数 M6 M5 M4
K 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2 1.697113E+00 4.496118E+00 1.030719E+01
Y2 1.683950E+00 4.083378E+00 1.147196E+01
X2Y 1.755515E-01 -3.170399E-01 -1.434807E+00
Y3 2.279761E-02 9.028788E-02 1.085004E+00
X4 5.443962E-02 4.335109E-02 2.308628E-01
X2Y2 1.503579E-01 8.531612E-02 7.598943E-01
Y4 5.203904E-02 6.130679E-02 2.980202E-01
X4Y 5.039890E-03 -1.771794E-02 -8.711086E-03
X2Y3 8.907227E-03 -1.404665E-02 8.302498E-04
Y5 5.015844E-03 8.045746E-03 4.101109E-02
2.899772E+02 6.300046E+01 2.064580E+02
系数 M3 M2 M1
K 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2 -4.645076E-01 -5.243755E-01 -3.303400E-01
Y2 -2.057326E-01 -2.274245E-02 -7.527525E-01
X2Y -3.583366E-02 1.523089E+00 -2.593623E-03
Y3 3.371920E-02 -2.167244E+00 -3.182409E-02
X4 9.534050E-05 7.127442E-02 -8.002659E-04
X2Y2 4.301563E-03 -3.064519E-01 -5.376311E-03
Y4 -9.145920E-04 7.458445E-01 -7.154305E-03
X4Y 9.453851E-05 1.770844E-01 -2.938545E-04
X2Y3 -2.757417E-04 2.079536E-01 2.101675E-03
Y5 4.683904E-05 -1.544216E-01 6.098608E-04
8.132829E+01 7.472082E+01 1.311311E+02
系数 M6 M5 M4 M3 M2 M1 像平面
Y-偏心 0.000 99.374 -121.476 -185.579 311.769 482.388 0.000
X-旋转 -4.418 -8.837 -1.271 16.249 8.734 -1.361 0.000
图6和7示出了投射光学系统9的另外的设计，其可用于投射曝光系统1中。与上文参考图2和3而已经描述的组件相应的组件具有相同的参考数字，并且不再被详细论述。
根据图6和7的投射光学系统9总共具有六个反射镜M1至M6，其在从物场5起的光路的方向上被连续地编号为M1至M6。根据图6和7的投射光学系统9具有1865mm的光学总长度。
反射镜M1、M4、和M6具有凹的反射面。反射镜M5具有凸的反射面。反射镜M2和M3在一个方向上是凸的，而在关于该方向的正交方向上是凹的，亦即其在反射镜的中心点具有鞍状(saddle)面的形状。
此外，在该实施例中，在关于像场10的扫描方向上，在与物场5相同的一侧上布置反射镜M5。
以下表中，将依次示出根据图6和7的投射光学系统9的光学设计数据。自由形状表面的数学描述对应于上文参考根据图2和3的构造而已经描述的那些。关于根据图6和7的构造的表的结构也对应于关于根据图2和3的构造的表的结构。
表面 半径 厚度 工作模式
像平面 无限大 752.663
M6 -770.716 -702.663 反射
M5 -150.912 1382.613 反射
M4 -996.191 -579.950 反射
M3 -3722.693 805.250 反射
M2 -19143.068 -805.250 反射
M1 1526.626 1011.848 反射
物平面 无限大 0.000
系数 M6 M5 M4
K 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2 1.014388E+00 5.967807E+00 1.640439E+00
Y2 9.176806E-01 5.297172E+00 1.185698E+01
X2Y 2.666213E-02 -2.932506E-02 -5.795084E-01
Y3 1.276213E-02 -1.747940E-01 2.665088E-01
X4 3.194237E-02 1.741906E-01 4.142971E-02
X2Y2 5.891573E-02 4.136465E-01 -2.431409E-02
Y4 2.892148E-02 1.408837E-01 8.604418E-01
X4Y 5.053354E-04 8.947414E-03 1.339774E-03
X2Y3 3.013407E-03 4.414092E-02 -2.210148E-02
Y5 2.088577E-03 3.281648E-02 -1.242199E+00
2.899772E+02 6.300046E+01 2.064580E+02
系数 M3 M2 M1
K 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2 -3.018727E+00 -4.089101E-01 -1.333076E-01
Y2 2.571222E+00 3.746969E+00 8.408741E-01
X2Y -2.111739E-01 -1.877269E-01 3.355099E-02
Y3 -1.035192E-03 -1.810657E-01 -3.518765E-03
X4 -9.587021E-05 -1.882449E-03 2.861048E-03
X2Y2 -2.154549E-02 8.492037E-02 3.127905E-02
Y4 1.331548E-02 -4.386749E-01 7.200871E-03
X4Y 3.718201E-03 -6.344503E-03 -2.655046E-04
X2Y3 4.305507E-03 -1.265202E-01 -6.358900E-03
Y5 -5.587835E-03 -6.311675E-01 -1.276179E-02
8.132829E+01 7.472082E+01 1.311311E+02
系数 M6 M5 M4 M3 M2 M1 像平面
Y-偏心 -11.861 78.940 -76.134 224.849 34.161 393.420 0.000
X-旋转 -4.070 -6.401 -16.914 -20.375 -18.683 -9.044 0.000
图8和9示出了投射光学系统9的另一构造，其可用于投射曝光系统1中。与上文参考图2和3而已经描述的组件相应的组件具有相同的参考数字，并且不再被详细论述。
根据图8和9的投射光学系统9具有八个反射镜M1至M8。反射镜M1至M6形成第一部分镜系统26。反射镜M7和M8形成第二部分镜系统27。反射镜M8在光学使用区域中具有用于照射光通过的通孔28。反射镜M1至M7具有闭合的反射面，亦即在光学使用区域中没有通孔。因此，根据图8和9的投射光学系统9正好包含一个在光学使用区域中具有通孔28的反射镜。明显地，也可构造具有八个反射镜M1至M8的投射光学系统9，其中多于一个反射镜在光学使用区域中具有通孔。
瞳面24位于在反射镜M3和M5之间的光路上。瞳面29位于反射镜M7和M8之间。根据图8和9的投射光学系统9也具有两个部分镜系统26、27。投射光学系统9正好产生一个中间像，其几何上位于反射镜M8的通孔区域中。
反射镜M1、M2、M6和M8具有凹的反射面。反射镜M7具有凸的反射面。
根据图8和9的投射光学系统具有0.65的像方数值孔径。如前面的示例一样，下面，在表中总结根据图8和9的投射光学系统9的光学设计数据。
表面 半径 厚度 工作模式
像平面 无限大 845.498
M8 -876.024 -795.498 反射
M7 -180.463 1850.000 反射
M6 -1124.587 -954.502 反射
M5 -488.461 539.347 反射
M4 -385.935 -268.946 反射
M3 -899.608 563.864 反射
M2 -1862.135 -962.532 反射
M1 -5181.887 1182.769 反射
物平面 无限大 0.000
系数 M8 M7 M6 M5
K 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2 3.488069E+00 1.173931E+01 2.308119E+01 1.973785E+01
Y2 2.635738E+00 1.010579E+01 9.438034E+00 5.768532E+00
X2Y -3.059528E-01 -2.733318E-01 -2.266607E+00 -2.615013E+00
Y3 4.818868E-03 6.423471E-01 4.511519E-01 3.223897E+00
X4 1.179868E-01 5.618198E-01 1.276169E+00 3.423570E-01
X2Y2 3.744431E-01 9.722072E-01 1.994073E+00 1.253707E+00
Y4 1.874806E-01 5.624878E-01 9.258956E-01 1.143661E+00
X4Y 4.142568E-03 7.747318E-03 -2.207925E-01 2.696457E-02
X2Y3 -2.457062E-02 2.657340E-02 -4.677376E-02 1.053608E-01
Y5 -1.021381E-02 -2.031996E-02 3.450492E-01 1.716687E+00
X6 1.995975E-02 5.531407E-02 1.199126E-01 1.472679E-02
X4Y2 4.538384E-02 1.603998E-01 2.637967E-01 4.745154E-02
X2Y4 5.093101E-02 1.653739E-01 3.269947E-01 4.959237E-01
Y6 1.573648E-02 6.733509E-02 -1.107783E-01 -1.594589E+00
X6Y -4.813461E-03 1.089425E-03 -8.010947E-02 -1.168696E-04
X4Y3 -6.317680E-03 -3.797390E-03 -4.398398E-03 1.681727E-02
X2Y5 -4.665516E-03 -6.378254E-03 1.634222E-02 -8.741752E-01
Y7 -1.452902E-03 1.323361E-03 -8.378471E-01 -2.083305E-01
X8 2.243101E-03 8.933777E-03 -9.452801E-03 8.039655E-04
X6Y2 1.043837E-02 3.095089E-02 9.332196E-02 5.834641E-03
X4Y4 1.610588E-02 4.686597E-02 1.032458E-01 -1.262475E-01
X2Y6 1.112924E-02 3.372176E-02 -1.634446E-01 -2.791598E-01
Y8 2.847098E-03 9.333073E-03 -6.596064E-01 3.828685E-01
X8Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X6Y3 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X4Y5 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2Y7 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
Y9 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X10 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X8Y2 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X6Y4 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X4Y6 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2Y8 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
Y10 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
4.270420E+02 8.460702E+01 3.587547E+02 1.359154E+02
系数 M4 M3 M2 M1
K 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2 7.762408E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 2.415351E+01
Y2 5.991623E+00 2.100665E+01 1.742497E+01 2.450758E+01
X2Y -9.407982E-01 -1.845560E+01 0.000000E+00 2.857360E+00
Y3 7.990315E-02 1.826735E+00 0.000000E+00 -8.203766E-01
X4 2.084759E-01 0.000000E+00 0.000000E+00 -1.195250E-01
X2Y2 2.343824E-01 0.000000E+00 0.000000E+00 9.400506E-02
Y4 6.849174E-02 0.000000E+00 0.000000E+00 1.027239E-01
X4Y -3.590847E-02 0.000000E+00 0.000000E+00 5.178501E-02
X2Y3 -1.676285E-02 0.000000E+00 0.000000E+00 5.698284E-02
Y5 1.244977E-03 0.000000E+00 0.000000E+00 2.110062E-01
X6 7.609826E-04 0.000000E+00 0.000000E+00 1.852743E-03
X4Y2 1.642005E-02 0.000000E+00 0.000000E+00 -5.347458E-02
X2Y4 6.253616E-03 0.000000E+00 0.000000E+00 -2.587706E-01
Y6 1.353703E-03 0.000000E+00 0.000000E+00 1.608009E-01
X6Y -2.568254E-03 0.000000E+00 0.000000E+00 5.587846E-04
X4Y3 -4.755388E-03 0.000000E+00 0.000000E+00 5.397733E-02
X2Y5 -6.793506E-04 0.000000E+00 0.000000E+00 -2.400347E-01
Y7 -1.374859E-05 0.000000E+00 0.000000E+00 2.641466E-01
X8 2.488086E-04 0.000000E+00 0.000000E+00 5.593305E-04
X6Y2 1.255585E-03 0.000000E+00 0.000000E+00 6.244473E-03
X4Y4 1.194473E-03 0.000000E+00 0.000000E+00 1.145315E-01
X2Y6 3.001214E-04 0.000000E+00 0.000000E+00 8.712058E-02
Y8 5.813757E-05 0.000000E+00 0.000000E+00 6.570255E-01
X8Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X6Y3 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X4Y5 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2Y7 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
Y9 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X10 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X8Y2 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X6Y4 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X4Y6 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2Y8 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
Y10 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
7.497396E+01 2.029987E+02 2.738127E+02 2.966746E+02
系数 M8 M7 M6 M5 M4
Y-偏心 0.000 -116.456 154.238 192.354 412.808
X-旋转 4.164 8.327 3.019 9.973 -2.768
系数 M3 M2 M1 像平面
Y-偏心 554.416 783.491 867.803 0.000
X-旋转 -2.829 8.552 0.503 0.000
如从前面的实施例的描述所看到的，投射光学系统9被构造为使得其在两个主平面(principal plane)中具有中间像。
如从在前的实施例的描述所看到的，投射光学系统9，尤其是两个部分镜系统26、27在两个主平面方向上的成像比例分别具有相同的符号。特别地，它们二者都具有正号。因此不会发生像翻转。
为了制造微结构化或纳米结构化的组件，如下使用投射曝光系统1：首先，提供掩模母版7和晶片12。然后，借助于投射曝光系统1，将掩模母版7上的结构投射至晶片12的光敏层上。接着通过显影光敏层，而在晶片12上产生微结构和纳米结构，并且因此制造了微结构化组件，例如高集成电路形式的半导体组件。
在晶片12上的光敏层的曝光期间，借助于晶片保持器13，在扫描方向上位移晶片。在该情况下，特别地，关于掩模母版7借助掩模母版保持器8而在扫描方向上的位移，同步地进行晶片的位移。投射光学系统9在扫描方向上的缩小的成像比例可由较高的扫描速度补偿。

Claims (14)

1.一种成像光学系统(9)，包含：
变形成像投射镜系统(26、27)，其包括至少四个反射镜，其中：
所述变形成像投射镜系统(26、27)具有第一方向上的第一成像比例和第二方向上的第二成像比例，所述第二方向与所述第一方向垂直；
其中，所述第二成像比例与所述第一成像比例的比率为至少4∶3；
其中，所述成像光学系统(9)为微光刻成像光学系统；以及
其中，所述成像光学系统(9)具有至少0.4的像方数值孔径。
2.根据权利要求1所述的成像光学系统(9)，其特征在于，所述至少一个变形成像投射镜系统具有至少两个部分镜系统(26、27)，所述至少两个部分镜系统中的至少一个变形地成像。
3.根据权利要求1或2所述的成像光学系统(9)，其特征在于圆形的出瞳。
4.根据权利要求1或2所述的成像光学系统(9)，其特征在于，所述至少四个反射镜的至少一个具有自由形状表面。
5.根据权利要求1或2所述的成像光学系统(9)，其特征在于第一方向上的第一成像比例和第二方向上的第二成像比例，所述第二成像比例至少是所述第一成像比例的一倍半大。
6.根据上述权利要求中的任一项所述的成像光学系统(9)，其特征在于，
-至少0.4的像方数值孔径，
-中心场点的物方主光束角度小于7°，以及
-像场(10)，其在与扫描方向垂直的方向上具有大于13mm的宽度。
7.一种光学系统，包含：
-根据权利要求1至2及4至6中任一项的成像光学系统(9)，以及
-照明光学系统(4)，其用于将来自辐射源(3)的辐射(14)传输至物场(5)。
8.根据权利要求7所述的光学系统，其中，所述照明光学系统包含：
至少一个瞳分面反射镜(18)，
其特征在于椭圆形的出瞳，该出瞳的半轴长度彼此相差至少10％。
9.根据权利要求8所述的光学系统，其特征在于，所述瞳分面反射镜(18)为椭圆形，并且具有彼此相差至少10％的半轴长度。
10.一种投射曝光系统(1)，具有
-根据权利要求9所述的光学系统，以及
-辐射源(3)。
11.根据权利要求10所述的投射曝光系统(1)，具有能够在扫描方向上位移的掩模母版保持器(8)，以保持掩模母版(7)，其特征在于，成像光学系统(9)在扫描方向上的成像比例小于与扫描方向垂直的方向上的成像比例。
12.一种掩模母版(7)，其用于根据权利要求10或11所述的投射曝光系统，具有至少104mm的宽度和大于132mm的长度。
13.一种用于制造微结构化的组件的方法，其具有以下步骤：
-提供掩模母版(7)和具有辐射敏感层的晶片(12)，
-借助于根据权利要求10或11所述的投射曝光系统(1)，将掩模母版(7)上的结构投射至晶片(12)上的辐射敏感层，
-显影所述晶片(12)上曝光的层。
14.通过根据权利要求13所述的方法制造的组件。
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