DE19822510A1 - Catadioptric projection lens with object plane and image plane - Google Patents

Catadioptric projection lens with object plane and image plane

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    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70225—Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements

Abstract

The sequence from the object plane (12) to the image plane (14) comprises a first lens group (G1) along a first optical axis (16a) with one or more refractive lens elements. A first, planar mirror (18) creates a second optical axis (16b) not parallel with the first axis. A beam-splitter (20) creating a third optical axis (16c) is parallel with the first optical axis. A second lens group (G2) with one or more refractive lens elements has a concave mirror (L22) along the third optical axis next to the beam-splitter and opposite the image plane. A third lens group (G3) has one or more refractive lens elements, along the third optical axis directly next to the image plane.

Description

Die Erfindung betrifft Projektionslinsen, insbesondere hochauflösende, ultraviolette Projektionslinsen für optische Projektionssysteme.The invention relates to projection lenses, in particular high-resolution, ultraviolet projection lenses for optical Projection systems.

Der Herstellungsprozeß bestimmter elektronischer Bauelemente wie beispielsweise integrierter Halbleiterschaltkreise, Flüssigkristallanzeigen und ähnlichem, erfordert die Anwendung von hochauflösenden optischen Projektionssystemen. In einem solchen System wird das Muster einer Photomaske oder Strich­ platte mit Licht aus einer Beleuchtungsquelle beleuchtet. Das durchtretende Licht wird auf ein Werkstück wie beispielsweise ein lichtempfindliches Substrat (z. B. einen mit Photolack beschichteten Siliziumwafer) durch Projektionslinsen abgebildet. Die ansteigenden Integrationsdichte von integrierten Schaltkreisen elektronischer Bauelemente verlangt von den optischen Projektionssystemen stetig eine höhere Auflösung. Um diesen Anspruch zu erreichen, ist es notwendig, in den optischen Projektionssystemen Projektionslinsen zu verwenden, die mit Licht kürzerer Wellenlänge arbeiten und/oder eine größere numerischen Apertur (NA) haben.The manufacturing process of certain electronic components such as integrated semiconductor circuits, Liquid crystal displays and the like require application of high-resolution optical projection systems. In one such system becomes the pattern of a photomask or line plate illuminated with light from an illumination source. The light passing through is applied to a workpiece such as a photosensitive substrate (e.g. one with photoresist coated silicon wafers) through projection lenses pictured. The increasing integration density of integrated circuits of electronic components of the optical projection systems steadily higher Resolution. To achieve this, it is necessary projection lenses in the optical projection systems use that work with light of shorter wavelength and / or have a larger numerical aperture (NA).

Verkürzen der Betriebswellenlänge des optischen Projektions­ sytems in den ultravioletten Bereich (UV) des elektro­ magnetischen Spektrums hat die Konsequenz, daß lediglich eine begrenzte Anzahl von optischen Materialien zur Anwendung verfügbar ist. Zum Beispiel sind bei Wellenlängen unter 300 Nanometer (nm) synthetisches Quarz und Flourid (Calicumfluorid) die einzigen Glasarten, die eine geeignete Übertragungs­ eigenschaft aufweisen. Leider liegt die Abbesche Zahl dieser Gläser nahe beieinander, so daß es schwierig ist, bei solchen Ausführungsformen von Linsen die diesen Glastyp anwenden, die unterschiedlichen Aberrationen, einschließlich der chromatischen Aberration der Projektionslinsen auszugleichen.Shorten the operating wavelength of the optical projection systems in the ultraviolet (UV) range of the electro magnetic spectrum has the consequence that only one limited number of optical materials to use is available. For example, at wavelengths below 300 Nanometer (nm) synthetic quartz and fluoride (calcium fluoride) the only types of glass that have an appropriate transmission have property. Unfortunately the Abbe number is this Glasses close together so that it is difficult with such Embodiments of lenses that use this type of glass, the different aberrations, including the to compensate for chromatic aberration of the projection lenses.

Im Gegensatz dazu haben reflektierende optische Systeme keine chromatische Aberration. Somit wurden mehrere Projektionslinsen vorgeschlagen, die reflektierende und lichtbrechende Linsen­ elemente (d. h. "katadioptrische" Linsen) haben. Einige der vorgeschlagenen hochauflösenden katadioptrischen Projektions­ linsen weisen einen in dem Strahlengang angeordneten Strahlen­ teiler zum Duplizieren auf und sind in der japanischen Patent­ anmeldung Kokoku No. Hei 7-117648, der japanischen Patent­ anmeldung Kokai No. Hei 5-88089, der japanischen Patent­ anmeldung Kokai No. Hei 3-282527, PTC/EP95/01719 und dem U.S. Patent 5,241,423 offenbart.In contrast, reflective optical systems have none Chromatic aberration. Thus, there were several projection lenses  suggested the reflective and refractive lenses elements (i.e., "catadioptric" lenses). Some of the proposed high-resolution catadioptric projection Lenses have a beam arranged in the beam path divider for duplication and are in the Japanese patent registration Kokoku No. Hei 7-117648, the Japanese patent registration Kokai No. Hei 5-88089, the Japanese patent registration Kokai No. Hei 3-282527, PTC / EP95 / 01719 and the U.S. Patent 5,241,423.

Die in den oben genannten Patentanmeldungen beschriebenen Projektionslinsen weisen optische Achsen mit Linsenelementen (in Strahlenrichtung gesehen) vor dem Strahlenteilerelement und (in Strahlenrichtung gesehen) nach dem Strahlenteilerelement auf, wobei diese Achsen nicht parallel zueinander sind. Die jüngsten Anforderungen nach einer höheren NA sowie einer größeren Feldgröße erfordern, daß die Lichtbrechungselemente und die Reflexionselemente vergrößert werden. Leider ist die Vergrößerung der Linsenelementen wegen der Schwerkraft­ deformationseffekte problematisch, die auftreten, wenn die Projektionslinsen im optischen Projektionssystem befestigt sind. Liegen die optischen Achsen der dem Strahlenteiler vor- bzw. nachgeschalteten Lichtbrechungselemente nicht parallel zueinander, so treten asymmetrische Deformationen in den Linsenelementen infolge der Schwerkraft auf. Diese Deformationen verursachen Aberrationen, die die Auflösung der Projektionslinsen unakzeptabel verringern. Leider sind diese Aberrationen derart, daß sie nicht einfach während der Herstellung beseitigt werden können.Those described in the above patent applications Projection lenses have optical axes with lens elements (seen in the beam direction) in front of the beam splitter element and (viewed in the beam direction) after the beam splitter element with these axes not parallel to each other. The recent requirements for a higher NA as well as a Larger field sizes require that the refractive elements and the reflection elements are enlarged. Unfortunately that is Magnification of the lens elements due to gravity problematic deformation effects that occur when the Projection lenses attached to the projection optical system are. Are the optical axes of the beam splitter or downstream light refraction elements are not parallel to each other, asymmetric deformations occur in the Lens elements due to gravity. This Deformations cause aberrations that affect the resolution of the Unacceptably reduce projection lenses. Unfortunately, these are Aberrations such that they are not easily Manufacturing can be eliminated.

Die Erfindung betrifft Projektionslinsen, insbesondere hochauflösende, ultraviolette Projektionslinsen für optische Projektionssysteme.The invention relates to projection lenses, in particular high-resolution, ultraviolet projection lenses for optical Projection systems.

Nach einem Aspekt der Erfindung wird eine katadioptrische Projektionslinsenanordnung mit einer Objektebene und einer Abbildungsebene geschaffen. Die Linsenanordnung weist, in der Reihenfolge von der Objektebene zu der Abbildungsebene hin, eine erste Linsengruppe mit einer oder mehreren Lichtbrechungs­ linsen auf, die entlang einer ersten optischen Achse angeordnet sind. Dahinter ist ein erster Spiegel angeordnet, der eine zweite optische Achse schafft, die nicht parallel zu der ersten optische Achse ist. Hinter dem ersten Spiegel ist ein Strahlen­ teiler entlang der zweiten Achse angeordnet. Der Strahlenteiler schafft eine dritte optische Achse, die parallel zu der ersten optischen Achse ist. Auf der Seite des Strahlenteilers gegenüber der Abbildungsebene ist entlang der dritten Achse eine zweite Linsengruppe mit einem oder mehreren Licht­ brechungslinsenelementen und einem konkaven Spiegel angeordnet. Ferner ist eine dritte Linsengruppe mit einer oder mehreren Lichtbrechungslinsenelementen entlang der dritten optischen Achse der Abbildungsebene unmittelbar benachbart angeordnet.According to one aspect of the invention, a catadioptric Projection lens arrangement with one object plane and one Mapping level created. The lens arrangement points in the Order from the object level to the imaging level,  a first lens group with one or more light refractions lenses arranged along a first optical axis are. A first mirror is arranged behind it, the one creates second optical axis that is not parallel to the first is optical axis. There is a radiance behind the first mirror arranged along the second axis. The beam splitter creates a third optical axis that is parallel to the first optical axis. On the side of the beam splitter opposite the imaging plane is along the third axis a second lens group with one or more light Refractive lens elements and a concave mirror arranged. There is also a third lens group with one or more Refractive lens elements along the third optical Axis of the imaging plane arranged immediately adjacent.

Nach einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Aperturstop zwischen dem Strahlenteiler und der dritten Linsengruppe angeordnet.According to another aspect of the invention is an aperture stop between the beam splitter and the third lens group arranged.

Ein Hauptvorteil dieser Konfiguration ist, daß dann, wenn die erste und die dritte optische Achse parallel zu der Richtung der Schwerkraft ausgerichtet sind, Aberrationen, die aufgrund von Deformationen der Linsenelemente infolge der Schwerkraft auftreten können, vermindert werden. Dies ermöglicht eine Ausführung mit einer hohen NA (z. B. 0,6 und darüber) und kurzer Wellenlänge (193 nm), um dadurch einen hohe Auflösung (z. B. 0,25 µm oder weniger) zu erreichen.A major advantage of this configuration is that when the first and third optical axes parallel to the direction gravity aligned, aberrations due to deformations of the lens elements due to gravity can occur can be reduced. This enables one Version with a high NA (e.g. 0.6 and above) and shorter Wavelength (193 nm) in order to achieve a high resolution (e.g. 0.25 µm or less).

Fig. 1 stellt ein schematisches optisches Diagramm einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung dar; Fig. 1 illustrates a schematic optical diagram of a first embodiment according to illustrate the invention;

Fig. 2a-2c sind Diagramme der transversalen Aberration für fünf Wellenlängen und drei Abbildungshöhen der ersten Ausführungs­ form; Figures 2a-2c are transverse aberration charts for five wavelengths and three imaging heights of the first embodiment;

Fig. 3 stellt ein schematisches optisches Diagramm einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung dar; und Fig. 3 is a schematic optical diagram of a second embodiment according to illustrate the invention; and

Fig. 4a-4c sind Diagramme der transversalen Aberration für fünf Wellenlängen und drei Abbildungshöhen der zweiten Ausführungs­ form;
Die Erfindung betrifft Projektionslinsen, insbesondere hochauf­ lösende, ultraviolette Projektionslinsen für optische Projektionssysteme. Die Projektionslinsen gemäß der Erfindung sind derart gestaltet, daß Schwerkraftdeformationen der Linsen­ elemente, welche Aberrationen verursachen, die nicht einfach während des Herstellungsprozeßes korrigiert werden können, vermindert werden. Um dies zu erreichen weist die Projektions­ linse gemäß der Erfindung eine Mehrzahl von Lichtbrechungs­ linsenelementen auf, die in drei Gruppen angeordnet sind. Eine dieser Gruppen weist mindestens einen konkaven Spiegel auf. Außerdem sind die durch die Lichtbrechungslinsenelemente verlaufenden optischen Achsen zueinander parallel. Diese Konfiguration ermöglicht, daß die Richtung der Schwerkraft für jede Linsengruppe gleich ist. Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung weist eine schmalbandige Projektionslinse auf, die Quarz und/oder Calciumfluorid-Lichtbrechungslinsen­ elemente verwendt und eine Hochauflösung, wie beispielsweise Sub-Viertel-Mikrometer, und eine hohe NA, wie beispielsweise 0,6 und größer, hat. FIGS. 4a-4c are diagrams showing the transverse aberration for five wavelengths and three image heights of the second embodiment;
The invention relates to projection lenses, in particular high-resolution, ultraviolet projection lenses for optical projection systems. The projection lenses according to the invention are designed in such a way that elements of gravity which cause aberrations that cannot easily be corrected during the manufacturing process are reduced. To achieve this, the projection lens according to the invention has a plurality of light refractive lens elements which are arranged in three groups. One of these groups has at least one concave mirror. In addition, the optical axes passing through the refractive lens elements are parallel to each other. This configuration enables the direction of gravity to be the same for each lens group. A preferred embodiment according to the invention has a narrow-band projection lens that uses quartz and / or calcium fluoride refractive lens elements and has a high resolution, such as sub-quarter micrometer, and a high NA, such as 0.6 and larger.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Streifenplatte in einem Streifenplattenhalter zum Halten der Streifenplatte an oder nahe an die Objektebene der Projektions­ linse gemäß der Erfindung angeordnet. Außerdem ist ein Werk­ stück (z. B. ein mit Photolack beschichteter Siliziumwafer) in einem Werkstückhalter zum Halten des Werkstücks an oder nahe an die Abbildungsebene der Projektionslinse angeordnet. Gemäß der Erfindung sind die Objektebene und die Abbildungsebene im wesentlichen parallel zueinander. Die Streifenplatte und der Wafer werden dann in parallelen Ebenen gescannt (typischerweise in der Objektivebene bzw. der Abbildungsebene), die im rechten Winkel zu den optischen Achsen der Linsengruppe dem Strahlen­ teiler vor- bzw. nachgeschaltet angeordnet sind. According to a preferred embodiment of the invention, a Strip plate in a strip plate holder for holding the Strip plate at or close to the object plane of the projection lens arranged according to the invention. It is also a work piece (e.g. a silicon wafer coated with photoresist) in a workpiece holder for holding the workpiece at or close to arranged the imaging plane of the projection lens. According to the Invention are the object level and the imaging level in the essentially parallel to each other. The strip plate and the Wafers are then scanned in parallel planes (typically in the lens plane or the imaging plane) that in the right Angle to the optical axes of the lens group the rays dividers are arranged upstream or downstream.  

Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 3, die die repräsentative katadioptrische Projektionslinse 10 bzw. 20 zeigen, weist die katadioptrische Projektionslinse gemäß der Erfindung, in der Reihenfolge von der Objektebene 12 zu der Abbildungsebene 14 hin entlang der optischen Achsen 16a-16c, eine erste Linsen­ gruppe G1, einen planen Spiegel 18, einen Strahlenteiler 20, eine zweite Linsengruppe G2 mit einem konkaven Spiegel L22, der in dem optischen Weg R des von dem Strahlenteiler in Richtung entgegen der Abbildungsebene 14 reflektierten Lichtstrahlen­ bündels angeordnet ist, und eine dritte Linsengruppe G3 auf, die im optischen Weg T direkt angrenzend an den Strahlenteiler 20 auf der Seite der Abbildungsebene angeordnet ist.Referring to FIGS. 1 and 3, showing the representative catadioptric projection lens 10 and 20, the catadioptric projection lens according to the invention, in order from the object plane 12 to the imaging plane 14 back a- along the optical axis 16 16 c, a first lens group G1, a plane mirror 18 , a beam splitter 20 , a second lens group G2 with a concave mirror L22, which is arranged in the optical path R of the light beams reflected by the beam splitter in the direction opposite to the imaging plane 14 , and a third Lens group G3, which is arranged in the optical path T directly adjacent to the beam splitter 20 on the side of the imaging plane.

Die entlang der optischen Achse 16a angeordnete Linsengruppe G1 weist ein negatives Meniskuslinsenelement L11 mit einer konkaven Oberfläche auf der Objektseite, ein bikonvexes Linsen­ element L12, ein bikonvexes Linsenelement L13, ein bikonkaves Linsenelement L14, ein bikonvexes Linsenelement L15, ein negatives Meniskuslinsenelement L16 mit einer konkaven Oberfläche auf der Objektseite, ein positives Meniskuslinsen­ element L17 mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite, ein bikonvexes Linsenelement L18, ein positives Meniskuslinsen­ element L19 mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite, ein negatives Meniskuslinsenelement L110 mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite und ein positives Meniskus­ linsenelement L111 mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite auf.Along the optical axis 16 a arranged lens group G1 includes a negative meniscus lens element L11 having a concave surface on the object side, a biconvex lens element L12, a biconvex lens element L13, a biconcave lens element L14, a biconvex lens element L15, a negative meniscus lens element L16 having a concave surface on the object side, a positive meniscus lens element L17 with a convex surface on the object side, a biconvex lens element L18, a positive meniscus lens element L19 with a convex surface on the object side, a negative meniscus lens element L110 with a convex surface on the object side and a positive meniscus lens element L111 with a convex surface on the object side.

Die entlang der optischen Achse 16c angeordnete Linsengruppe G2 weist ein negatives Meniskuslinsenelement L21 mit einer konkaven Oberfläche auf der Objektseite und einen konkaven Spiegel L22 auf.The c disposed along the optical axis 16 lens group G2 includes a negative meniscus lens element L21 having a concave surface on the object side and a concave mirror L22.

Die entlang der optischen Achse 16c angeordnete Linsengruppe G3 weist ein positives Meniskuslinsenelement L31 mit einer konkaven Oberfläche auf der Objektseite, ein bikonkaves Linsen­ element L32, ein bikonvexes Linsenelement L33, ein bikonvexes Linsenelement L34, ein positives Meniskuslinsenelement L35 mit Linsenelement L34, ein positives Meniskuslinsenelement L35 mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite, ein bikonkaves Linsenelement L36, ein bikonvexes Linsenelement L37 und ein positives Meniskuslinsenelement L38 mit einer konvexen Oberfläche auf der Objektseite. Ein Aperturstop AS ist zwischen den Linsengruppen G2 und G3 oder in der Linsengruppe G3 angeordnet.Along the optical axis 16 c disposed lens group G3 includes a positive meniscus lens element L31 having a concave surface on the object side, a biconcave lens element L32, a biconvex lens element L33, a biconvex lens element L34, a positive meniscus lens element L35 with lens element L34, a positive meniscus lens element L35 with a convex surface on the object side, a biconcave lens element L36, a biconvex lens element L37 and a positive meniscus lens element L38 with a convex surface on the object side. An aperture stop AS is arranged between the lens groups G2 and G3 or in the lens group G3.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Strahlenteiler 20 an der Schnittstelle zweier rechtwinkligen Prismen gebildet. Diese Ausführung verhindert Koma- und Astigmatismusfehler, die die Anwendung eines Plattentyp- Strahlenteilers begleiten. Der Strahlenteiler 20 kann ein Plattentyp, ein Prismentyp, ein polarisierter Plattentyp oder ein polarisierter Prismentyp sein.According to a preferred embodiment of the invention, the beam splitter 20 is formed at the intersection of two right-angled prisms. This design prevents coma and astigmatism errors that accompany the use of a plate type beam splitter. The beam splitter 20 can be a plate type, a prism type, a polarized plate type or a polarized prism type.

Die Linsengruppe G1 nach der bevorzugten Ausführungsform erfüllt die Bedingung
The lens group G1 according to the preferred embodiment fulfills the condition

-1 < 1/β1 < 1 (1)
-1 <1 / β 1 <1 (1)

wobei β1 die Vergrößerung der Linsengruppe G1 ist. Wenn der Ausdruck 1/β1 die obere Grenze der Bedingung (1) übersteigt, ist es schwierig, den Spiegel 18 zum Reflektieren des Strahlen­ gangs und den Strahlenteiler 20 anzuordnen. Wenn der Ausdruck 1/β1 unter die untere Grenze der Bedingung (1) fällt, wird die Projektionslinse 10 vergrößert und die Korrektur der off-axis- Aberration (der optischen Achse) wird schwierig. In der bevorzugten Ausführungsform liegt die untere Grenze der Bedingung (1) bei 0 oder sogar 0,4 und die obere Grenze bei 0,7.where β 1 is the enlargement of the lens group G1. If the expression 1 / β 1 exceeds the upper limit of condition (1), it is difficult to arrange the mirror 18 for reflecting the beam and the beam splitter 20 . If the expression 1 / β 1 falls below the lower limit of condition (1), the projection lens 10 is enlarged and the correction of the off-axis aberration (the optical axis) becomes difficult. In the preferred embodiment, the lower limit of condition (1) is 0 or even 0.4 and the upper limit is 0.7.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, ist der Aperturstop AS in seiner Größe variabel, wodurch die Einstellung der Auflösung und der Brennpunkttiefe ermöglicht wird. Ebenso kann durch die abbildungsseitig telezentrische Gestaltung der Projektionslinsenanordnung die Verzeichnung (d. h. Abbildungsplazierungsfehler) als Funktion der Defokusierung vernachlässigt werden. Um übermäßige Licht­ absorption und Zerstreuung zu vermeiden, wird ferner nach einer bevorzugten Ausführungsform ein Polarisationsstrahlenteiler 20 in Kombination mit einer 1/4-Wellenplatte angewendet, die zwischen dem Strahlenteiler 20 (der in diesem Fall ein Polarisationsstrahlenteiler ist) und dem konkaven Spiegel angeordnet ist.According to a preferred embodiment of the invention, the aperture stop AS is variable in size, which enables the resolution and the depth of focus to be set. Likewise, the distortion (ie image placement error) as a function of the defocusing can be neglected by the imaging-side telecentric design of the projection lens arrangement. In order to avoid excessive light absorption and scattering, according to a preferred embodiment, a polarization beam splitter 20 is also used in combination with a 1/4 wave plate, which is arranged between the beam splitter 20 (which in this case is a polarization beam splitter) and the concave mirror.

Beispiele 1 und 2 entsprechend der Projektionslinsen 10 bzw. 20 sind in den nachfolgenden Tabelle 1 bzw. 2 und den Fig. 1 bzw. 3 mit ihren entsprechenden Aberrationsdiagrammen (Fig. 2a-c bzw. 4a-c) ausgegeben. In den Aberrationsdiagrammen entsprechen die unterschiedlichen Strichtypen fünf unterschiedlichen Wellenlängen von 192,295 nm bis 193,305 nm. Die hier angegebenen Beispiele sind Reduktions-Projektions­ linsen, die zum Drucken verwendet werden, indem die Streifen­ platte (nicht gezeigt) in der Objektebene 12 gescannt wird, während gleichzeitig ein Wafer (nicht gezeigt) in der Abbildungsebene 14 gescannt wird, wie oben erläutert (siehe Fig. 1 oder Fig. 3). Die Scanngeschwindigkeit der Streifenplatte und die des Wafer sind auf der Basis des Reduktionsmaßes synchronisiert. Der "Belichtungsbereich" in den Tabellen 1 und 2 ist die Feldgröße in der Streifenplattenebene. Der Belichtungsbereich in den Beispielen 1 und 2 ist ein recht­ winkliger Spalt mit einer langen Seite der Abmessung "a" in Richtung senkrecht zur Scannrichtung und einer kurzen Seite "b" entlang der Scannrichtung. Der Belichtungsbereich ist auf der optischen Achse 16a zentriert. Der Spiegel 18 und Strahlen­ teiler 20 brechen den optischen Weg um jeweils 90 Grad, so daß die optische Achse 16a und die optische Achse 16c zueinander parallel sind. Ebenso ist der Aperturstop AS zwischen dem Strahlenteiler 20 und der Linsengruppe G3 angeordnet.Examples 1 and 2 corresponding to the projection lenses 10 and 20 are given in the following tables 1 and 2 and FIGS. 1 and 3 with their corresponding aberration diagrams ( FIGS. 2a-c and 4a-c). In the aberration diagrams, the different line types correspond to five different wavelengths from 192.295 nm to 193.305 nm. The examples given here are reduction projection lenses that are used for printing by scanning the strip plate (not shown) in the object plane 12 while simultaneously a wafer (not shown) is scanned in the imaging plane 14 as explained above (see FIG. 1 or FIG. 3). The scanning speed of the strip plate and that of the wafer are synchronized based on the reduction measure. The "exposure area" in Tables 1 and 2 is the field size in the stripe plate plane. The exposure area in Examples 1 and 2 is a rather angular slit with a long side of dimension "a" in the direction perpendicular to the scanning direction and a short side "b" along the scanning direction. The exposure area is centered on the optical axis 16 a. The mirror 18 and beam splitter 20 break the optical path by 90 degrees, so that the optical axis 16 a and the optical axis 16 c are parallel to each other. Likewise, the aperture stop AS is arranged between the beam splitter 20 and the lens group G3.

In den Tabellen 1 und 2 ist "S" die Oberflächennummer, "r" ist der Krümmungsradius, der positiv ist, wenn die Linsenoberfläche dem Krümmungszentrum relativ zu dem einfallenden Licht vorgeht (das Vorzeichen des Krümmungsradius kehrt sich bei jeder Reflektion um), "d" ist der Abstand zwischen benachbarten Oberflächen (dessen Vorzeichen sich bei jeder Reflexion umkehrt), "Glastyp" ist der Typ des Glases des jeweiligen Linsenelements und "Linsengruppe" identifiziert die Linsen­ gruppe, zu der die jeweiligen Linsenelemente gehören. Ebenso haben die Beispiele 1 und 2 eine Mehrzahl von Linsen, die wie oben beschrieben konfiguriert sind und einen Plattentyp­ strahlenteiler. Ein Prismentyp-Strahlenteiler kann ebenso angewendet werden.In Tables 1 and 2, "S" is the surface number, "r" is the radius of curvature, which is positive when the lens surface the center of curvature proceeds relative to the incident light (the sign of the radius of curvature is reversed for everyone Reflection around), "d" is the distance between neighboring ones  Surfaces (the sign of which changes with every reflection reverses), "glass type" is the type of glass of each Lens element and "lens group" identifies the lenses group to which the respective lens elements belong. As well Examples 1 and 2 have a plurality of lenses that like are configured above and a plate type beam splitter. A prism type beam splitter can also be applied.

Tabelle 1 Table 1

Tabelle 2 Table 2

Wie aus den Aberrationsdiagrammen nach Fig. 2a-c und 4a-c ersichtlich, haben die Beispiele 1 und 2 ausgezeichnete Abbildungsleistung.As can be seen from the aberration diagrams of Figs. 2a-c and 4a-c, Examples 1 and 2 have excellent imaging performance.

Claims (20)

1. Katadioptrische Projektionslinse mit einer Objektebene (12) und einer Abbildungebene (14), welche in der Reihenfolge von der Objektebene (12) zu der Abbildungebene (14) hin
eine erste entlang einer ersten optischen Achse (16a) angeordnete Linsengruppe (G1) mit einem oder mehreren strahlenbrechenden Linsenelementen;
einen ersten Spiegel (18), der eine zweite optische Achse (16b) schafft, die nicht parallel zu der ersten Achse ist;
einen entlang der zweiten optischen Achse (16b) angeordneten Strahlenteiler (20), der eine dritte optische Achse (16c) schafft, die parallel zu der ersten optischen Achse (16a) ist;
eine zweite Linsengruppe (G2) mit einem oder mehreren strahlenbrechenden Linsenelementen und einem konkaven Spiegel (L22), die entlang der dritten optischen Achse (16c) an den Strahlenteiler (20) angrenzend und der Abbildungsebene (14) gegenüberliegend angeordnet ist; und
eine dritte Linsengruppe (G3) mit einer oder mehreren strahlenbrechenden Linsenelementen aufweist, die entlang der dritten optischen Achse (16c) unmittelbar angrenzend an die Abbildungsebene (14) angeordnet ist.1. Catadioptric projection lens with an object plane ( 12 ) and an imaging plane ( 14 ), which in the order from the object plane ( 12 ) to the imaging plane ( 14 )
a first lens group (G1) arranged along a first optical axis ( 16 a) with one or more radiation-refractive lens elements;
a first mirror ( 18 ) that creates a second optical axis ( 16 b) that is not parallel to the first axis;
a beam splitter ( 20 ) arranged along the second optical axis ( 16 b), which creates a third optical axis ( 16 c) which is parallel to the first optical axis ( 16 a);
a second lens group (G2) with one or more refractive lens elements and a concave mirror (L22), which is arranged along the third optical axis ( 16 c) adjacent to the beam splitter ( 20 ) and opposite to the imaging plane ( 14 ); and
has a third lens group (G3) with one or more refractive lens elements, which is arranged along the third optical axis ( 16 c) immediately adjacent to the imaging plane ( 14 ). 2. Katadioptrische Projektionlinse nach Anspruch 1, bei der der erste Spiegel (18) planar ist.2. A catadioptric projection lens according to claim 1, wherein the first mirror ( 18 ) is planar. 3. Katadioptrische Projektionlinse nach Anspruch 1, bei der der Strahlenteiler (20) Plattentyp, Prismentyp, polarisierter Plattentyp oder polarisierter Prismentyp ist.The catadioptric projection lens according to claim 1, wherein the beam splitter ( 20 ) is plate type, prism type, polarized plate type or polarized prism type. 4. Katadioptrische Projektionlinse nach Anspruch 1, bei der die erste Linsengruppe (G1) eine Vergrößerung β1 hat und diese der Bedingung -1 < 1/β1 < 1 entspricht.4. Catadioptric projection lens according to claim 1, wherein the first lens group (G1) has a magnification β 1 and this corresponds to the condition -1 <1 / β 1 <1. 5. Katadioptrische Projektionlinse nach Anspruch 1, die ferner einen Aperturstop (AS) aufweist, der zwischen der dritten Linsengruppe (G3) und dem Strahlenteiler (20) angeordnet ist. 5. Catadioptric projection lens according to claim 1, further comprising an aperture stop (AS), which is arranged between the third lens group (G3) and the beam splitter ( 20 ). 6. Katadioptrische Projektionlinse nach Anspruch 1, bei der die strahlenbrechenden Linsenelementen aus einem Material ausgewählt aus der Gruppe von Materialien hergestellt sind, die Quarz und Calciumflourid enthält.6. A catadioptric projection lens according to claim 1, wherein the refractive lens elements made of one material selected from the group of materials that are manufactured Contains quartz and calcium fluoride. 7. Katadioptrische Projektionlinse nach Anspruch l, bei der der Strahlenteiler (20) ein Polarisationsstrahlenteiler ist, wobei die Katadioptrische Projektionlinse eine 1/4 Wellenplatte zwischen dem Strahlenteiler (20) und dem konkaven Spiegel (L22) aufweist.The catadioptric projection lens of claim 1, wherein the beam splitter ( 20 ) is a polarization beam splitter, the catadioptric projection lens having a 1/4 wave plate between the beam splitter ( 20 ) and the concave mirror (L22). 8. Katadioptrische Projektionlinse nach Anspruch 1 mit einer optimalen Aberrationskorrektur bei einer mittleren Wellenlänge von 193 nm und einer Bandbreite von 5 pm um die mittlere Wellenlänge.8. Catadioptric projection lens according to claim 1 with a optimal aberration correction at a medium wavelength of 193 nm and a bandwidth of 5 pm around the middle Wavelength. 9. Katadioptrische Projektionlinse mit Elementen und Charakteristiken nach Tabelle 1.9. Catadioptric projection lens with elements and Characteristics according to table 1. 10. Katadioptrische Projektionlinse mit Elementen und Charakteristiken nach Tabelle 2.10. Catadioptric projection lens with elements and Characteristics according to table 2. 11. Optisches Projektionssystem mit
Projektionslinsen nach Anspruch 1, die derart angeordnet sind, daß die erste (16a) und die dritte Achse (16c) parallel zu der Richtung der Schwerkraft sind;
einem Streifenplattenhalter, der eine Streifenplatte an oder nahe an die Objetivebene (12) hält;
einer Beleuchtungsquelle, die angrenzend an den Streifen­ plattenhalter und gegenüber den Projektionslinsen angeordnet ist; und
einem Werkstückhalter zum Halten eines Werkstücks an oder nahe an die Abbildungsebene (14) der Projektionslinsen, wobei der Werkstückhalter angrenzend an die Abbildungsebene (14) der Projektionslinsen angeordnet ist.11. Optical projection system with
Projection lenses according to claim 1, which are arranged such that the first ( 16 a) and the third axis ( 16 c) are parallel to the direction of gravity;
a strip plate holder that holds a strip plate at or near the lens plane ( 12 );
an illumination source, which is arranged adjacent to the strip plate holder and opposite the projection lenses; and
a workpiece holder for holding a workpiece at or close to the imaging plane ( 14 ) of the projection lenses, the workpiece holder being arranged adjacent to the imaging plane ( 14 ) of the projection lenses. 12. Katadioptrisches optisches Projektionssystem mit
einer Mehrzahl von Linsen;
mindestens einem konkaven Spiegel (L22), der eine reduzierte Abbildung einer ersten Oberfläche auf einer zweiten Oberfläche bildet; und
jede der Mehrzahl von Linsen eine optische Achse hat, wobei die optischen Achsen zueinander parallel sind.12. Catadioptric optical projection system with
a plurality of lenses;
at least one concave mirror (L22) that forms a reduced image of a first surface on a second surface; and
each of the plurality of lenses has an optical axis, the optical axes being parallel to each other. 13. Katadioptrisches optisches Projektionssystem nach Anspruch 12, das ferner mindestens zwei Ablenkungsoberflächen aufweist.13. Catadioptric optical projection system according to claim 12, which further has at least two deflection surfaces. 14. Katadioptrisches optisches Projektionssystem nach Anspruch 12 oder 13, bei dem der mindestens eine konkave Spiegel (L22) eine optische Achse hat, die Mehrzahl der Projektionslinsen und der konkave Spiegel (L22) derart angeordnet sind, daß die optischen Achsen der Mehrzahl von Projektionslinsen und die optische Achse des konkaven Spiegels (L22) alle parallel zu der Richtung der Schwerkraft sind.14. Catadioptric optical projection system according to claim 12 or 13, in which the at least one concave mirror (L22) has an optical axis, the majority of the projection lenses and the concave mirror (L22) are arranged such that the optical axes of the plurality of projection lenses and the optical axis of the concave mirror (L22) all parallel to the Direction of gravity. 15. Katadioptrisches optisches Projektionssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem alle in den katadioptrischen optischen Projektionssystem enthaltenen optischen Elemente zwischen einer ersten Ebene, die die erste Oberfläche aufweist, und einer zweiten Ebene, die die zweite Oberfläche aufweist, angeordnet sind.15. Catadioptric optical projection system according to one of the Claims 12 to 14, in which all in the catadioptric optical projection system contained optical elements between a first plane that has the first surface, and a second plane that has the second surface, are arranged. 16. Katadioptrisches optisches Projektionssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 15, das in der Reihenfolge entsprechend dem Strahlengang ausgehend von der ersten Oberfläche
ein erstes optisches System;
einen planen Spiegel (18);
einen Strahlenteiler (20) mit einem optischen Reflexions­ weg und einem optischen Übertragungsweg;
ein zweites optisches System, das in dem optischen Reflexionsweg oder dem optischen Übertragungsweg angeordnet ist; und
ein drittes optisches System aufweist, das in dem optischen Weg auf der dem optischen Reflexionsweg gegenüberliegenden Seite des Strahlenteilers (20) angeordnet ist;
wobei das zweite optische System den mindestens einen konkaven Spiegel (L22) aufweist.16. Catadioptric optical projection system according to one of claims 12 to 15, which in the order corresponding to the beam path starting from the first surface
a first optical system;
a flat mirror ( 18 );
a beam splitter ( 20 ) with an optical reflection path and an optical transmission path;
a second optical system disposed in the reflection optical path or the optical transmission path; and
has a third optical system arranged in the optical path on the side of the beam splitter ( 20 ) opposite the optical reflection path;
wherein the second optical system has the at least one concave mirror (L22). 17. Katadioptrisches optisches Projektionssystem nach Anspruch 16, das ferner ein Paar rechtwinkliger Prismen mit einer Haftungsoberfläche aufweist, wobei der Strahlenteiler (20) auf der Haftungsoberfläche gebildet ist.17. The catadioptric projection optical system of claim 16, further comprising a pair of right-angled prisms having an adhesive surface, the beam splitter ( 20 ) being formed on the adhesive surface. 18. Katadioptrisches optisches Projektionssystem nach Anspruch 17, bei dem das erste optische System eine positive Brechungs- Leistung und Abbildungsvergrößerung hat, die die Bedingung -1 < 1/β1 < 1 erfüllt.18. The catadioptric projection optical system according to claim 17, wherein the first optical system has a positive refractive power and magnification that satisfies the condition -1 <1 / β 1 <1. 19. Katadioptrisches optisches Projektionssystem nach Anspruch 16, ferner mit einem variablen Aperturstop (AS), der entweder zwischen dem Strahlenteiler (20) und dem dritten optischen System oder innerhalb des dritten optischen Systems angeordnet ist, wobei der variable Aperturstop (AS) telezentrisch zu der zweiten Oberfläche ist.19. The catadioptric projection optical system of claim 16, further comprising a variable aperture stop (AS) disposed either between the beam splitter ( 20 ) and the third optical system or within the third optical system, the variable aperture stop (AS) being telecentric to the second surface is. 20. Katadioptrisches optisches Projektionssystem nach Anspruch 16, bei dem der Strahlenteiler (20) ein Polarisations­ strahlenteiler ist und das katadioptrische optische Projektionssystem einen 1/4 Wellenlängenplatte zwischen dem Polarisationsstrahlenteiler und dem konkaven Spiegel (L22) hat.20. The catadioptric optical projection system according to claim 16, wherein the beam splitter ( 20 ) is a polarization beam splitter and the catadioptric optical projection system has a 1/4 wavelength plate between the polarization beam splitter and the concave mirror (L22).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1227354A2 (en) * 2001-01-24 2002-07-31 Carl Zeiss Semiconductor Manufacturing Technologies Ag Catadioptric reduction objective
US7869122B2 (en) 2004-01-14 2011-01-11 Carl Zeiss Smt Ag Catadioptric projection objective
US8199400B2 (en) 2004-01-14 2012-06-12 Carl Zeiss Smt Gmbh Catadioptric projection objective
US8913316B2 (en) 2004-05-17 2014-12-16 Carl Zeiss Smt Gmbh Catadioptric projection objective with intermediate images

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1227354A2 (en) * 2001-01-24 2002-07-31 Carl Zeiss Semiconductor Manufacturing Technologies Ag Catadioptric reduction objective
DE10104177A1 (en) * 2001-01-24 2002-08-01 Zeiss Carl Catadioptric reduction lens
EP1227354A3 (en) * 2001-01-24 2003-09-17 Carl Zeiss Semiconductor Manufacturing Technologies Ag Catadioptric reduction objective
US6765729B2 (en) 2001-01-24 2004-07-20 Carl Zeiss Smt Ag Catadioptric reduction lens
US8355201B2 (en) 2004-01-14 2013-01-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Catadioptric projection objective
US8416490B2 (en) 2004-01-14 2013-04-09 Carl Zeiss Smt Gmbh Catadioptric projection objective
US8208198B2 (en) 2004-01-14 2012-06-26 Carl Zeiss Smt Gmbh Catadioptric projection objective
US8208199B2 (en) 2004-01-14 2012-06-26 Carl Zeiss Smt Gmbh Catadioptric projection objective
US8289619B2 (en) 2004-01-14 2012-10-16 Carl Zeiss Smt Gmbh Catadioptric projection objective
US8339701B2 (en) 2004-01-14 2012-12-25 Carl Zeiss Smt Gmbh Catadioptric projection objective
US7869122B2 (en) 2004-01-14 2011-01-11 Carl Zeiss Smt Ag Catadioptric projection objective
US8199400B2 (en) 2004-01-14 2012-06-12 Carl Zeiss Smt Gmbh Catadioptric projection objective
US8730572B2 (en) 2004-01-14 2014-05-20 Carl Zeiss Smt Gmbh Catadioptric projection objective
US8804234B2 (en) 2004-01-14 2014-08-12 Carl Zeiss Smt Gmbh Catadioptric projection objective including an aspherized plate
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